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智能模糊控制技术在中央空调节能技术中的应用

智能模糊控制技术在中央空调节能技术中的应用
智能模糊控制技术在中央空调节能技术中的应用

2016-2017学年第2学期《建筑节能技术》课程论文

2016-2017学年第2学期

《建筑设备自动化》课程论文

学 院: 力学与土木工程 专 业: 交通与土建 班 级: 14-1班 姓 名: 林晓雯

学 号: 02140475

二〇一七年六月二十日成 绩

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页眉和页码,五号宋体。

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智能模糊控制技术在中央空调节能控制中的应用

力学与土木工程学院交建14-1 班姓名林晓雯学号 02140475 序号)

摘要:电能作为重要的能源,很大程度上的支撑着我国工业的发展以及人

民的日常生活。然而随着生活水平的提高,中央空调在商业和民用建筑中的

应用越来越广泛,中央空调成为现代建筑中不可或缺的能耗运行系统,在为

公众提供舒适环境的同时也花费了大量的能源,与可持续发展道路相悖。因

此,为减少不必要的能源消耗、提高设备运行效率和能源利用效率,对中央

空调系统加以优化控制,具有重要的社会和经济效益。本文介绍了一种智能

模糊控制技术在中央空调节能控制中的技术优势,旨在促进先进的节能技术

在我国中央空调领域的普及与应用。

关键词:中央空调;智能模糊控制技术;节能控制

随着社会和经济的发展,人们的生活水平不断提高,从而导致了其对生活质

量的要求也越来越高,随之而来的是能源消耗的大幅度增加。据相关数据显

示,在众多能耗消耗中,我国的建筑能耗占全国总能耗的33%左右。在建筑

能源消耗中,采暖、空调和通风约占其中的50%~70%,而中央空调系统的总

能耗竟占其中的50%以上。因此,空调系统的节能对于降低整幢建筑的能耗

是非常关键的。而传统的中央空调控制系统反映速度较慢、滞后现象较为严

重,节能效果不理想。随着人工智能的出现和发展,智能化控制系统便应运

而生,本文主要对智能化控制系统中的模糊控制系统在中央空调节能控制中

的应用进行分析。

1 中央空调系统工作原理

1.1 空调制冷原理

中央空调制冷时,空调系统内置一种吸热介质--制冷剂(冷媒),制冷剂通

过膨胀阀节流后经室内机(蒸发器)内部蒸发气化,室内机风扇将冷风吹向

室内,吸收室内空气中的热能,制冷剂通过管道回到压缩机吸气端,通过压

缩机的压缩,提高了冷媒的温度,在通过室外机(冷凝器)使制冷剂从汽化

状态转换为液化状态,在转换过程中,释放出大量的热量,通过室外机风扇

将热量排出,通过周而复始的循环,达到制冷的目的。

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1.2 空调制热原理

中央空调制热时,系统通过电动四通阀的转换,将经过压缩机压缩的高温高压液体直接进入室内机冷凝器(室内机由制冷转为制热,功能由蒸发器转为冷 凝器)、释放出大量的热量由风扇排放到室内,吸收室内的冷空气;系统制冷剂经膨胀阀节流后通过室外机蒸发器由液体转换为气体,将在室内机

吸收的冷空气经室 外机蒸发器和风扇将冷空气排到室外,制冷剂通过管道回到压缩机吸气端。通过周而复始的循环,达到制热的目的。

图1 中央空调系统工作原理示意图

2 中央空调系统的复杂性

大多数间接式制冷的中央空调系统的运行效率,都涉及到载冷剂(冷冻水)、制冷剂、冷却剂(冷却水)3种冷媒的循环运行,涉及到空调末端装置、制冷机组蒸发器、制冷机组冷凝器以及冷却塔装置等4个热交换环节,涉及到系统的负荷及实际工况,运行情况复杂,制约因素很多,使中央空调系统具有显著的复杂性。

此外,中央空调系统的复杂性还表现在它的时滞性、时变性、非线性和大惰性;表现在系统结构的多样性,负荷和环境因素的不确定性;表现在它的多参数量以及参量间的强耦合等等。

这种复杂性导致中央空调系统难以用精确的数学模型或方法来描述,使基于精确模型的传统控制方法难以解决这种复杂问题的控制,给中央空调系统的节能带来很大的难度。

3 智能模糊控制及其发展优势

3.1 智能模糊控制工作原理

对于中央空调这种复杂系统,由于受传递函数模型获取的限制,以精确性

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为主要特点的经典控制方式,对这类控制问题往往难以奏效。

如果把人的操作经验、管理知识和控制技巧归纳成一系列的规则,存放在计算机中,利用模糊集合理论将它定量化,使控制器模仿人的操作策略,就可以实现中央空调系统的智能模糊控制。

模糊控制技术是一种由模糊数学、计算机科学、人工智能、知识工程等多门学科领域相互渗透、理论性很强的技术,它是智能控制技术的重要分支。模糊控制系统是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑的规则推理为基础,采用计算机控制技术构成一种具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统。

模糊控制的基本思想是利用计算机来实现人的控制要求,利用模糊规则推理对系统进行类似人脑的知识处理,实现对复杂系统的优化在控制。在控制过程中,以语言描述人类知识,并把它表示成模糊规则或关系,通过推理、利用知识库,把某些知识与过程状态结合起来,以实现系统各受拉参量的优化控制。

