空調控制范文
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篇1
關鍵詞:調試程序;調試階段;費用收取
Abstract: this paper points out that the air conditioning debugging are divided into five stages: the design, the run the test, at the beginning of the season, and debugging, personnel training, and for each stage should be the work is also analyzed. Key of the variable flow system commissioning test project to give explanation, and finally introduced in the air conditioning control system commissioning, the collection of the cost.
Keywords: debug program; Commissioning phase; charges
中圖分類號:TB657.2文獻標識碼: A 文章編號:
隨著當今科技日新月異的發展,自控技術也迅速得到發展,在空調系統中越來越多的使用著很多先進的控制技術,這樣可以節省大量的人力資源,實現節能運行,從而境地運行的費用。目前的自動控制技術不但可以實現設備的開關和監測,而且可以根據具體的干擾因素進行自主調節。但是目前在運行中存在著一些問題,這些問題導致達不到預期想要的運行效果,其原因除了來自設計方面的之外,就是空調控制系統的調試可能除了一定的問題。如果調試者沒有準確理解設計者的設計意圖,光是憑著自己的經驗進行調節的話,就很有可能會對空調控制系統的運行造成一定的影響,尤其是我國空調系統和控制系統通常不是一個公司設計的,就更加麻煩。空調控制系統的選擇和調試都很重要,而人們卻往往會忽視調試的過程。調試的效果和系統運行有著密切的關系,如果調試問題沒有解決好,導致使用者可能會對自動控制系統的可靠性產生懷疑,這樣就不利于在空調調試系統中使用新技術。本文針對國內的實際情況,依據國外的經驗探討調試程序,并重點對變流量系統的測試進行說明。
變流量系統
該系統是通過在設備末端加設電動二通閥,由室內溫度控制器調節其的開啟對通過盤管的流量進行自主調節,使得室內溫度的波動在所允許的范圍之內。通過在水泵上加設變頻器進行調速來實現系統流量的變化,但閥門開啟度的變化不能完全保證變化的流量再分配時能夠按照要求進行,因此必須設計相應如圖1所示的控制系統。
圖1變流量空調系統示意圖
在變流量系統當中,控制系統主要要解決三個平衡問題,即:平衡系統輸配側環路、平衡系統冷源側環路以及平衡控制回路。
如果合理并完整地進行溫度自動控制調試,設計意圖中的預期功能可能被破壞,達不到
本能帶來的節能效果和舒適程度。如果忽視任何小細節,都有可能使其達不到最佳的運行狀況。反之,完整的控制功能調試,能發現空調系統和控制系統中可能存在的一些會對其運行造成影響的問題。可見控制系統和它的調試時空調系統中十分關鍵的環節,有著相當重要的低位。
控制系統調試程序
控制系統的調試需要測試所用的運行模式,它是很系統的工程。在確定設備、管道及儀器都安裝正確的前提下,然后使用相應設備對系統功能及運行進行測試。
2.1設計階段的系統調試
以前,很多人認為應該從系統設備安裝完成之后才進行系統調試。但隨著科技的不斷發展,系統功能也越來越復雜,將各種技術進行交叉,在設備安裝完成后,往往不能解決發現的問題,所以系統的調試階段應該從設計時開始。使得在設計時的控制系統能滿足應用的要求,才能保證控制系統實現各階段運行的不同功能。
空調控制一般涉及到的環節有:冷熱水系統控制、最優啟閉控制、變頻系統控制、節能控制;水泵控制、空氣質量控制及風機控制等。
