基于負荷預估和模糊解耦的中央空調(diào)整體節(jié)能控制系統(tǒng)設計與應用.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展、能源供求的日益緊張以及全球氣候變暖的不斷加劇，節(jié)約能源與減少溫室氣體排放已經(jīng)在全球范圍內(nèi)被提到非常重要的高度。據(jù)統(tǒng)計，在我國，建筑能耗占國民經(jīng)濟總能耗的19.8％左右。對于公共和民用建筑，一般中央空調(diào)系統(tǒng)能耗占建筑物總運行能耗的30%～50%；對于某些商場和綜合大樓甚至高達60%以上。因此，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究對降低建筑能耗，乃至對國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。
　　在傳統(tǒng)的設計中，按照建筑物最大

2、冷（熱）負荷并留有一定余量的計算方法，進行中央空調(diào)的系統(tǒng)設計和設備選型。然而，中央空調(diào)系統(tǒng)的實際負荷是根據(jù)建筑物內(nèi)部人員數(shù)量、設備散熱情況和外部環(huán)境溫度的變化而不斷動態(tài)變化，并且絕大多數(shù)時間其大小遠低于系統(tǒng)設計負荷。目前，已經(jīng)應用的一些中央空調(diào)節(jié)能方案多是簡單地采取水系統(tǒng)水泵的變頻節(jié)能，雖然可以在某種程度上節(jié)省輔助設備功耗，但是存在節(jié)能控制缺乏實際負荷參考的不足，同時也對制冷機組的正常運行有著潛在的安全隱患。因此，為了有效降低空調(diào)系統(tǒng)的

3、能耗，必須全面、深入研究中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方法與措施。
　　中央空調(diào)作為一個結(jié)構(gòu)龐大、設備眾多的系統(tǒng)，合理的節(jié)能方案需要以系統(tǒng)的實際情況為立足點，充分考慮和滿足系統(tǒng)的實際負荷需求，最好是首先采用風系統(tǒng)的調(diào)整以快速響應負荷需求，然后通過冷凍水與冷卻水系統(tǒng)的調(diào)整以最終達到制冷負荷供給與需求的平衡。根據(jù)上述觀點，本課題提出了一種基于負荷預估和模糊解耦的中央空調(diào)整體節(jié)能方案。首先，針對現(xiàn)有節(jié)能控制缺乏實際負荷參考的不足，設計了基于數(shù)字溫濕

4、度傳感器的房間溫濕度檢測子系統(tǒng)；其次，針對中央空調(diào)風系統(tǒng)和水系統(tǒng)的定流量設計及運行中存在的能源浪費問題，設計了末端設備、冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻塔風機各子系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能控制方案；再次，針對節(jié)能控制系統(tǒng)中負荷預估和參數(shù)耦合問題，設計了最小焓差負荷預估算法和水系統(tǒng)模糊解耦算法。在滿足用戶需求的前提下，通過實時監(jiān)測空調(diào)房間的溫濕度、優(yōu)化設置系統(tǒng)設備的運行參數(shù)、智能控制整個系統(tǒng)的運行工況，力求以最少的系統(tǒng)能耗達到使用中央空調(diào)的目的。