3.2 智能模糊控制在中央空调系统中的实现

3.2.1 冷水机组模糊控制

由于制冷空调系统的制冷量是通过调节冷水机组制冷剂的循环量来实现的。而制冷剂的循环量通常采用电子膨胀阀来控制调节,目的是保证制冷量与热负荷相匹配,使蒸发器出口制冷剂的过热度稳定在一定范围内。但电子膨胀阀感温系统的热惯性大,滞后现象严重,导致控制系统性能不佳,甚至会出现控制不稳定、失控等现象。而且制冷系统具有滞后大、非线性的特点,存在很多不确定的外界因素,很难建立精确的数学模型。目前,控制领域还大量采用PID 控制方式:

PID 参数的选择及调整不便仍是普通存在的难题。因为模糊控制引入了人类的逻辑思维方式,使得模糊控制器具有一定的自适应控制能力,有很强的鲁棒性和稳定性,因而特别适用于没有精确数学模型的实际系统。冷水机组模糊控制器原理图见图2.

图2 冷水机组模糊控制器原理图

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3.2.1 末端设备模糊控制

由于空调房间的负荷优势处在变化之中一个有丰富经验的操作人员,通过各种方法总能使房间的温度控制在比较稳定的状态。操作人人员从仪表、显示器上获得信息,根据已有的经验来分析判断,作出控制决策。

。这个过程并没有经过精确的计算和严密的推理,是一个模糊的推理决策过程。模糊控制就是模仿人脑的这一思维方式来控制的。模糊控制系统图如图3所示。

图3 模糊控制系统示意图

通过温度传感器测量室内温度,经输入通道A /D 转换,给出与实测温度值相对应的数字量T , 计算机将T 与设定值S (数字量)进行比较,得出温度偏差的数字量e , 同时计算出温度变化率e’。e 和e ’作为控制量的输入,模糊化后查表得出控制输出量U 1和U 2,对应着此时系统的供冷量增量和风量增量。供冷量的改 变是通过电动比例调节阀调节冷水流量来实现的,风机风量则是由其调压电路调节风机转速来实现的。

3.3 智能模糊控制的发展优势

在中央空调系统的控制方面,智能模糊控制与传统控制相比,具有明显的优点:

(1)它是以人(专家)的丰富实践经验和思维过程构建的模糊规则为依据进行推理和判断,模拟人类技术专家做决策的过程来解决那些需要人(专家)解决的复杂问题。它无需对被控对象建立精确的数学模型,只需做模糊描述即可实现控制。这样的控制简便,又能达到所要求的控制精度。

(2)模糊控制是通过引入模糊逻辑语言变量及它们之间构成的模糊关系进行迷糊推理,从而使计算机控制进入那些基于精确模型无法控制的禁区,以获得基于精确模型控制所无法达到的精确效果。

(3)模糊控制拥有较强的控制功能,用它控制的变频调速可以实现中央

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空调水系统真正意义上的变温差、变压差、变流量运行,使控制系统具有高度的跟随性和应变能力,可根据对被控动态过程特征的识别,自适应地调整运行参数,实现在线调节,以获得最佳的控制效果。

4 结语

智能模糊控制技术避免了传统PID控制空调水系统振荡较大、负荷跟随性较差的缺点。智能模糊控制技术应用于中央空调的节能控制系统中,既提高系统的动态特性,又满足系统稳定的要求。由此可见,智能模糊控制技术必将成为中央空调系统节能控制领域的发展趋势。

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中央空调节能改造可行性方案

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空调系统的节能措施

空调系统的节能措施 摘要本文简单介绍了机房空调系统的一般性概念和现状,以及各种节能措施的简要原理,并针对空调的结构提出了空调系统安装、使用、维护过程中应采取的一些节能措施以及维护经验。 关键词空调系统、节能措施 1空调系统的分类 1.1空调的概念 空调是空气调节的简称,是用人为的方法处理室内空气的温度、湿度、洁净度和气流速度的技术,可使某些场所获得具有一定温度和一定湿度的空气,以满足使用者及生产过程的要求。 1.2空调的分类 空调系统按照不同规则有不同的划分方法,如按照使用目的分为舒适性空调和工艺性空调;按照空气处理方式分为集中式(中央)空调、半集中式空调和局部式空调和;按照设备制冷(热)量分为大型空调机组、中型空调机组和小型空调机。目前机房所用空调的类型一般分为四类:机房专用空调(恒温恒湿精密空调)、舒适性空调(普通空调)、大型中央空调和各种换热器类空调。 2机房的节能措施 机房的热负荷包括:设备热、人体热、新风热、照明热、传导热、辐射热和对流热。对于机房而言,终期设备热负荷占总热负荷的比重达到65-75%。一般来说,设备的热负荷基本上是不变的,谈到机房的节能降耗,一方面是降低热负荷,通过一些措施降低除设备发热以外的其它热负荷,另一方面就是采取一些节能措施。后者是非常直接和有效的,下面就简单介绍一下常见的几种节能措施。 2.1变频技术节能 在机房空调系统中,目前变频节能技术主要有两种方式的应用:一是机房专用空调压缩机变频方式,传统的机房专用空调和普通的民用空调一样,是依靠压缩机不断地“开、停”来调整室内温度,其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能。机房专用空调压缩机变频技术通过变频器来改变压缩机供电频率,调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的。空调在每次开始启动时,先以最大功率、最大风量进行制热或制冷,迅速接近所设定的

