智能控制下中央空調的節能研究

王琮澤 杜立劍 張會娟 禹天鳳

【摘要】傳統模式下空調控制方式不利于環保節能的發展，并在一定程度上造成資源的浪費。隨著科技的發展，空調的智能控制模式逐漸全面形成，根據室內溫度、濕度的變化，以及人體的需求對空調壓縮機進行智能控制以達到節能的效果。

【關鍵詞】空調智能控制節能

引言

中央空調系統的總耗電量為建筑能耗的40%以上，節能上有很大的進步空間，為了建設成為資源節約型和環境友好型社會，對中央空調的節能研究必不可少。在我國中央空調的運行效率，相比于先進的西方工業國家低40%以上，深究其因，無外乎傳統空調控制方式效率低下，傳統的恒溫定頻空調系統無法根據室內的溫度，濕度變化以及人體的需要做出調整，變頻空調在其本身條件下，運用模糊控制技術，根據溫度以及濕度的變化，進行模糊算法得到的數據作為變頻壓縮機的供電頻率，以實現變頻。

1中央空調系統節能總方案

為了提高空調的效率，達到節能的效果，對中央空調系統增加控制環節。在冷凍機房周圍及現場設置智能控制工作站，并對各個區域的溫度、濕度、壓力等進行監測，根據模糊控制技術調節各個區域的供水量以及制冷程度；在冷凍機房現場設置冷凍泵智能工作站，利用控制裝置以及能耗檢測裝置對冷凍泵的流量進行控制和調節，各個區域冷熱量平衡的條件下，根據兩者之間的壓力差來控制冷凍泵的頻率和臺數，以達到節能效果；在冷凍機房現場設置主機智能控制工作站，根據主機的負荷率與cop及功率的性能曲線關系，進行合理化控制，根據冷凍水流量，溫度以及濕度的變化情況，冷水主機優先運行，并且是滿載運行，以達到節能目的；中央空調值班室設置信息監控，通過主機連接器與其他主機實現通訊，通過網絡連接與現場的智能控制工作站進行信息傳遞，以實現對整個中央空調系統的智能控制。

2變頻空調以及模糊控制技術的介紹

2.1變頻空調

變頻空調系統中壓縮機的轉動速率，可以根據環境中溫度的變化進行調整來控制空調制冷量，交流變頻空調是把50Hz的交流電通過整流裝置轉變為直流電，加載到功率驅動模塊上，模塊在微處理器的控制作用下，輸出頻率可以變化的交流電，輸出的可變頻交流電作為壓縮機的供電電源。而直流變頻空調的壓縮機采用直流電機，不需要微處理器控制，不需直流電轉變為交流電。因此，直流變頻空調相對于交流變頻空調更節能。

2.2模糊控制技術

人體對周圍環境的溫度、濕度感到舒適，沒有具體的區間范圍，人體的感覺不是精確量而是模糊的。智能控制恰恰不需要建立精確的數據關系，對于這種復雜性的系統非常適合。

變頻空調機在模糊控制下，將溫度采集裝置采集到的數據信息，與人體感到舒適的溫度信息進行比較，通過模糊控制技術，控制調節變頻空調器，保證空調器在最合理的狀態下運行。

3模糊控制器設計

模糊控制器即把具體的輸入信號轉化為模糊值，然后在知識庫所含的數據庫和模糊規則庫作用下下進行模糊推理，最后解模糊，即通過模糊推理得到的數據轉化為可以實用的精確量。

3.1輸入信號的模糊化

傳感器測量的實際溫度與設定的初始溫度的偏差E即（溫差），以及溫度的變化率輸入信號。

3.2輸出信號的模糊化

將壓縮機運轉頻率的變化量作為輸出量。

3.3模糊控制的規則

模糊控制規則是建立在人的生活經驗為基礎之上的，例如當室內溫度很高，與設定值的偏差很大，且溫度變化率很小，所以壓縮機應該高速運轉，這是控制規則可以用條件作用的形式表達。

3.4解模糊

將通過模糊控制得到的模糊量再次轉化為精確量控制壓縮機的頻率

結束語

根據室內溫度的變化以及溫度變化率來改變壓縮機的頻率，實現節能的效果。就像是汽車在不同的路況下采用不同速度轉化為不同的檔位。智能控制下中央空調系統的節能是一個不斷、發展不斷改善，同時不能中斷的研究方向。

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