在變流量控制系統中,除了上述的通常環節之外,控制的順序非常重要。調試者先要提交設計好的控制系統運行順序,然后再提交系統測試的步驟和相應措施,其步驟包括調試人和手段,這樣就可以調試所用的運行模式。
隨著人的見識不斷提高,人們對控制系統方面的知識了解的越來越多,這樣一來,他們就可能對設計者提出自控系統所需要達到的水平,所以在設計時,就應該讓調試人員參與進來,這樣就為以后的運行管理奠定了一定的基礎。
2.2初步測試階段的系統調試
當設備就位后,就可以進行初步調試。在設備啟用運行之前,必須做以下準備工作,即包括:設備的位置是否符合要求;測量儀器是否按照要求進行了安裝;確定排水管道通暢;管道的支架是否安裝牢固;正確安裝控制設備;確保管道系統完善以及軸承部件的狀況兩毫米。
2.3系統的功能測試和運行調試
功能測試也就是對設備自身運轉進行的調試。對整個系統在各種可能運行的情況下,對設備的轉速進行調試。還要對BAS參數體統的參數設置進行檢查,其中包括時間延遲和反時間等。
在功能測試之后進行運行調試,它是對所有組成系統的設備所進行的聯合調試。保證如果有火警信號時,空氣處理機組可以停機,并且隨著室外溫度的變換其能進行節能運行。在一定的范圍之呢內,可以對室內的溫度進行隨意調節。
應該保證閥門的啟閉能順利進行。應該對所用的執行器進行檢查,要保證其在全開或者全閉上時,閥門裝置保持緊密,并對其校準,直到在BAS系統上找到它的編碼位置為止。對關鍵設備要進行輸出和輸入信號校準。
運行測試時難度最高的,也是最耗時間的,但它是測試的關鍵階段。
2.4季節調試階段
我國大部分地方四季分明,由于季節因素,很多時候,部分機械設備得不到充分的調試。在調試計劃中,應該考慮到季節的中斷,要在室外溫度處在最合理的溫度下進行調試
2.5測試人員培訓階段
文中將人員的培訓也歸到調試里面。想要使得設計安裝完整的設備能正確地運行,必須要有一批專業有素質的管理人員,但對我國來說,目前還是一個薄弱環節,主要存在的問題就是沒有系統充分的培訓。
目前的培訓一般情況下都是在系統完全調試完后才進行,有的只是針對離散的系統,而沒有將整個項目進行系統化。針對這些問題,應該在設計階段就應該景象人員培訓,采取一些相應能解決問題的措施。
2.6調試記錄階段
將調試記錄存入檔案,并長期保存。要對關鍵參數進行分類整理并寫入最終的調試報告之中。
變流量系統的調試
由于變流量系統的節能效果良好,將會成為今后空調系統發展的一種趨勢,它的節能效果是通過設定更復雜的控制系統來實現的,下面將對這種系統做特別說明。
首先,和定流量系統一樣,要按照設計的流量,對變流量的系統進行管網水力平衡調試。
其次是對動態的控制進行調試。調試所要達到的效果為,保證能提供相應的控制根據系統流量的變化要求,在此過程中,還涉及到一些其它的測試盒檢查,都要認真對待。
4、調試的費用
在我國,一般情況下,工程結算費用就包括系統的調試費用,不會單獨列出。而伴隨著社會經濟的不斷發展,我國與國際接軌,也逐步將調試費用單獨列出,表1為現在國外調試費用的收取情況,可供參考。
表1測試費用估算表
5.結束語
本文通過分析,總結出了空調控制系統調試的基本程序。隨著我國經濟技術的的不斷發展更新,隨之也出現不同的新方法,但是空調控制系統調試的基本程序是不會改變的。針對不同的方案,可以變動具體的一些調試程序的部分措施,以便達到最終所希望的效果。空調系統的調試只是其整體測試中的一部分,但卻占據著很重要的低位,相當于空調系統的“神經”和“大腦”,不管是設計方,施工方,還是購買使用者,都應該對其形成足夠的認識,真正使其能實行良好的運行效果。
參考文獻
[1]李震,肖勇全,曉明.空調控制系統調試的探討[J].暖通空調.2005(4).
[2]王平.綜述變風量空調系統調試存在的問題與措施[J].城市建設理論研究.2012(2).
[3]王文涌.中央空調調試淺談[J].山西建筑.2008(31).
[4]曲凱陽,胡德祥,王連吉,呂鳳海.空調冷卻水系統最優節能控制策略[J].暖通空調.2010(4).
[5]鄭青,李京穗.中國國際貿易中心二期冰蓄冷空調工程[J].暖通空調.2001(2).