空调节能新风技术研究及其应用解决方案

文章编号:1009-3664(2012)04-0106-04 收稿日期:2012-04-17 作者简介:齐 伟(1965-),男,本科,工程师,2004年毕业于通化师范学院,现在联通通化分公司部门经理,主要从事通信设备的管理工作。

2012725294 和保护层,防止楼层水泥面或下层天花板结露。1.2 机柜内气流组织合理化 机柜内部安装的设备产生的热量需要及时散发到周围的环境中,这一方面要求机房大环境有良好的气流组织和适宜的环境参数(温度、湿度等),另外一方面要求通信机柜具备良好的散热工艺。 通信机柜的结构形式应充分考虑散热工艺的要求,否则会造成热量在机柜内部堆积而无法及时散发到周围的环境中去,从而影响通信设备的正常运行,严重时会造成通信设备故障率明显增加。目前一些通信机柜的结构形式在散热工艺上存在一些缺陷,问题主要包括:(1)机柜前后门开孔率不足,有些在前柜门位置还设置有防尘网,造成冷气进入阻力过大;(2)有些机房通信机柜内部堆放的设备过于密集,气流流道过于狭窄,内部气流循环不通畅;(3)柜内气流组织不合理,冷、热气流混合现象明显;(4)一些散热量大的通信设备机柜缺少风扇强制排风,仅靠机柜内部排风散热效果较差。 针对上述通信机柜内部存在的一系列问题,必须在机柜前期结构研发阶段对一些环节进行优化处理:应增加通信机柜的柜门开孔率,内部结构形式寻求更合理的流道设计,散热量大的机柜应考虑强制排风,进风量应可以根据柜内设备安装情况进行调节。 根据国内外一些工程的经验,对一些设备散热量较大且采用上送风的机房,可以考虑采用开放型货架式机柜。通信设备均搁置在完全敞开式的托架平台上,设备散发的热量可以迅速地释放到周围环境中,散热效果得到极大改善,当然这种开放式机柜也会对设备安装管理带来一些问题。 2 空调节能新技术原理及分析 目前空调节能的主要技术包括利用自然冷源[2]、乙二醇干冷器、空调添加剂、空调自适应节能系统、智能化综合节电技术,下面将对这5种技术的原理和特点进行分析比较。 (1)利用自然冷源 这种技术的原理是把室外的自然环境作为冷源,当室外空气温度低于室温且达到一定温差时,通过通风将机房内的热量带走,达到降低机房内部温度的目的。这样可以减少空调的使用时间,达到节约电能的目的。在技术实现上主要有引入室外新风的自然通风系统,以及运用隔绝换热方式的热交换新风系统。其中自然通风系统直接引入室外的空气,效率高、节能明显,但新风引入可能会造成机房内洁净度等指标产生变化,室外空气中的灰尘和硫化物处理不当,将对机房内设备产生不良影响。因此,采用该技术时应密切关注机房洁净度的变化,及时更换滤网,并密切关注设备运行情况,一旦出现异常情况,应立即组织查找原因。 (2)乙二醇干冷器 利用室外低温冷源,通过水泵的运转,将室内的热量传到室外冷凝器,再由室外冷凝器将乙二醇液体的热量散发出去,这样制冷就将压缩机工作的高能耗转化成了水泵循环的低能耗,达到节能的目的。 由于采用了间接换热的方式,避免了室外空气中的尘埃对室内洁净环境的污染。但在实际应用中也存在一些问题[3]。乙二醇水溶液作为载冷剂,其浓度的配置需要根据室外温度进行调整,可能造成压缩机高压过高而导致空调机不能正常工作。 (3)空调添加剂 通过向空调内添加节能添加剂,清除空调主机及冷凝管内的附着物,并在循环系统内形成保护膜从而提高空调工作效率,降低空调磨损,延长使用寿命,达到节能目的。 该技术一次性投资较少,方法简单,不影响现网设备的运行安全,特别对使用三年以上的空调效果明显。 (4)空调自适应节能系统 空调自适应节能系统是通过模糊控制技术[4],根据室外大气温湿度和室内环境温度的变化情况,灵活调节每台空调的工况参数设定,以最优化方案控制每台空调的运行状态,满足机房环境温度控制需要,达到节电目的。 节能监控系统的安装和施工简单方便,不需要对机房结构做任何变动,不影响原有空调系统的结构,具有安全可靠等特点,且有利于日常维护。 (5)智能化综合节电技术 通过对照明管理节能,空调节能、供电节能技术的智能化综合控制,达到整体节能目的。经过实际测试,节能效果较好。应用该技术时需特别注意交流供电系统的谐波等指标,且节能设备应尽可能采用电路并联方式,否则可能导致通信网络运行瘫痪的严重后果。 3 应急节能新风技术原理及实现 根据以上分析,并结合北方地区的具体气候特点,提出了应急节能新风技术的解决方案。 3.1 应急节能新风技术原理 技术核心是通过置换通风来达到保证良好的室内空气品质而且节能的目的。即采用下送风方式将低温空气直接从底部送到通信设备内,吸收通信设备的热量后,从机房顶部回到空调机组顶部。空调风流动方向与空气特性相一致,容易得到好的空调效果[5]。技术实现就是墙底部送风口所送室外洁净空气经过双重过滤,在地表面上扩散开来,可形成“空气湖(airlake)”;并且在热源周围形成浮力尾流(buoyant-plume),慢慢带走热量。由于风速较低,气流组织紊动平缓,没有大的涡流,因而室内工作区空气温度在水平方向上比较一致,而在垂直方向上分层,层高越大, · 7 0 1 ·

