中央空調系統節能中的智能控制技術探討

摘 要：中央空調系統現在已經被廣泛的應用到建筑工程建設中，對調節改善室內溫度具有重要作用，是提高生活質量的重要基礎設施?；谥醒肟照{系統的復雜性與關聯性，為保證系統運行的可靠性，排除外部因素的干擾，及時發現并處理存在的問題，需要在原有基礎上進行更新優化，積極應用新型技術和手段，對整個運行狀態進行實時監控，了解各階段運行參數，從根本上來提高系統運行可靠性與穩定性。本文基于智能控制技術特點，對其在中央空調系統節能設計與運行中應用要點進行了簡單分析。

關鍵詞：中央空調；節能設計；智能控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.014

將智能控制技術應用到中央空調系統中，可以實現對系統運行過程的實時監控，隨時掌握系統運行狀態信息，確定其是否存在異常情況，一旦出現異常問題，系統將會自動告警，并且向值班人員發送告警信息，便于檢修工作的有效處理，避免故障的進一步發展?，F在智能控制技術在中央空調系統中應用已經相對成熟，不僅可以提高管理效率，同時還可以降低系統運行能耗，對進一步促進中央空調系統運行綜合性能具有重要意義。

1 智能控制技術應用分析

1.1 模糊控制

智能控制技術的應用，可以更靈活、可靠的處理傳統方法難以解決的復雜問題，其中模糊控制為比較常用的智能控制技術之一。模糊控制涉及了計算機科學、模糊科學、知識工程以及人工智能等多門學科知識，將模糊集合論、模糊邏輯以及模糊語言變量等作為推理的基本規則，構成一種具有反饋通道的閉環結構數字控制系統。其中模糊控制器為整個系統的核心，也可以將其稱之為模糊邏輯控制器，為一種語言型控制器[1]。模糊控制系統的實現可脫離數學模型，可被有效應用到復雜系統以及模糊對象處理中。但是模糊控制中模糊規則、知識表示以及合成推理等均要以專家知識或者成熟經驗作為依據，然后通過有效學習來不斷進行更新，具有很強的自學性與智能性。

1.2 神經網絡控制

神經網絡系統可以看作為人工神經網絡和系統控制理論相互結合的產物，也是現在比較常用的智能控制技術之一。神經網絡系統運行與人腦神經系統相似，確定神經元為節點，通過某種網絡拓撲結構來構成活動網絡。神經網絡包括大量的簡單處理單元，相互連接后形成復雜網絡，可分為隱含層、輸入層以及輸出層三部分，且每層包含多個神經元。通過權來連接網絡前后層節點，找出一定權值后，確保每組給定輸入均可產生達到要求的輸出，其中調節權值所遵循規則即為訓練算法。神經網絡系統與人腦神經系統具有一定相似性，這樣神經網絡系統在應用時，對外界環境的變化有很大的適應能力，一般層數不多的神經網絡模型可以對任意非線性系統的系統狀態進行準確預測[2]。同時，還可以將其他并行計算看作為人腦直覺，反應速度非常快，在實際應用中完全可以滿足實時控制要求。

2 中央空調系統節能運行所存不足

2.1 控制效果差

中央空調系統性與復雜性高，設計與運行控制均需要綜合多項因素進行分析，想要保證其安全性與穩定性，必須要基于實際情況，總結以往經驗來對原有控制系統進行調整和優化，保證控制系統性能可以達到實際應用要求。對現行控制系統應用效果分析，可確定傳輸與反應系統較差，導致系統及時控制和處理能力較低，無法對中央空調運行狀態信息進行有效處理，信號傳輸不順暢致使故障處理不及時，更容易出現運行故障問題。并且，控制系統性能差也會影響控制系統綜合性能，產生更多電力損耗。再加上系統軟件差異，僅能夠滿足中央空調初步控制要求，無法對系統運轉進行整體調節，在一定程度上限制了中央空調運轉效率，與現在推行的節能降耗理念不相符。

2.2 系統設計落后

神經網絡控制作為智能控制技術的常用方式之一，雖然近年來應用增多，但是從整體上分析空調行業研發與應用還比較落后，智能性研究落后，應用到中央空調系統中，自我處理能力比較低，再加上芯片成品比較高，智能系統信息處理能力無法達到實際應用需求，實際處理無法滿足系統運行要求[3]。