篇2
關鍵詞:電動汽車空調;空調控制系統
1 引言
隨著全球汽車保有量的急劇提高,傳統內燃機汽車所帶來的能源和環境污染問題日益嚴重,能源短缺和環境污染是21世紀汽車工業面臨的兩大挑戰[1]。電動汽車具有零排放、對環境無任何污染、噪聲低等優點,被國家越來越重視,電動汽車行業也迎來飛速的發展。為了提供一個舒適的駕駛和乘坐環境,電動汽車也要像傳統燃油汽車一樣需配備空調系統,以提高其舒適性。如何提高空調系統的可靠性及舒適性,需要對整個系統進行分析研究,本文主要從控制系統對電動汽車空調系統進行研究,為低速電動汽車提供了合理的空調控制系統解決方案。
2 常用電動汽車空調控制系統
目前市場上的電動汽車分為高速和低速電動車。高速電動車一般采用鋰電池,制造成本較高,整車定位也較高。其空調系統通常采用自動空調,即空調系統制冷量可根據環境溫度、熱輻射、車室內溫度自動調節,汽車空調面板采集所需信號,處理轉化成電動壓縮機控制器所需信號后(一般采用PWM占空比或者CAN總線的方式進行調速),用于控制電動壓縮機轉速,以實現控制制冷量的大小。低速電動車由于市場定位較低,需嚴格控制制造成本,該類車一般采用鉛酸電池,為了節約成本其配備的空調系統控制面板也較簡單,整車也未配備相應的傳感器,不能使電動壓縮機自動調速。空調系統在工作時通過溫度傳感器檢測蒸發器溫度(該溫度傳感器是為了防止蒸發器結霜而造成系統冰堵),當溫度達到設定值下限時,溫度開關斷開,電動壓縮機停機,電動壓縮機停機后,蒸發器溫度上升,當溫度達到設定值上限時,溫度開關接通,電動壓縮機啟動。即空調系統通過控制電動壓縮機的啟停來控制車室內溫度,電動壓縮機的頻繁啟停,會降低電動壓縮機及控制器使用壽命,同時電動壓縮機帶載啟動也會造成啟動困難、啟動異響及頻繁啟動帶來的能耗增加等問題。能耗的增加影響了車輛的續航里程,也不符合電動汽車節能、環保的要求。
3 本文設計的電動汽車空調控制系統
針對目前低速電動汽車空調控制系統的缺陷,本文采用將電動壓縮機設計高低速兩檔的方式,通過溫度開關控制電動壓縮機轉速,即空調系統在工作時通過溫度傳感器檢測蒸發器溫度,當溫度達到設定值下限時,溫度開關斷開,此時電動壓縮機降到最低轉速,該轉速很低,電動壓縮機幾乎不制冷,蒸發器溫度上升,當溫度達到設定值上限時,溫度開關接通,電動壓縮機提速到最高轉速,在空調系統開啟時整個過程電動壓縮機不停機,解決了電動汽車空調系統在頻繁啟動時對電動壓縮機的沖擊,以及頻繁啟動帶來的不必要的電能浪費,提高了電動汽車空調的可靠性、舒適性,并達到了節能的目的。具體接線圖如下:
4 結論
(1)通過實際應用,本文所設計的電動汽車空調控制系統能夠可靠、平穩的運行。
(2)利用較為簡單的空調控制系統,使普通空調變為近似變頻自動空調的效果,解決了低速電動車空調系統因電動壓縮機頻繁啟動帶來的壽命低、功耗大等問題,提高了空調系統的舒適性、可靠性以及經濟性。
篇3
關鍵詞:暖通空調;低效運行;節能;控制系統;設計
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A文章編號:
1、暖通空調系統
1.1暖通空調工作原理 暖通空調工作原理就是制冷劑在制冷機組的蒸發器中與冷凍水進行熱量的交換而汽化,從而使冷凍水的溫度降低,然后,被汽化的制冷劑在壓縮機作用下,變成高溫高壓氣體,流經制冷機組的冷凝器時被來自冷卻塔的冷卻水冷卻,又從氣體變成了低溫低壓的液體,同時被降溫的冷凍水經冷凍水水泵送到空氣處理單元的熱交換器中,與混風進行冷熱交換形成冷風源,通過送風管道送入被調房間。如此循環,在夏季,房間的熱量就被冷卻水所帶走,在流經冷卻塔時釋放到空氣中。本文主要研究控制暖通空調系統的空氣處理部分,主要涉及供水系統和空氣處理單元。 1.2暖通空調供水系統 常用的冷凍水(水為載冷劑)系統的冷凍水管道均為循環式系統,根據用戶的需求情況的不同,按水壓特性劃分,可分為閉式系統和開式系統兩種:按冷、熱水管道的設置方式劃分,可分為雙管制系統、三管制系統、四管制系統:按各末端設備的水流程劃分,可分為同程式和異程式系統:按水量劃分,可分為定水量和變水量系統。變流量系統中的原則足的供、回水溫度保持不變,建筑物負荷變化時,通過改變供、回水的流量來適應,該水系統輸送的水流量要與建筑物需求相適宜。 