模糊控制的应用实例与分析

模糊控制的应用 学院实验学院 专业电子信息工程 姓名 指导教师 日期 2011 年 9 月 20 日

在自动控制中,包括经典理论和现代控制理论中有一个共同的特点,即控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(如微分方程等)的基础上,但是在实际工业生产中,很多系统的影响因素很多,十分复杂。建立精确的数学模型特别困难,甚至是不可能的。这种情况下,模糊控制的诞生就显得意义重大,模糊控制不用建立数学模型,根据实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可对系统进行实时控制。模糊控制实际上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。现代控制系统中的的控制能方便地解决工业领域常见的非线性、时变、在滞后、强耦合、变结构、结束条件苛刻等复杂问题。可编程控制器以其高可靠性、编程方便、耐恶劣环境、功能强大等特性很好地解决了工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题,这两者的结合,可在实际工程中广泛应用。 所谓模糊控制,其定义是是以模糊数学作为理论基础,以人的控制经验作为控制的知识模型,以模糊集合、模糊语言变量以及模糊逻辑推理作为控制算法的一种控制。模糊控制具有以下突出特点: (1)模糊控制是一种基于规则的控制,它直接采用语言型控制规则,出发点是现 场操作人员的控制经验或相关专家的知识,在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型,因而使得控制机理和策略易于接受与理解,设计简单,便于应用 (2)由工业过程的定性认识出发,比较容易建立语言控制规则,因而模糊控制对 那些数学模型难以获取,动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。 (3)基于模型的控制算法及系统设计方法,由于出发点和性能指标的不同,容易 导致较大差异;但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性,利用这些控制规律间的模糊连接,容易找到折中的选择,使控制效果优于常规控制器。 (4)模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的,这有利于模拟人工控 制的过程和方法,增强控制系统的适应能力,使之具有一定的智能水平。(5)模糊控制系统的鲁棒性强,干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱, 尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。 由于有着诸多优点,模糊理论在控制领域得到了广泛应用。下面我们就以下示例介绍模糊控制在实际中的应用: 电机调速控制系统见图1,模糊控制器的输入变量为实际转速与转速给定值 ,输出变量为电机的电压变化量u。图2为电机调试之间的差值e及其变化率e c 输出结果,其横坐标为时间轴,纵坐标为转速。当设定转速为2 000r/s时,电机能很快稳定运行于2 000r/s;当设定转速下降到1 000r/s时,转速又很快下降到1 000r/s稳定运行。 图1

酒店中央空调节能改造方案

酒店中央空调节能改造 方案 集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

深圳市碳战军团投资技术 有限公司 开平威尔逊 酒店 中央空调节能改 造方案 草稿完成日期: 二〇一〇年六月 十七日 文档编号:开平威尔逊酒店中 央空调节能改造方案1 作 者 : 卓 毅 目录 第1章中央空调系统概况............................................................................... .. (3) 第2章威尔逊酒店中央空调原系统分析............................................................................... .. (3) 第3章中央空调系统节能改造的具体方案............................................................................... . (4) 3.1中央空调系统的运行参 数............................................................................ (4) 3.2空调水泵变频改造方 案............................................................................ (4) 3.2.1控制原 理....................................................................... ......................................................................... .. 4 3.2.2变频系统组 成....................................................................... (5)

