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[摘 要]文章首先简述了智能控制技术概述,然后分析了中央空调能耗的现状,最后重点探讨了中央空调节能分析。
[关键词]智能控制技术;中央空调系统;节能
中图分类号:TL62+9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0042-01
一、前言
随着经济的快速发展和我国生活水平的不断提高,中央空调在建筑楼层中的应用也越来越广泛,带给人们提舒适的学习、生活环境,然而在运行之上会因为时间长,耗电多带来很多问题,因此,智能控制变频技术在中央空调系统的应用与节能的探讨具有非常重要的意义。
二、智能控制技术概述
智能控制技术是多种技术的融合,是一种综合性比较强的技术,多种科学相互交叉相互综合相互补充结合的产物。智能控制技术是由控制论、系统论、信息论、自动化控制以及人工智能等等,采用智能控制技术就能够解决以前传统控制技术不能够解决的或者是难以完成的复杂系统控制,合理的运用智能控制系统技术的复杂理论,并提供有效的方法就能够实现有效地中央空调系统节能控制。智能控制系统技术主要包括模糊控制系统、神经网络控制系统和专家控制系统等等。
1、模糊控制技术
模糊控制技术是智能控制技术的一种,其也是一种多种科学的综合应用,多个领域的相互渗透相互融合的结果,模糊控制技术主要包含的人工智能、知识工程、模糊数学、计算机科学等等学科,这些科学的综合应用仅有很强的理论支撑,同时也有很强的技术支持。模糊控制技术是一种应用计算机技术来实现数字控制系统而形成一种封闭的反馈通道,模糊控制其具有智能控制技术的能力,其实模糊控制的核心部分,实现智能控制是应用语言来编写的,就有语言控制系统,在借助于数学模型,采用多种复杂的控制系统,模糊控制技术具有较强的智能性和较强的学习性以及较强的精准性。
2、神经网络控制技术
神经网络控制技术是智能控制技术一个比较新的分支,其采用的是人工神经网络与系统控制理论相互结合的产物。人工神经网络系统是一种类似于模仿人脑的神经控制系统,其实运用一种比较简单的控制单元来实现对中央空调系统的节能控制。神经网络系统是由大量的处理单元组成的,这些处理单元通过比较复杂的方式来相互连接,组成比较复杂的网络结构,每一个神经单元连接都有几个或者神经节点,以此来实现数据网络化的输入和输出。神经网络控制技术失恰当的将神经网络技术运用于控制系统中,并通过这种方式来解决以前遇到的各种难题,各种不确定的因素,不同环境下来实现控制问题,这样就具有较强的稳定性、静动态结合的性能,运用这种智能控制技术,其计算能力类似于人脑的思维直觉,解决问题方式,并且计算速度很快,可以实现实时对中央空调系统节能控制。
三、中央空调能耗的现状
在我国现阶段中央空调系统的应用中,更多的关注的是空调系统温湿度控制效果、空气品质控制效果,而忽略了空调系统的能耗情况,整体来说,我国中央空调系统能效并不高,引起的原因有很多,有三个影响因素是比较明显的。
1、缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析
一般节能、运行费用低的系统方案其初投资比较大。用户或投资者对初投资和运行费用的综合经济性指标缺乏专业认识,容易忽略综合投资收益计算。这使很多初投资低但能耗大、运行费用高的中央空调系统大行其道。
2、政策上缺乏系统的、全局性能效指标
中央空调是一项复杂的系统工程,中央空调能源有效利用的评价不能单纯地停留在对机器设备的评价上,对整个系统的评价更为重要,是否节能不仅与空调设备有关,而且与系统设计思想、管网设计、各部分匹配、施工优劣,运行管理水平以及建筑物热特性等因素有关。
3、能根据环境负荷的不均匀变化控制中央空调系统
中央空调的设计过程中,设计者通常需要考虑建筑环境的最大负荷进行设计,包括空调系统的温度、通风量,而且一般设都会在最大负荷设计中加入30%的余量。
综上所述,当前中央空调控制系统存在的主要问题即是能量损耗的问题,和利用传统的控制方式对设备带来的不利影响的问题。
四、中央空调节能分析
1、中央空调能耗分析
在中央空调系统中,冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、风机盘管系统和制冷机组等设备的能耗几乎占据整个系统90%以上的能耗。主要有:设备的能耗,制冷机组能耗、冷冻水泵能耗、冷却水泵和冷却塔风机的能耗、风机盘管系统能耗等。其解决方法是:通过对中央空调系统中设备的高效管理和协调工作,尽量减少设备的运行时间,避免设备的不必要启动;降低流体的流量,这可以按照实际的负荷需求,利用控制技术和变频调速技术对中央空调系统拖动设备的水流量和风机风量等进行动态的调节,以减少拖动设备在非满负荷状态下的能耗;提高设备的运行效率,通过合理选择和有效管理设备来提高他们的运行效率等等。
