基于模糊控制的中央空調節能管理系統在醫院中的應用

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摘 要：近年來，我國醫院發展速度逐漸加快，醫院良好形象樹立離不開模糊控制中央空調節能管理系統的有效應用，該系統不僅會節約能源，而且還會優化醫院治療效果，提高患者接受治療滿意度。本文首先對模糊控制進行了理論介紹，然后分析了中央空調節能管理系統，最后探究了這一系統在醫院中的應用。

關鍵詞：模糊控制 中央空調 節能管理系統 醫院

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（b）-0079-02

現如今，我國在結合社會發展實際以及能源應用現狀的基礎上提出了能源節約戰略，為了提高能源利用率，避免能源過度浪費，醫院工作過程中應用模糊控制中央空調節能管理系統，有利于降低醫院運行成本，有利于提高醫院競爭實力。本文展開此方面的分析具有迫切性和重要性。

1 模糊控制基本介紹

模糊控制技術出現的時間較晚，它主要借助智能優勢完成自動控制工作，適用于非線性系統、繁瑣系統以及控制變性系統，該技術應用的理論基礎為模糊語言變量、非清晰邏輯和集合論，目前，具有良好的應用效果，并且節能優勢顯著。模糊控制未應用之前，中央空調系統常由定流量掌控法構成和應用，根據實際需要有效調節水溫即可，這種方法在應用的過程中具有操作便捷這一方面的優勢，但應用不足也同樣存在，具體問題表現如下：（1）運行期間會出現負荷多次變動這一現象，這在一定程度上會使系統出現運行故障，空調整體工作效果在參量變動的影響下逐漸弱化，進而熱轉化功能作用會隨之下降，系統會消耗大量能源。（2）負荷頻繁變化過程中，系統仍在規劃狀態下開啟工作模式，不會適時調節冷媒流量，此時能耗量較多，能源浪費嚴重。（3）大功率水泵的無限制應用，在限定狀態下快速運行，這不僅會破壞機械設備的完整性，而且還會增加設備運行故障，進而導致設備使用周期縮短[1]。

中央空調系統運行期間涉及的裝置較多，主要有制冷機組冷凝器、冷卻劑、末端裝置、冷凍水、冷卻裝置、制冷劑、制冷機組蒸發器，并且系統運行過程較繁瑣，影響系統有序運行的因素較多。除了上述涉及的裝置因素之外，還包括大惰性、長時性、多變性，并且系統結構受多參量影響較大，系統結構較多變、參量間作用明顯，并且參量影響顯著。正常來講，冷卻水循環時間在13～26min，冷凍空間中安裝多種傳感器，一旦有負荷變動現象發生，系統信號并不能及時顯示變化情況，應用以往系統對其進行跟蹤式控制，所得達到的控制誤差也會相應增大。之所以會出現這種現象，主要是因為該系統基于單參量、簡便化的邏輯運算來運行，并且系統穩定性較差，控制效果在短時間內達不到預期。

模糊控制在空調系統中的適用性較強，并且能夠實現良好的控制效果，其中模糊規則主要以實踐經驗為依據展開分析和判斷，對于復雜問題，常以專家決策的方式予以處理。空調系統在模糊控制的作用下，需要全面監測控制特征，根據系統運行需要針對參數有效調節，以此實現參數合理協調、高效控制這一目標，同時，有利于空調系統優化。

2 中央空調節能管理系統分析

2.1 系統概況

針對系統進行能耗分析，機房能耗遠遠高于水系統能耗，系統內部設備在同一時間共同應用后，能耗使用情況為2972kWh/h，從中能夠看出，采取有效的能耗控制、營造良好的治療環境是極為必要的，在提高能源利用率的過程中，需要合理調整水泵頻率，并對水泵流量有效掌控，以此提高空調系統的應用效果[2]。這一系統應用過程中具有復雜性特點，因此，這在一定程度上提高了技術水平，具體控制內容主要有：運行狀態、冷機設備、主機、聯動控制、冷卻塔、系統協調控制、水泵、系統環節，在遵循相應控制要求的基礎上，對其展開有序控制，有利于充分發揮節能綜合效果，并且還會減少空調系統運行故障，能夠為醫院提供安全、穩定的運行環境，增加患者對醫院的治療信心，同時，有利于緩解醫患矛盾。其中，水泵能源消耗量占總能耗的25%～30%，針對這一裝置進行節能掌控，能夠起到良好的能源節約效果。由于空調內部系統間各環節聯系緊密，其中某一裝置發生流量變化，那么相關裝置也會發生溫度改變，進而影響整體系統的能源消耗情況。最佳節能效果是針對空調系統整體性來說的，提高模糊控制應用率，完成整體控制效果，能夠創造較多的能源收益。

2.2 系統構成

醫院所應用的空調節能管理系統主要包括兩方面，第一方面即集中管理系統，第二方面即節能控制系統，控制對象具體由五部分構成，分別為切換閥門、冷凍水泵、冷卻塔風機、電制冷主機和冷卻水泵。

醫院針對中央空調進行設計時，需要全方面了解當地氣象資料，掌握周圍建筑物和醫院建筑物的特點，同時，綜合考慮能量的需求量，設計余量多留15%左右。其中，冷凍泵主要為水循環提供充足動力支持，輸入功率在12～131kW，輸出功率保持固定值；水冷風柜這一設備主要針對醫院空氣溫度進行合理調節，以便提供充足動力為空氣循環，限額功率為0.6～14kW，風機數量相對較多；冷卻塔風機所提供的風力動力主要用來進行冷卻水溫度降低，輸入功率為4～16kW，輸出功率保持固定值不變；正常來講，回風機限定功率值在3～54kW；動力能源設備的輸入功率在102～998kW。

3 具體應用

醫院空調系統年平均消耗電能為199.45萬kWh，支出電費為218.5萬元，應用模糊控制空調系統對其升級和改造，以此實現節能效果的全面分析。改造后的系統具有顯著的自動化優勢，并且能夠對負荷運行情況具體掌握、準確計算，節能效果顯著，節電率>34%。醫院應用改造后的系統，每年電能消耗量為57.5萬kWh，節約電費為62.31萬元。

性價比分析：應用原有設計方案，根據系統配置說明，應用空調控制系統，與此同時，對其進行相應的變頻掌控以及閥門控制，其中變頻系統基礎投資量為30萬元，控制柜基礎投資量為10萬元，總計投資數量為40萬元，應用模糊控制空調系統造價為110萬元，其中不包括上述變頻系統和控制柜投資。醫院應用這一系統后，每年節能收益為55萬元，因此，投資回收期為2.3年左右。

4 結語

綜上所述，隨著社會經濟科技的不斷進步，醫院中央空調節能管理系統也在不斷完善，這一系統在模糊控制技術的基礎上進行應用實踐，這不僅能夠降低治療失誤，而且還能節約醫院能源，充分發揮能源利用價值，這既符合社會發展需要，又能促進醫院持續發展。此外，相關工作人員還應不斷提高技術水平，提高先進技術在空調節能系統中的應用率，以此優化醫院治療質量，提升醫院的治療效果和社會影響力。

參考文獻

[1] 余劍，胡興兵.模糊控制在福州北站中央空調節能系統中的應用[J].黑龍江科技信息，2015（14）：120.

[2] 張剛，劉志堅，李德路，等.模糊控制在中央空調節能系統中的應用研究[J].智能建筑與城市信息，2014（12）：70-72.endprint