1.3暖通空調空氣處理單元 在暖通空調空氣處理單元中,首先是新風與部分回風混合,形成混風,混風經過熱交換器與冷凍水進行熱交換形成送風,在冬天,混風吸收能量溫度提高,在夏天,混風溫度降低,送風在風機的作用下經過送風管道進入房間,與房間內的空氣進行熱量的傳遞,最終調節房問的溫度到達所需要的設定點。房間內的氣體在排風機的作用下被排出,形成回風。部分的回風排出室外,部分回風與新風混合重復上述過程。 混風和冷凍水的熱交換是在空氣處理單元的熱交換器中進行的,熱交換器是暖通空調系統空氣處理單元中的重要部分,熱交換器的工況處于部分負荷下時,并非與設計工況相同,而實際使用過程中,熱交換器絕大多數時間是在非設計工況。2、暖通空調控制系統設計對房間溫度進行了合理的設定,然后建立合理的暖通空調控制器,使暖通空調控制系統能快速準確的調解房間溫度到達設定的房間最佳溫度值,并有效的抑制房間內部和外部的干擾對房間內溫度的影響,同時節省暖通空調系統能量的消耗。由于暖通空調具有時滯和大慣性,當前的控制信號要等到很長時間才能在系統的輸出中反映,而廣義預測控制可以利用現在時刻的控制變量使未來時刻系統的輸出快速準確的跟蹤期望的輸出。同時暖通空調的工況環境不斷變化且有干擾作用,用神經網絡的暖通空調控制系統有效的抑制工況變化和干擾帶來的對控制效果不利的影響。
2.1暖通空調廣義預測控制結構 這里選取的基于RBF模糊神經網絡暖通空調廣義預測控制系統結構如前面所描述暖通空調系統具有非線性,時變性、大滯后和大慣性等特點,還受到許多的干擾。干擾1為冷熱水干擾,主要有盤管中冷/熱水流量、壓力變化,這些干擾折合成冷/熱水溫度變化就會對系統造成一定的影響。干擾2為外界干擾,主要有日照、室外氣溫、外部空氣侵入以及新風溫度變化和風機轉速變化,這些干擾可以看成空調的送風風量變化。干擾3為房間內部干擾,主要有人員的頻繁進出、房間內部各種耗能發熱設備的使用。 基于RBF模糊神經網絡的暖通空調廣義預測控制主要由三部分構成。要實現暖通空調的廣義預測控制,要有準確的暖通空調輸出預測,在提供暖通空調預測輸出的基礎上,建立準確快速的在線優化策略和有效的反饋校正。即通過所得到的未來溫度輸出和優化目標函數,利用梯度下降法對實現滾動優化控制功能的RBF模糊神經網進行修正,從而得到最佳的控制規律。此RBF模糊神經網的輸入是實際房間溫度和設定房間溫度的差值和差值變化率,輸出是暖通空調調節閥電壓。
2.2暖通空調控制器在線滾動優化 暖通空調廣義預測控制的在線滾動優化是利用模型辨識部分提供的預測輸出信息,根據優化的目標函數及選定的優化方法進行在線的滾動優化,從而得到合理的控制規律,考慮在線優化的計算量,這里用RBF模糊神經網絡完成廣義預測控制的在線滾動優化。按性能指標,利用優化方法獲得未來控制長度內的冷凍水調節閥電壓,并取其首分量作為當前時刻的冷凍水調節閥電壓。考慮降低在線計算的復雜性,采用了較常用的梯度下降法作為主要的優化算法。優化過程的關鍵是計算性能指標對RBF模糊神經網絡控制器參數的導數。通過RBF模糊神經網和修正方法,利用暖通空調預測模型提供的信息來完成給定目標函數的優化,進而準確的提供冷凍水調節閥電壓,從而實現廣義預測控制的在線滾動優化來得到暖通空調的合理控制規律。 2.3暖通空調廣義預測控制反饋校正 預測控制算法在進行滾動優化時,優化的基點應與系統實際一致。由于暖通空調系統受諸多干擾的影響,有可能導致辨識模型的失配。既基于不變RBF模糊神經網模型的預測不可能和實際空氣處理單元完全相符。這就需要用附加的預測手段補充模型預測的不足,或者對基礎模型進行在線修正。況且滾動優只有建立在反饋校正的基礎上,才能體現出其優越性。對RBF模糊神經網絡各隱單元的“是心”和“寬度”和隱層到輸出層的權值采用梯度下降法進行調整,在控制的每一步,都實時檢測被控對象的實際輸出與RBF模糊神經網絡預測器輸出之間的誤差,若此誤差大于預先設定的允許誤差,則利用上述修正方法修正暖通空調預測模型的RBF模糊神經網絡參數:否則,維持原有的RBF模糊神經網絡預測模型。
篇4
【關鍵詞】聚類 屬性權值 迭代 可變加權
1 引言
