智能控制下中央空调的节能研究

王琮泽 杜立剑 张会娟 禹天凤

【摘要】传统模式下空调控制方式不利于环保节能的发展，并在一定程度上造成资源的浪费。随着科技的发展，空调的智能控制模式逐渐全面形成，根据室内温度、湿度的变化，以及人体的需求对空调压缩机进行智能控制以达到节能的效果。

【关键词】空调智能控制节能

引言

中央空调系统的总耗电量为建筑能耗的40%以上，节能上有很大的进步空间，为了建设成为资源节约型和环境友好型社会，对中央空调的节能研究必不可少。在我国中央空调的运行效率，相比于先进的西方工业国家低40%以上，深究其因，无外乎传统空调控制方式效率低下，传统的恒温定频空调系统无法根据室内的温度，湿度变化以及人体的需要做出调整，变频空调在其本身条件下，运用模糊控制技术，根据温度以及湿度的变化，进行模糊算法得到的数据作为变频压缩机的供电频率，以实现变频。

1中央空调系统节能总方案

为了提高空调的效率，达到节能的效果，对中央空调系统增加控制环节。在冷冻机房周围及现场设置智能控制工作站，并对各个区域的温度、湿度、压力等进行监测，根据模糊控制技术调节各个区域的供水量以及制冷程度；在冷冻机房现场设置冷冻泵智能工作站，利用控制装置以及能耗检测装置对冷冻泵的流量进行控制和调节，各个区域冷热量平衡的条件下，根据两者之间的压力差来控制冷冻泵的频率和台数，以达到节能效果；在冷冻机房现场设置主机智能控制工作站，根据主机的负荷率与cop及功率的性能曲线关系，进行合理化控制，根据冷冻水流量，温度以及湿度的变化情况，冷水主机优先运行，并且是满载运行，以达到节能目的；中央空调值班室设置信息监控，通过主机连接器与其他主机实现通讯，通过网络连接与现场的智能控制工作站进行信息传递，以实现对整个中央空调系统的智能控制。

2变频空调以及模糊控制技术的介绍

2.1变频空调

变频空调系统中压缩机的转动速率，可以根据环境中温度的变化进行调整来控制空调制冷量，交流变频空调是把50Hz的交流电通过整流装置转变为直流电，加载到功率驱动模块上，模块在微处理器的控制作用下，输出频率可以变化的交流电，输出的可变频交流电作为压缩机的供电电源。而直流变频空调的压缩机采用直流电机，不需要微处理器控制，不需直流电转变为交流电。因此，直流变频空调相对于交流变频空调更节能。

2.2模糊控制技术

人体对周围环境的温度、湿度感到舒適，没有具体的区间范围，人体的感觉不是精确量而是模糊的。智能控制恰恰不需要建立精确的数据关系，对于这种复杂性的系统非常适合。

变频空调机在模糊控制下，将温度采集装置采集到的数据信息，与人体感到舒适的温度信息进行比较，通过模糊控制技术，控制调节变频空调器，保证空调器在最合理的状态下运行。

3模糊控制器设计

模糊控制器即把具体的输入信号转化为模糊值，然后在知识库所含的数据库和模糊规则库作用下下进行模糊推理，最后解模糊，即通过模糊推理得到的数据转化为可以实用的精确量。

3.1输入信号的模糊化

传感器测量的实际温度与设定的初始温度的偏差E即（温差），以及温度的变化率输入信号。

3.2输出信号的模糊化

将压缩机运转频率的变化量作为输出量。

3.3模糊控制的规则

模糊控制规则是建立在人的生活经验为基础之上的，例如当室内温度很高，与设定值的偏差很大，且温度变化率很小，所以压缩机应该高速运转，这是控制规则可以用条件作用的形式表达。

3.4解模糊

将通过模糊控制得到的模糊量再次转化为精确量控制压缩机的频率

结束语

根据室内温度的变化以及温度变化率来改变压缩机的频率，实现节能的效果。就像是汽车在不同的路况下采用不同速度转化为不同的档位。智能控制下中央空调系统的节能是一个不断、发展不断改善，同时不能中断的研究方向。

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