暖通空调节能措施

暖通空调节能措施 建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗,而暖通空调系统的能耗又是建筑能耗的主要构成部分,占30%~50%。因此,有效地较低暖通空调的能耗,对于节能环保具有重大意义。 一、围护结构 1、采用必要的遮阳、隔热措施 建筑物的屋顶、外墙与外窗传入室内的热量较多,建议多采用必要的遮阳措施,如选用遮阳板、双层玻璃等。屋顶宜采取隔热措施,如设置遮阳棚,屋顶花园等。 2、改善建筑围护结构的保温性能,减少冷热损失 建议围护结构加设外保温材料,采用气密性较好的门窗,加设密闭条提高门窗气密性。 二、空调室内参数设置 1、室内温度 建议降低室内温度的设置标准。在满足室内要求的前提下,适当提高夏季室内温度和降低冬季室内温度。室内制冷时温度宜设置在26℃以上,制热温度宜设置在20℃以下。 2、室内湿度 对于对室内相对湿度无严格要求的对象,建议降低室内相对湿度的设置标准。夏季室内相对湿度不大于70%,冬季相对湿度不小于30%。 3、新风量 应合理地控制新风量。对于夏季供冷、冬季供热的空调房间,新风量俞大,系统能耗愈大,在这种情况下,新风量宜控制到卫生要求的最小值。在过渡季节,宜充分利用自然通风,减少新风机组的运行时间。 在符合室内卫生条件的基础上,应利用有效手段对新风量进行控制。比如:缩减房间的换气频次;在新风入口加设旁通,设置双风机;在回风处安装CO2检测仪器,按照回风中气体的浓度自动调整新风风门的开启大小;尽量利用室外的天然新风;按照室内人员变化规律,确立新风风阀控制方式。 三、空调风系统 1、宜采用尽可能大的送风温度差,减少送风量,从而降低能耗。 2、应根据温湿度控制标准、控制精度、房间朝向、使用时间、洁净度等级等因素划分为不同的空调区域,从而避免过冷过热,减少冷热抵消等现象,避免不必要的能源浪费。 3、建议使用变风量系统代替定风量系统,对风量进行变频控制调节,能随负荷变化自动调节运行状况, 以达到节能的目的。 4、建议选用变频风机,使风机的工作频率能够以实际需求情况为依据来选择,避免了一直处于全负荷的工作状态,以节省能耗。 5、空气处理设备应最大限度地利用回风,新风量宜采用允许的最小新风量标准不要随意扩大。 6、对风管应进行必要的保温防潮处理,减少冷热损失。

空调节能计算

中央空调节能如何计算。 中央空调, 节能 进入90年代以来,随着经济发展和生活水平提高,空调开始进入许多城市的商场、办公室、会议室、旅馆、饭店、车站、影剧院等公共建筑以及居民住宅。 这些空调消耗大量的电能,造成城市的非工业用电急剧增加。制冷空调在社会中应用的规模,仅以北京为例,2002年7月电网瞬间负荷已上升到782万千瓦,其中空调等降温用电占北京地区电力总负荷的38%左右。厦门在2003年8月空调制冷用电占总负荷的32%。 许多城市空调用电量已占城市总用电量的30-40%。在几乎所有的工业化国家中,空调和制冷设备的年耗电量都是第一大户。 冬夏两季,空调建筑的空调耗能占整个建筑耗能的50%以上。采取必要的建筑节能措施,可使空调建筑降低空调的设备运转能耗的25%以上,因此积极采取合适的节能措施,意义重大。 例如,一般酒店能耗以电为主,其中空调耗能占到总能耗的一半,其次就是热水。一个酒店的能耗当中,这两项占的比例最大,仅 次于人力成本。 关于能源的几个数据:

我国人均能源资源仅为世界平均水平的40%-50%。 我国能源消费量仅次于美国,居世界第二位。大量的能源消费也造成了严重的环境污染。因为我国能耗中煤约占3/4。 燃烧1吨煤平均排放CO2 490公斤,粉尘13.6公斤,SO2 14.8 公斤。 因此,节能不仅功在当代,而且保护环境,利在千秋。 二、中央空调系统组成 中央空调系统简介 中央空调系统是处理和分配冷量的空调系统,通常有三种方式对室内空气进行降温和升温处理: 1. 水管路送至各个房间的末端(风机盘管) 2.风管道送至各个房间的风口 3.制冷剂直接进入每个房间的末端 水管路送至各个房间的末端(风机盘管)半集中式系统 大楼中央空调常见形式 室内回风和室外新风混合后经过处理再通过送风管道送到每个