在進行數據挖掘分析時,對屬性權值進行優化一直是十分重要的。常見的分析方法有過濾法[1]和包裝法[2],前者根據一個可解析的函數子集分類判別函數尋求可行特征子集或最優特征子集,后者將分類算法的分類正確率作為目標子集的選擇判斷依據。
Matlin Samuel[3]將特征選擇方法集成到分類和聚類算法中,提出了一個框架型結構的方法,但對于具體分類準則沒有界定;Xin Quan[4]對鄰域算法中的特例賦一定的權值以區分重要性,以使所構造的分類器分類效果更佳,但針對復雜環境下的多屬性變量沒有進行分析論述。
2 屬性權值優化的模糊C均值聚類算法研究
2.1 屬性權值的自適應配置描述
設多屬性的m維空間R的某個區域內存在可構造C個聚類的數據集 ,其中 描述第i個數據點在樣本空間中的位置。定義一個帶權值的"聚類"度量范數,表征某單一屬性對聚類子集的不同反映和數據之間的差異性。即:
4仿真實證分析
4.1 數據初始化
空調系統的精度取決于空調系統本身及自動控制兩個方面。空調統本身主要是冷、熱總量要能保證系統的要求,多采用集散控制裝置。中央空調集控裝置是用于監視和控制中央空調設備及其周邊設備,如主機、空調箱、水泵、冷卻塔,各種控制閥門等設備和零件的可視化智能控制器。
本文針對主要參數對輸入變量應用SPSS數據分析軟件,進行神經網絡和灰色關聯度算法分析,挑選重要性高的變量進行聚類。
4.2 仿真結果對比
通過傳統FCM聚類算法和基于屬性權值調整的聚類算法在正確率和迭代時間上的對比可以看出,新算法在迭代終止時間和聚類正確率方面具有相當的優勢。
三維空間聚類結果對比可以看出,由于新算法充分考慮了聚類子集數據在空間上的分布情況,良好的改善了聚類邊界的混疊問題。
5結語
中央空調控制的過程具有大滯后、強耦合、評價指標多等特點,控制過程往往較為復雜。
本文將模糊C均值聚類算法和屬性權值優化相結合,給出了相應參數的更新公式和相關算法流程,并應用生產中的實際數據進行方針對比,證明本方法的正確性和優越性。
文中算法考慮了控制過程中的高維度多屬性數據點集進行聚類分析時屬性權值對聚類結果的影響。通過仿真分析,看出新算法在迭代正確率和處理邊界混疊方面具有一定的優勢。
參考文獻:
[1] Koleszar G E. A Description of the Weapon Optimization and Resource Requirements Model [R]INSTITUTE FOR DEFENSE ANALYSES: Report IDA D-2360,2009.
[2] Pawlak Z. et al. Rough stes[J]. Communications ofACM,2010,38(11): 89-95.
[3] Matlin Samuel. Review of the Literature on the Missile Allocation Problem [J]. Operations Research.2010,18(3):334-373.
[4] XIN-QUAN CHEN,HONG PENG,JING-SONG HU.An adaptive optimization method of configuring feature weight group.Proceedings of the Fifth International Conference on Machine Learning and Cybernetics,Dalian,13-16 August 2006.pp1281-1286.
[5]Huan Liu and Lei Yu.Toward Integrating Feature Selection Algorithms for Classification and Clustering[J].IEEE Transaction on knowledge and data engineering,Vol.17,No.4,April 2005.pp491-502.
[6]宇文,劉宏,撕轂.基于特征選擇分組加權聚類的表情識別[J].計算機輔助設計與圖形學學報,2005,17(11):2394~2401.
[7]江艷君,李檸,黃道.修正初始權值的BP網絡在CSTR故障診斷中的應用[J].華南理工大學學報,2004,30(2):207-210.
