东方医院中央空调节能控制系统应用

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中央空调机组是一种非常有发展潜力的环境控制系统,具有适应性强、维护简单、运行高效等优点,在各种现代化建筑中得到了广泛应用。由于近两年全国各大城市的电力紧张形式比较严峻,国家主管部门也提出民用建筑节能50%的指标,于是中央空调作为用电大户,其节能问题就成为行业关注的首要问题。当前行业对与中央空调节能问题的解决主要是集中在设备节能这个基础问题的探索上。随着空调能耗占城市能源消耗比例的逐年增加,市场对中央空调的节能运行提出了更高的要求。 东方医院是一座建成于上世纪末的现代化综合性医院,其在中央空调的使用上存在着很大的节能空间。作为在医院的负责暖通工作的工程师来讲,一直想把中央空调的运行成本逐年降低。 目前,大多数的节能措施是利用变频的方法控制水泵和风机的转速来调整水流量和风量,来实现节能目的。由于中央空调系统十分庞大,反应速度较慢、滞后现象较为严重,给机组的节能运行增加了很多困难。传统的控制方式,如单机比例调节和模块化机组开停机等,控制精度很差,能效比较低。针对这种情况,一些厂家采用了PID(比例积分微分调节器)反馈控制方式来满足机组变负荷运行的要求。尽管PID的控制参数为预先设定,但对于工况及环境变化的适应性差、控制惯性较大,节能效果也不甚理想。 自从1965年美国加利福尼亚大学控制专家L.A.Zadeh教授提出模糊数学以来,吸引了众多的学者对其进行研究,使其理论与方法日臻完善,并且广泛地应用于自然科学和社会科学的各个领域。模糊逻辑本身提供了由专家构造语言信息并将其转化为控制策略的一种系统的推理方法,因而能够解决许多复杂而无法建立精确数学模型系统的控制问题,它是处理推理系统和控制系统中不精确和不确定性的一种有效方法。 经典控制理论用于线性常规系统是非常有效的。但针对中央空调系统参数与结构的时变、大滞时和严重的非线性特性,而且从系统对象所能获得的知识信息量相对地较少,以及与此相反地对控制系统性能的要求日益提高。经典控制方法就无法获得满意的结果。因此笔者结合了模糊控制原理、方法,集中研究了利用模糊PID复合控制算法对东方医院中央空调主机喷嘴阀门开度控制,使得喷嘴阀门相对于不同的负荷有相应的开度,并且详细地进行推导计算。并设法把模糊控制的方法推广于整个系统中,在这样的系统改造后,将大大节省能源的支出。 模糊PID复合控制器在实际应用中不仅可以消除极限循环振荡,而且可完全消除系统余差,使系统成为无差模糊控制系统。保证了整个系统运行中静态、动态性能的稳定。 随着世界能源的持续紧缺,计算机领域的高速发展,各种模糊控制技术必将更广泛地应用于各行各业之中。
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