建筑工程暖通空调节能技术应用分析

建筑工程暖通空调节能技术应用分析 发表时间:2019-07-29T14:29:44.797Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年7期作者:汤超然 [导读] 由于变频技术在节能方面具有突出的表现,因此成为各类设备优化的主要发展方向。 哈尔滨太平供热有限责任公司黑龙江省哈尔滨市 150026 摘要:在当前社会快速发展的新形势下,人们越来越重视室内环境质量,这也促使暖通空调技术开始在建筑工程中广泛应用。由于暖通空调系统运行过程中耗通较大,因此在实际暖通空调施工过程中需要重视暖通空调节能技术的应用,有保证室内环境要求的基础上,达到节能、环保的目标。文中分析了建筑工程暖通空调节能技术,并进一步对建筑工程暖通空调节能技术的应用进行了具体的阐述。 关键词:建筑工程;暖通空调;节能技术;变频;蓄冷;热泵;太阳能 1建筑工程暖通空调节能技术 1.1系统变频技术 由于变频技术在节能方面具有突出的表现,因此成为各类设备优化的主要发展方向。将变频技术引入到暖通空调系统中来,可以有效的创新传统空调技术,降低空调系统运行能耗,实现运营成本的节约。由于在暖通空调中变频技术作为一种主要节能技术,通过应用变频技术可以有效的降低系统运行压力,同时变频技术还能够调节建筑物使用过程中负荷变化情况,并能够降低暖通空调运行过程中各种因素的影响,达到节能减排的目标。在实际暖通空调系统中应用节能技术时,通过将变频器安装在空调系统主要部件设备上,实现空调系统定额与变频之间的有效转换,实现能耗的降低,达到节能降耗的目的。由于变频技术应用时间较短,技术还有较大的提升空间,因此在实际变频技术在暖通空调系统中应用过程中,需要优化控制和设计,进一步挖掘其应用潜力,确保实现暖通空调系统运行的节能降耗。 1.2蓄冷技术 蓄冷技术主要是利用电力低谷时段进行制冷,并进行存储,在电力高峰阶段则将存储的冷量进行释放,这样可以实现运行电费的节约,达到节能环保的目标。而且采用蓄冷技术时夜间用电,可以有效的提高电厂发电机的运行效率,并避开用电高峰,有效的降低电力资源占有率,能够进一步缓解电力供应紧张问题。 1.3热泵技术 根据热源的不同,可以将热泵分为空气源热泵、地下水水源热泵、土壤源热泵及污水源热泵。空气源热泵在使用过程中,当冬季供热时,由于室外气温较低,因此室外换热器翅片会出现结箱问题,需要采取必要的除霜措施。地下水水源热泵则采用从地下抽水并经由热泵提取热量,再将其回灌到地下,其使用受地下水文地质条件影响较大,适用范围受限。土壤源热泵则从地下土壤中埋管,并通过循环工质,通守从地下取热或是取冷来为热泵提供热源和冷源。相较于水热热泵,土壤源热泵不受水文地质条件限制,具有非常好的应用前景。污水源热泵是通过从城市污水中提取热量,以此来解决城市供暖用热问题,实现污水的综合利用。 1.4太阳能暖通节能技术 太阳能作为清洁能源,通过利用集热设备来采集磁阳光热量,并通过热导循环系统将热量导入至换热中心,再将热水导入到地板采暖系统中,利用电子控制仪器来对室内水温进行控制。一年四季都能够利用太阳能集热装置来生产免费的热水,具有较好的环保性和节能性。 1.5排风余热回收技术 在暖通空调系统运行过程中,夏季其排水温度低于室外新风温度,室内含湿量也低于室外新风含湿量,采用热回收装置来对排风和新风进行热交换,能够降低新风温度和湿度。冬季排风温度高于室外新风温度,排水含湿量高于室外新风含湿量,可以利用热回收装置对新风进行预热和加湿。一般情况下可以将热交换器安装在排风出口处,利用各自通道实现排风和新风的间接接触换热,利用排风余热来对新风进行预热,实现对排风余热的有效回收。当前热回收设备具体以显热回收型和全热回收型为主,可以用于中央空调系统、供暖建筑和家用空调器,能够有效的改善室内空气质量,达到节能的目的。 2优化暖通空调节能技术应用的措施 2.1优化选择热源系统 对热源系统进行合理的优化选择,是提升暖通空调节能技术应用的有效途径。首先,要结合建筑工程当地的自然条件及基础配套设施进行热源的选择;二是要全面掌握各种热源的优缺点,结合用户需求合理应用,目前,主要的暖通空调热源包括热电站、热水机组、小型锅炉等,其中热水机组相对来说是更为灵活及高效的热源。 2.2降低空调热媒介耗能 在实际暖通空调应用过程中,热媒体作是节能的关键所在,同时也是当前暖通空调行业重点研究的领域。为了能够有效的降低空调热媒介耗能,则要选择低能耗材料,并重视热交换过程中能量损耗的有控制。具体可以利用智能计算机来分析空调的制热及制冷,以此来提高空调热媒介能源的控制效率。也可以应用动力传输系统等辅助设计,有效的提高暖通空调运行效率,达到节能降耗的目标。 2.3空调送风量与送水量调整 为了最大程度地保障暖通空调系统实现更好的节能环保性,对其送风量与送水量进行有效调整十分重要。首先,我们应当要结合空调系统使用情况、用户需求以及节能环保要求等实际来确定下送风量和送水量标准,之后在确定下来后组织相关技术人员与专家进行科学合理性审核,待通过后才能按该标准进行调整。其次,在确定好空调送风量与送水量调整标准后,在空调系统送风量调整操作上主要是借助于安装一些特殊感应器来实现监控室内温度状态,一旦温度过低时则将送风量减少,而温度高则增加,这样一来既有助于确保室内气候适宜,同时又可以实现良好节能环保效果。 2.4充分利用可再生能源技术 在节能环保技术中,可再生资源是一项重要研究目标,将可再生能源技术运用于暖通空调系统中是空调节能技术的一大创新,而且是达到降低暖通空调系统能耗,实现节能环保的重要措施。就目前看来,主要有太阳能和风能作为暖通空调系统的可再生能源。其中,太阳能应用较为广泛,通常有太阳能采暖以及太阳能制冷两种方式来有效利用太阳能。风能也是主要能源之一,合理运用风能,利用其来对室