2、变频节能分析
根据中央空调系统的能耗分析可以知道,中央空调系统的耗能部分主要包括冷冻水泵、压缩机、冷却水泵、冷却塔风机和风机盘管五大部分。
3、冷冻水系统变流量节能分析
传统的冷冻水系统通常采用不加控制的定流量系统,这种定流量系统不会随着负荷的变化而改变冷冻水的流量,致使冷冻水流量永远处于最大流量状态。这样不仅会浪费大量的冷冻水泵电能,还会导致冷冻水系统回水温度的变化,大大降低冷冻水泵和整个中央空调系统的工作效率。所以根据负荷大小的变化来控制冷冻水流量将会节省大量不必要的能耗。目前,冷冻水变流量控制最常用的方式包括定压差变流量控制和定温差变流量控制。
4、冷却水系统变流量节能分析
冷却水系统之所以?用变流量运行也是为了尽可能的降低冷却水的系统的能耗。冷却水系统通常采用的也是大负荷设计法,按照系统负荷要求所需的最大冷却水流量来设计冷却水系统,致使冷却水系统在系统部分负荷的情况下也是全负荷运行,浪费了很多不必要的能量。而经过实践表明,冷却水系统的变流量运行也不会引起冷凝温度的剧烈变化和影响制冷机组的性能。因此根据系统负荷的需求动态的调节冷却水流量是十分必要和可行的。目前,冷却水变流量控制最常用的方式包括定温差变流量控制和冷凝温度变流量控制。
5、风机盘管系统变流量节能分析
风机盘管系统是室内空气和冷冻水进行热交换的关键设备,一方面将冷冻水中携带的冷量传递到室内空气中,另一方面给室内提供一定的新风量。对风机盘管系统进行变流量设计,不仅可以更加直接的根据需求调节室内温度,使室内温度更加快速的响应用户的需求,还可以在部分负荷的情况下降低系统的能耗。
五、结束语
综上所述,采取智能控制变频技术运用于空调系统的控制管理中,可以有效地改善系统运行品质,节省运行能耗,提高管理水平,并减少运行管理劳动强度,取得良好的经济效益和社会效益,新型的智能控制技术在中央空调系统节能控制中将具有更广泛的应用前景。
参考文献
[1] 孙文韬.试论商用中央空调智能控制系统节能问题[J].科技创新与应用,2014,02:113.
[2] 陶昆,张利琼.智能模糊控制技术在空调系统中的应用[J].自动化应用,2013,11:39-41.
[关键词]智能控制技术;中央空调系统;节能
中图分类号:TL62+9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0042-01
一、前言
随着经济的快速发展和我国生活水平的不断提高,中央空调在建筑楼层中的应用也越来越广泛,带给人们提舒适的学习、生活环境,然而在运行之上会因为时间长,耗电多带来很多问题,因此,智能控制变频技术在中央空调系统的应用与节能的探讨具有非常重要的意义。
二、智能控制技术概述
智能控制技术是多种技术的融合,是一种综合性比较强的技术,多种科学相互交叉相互综合相互补充结合的产物。智能控制技术是由控制论、系统论、信息论、自动化控制以及人工智能等等,采用智能控制技术就能够解决以前传统控制技术不能够解决的或者是难以完成的复杂系统控制,合理的运用智能控制系统技术的复杂理论,并提供有效的方法就能够实现有效地中央空调系统节能控制。智能控制系统技术主要包括模糊控制系统、神经网络控制系统和专家控制系统等等。
1、模糊控制技术
模糊控制技术是智能控制技术的一种,其也是一种多种科学的综合应用,多个领域的相互渗透相互融合的结果,模糊控制技术主要包含的人工智能、知识工程、模糊数学、计算机科学等等学科,这些科学的综合应用仅有很强的理论支撑,同时也有很强的技术支持。模糊控制技术是一种应用计算机技术来实现数字控制系统而形成一种封闭的反馈通道,模糊控制其具有智能控制技术的能力,其实模糊控制的核心部分,实现智能控制是应用语言来编写的,就有语言控制系统,在借助于数学模型,采用多种复杂的控制系统,模糊控制技术具有较强的智能性和较强的学习性以及较强的精准性。
2、神经网络控制技术
神经网络控制技术是智能控制技术一个比较新的分支,其采用的是人工神经网络与系统控制理论相互结合的产物。人工神经网络系统是一种类似于模仿人脑的神经控制系统,其实运用一种比较简单的控制单元来实现对中央空调系统的节能控制。神经网络系统是由大量的处理单元组成的,这些处理单元通过比较复杂的方式来相互连接,组成比较复杂的网络结构,每一个神经单元连接都有几个或者神经节点,以此来实现数据网络化的输入和输出。神经网络控制技术失恰当的将神经网络技术运用于控制系统中,并通过这种方式来解决以前遇到的各种难题,各种不确定的因素,不同环境下来实现控制问题,这样就具有较强的稳定性、静动态结合的性能,运用这种智能控制技术,其计算能力类似于人脑的思维直觉,解决问题方式,并且计算速度很快,可以实现实时对中央空调系统节能控制。
