基于模糊控制技術的中央空調主機群控和泵組優選應用

姜博，騫志彥

（匯通華城樓宇科技（上海）有限公司，上海 200000）

基于模糊控制技術的中央空調主機群控和泵組優選應用

姜博，騫志彥

（匯通華城樓宇科技（上海）有限公司，上海 200000）

本文分析了工廠中央空調系統的工作原理，冷水機組的COP曲線，水泵泵組的效率曲線，以模糊控制技術為核心，結合計算機技術、系統集成技術、變頻調速技術，實現整個這樣空調系統節能目標。

模糊控制；主機群控；泵組優選；節能

1 中央空調負荷分析及工作原理

中央空調系統是工廠必備的重要基礎設施之一，約占總能耗40%～50%，中央空調系統是根據最大用冷負荷，并保留一定余量來設計的，但在實際使用的過程中，負荷都是動態變化的，因此具有很大的節能空間。

中央空調系統主要工作原理如下：主機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態后送蒸發器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍泵將冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中，由風機吹送達到降溫的目的。經蒸發后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量成氣態，冷卻泵將冷卻水送到冷卻塔上由塔風機噴淋冷卻，將熱量散發到大氣中去。

2 基于主機效率負荷的群控技術

COP（COP=制冷量/耗電量）是用來衡量空調主機工作效率的一個重要參數，注意表征輸入電量能夠輸出冷量的能力，在不同負荷情況下COP的值并不相同，如圖1所示。在使用過程中，主機的實際COP曲線都會與出廠時有所偏差，要精準繪制每臺主機的COP曲線，需要在管路上設置大量的傳感器，如水溫傳感器、流量傳感器等，并為每臺主機安裝電能表。

當空調末端負荷發生變化時，空調系統供回水溫度、流量等參數亦隨之變化，各傳感器將這些參數送至模糊控制器，繪制實際COP曲線，選擇最優開機組合，實現基于主機效率負荷的群控，如圖2所示。

圖1 冷水機組COP典型曲線

3 基于輸送能耗最低的泵組優選技術

針對多臺并聯方式的泵組，以輸送能耗最低為目標，根據所輸送流量的變化，以及泵組構成及每個水泵效率特性，利用模糊控制技術所建立的泵組優選控制模型，可以得到滿足揚程要求的運行水泵臺數及其運行頻率方案，從而實現整個泵組的最佳節能。

圖2 機組最佳效率群控原理圖

圖3 并聯泵組的能耗曲線分析圖

泵組優選控制的基本原則：第一，保證末端流量和揚程的需求；第二，多臺變頻水泵運行時，必須同頻率運行，即同頻率升高，同頻率降低；第三，避免水泵頻繁啟停，但也要避免水泵長時間在大流量、高頻率的低效率的狀態下運行；第四，根據并聯水泵的效率特性，選擇適當的流量變化范圍，即水泵的工作頻率范圍，確保水泵的實際工作點處于水泵的高效區間；第五，增減水泵的控制策略，當流量增大到運行泵上限頻率時，經計算若再增開一臺泵后的經濟性更好，則增開一臺泵，否則保持現狀不變，當流量減小至運行泵達到的下限頻率時，經計算若減開一臺泵后的經濟性更好，則停止一臺水泵，否則保持現狀不變，如圖3所示。

4 結束語

利用模糊控制技術，通過傳感器和電能表采集的數據，分析冷水機組的實際COP曲線和組合，尋找效率最高的主機開機組合，實現冷量最大能耗最低總效率最高的主機群控；分析各并聯泵組的效率曲線，尋找總輸送能耗最低的水泵開機組合，實現總輸送能耗最低總效率最高的泵組優選，并實現良好的節能效果。

［1］ 李玉街，蔡小兵，郭林. 中央空調系統模糊控制節能技術及應用［M］. 北京：中國建筑工業出版社，2009：6～9.

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（P-05）

Central air-conditioning host group control and pump group preferred application based on fuzzy control technology

TU831

1009-797X（2015）22-0137-02

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.054

姜博（1982-），女，碩士學歷，研究方向為中央空調節能系統應用。

2015-09-26