恒温恒湿空调智能模糊控制技术

恒温恒湿空调智能模糊控制系统采用先进的计算机技术、模糊控制技术、系统的集成技术和变频的调速技术 , 实现了恒温恒湿空调冷媒流量的系统运行的智能模糊控制 , 科学地解决了恒温恒湿空调能量供应按末端负荷需要提供,在保障空调的效果舒适性条件下,最大限度地减少了空调系统的一些能源浪费,达到了最佳最好节能的目的。

1 、智能模糊控制技术节能原理

智能模糊控制系统不仅对恒温恒湿空调冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔风机等各个环节进行的全面控制,而且采用系统集成技术将各个控制系统在物理上、逻辑上和功能上能够互连在一起,实现它们之间的信息综合、资源共享,在一个计算机平台(模糊控制器)上进行集中控制和统一管理,实现恒温恒湿空调全系统的整体协调运行和综合性能优化。

(1) 冷冻水系统采用最佳输出能量控制

冷冻水系统采用最佳输出能量控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时,各路冷冻水供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化,流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器,模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据,实时计算出末端空调负荷所需的制冷量,以及各路冷冻水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值,并以此调节各变频器输出频率,控制冷冻水泵的转速,改变其流量使冷冻水系统的供回水温度、温差、压差和流量运行在模糊控制器给出的最优值。

由于冷冻水系统采用了输出能量的动态控制,实现空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应,使空调系统在各种负荷情况下,都能既保证末端用户的舒适性,又最大限度地节省了系统的能量消耗。

(2)冷却水系统采用最佳热转换效率控制

冷却水及冷却塔风机系统采用最佳转换效率控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时,恒温恒湿空调主机的负荷率将随之变化,主机冷凝器的最佳热转换温度也随之变化。模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据,计算出主机冷凝器的最佳热转换温度(拐点温度)及冷却水最佳出、入口温度,并以此调节冷却水泵和冷却塔风机变频器的输出频率,控制冷却水泵和冷却塔风机转速,动态调节冷却水的流量和冷却塔风机的风量,使冷却水的进、出口温度逼近模糊控制器给出的最优值,从而保证恒温恒湿空调主机随时处于最佳转换效率状态下运行。

由于冷却水系统采用最佳转换效率控制,保证了恒温恒湿空调主机在满负荷和部份负荷的情况下,均处于最佳工作状态,始终保持最佳的能源利用率(即 COP 值),从而降低了空调主机的能量消耗,同时因冷却水泵和冷却塔风机经常在低于额定负荷下运行,也最大限度地节约了冷却水泵和冷却塔风机的能量消耗。

2、系统特点

(1)具有可靠的安全保护

通过全面的运行参数采集,实现了系统工作状态的全面监控,并设置了 冷冻水、冷却水的 低限流量保护和低温保护,有效地保障了 冷冻水和冷却水系统在变流量工况下空调主机 蒸发器和冷凝器的 安全稳定运行。

(2)实现动态负荷跟随,保障了末端的服务质量

系统突破了传统恒温恒湿空调冷媒系统的运行方式(定流量模式或冷源侧定流量而负荷侧变流量模式),实现最佳输出能量控制,即空调主机冷媒流量自动跟随末端负荷需求而同步变化(即变流量),因此,在空调系统的任何负荷状况(满负荷或部分负荷)下,都能既保障恒温恒湿空调系统末端的服务质量(舒适性),又实现最大的节能。

(3)具有自寻优、自适应的智能模糊控制

对于恒温恒湿空调这样多参量相互影响的复杂系统,要实现冷冻水和冷却水系统全部变流量运行,只有充分利用当代最新科技成果,采用具有智能控制功能、能 进行类似人脑的知识处理和推理的先进的控制技术,才有可能成功。因此系统采用了模糊控制技术,使系统具有自学习、自寻优和自适应的优化控制功能,实现了恒温恒湿空调系统各种负荷条件下的最大节能,使空调水系统节能达到 16%~20%。

(4)优化了空调主机运行环境

系统全面采集恒温恒湿空调的各种运行参量,再利用先进的模糊控制技术 对这些相互关联、相互影响的运行参量进行动态优化控制,以满足恒温恒湿空调系统非线性和时变性的要求, 使空调 主机始终运行在最佳工况,以保持最高的热转换效率,从而减少主机的能耗 5%-10%。

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