篇5
【關鍵詞】ARM7 空調控制器 MVB車輛總線
1 引言
縱觀目前國內軌道行業幾個空調廠家高鐵空調控制器主要采用進口控制器,一方面由于進口的高鐵控制器價格偏貴,技術上存在一定封鎖,現場調試和后期維護升級都存在一定問題;另外一方面國內乘客對高鐵的乘車環境也要求越來越高,故研究和開發屬于自己的高鐵控制器非常有必要。
2 功能概述
本文設計的空調控制器分為硬件和軟件設計兩部分。硬件上分為核心控制板和數據信息采集板;軟件上主要實現數據采集、處理、保存和上傳等。本方案優點是能滿足高鐵空調多輸入、輸出控制,由專門的CPU負責對外接口,和主CPU之間采用CAN通訊,通訊實時性高,并且穩定。
3 硬件設計
3.1 硬件設計框圖
因CRH380B項目需求,硬件設計上要求數字量輸入100路,數字量輸出60路,以及40路模擬量采集等需求,故本硬件設計采用2片32位ARM7處理器LPC2292作為處理器,其中主CPU主要負責數據處理和司機室網絡數據的實時交互,并且對過程數據進行保存,從CPU主要對輸入、輸出及模擬量數據進行處理。
3.2 電路設計分析
3.2.1 鐵電存儲電路
本次設計中硬件設計上采用鐵電存儲器,對空調運行狀態和故障記錄進行實時存儲。FM24V10是一個串行的F-RAM存儲器,內存大小為:131072x8bits,使用I2C總線,具有讀寫次數多、功耗低等特點,如圖1所示。
3.2.2 時鐘電路
本次設計實時時鐘芯片采用PCF8523,該時鐘芯片與其它時鐘芯片相比,可以實現更加準備的及時及更低的功耗,其接口電路如圖2所示。
3.2.3 看門狗復位電路
本設計采用的看門狗復位芯片是CAT706,該芯片具備精確的欠壓系統監控功能,其帶掉電檢測的系統復位功能適用于3.0V、3.6V和5.0V系統,為電子系統的正常運行提供了基本的復位和監控功能。
4 軟件設計
4.1 概述
本設計軟件方案中,采用嵌入式操作系統uc/OS-II系統為軟件開發平臺,采用基于Keil開發套件中的uVision4為軟件集成開發環境,該開發環境是一款穩定、可靠、高效的開發工具,適用于不同層次的用戶,完全滿足專業應用的使用需求。
4.2 應用程序模塊設計
本應用程序模塊設計包括一個main()函數,由該函數創建一個啟動任務。啟動任務由主程序創建,它的作用:系統硬件初始化,創建各個應用程序任務,主要任務包括:系統狀態指示任務、PTU通訊任務、網絡通訊任務、溫度采集任務、數據處理任務以及空調模式判斷任務等。
4.3 軟件主程序模塊設計
本次設計的空調控制系統,其核心控制指令來自于車輛網絡下發的空調指令,當空調主CPU收到控制指令后,進行判斷自動進入制冷或者制暖工況,并且實時上傳空調運行狀態到司機室,并且保存空調實時運行信息,及對故障進行自動處理等功能,所以,對主CPU的程序設計是本次設計的重點。
經過現場調試,本次設計的空調控制器,能夠滿足CRH380B項目需求,可以實現原有的控制功能,并且增加了大容量鐵電存儲器,能蚋多記錄實時運行狀態信息和故障信息,對后續空調維護工作提供便利,并且實現了CRH380B項目上空調控制器的完全國產化設計。
參考文獻
[1]張廣也.城軌車輛空調制冷系統的失效及故障診斷研究[D].北京:北京建筑大學,2013.
[2]袁雄兵.基于嵌入式系統的地鐵車輛空調控制器的研制[D].長沙:中南大學,2008.
[3]劉加春,范凌云.一種新型地鐵空調機組的研究與開發[J].家電科技,2012.
[4]孟鑫,劉宵辰等.CRH380A高鐵機車空調控制系統的設計與開發[J].鐵路技術,2015.