三、中央空调能耗的现状
在我国现阶段中央空调系统的应用中,更多的关注的是空调系统温湿度控制效果、空气品质控制效果,而忽略了空调系统的能耗情况,整体来说,我国中央空调系统能效并不高,引起的原因有很多,有三个影响因素是比较明显的。
1、缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析
一般节能、运行费用低的系统方案其初投资比较大。用户或投资者对初投资和运行费用的综合经济性指标缺乏专业认识,容易忽略综合投资收益计算。这使很多初投资低但能耗大、运行费用高的中央空调系统大行其道。
2、政策上缺乏系统的、全局性能效指标
中央空调是一项复杂的系统工程,中央空调能源有效利用的评价不能单纯地停留在对机器设备的评价上,对整个系统的评价更为重要,是否节能不仅与空调设备有关,而且与系统设计思想、管网设计、各部分匹配、施工优劣,运行管理水平以及建筑物热特性等因素有关。
3、能根据环境负荷的不均匀变化控制中央空调系统
中央空调的设计过程中,设计者通常需要考虑建筑环境的最大负荷进行设计,包括空调系统的温度、通风量,而且一般设都会在最大负荷设计中加入30%的余量。
综上所述,当前中央空调控制系统存在的主要问题即是能量损耗的问题,和利用传统的控制方式对设备带来的不利影响的问题。
四、中央空调节能分析
1、中央空调能耗分析
在中央空调系统中,冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、风机盘管系统和制冷机组等设备的能耗几乎占据整个系统90%以上的能耗。主要有:设备的能耗,制冷机组能耗、冷冻水泵能耗、冷却水泵和冷却塔风机的能耗、风机盘管系统能耗等。其解决方法是:通过对中央空调系统中设备的高效管理和协调工作,尽量减少设备的运行时间,避免设备的不必要启动;降低流体的流量,这可以按照实际的负荷需求,利用控制技术和变频调速技术对中央空调系统拖动设备的水流量和风机风量等进行动态的调节,以减少拖动设备在非满负荷状态下的能耗;提高设备的运行效率,通过合理选择和有效管理设备来提高他们的运行效率等等。
2、变频节能分析
根据中央空调系统的能耗分析可以知道,中央空调系统的耗能部分主要包括冷冻水泵、压缩机、冷却水泵、冷却塔风机和风机盘管五大部分。
3、冷冻水系统变流量节能分析
传统的冷冻水系统通常采用不加控制的定流量系统,这种定流量系统不会随着负荷的变化而改变冷冻水的流量,致使冷冻水流量永远处于最大流量状态。这样不仅会浪费大量的冷冻水泵电能,还会导致冷冻水系统回水温度的变化,大大降低冷冻水泵和整个中央空调系统的工作效率。所以根据负荷大小的变化来控制冷冻水流量将会节省大量不必要的能耗。目前,冷冻水变流量控制最常用的方式包括定压差变流量控制和定温差变流量控制。
4、冷却水系统变流量节能分析
冷却水系统之所以?用变流量运行也是为了尽可能的降低冷却水的系统的能耗。冷却水系统通常采用的也是大负荷设计法,按照系统负荷要求所需的最大冷却水流量来设计冷却水系统,致使冷却水系统在系统部分负荷的情况下也是全负荷运行,浪费了很多不必要的能量。而经过实践表明,冷却水系统的变流量运行也不会引起冷凝温度的剧烈变化和影响制冷机组的性能。因此根据系统负荷的需求动态的调节冷却水流量是十分必要和可行的。目前,冷却水变流量控制最常用的方式包括定温差变流量控制和冷凝温度变流量控制。
5、风机盘管系统变流量节能分析
风机盘管系统是室内空气和冷冻水进行热交换的关键设备,一方面将冷冻水中携带的冷量传递到室内空气中,另一方面给室内提供一定的新风量。对风机盘管系统进行变流量设计,不仅可以更加直接的根据需求调节室内温度,使室内温度更加快速的响应用户的需求,还可以在部分负荷的情况下降低系统的能耗。
五、结束语
综上所述,采取智能控制变频技术运用于空调系统的控制管理中,可以有效地改善系统运行品质,节省运行能耗,提高管理水平,并减少运行管理劳动强度,取得良好的经济效益和社会效益,新型的智能控制技术在中央空调系统节能控制中将具有更广泛的应用前景。
参考文献
[1] 孙文韬.试论商用中央空调智能控制系统节能问题[J].科技创新与应用,2014,02:113.
[2] 陶昆,张利琼.智能模糊控制技术在空调系统中的应用[J].自动化应用,2013,11:39-41.