2.3 自我診斷較弱

智能控制系統的實現，對比傳統系統可以達到自我診斷與處理的效果，進而可以提高中央空調運行綜合效果，在降低故障率的同時，減少運行能耗。但是目前我國中央空調智能控制系統自我診斷以及處理方面研究并不成熟，所用自我診斷系統版本比較落后，無法完全滿足信息接收以及異常診斷要求，不能及時發現系統運行存在的故障隱患，一般均為事后控制，產生更多損失。另外，自我處理為智能控制系統核心功能，但是因為現在無法實現，在中央空調應用中還存在非常大的局限性，并不能滿足系統故障處理要求。

3 中央空調系統智能控制應用要點

3.1 定風量系統控制

定風量空調系統風量穩定性強，可無視負荷變化帶來的影響，風機持續維持全風量運行狀態，以改變送風溫度的方式來對室內冷熱負荷進行調節，達到調節室內溫濕度的目的。一般中央空調系統包括供暖、供冷、除濕以及加濕等基礎功能，利用智能控制技術來控制排風口、回風機以及電動風門，滿足不同情況下的全新風、循環式以及自動混合式運行需求，具有比較明顯的節能效果。將模糊控制技術應用到定風量系統中，可實現空調回風溫度自動調節、回風閥與排氣閥比例調節、空調回風濕度自動調節等。第一，回風溫度調節。其為定值控制系統，由智能模糊控制器比較回風溫度傳感器所測得回風溫度，同時按照控制規律來對表面式換熱器回水調節閥開度進行調節，控制好冷凍水添加量，控制室內溫度維持在設定的恒定值。在這個過程中可將新風溫度看作為系統擾動量，調節后保證其可以滯后于新風溫度的變化，并且將新風溫度傳感器反映的新風溫度作為前饋信號加入到回風溫度調節系統中看，還可以提高系統調節可靠性。第二，回風濕度調節[4]。調節控制模式與回風溫度調節系統相似，以提前設定的控制規律來對加濕器閥開度進行調節，改變加濕蒸汽流量大小，來達到控制室內濕度的目的。

3.2 變風量系統控制

變風量空調系統，即在室內房間溫濕負荷發生變化后，可以通過調節改變中央空調送風量，但是不改變送風溫度的方式，將室內溫濕度控制在一個恒定狀態。一般應用此種控制系統的中央空調系統，可在每個房間送風入口位置安裝一個具有自動控制的風閥，對送入室內風量大小進行調整，來對該房間溫濕度進行單獨控制，實際運行中具有較大的節能優勢。對此種系統運行效果進行分析，可確定在系統送風溫度不變的情況下，表冷器回水調節閥開度無需調節。在工程建設時為實現送風量的改變，可應用變頻器對送風電機轉速進行調節，維持系統功能正常運行的同時，避免過多消耗電能。變風量智能控制系統控制對象包括相對濕度自動控制、回風機自動調節、送風量自動調節、新風閥、回風閥以及排風閥比例調節等。系統控制過程即在房間內部負荷所需風量變化時，管道靜壓會相應變化，傳感器會準確檢測傳感器靜壓變化量，同時將其反饋給智能模糊控制器，最后按照控制規則計算得到控制信號，并傳輸給變頻器，然后變頻器便可以根據信號指令對風機轉速進行調節，待達到所需負荷平衡后，靜壓恢復到穩定狀態，系統將會在新的平衡點進行工作。

4 結束語

將智能控制技術應用到中央控制系統中，不僅可以對其運行全過程進行動態管理，同時還可以滿足節能降耗要求，以更少的電能來維持系統正常運行，滿足室內負荷要求，對促進中央空調控制系統設計優化具有重要意義。應基于現有技術，對智能控制技術的應用進行深入研發與應用，進一步發揮其所具有的功能優勢。

參考文獻：

[1]李慧靜.基于智能控制算法的中央空調變風量控制系統研究[D].吉林建筑大學，2017.

[2]雷皓.淺談智能控制理論在中央空調監測系統中的應用[J].福建質量管理，2015（09）：35.

[3]張書源.地熱型中央空調智能控制系統研究與實現[D].華中科技大學，2015.

[4]韓亞杰.中央空調節能系統控制方法改進的研究[D].河北工業大學，2015.

作者簡介：徐洋（1986-），男，山東棗莊人，本科，研究方向：中央空調工程技術。endprint