作者單位
篇6
關鍵詞:PLC 中央空調控制 應用 故障檢修
中圖分類號:TP391.41 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)07-0000-00
社會經濟的不斷發展,促使人們的生活水平逐漸提高。隨之而來的是對其居住環境的更高要求。良好的中央空調控制系統可以對室內的溫度、濕度以及空氣質量進行有效的監控和調節。
1 PLC的控制原理
傳感器直接輸出的數字信號適用于各種微型的處理器,它是PLC廣泛應用在中央空調的自動控制系統中,為中央空調的控制系統設計提供了參考。PLC的控制原理可以從兩個方面進行簡單的闡述。
首先是PLC的基本構成。PLC控制系統由基本單元、電源、通訊、存儲器及開關量、模擬量等輸入、輸出單元組成,能夠完成較為復雜的邏輯、運動、過程控制,PLC還可以與其它智能元件一起構建網絡,組成分布式控制系統。
其次是PLC的編程語言。PLC提供了多種編程語言非常適合在各種環境中使用。常用的編程語言有梯形圖(LD)、指令表(STL)、功能塊圖(FBD)、順序功能流程圖(SFC)及結構化文本(ST),使用不同的編程語言可以按照不同的工控環境;完成不同控制要求的程序編寫。
2 PLC在中央空調控制系統中的具體應用
分析PLC的基本控制原理,能更好的了解PLC在中央空調控制系統中的應用,明確其應用的具體細節,更好的提高控制精度和質量。
2.1中央空調控制系統的主要工藝
在一般的建筑物中,通常情況下都會有兩套或兩套以上的中央空調控制系統。這樣的控制系統由可由多臺冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔、冷水機組、加熱元件等設備組成。
2.2 PLC技術下的中央空調控制系統
中央空調常用的控制方式有繼電控制、數字式的控制器以及PLC控制系統。然而在實際的應用中,PLC控制系統高的可靠性,使用與維修較為方便、較強的抗干擾能力等特點,使其廣泛應用在各種智能化的建筑中。
在PLC組成的控制系統中,只要設定好溫度、濕度等參數值,系統就可以根據負荷的情況自動開啟制冷及加熱設備。
3中央空調控制系統故障常見的檢查和維修的相關技術
3.1 PLC中央空調控制系統的故障類型
PLC中央空調控制系統常見的故障分為硬件設備故障和軟件系統故障,硬件故障包括各種開關、傳感器、變送器以及執行機構的故障,其故障會直接影響系統的整體控制功能[3]。軟件系統故障包括軟件設計、選型缺陷,及系統抗干擾不足等表現。當發生故障時,控制系統的故障要易于查找和排除,和其它系統的聯系要便于兼容和分離,并能快速有效的啟用備用或手動裝置,防止系統崩潰。
3.2 PLC中央空調控制系統的故障檢查和分析
在PLC的中央空調控制系統中,常用的故障檢查方法有以下幾點。
(1)對于設備使用或操作不當引起的故障采用常規的檢查方法。系統中要加入軟、硬件的互鎖,不正確的操作順序無法啟動設備,軟件系統增加登錄授權,無授權的操作將不被執行,合法的操作也將被不可逆的記錄。(2)偶發性的故障可以根據問題表現,檢查系統中對應的模塊、傳感器等外部設備是否發生異常,如無異常,再檢查PLC本身。檢查PLC時可以參考各模塊上的指示燈進行初步判斷。如果無法判斷,可以在條件允許的前提下檢查系統的設計,包括整個硬件和軟件部分。(3)讓PLC進行系統自檢,利用系統軟件發現程序、語法、通訊上的錯誤。(4)在整個控制系統的故障檢查過程中,要遵守一定的檢查程序和措施,才能更好的完成系統全面系統的檢查。
3.3 PLC系統中常見的故障處理維修方法
(1)對CPU故障的處理方法可以通過設備復位、自檢并得到相關故障信息,再給出相應的解決方案,一般情況需廠家協助處理。(2)安裝調試時發生的問題,一般可以考慮程序中的錯誤。硬件方面,可以通過調試軟件對線路“打點”,查找各地址到硬件設備的接線錯誤。檢查修改通訊地址錯誤,根據網絡拓撲檢查終端電阻是否已按要求設定好。(3)對PLC模塊的異常信號輸入,要在保證不影響設備運行和安全的前提下,就近利用相同型號類型;工作正常的設備臨時替換有疑問的設備,仔細觀察故障現象是否已排除,用排除法最終將故障點找到,并排除故障。同時要分析故障原因,防止故障面擴大。(4)對于輸入、輸出回路斷路的故障,要分析故障原因,避免同樣問題重復出現。尤其是虛接的地方要認真查找和規范處理,處理完畢后要驗證功能恢復情況,最后才能投入運行。(5)對于外部竄入系統的傳導性干擾,要根據情況加入隔離元件,并做好儀表接地等屏蔽措施。(6)電路動作正確但系統中的指示燈不亮,問題可能出現在指示回路上,要及時更換指示元件。(7)對DO輸出模塊中的控制設備拒動的故障,查明原因及時進行調整或修理。一般來講PLC自身故障概率不高,重點應考慮外部線路或設備的出現問題的可能。(8)對輸出不規則隨機動作,要及時調整信號輸出,減少衰減,盡量使用電流信號輸出,施工階段要做好系統的防噪措施[4],防止由變頻器、軟啟動等大功率半導體設備引入的傳導性和輻射性干擾。(9)對動作異常的繼電器,先檢查程序編寫是否合理,然后看系統元件選型,看電路接線、設計是否合理,避免電路中寄生回路的存在。
4結語
在中央空調的控制系統中,采用PLC控制系統可以使中央空調系統可靠、高效的運轉,了解其在控制系統中的應用,掌握其故障的發生原因,探究排除故障的方法,推動以PLC為核心的控制系統在中央空調控制技術中的深入應用。
參考文獻
[1]張濤,張麗,尚希 等.基于PLC和變頻技術的中央空調控制系統改造設計[J].電機與控制應用,2012,39(7):54-57.