模糊控制技术现状及研究热点

模糊控制技术发展现状及研究热点 摘要:综合介绍丁模糊控制技术的基本原理和发展状况,重点总结丁近年来该研究领域的热点问题,并对今后的发展前景进行了展望。 关键词:模糊控制结构分析稳定性白适应控制 1模糊控制的热点问题 模糊控制技术是一项正在发展的技术,虽然近年来得到了蓬勃发展,但它也存在一些问题,主要有以下几个方面: (1)还投有形成完挫的理论体系,没有完善的稳定性和鲁棒性分析,系统的设计方法(包括规则的获取和优化、隶属函数的选取等); (2)控制系统的性能小太高(稳态精度牧低,存在抖动及积分饱和等问题): (3)自适应能力有限。目前,国内外众多专家学者围绕着这些问题展开了广泛的研究,取得了一些阶段性成果,下面介绍一下近期的主要研究热点。 2模糊控制系统的稳定性分析 任何一个自动控制系统要正常工作,首先必须是稳定的。由于模糊系统本质上的非线性和缺乏统一的系统描述,使得人们难以利用现有的控制理论和分析方法对模糊控制系统进行分析和设计。因此,模糊控制理论的稳定性分析一直是一个难点课题,未形成较为完善的理论体系。正因为如此,关于模糊系统的稳定性分析近年来成为众人关注的热点,发表的论文较多,提出了各种思想和分析方法。目前模糊控制系统稳定性分析方法主要有以下几种:(1)李亚普诺夫方法 (2)基于滑模变结构系统的稳定性分析方法 (3)描述函数方法 (4)圆稳定性判据方法 模糊控制系统的稳定性分析还有相平面法、关系矩阵分析法、超稳定理论、Popov判据、模糊穴——穴映像、数值稳定性分析方法以及最近出现的鲁棒控制理论分析方法和LMI(矩阵不等式)凸优化方法等。

3自适应模糊控制器的研究 为了提高模糊控制系统的自适应能力,许多学者对自适应模糊控制器进行了研究,研究方向主要集中在以下方面。 (1)自校正模糊控制器 自校正模糊控制器是在常规模糊控制的基础上,采用加权推理决策,并引入协调因子,根据系统偏差e和偏差变化ec的大小,预测控制系统中的不确定量并选择一个最佳的控制参数或控制规则集,在线自动调整保守和大胆控制的混合程度,从而更全面确切地反映出入对诸因素的综合决策思想,提高系统的控制精度和鲁捧性能。目前这种变结构的自校正模糊控制器是根据被调量e和ec在线选取最佳控制规则及控制决策的,而对于一些复杂的生产过程,其生产工艺和环境因素都较为复杂,往往不能只考虑系统的偏差和偏差变化率来确定其控制策略。难于总结出比较完整的经验,此时模糊控制规则或者缺乏,或者很粗糙,并且当被控对象参数发生变化或受到随机干扰影响时,都会影响模糊控制的效果。 (2)自组织模糊控制器 自组织模糊控制器能自动对系统本身的参数或控制规则进行调整,使系统不断完善,以适应不断变化的情况,保证控制达到所希望的效果。它根据自动测量得到的实际输出特征和期望特征的偏差,确定输出响应的校正量并转化控制校正量,调整模糊控制规则,作用于被控对象。其基本特征是:控制算法和规则可以通过在线修改,变动某几个参数可以改变控制结果。它不仅仅是局限于某个对象,而是通过自组织适应几类对象。有代表性为以下三种类型: ①为自校正模糊控制器:在常规模糊控制中增加系统辨别和修正控制功能。通过使用一个较为粗糙的初期模型,经过模糊控制器的自组织功能,达到在线修正模糊控制规则,完善系统性能,使其达到灿期的要求; ②自调整比例因子模糊控制器:通过调整系统偏差及偏差变化率的比例因子来控制模糊控制器中的输出量的比例系数,即改变系统的增益。它充分体现了操作者手动控制的思维特点和控制策略,保证了系统有良好的动态性和稳态精度; ③模糊自整定PID参数控制器:应用模糊集理论,根据系统运行状态,在线整定控制器PID 参数(KP、KI、KD)。由于模糊自整定参数KP、KI,KD与偏差e变化率ec间建立起在线自整定函数关系,且这种关系是根据人的经验和智慧积累起来的,使系统在不同的运动状态下能对

空调节能技术基本概述

空调节能技术基本概述 以实际商业建筑空调节能改造为例,从减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制七个方面分析了商业建筑空调节能的具体技术措施和实施办法。下文是由为大家带来空调节能技术基本概述,欢迎大家阅读浏览。 1 概述 随着经济建设的发展,商用建筑(写字楼、宾馆饭店、大中型商场等)大量兴建,其中住宅约占53.8%、商业建筑约占25.4%。目前国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题,例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计,这些商场的全年运行能耗平均大约是188 kwh/m2.a,而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kwh/m2.a,也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40%。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分,占总能耗的50~60%。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万~450万kW。按重庆和上海的统计,中央空调用电量已分别占全市总用电量的23%和31.1%,给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展,能源供应会更加紧张,将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约

占整个建筑总能耗的50%左右,对于商场和综合大楼可能要高达60%以上,因此节约商业建筑空调能耗是 * 的。 空调系统的能耗主要有两个方面,一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗,如压缩式制冷机耗电,吸收式制冷机耗蒸汽或燃气,锅炉耗煤、燃油、燃气或电等;另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水,风机和水泵所消耗的电能。 冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定,建筑物的空调需冷量和需热量 * 因素有室外气象参数(如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等),室内空调设计标准,外墙门窗的传热特性,室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响,风系统、水系统的流量和阻力 * 因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点,商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面:减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。 2 减少冷热负荷

智能控制导论报告BP神经网络模糊控制

智能控制导论实验报告 2012-01-09 姓名:_______________ 常青_________ 学号:0815321002 班级:____________ 08自动化 指导老师:___________ 方慧娟________

实验一:模糊控制器设计与实现 一、实验目的 1. 模糊控制的特征、结构以及学习算法 2. 通过实验掌握模糊自整定PID 的工作原理 二、实验内容 已知系统的传递函数为:1/(10s+1)*e(-0.5s) 。假设系统给定为阶跃值r=30 ,系统初始值r0=0. 试分别设计 (1) 常规的PID 控制器; (2) 常规的模糊控制器; (3) 比较两种控制器的效果; (4) 当通过改变模糊控制器的比例因子时,系统响应有什么变化? 三、实验设备 Matlab 7.0 软件/SIMULINK 四、实验原理 1.模糊控制 模糊逻辑控制又称模糊控制,是以模糊集合论,模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一类计算机控制策略,模糊控制是一种非线性控制。图1-1 是模糊控制系统基本结构,由图可知模糊控制器由模糊化,知识库,模糊推理和清晰化(或去模糊化)四个功能模块组成。

控制的。其传递函数的形式是: G(s) k p(1 T I S T D S),PID控制原理 针对模糊控制器每个输入,输出,各自定义一个语言变量。因为对控制输出的判断,往往不仅根据误差的变化,而且还根据误差的变化率来进行综合评判。所以在模糊控制器的设计中,通常取系统的误差值e和误差变化率ec为模糊控制器的两个输入,则在e的论域上定义语言变量“误差 E ” ,在ec的论域上定义语言变量“误差变化EC ” ;在控制量u的论域上定义语言变量“控制量U”。 通过检测获取被控制量的精确值,然后将此量与给定值比较得到误差信号e,对误差取微分得到误差变化率ec,再经过模糊化处理把分明集输入量转换为模糊集输入量,模糊输入变量根据预先设定的模糊规则,通过模糊逻辑推理获得模糊控制输出量,该模糊输出变量再经过去模糊化处理转换为分明集控制输出量。 2.PID控制 在模拟控制系统中,控制器最常用的控制规律是PID控制。PID 控制器是一种线性控制器。它根据给定值与实际输出值之间的偏差来 框图如图1-2所示。

浅谈空调节能

暖通空调节能分析 作者: Author: 【摘要】随着现代建筑向着舒适化的方向发展,中央空调系统已经成为现代建筑技术中的重要标志,但其能耗巨大的特点迫使人们寻找相应的节能减排方法和技术。文章通过分析暖通空调系统能耗的构成及主要特点,旨在解决暖通空调系统在耗能方面面临的问题,并提出切实可行的解决办法 【关键词】暖通空调节能措施 [Abstract] along with the development of modern architecture to the comfort of the direction, the central air-conditioning system has become an important symbol of modern building technology, but its characteristics of huge energy consumption and forced people to look for energy-saving emission reduction method and the corresponding technology. Through the analysis of energy consumption and the main characteristics of the HVAC system, aiming at solving the HVAC system faces in energy issues, and put forward the feasible solution [Keyword] HVAC Energy saving M easures 引言: 随着国民经济的飞速发展,工业现代化步伐的加快,中央空调系统在各行业中得到了广泛应用,在中央空调系统中水冷冷水机组占有一定的比例。在冷水机组中,冷却塔是不可缺少的一个组成部分,而冷却塔的性能又是决定冷水机运行效率的一个关键。目前市场上客户所使用的产品大多是大 气压下条件下进行热交换的产品,决定了出水温度不可能低于当时的湿球温度(设计出水温度为32度),在这一温度下,制冷机的运行效率得不到充分发挥,增加了运行的费用。经过多年研究实践经验,研制了负压冷却塔。 空调节能成了人们对空调产品好坏起了决定性的作用!低能耗低成本的耗能源成了对空调产品的重要选择。空调节能项目已成为国家重点改造和研发的策略!国家以组成《中国暖通协会》《中国空调制冷协会》《中国节能协会》等重点建议提倡高效节能的空调产品! 随着社会的不断进步与科学技术的不断发展,现在的人们越来越关心我们赖以生存的地球,世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施来改 善环境,减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题,要从根本上解决能源问题,除了寻找新的能源,节能是关键的,也是目前最直接有效的重要措施,在最近几年,通过努力,人 们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。 近年来,随着我国建筑和交通事业的快速发展。节能的重点已从工业逐渐转向建筑和交通。暖 通空调系统的节能占建筑节能的主要部分。因此,暖通空调的节能问题不仅关系到千家万户的冷暖,关系到人们的健康和安全,关系到工作效果和产品质量,还关系到国家能源安全、资源消耗和环境 污染。 1、暖通空调节能的重要意义: 自从上世纪70年代发生能源危机之后,发达国家就已经开始关注节能问题。由于建筑能源耗费量约占总能源耗费的三分之一左右,做一建筑节能自然引起人们的关注;而暖通空调能耗中的大户,在发达国家暖通空调能耗占建筑能耗的65%。由此可见,建筑节能工作的重点应该是暖通空调的节能。另一方面,如单从电能的消耗来讲,如电空调,据上海和重庆的调查,在夏季,空调用电量是 总耗电量的23%和31.3%,其所占比例可见一斑。随着我国建筑业的迅猛发展,建筑能耗不断增加,建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上.有些地区已接近40%,且其总量呈逐年上升趋势.能

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