[2]楊雪.基于PLC與變頻器的節能控制系統應用探討[J].制造業自動化,2013,(17):104-106.
[3]唐進.變頻器在中央空調節能改造中的應用[J].低壓電器,2009,(4):8-12.
[4]陳國明,夏冬,辛俊 等.PLC在中央空調控制系統中的應用[J].微計算機信息,2010,26(16):71-72,43.
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關鍵詞: 集散控制 變風量
壓力無關型控制算法 定靜壓控制算法
1.概述
變風量空調技術是跨暖通專業和控制專業的新領域,如果沒有好的控制策略和在工程中簡單可行的實施方法,變風量空調系統達不到預期節能效果的。在此背景下,探討變風量空調系統的控制,有著重要的現實意義。
1.1 變風量空調控制組成
變風量空調系統由變風量末端、變風量空調機組兩部分組成,兩者通過風道連接。系統的組成如圖所示。
變風量空調系統的組成
變風量末端有風機動力性和風壓型兩種。
變風量空調機組有雙風機型和單風機型兩種。
2 變風量空調控制
2.1 變風量末端的控制
2.1.1 變風量末端
變風量末端一般均由進風短管、消聲腔、調節閥等基本部分構成。其核心是調節風閥,利用其調節進入房間的風量。
2.1.2 控制目標
變風量末端控制目標是:
根據空調空間要求的溫度(設定溫度),調節風閥的開度,從而調節進入空調空間(房間)的風量,進一步將空調空間的實際溫度控制到設定值上。并希望被調空間的溫度盡量平穩,少受其他因素的影響。
2.1.3 控制算法
壓力無關型算法是為了解決壓力相關型算法房間溫度易受風量變化的影響,平穩性差的缺點而引入,其基本思想是在溫度閉環控制的基礎上,引入風量反饋來提早抑制風量的變化對房間溫度的影響,改善溫度的平穩性。
由于風量反饋的引入,可提早抑制風壓的擾動對溫度的影響,較壓力相關型算法,溫度的平穩性可得到很好的改善。該控制算法的優點是房間溫度的平穩性好。
2.2 變風量空調機組的控制
2.2.1 變風量空調機組
變風量空調系統,是通過隨負荷的變化調節送風量,達到調節房間溫度的。在整個運行過程中,送風溫度保持不變。
如何調節送風量呢?通過調節送風風機的運行頻率,即可調節送風量。所以,變風量空調機組,是通過調節送風機所配的變頻器的運行頻率實現變風量的。
變風量空調機組是由新風段、回風段、表冷/加熱段、送風段、加濕段等組成,
2.2.2 控制目標
變風量空調機組控制主要的目標是:
(1)新風量控制:控制進入空調機組的新風量,滿足室內空氣的衛生指標。
(2)送風溫度的控制:控制送給變風量末端裝置的空氣溫度,使其能夠滿足對房間溫度調節的要求。
(3)送風濕度的控制:控制送給變風量末端裝置的空氣濕度,將送風濕度控制在設定值上。
(4)送風量的控制:這是變風量空調系統控制的難點和關鍵,要隨末端負荷的變化調節送風量。
2.2.3 新風量的控制
足夠的新風量對于提供良好的室內空氣品質(IAQ),保證室內人員的舒適感和身體健康有著直接意義。但是,過大的新風量,會造成能耗增大。
所以新風量控制的目標是:保證空氣品質的情況下,新風量最小。
對變風量系統,若仍采用定風量系統所采用的最小新風比時,當室內負荷減小引起總風量減少時,新、回風也按同樣比例減少,因而新風絕對量也在減少。在負荷很低的情況下,就有可能出現新風量嚴重不足的現象,因而必須對空調系統的新風量實施有效的控制。
目前新風量的控制方式主要有風速法,CO2濃度控制法和混合段中靜壓控制法三種。
(1)風速法
風速法實現最小新風量控制的思路是:在新風入口處設置風速傳感器,通過控制器調節新風閥,維持恒定的風速。此時可控制回風閥保持全開,風量由變頻風機調節。當采用這種控制時,最小新風量設定值可在控制器里隨時調整,過渡季節則控制新風閥完全開啟,回風閥完全閉合,因此回風閥可采用開關控制即可,這樣過渡季節可以最大限度地利用室外新風的冷量。
(2)二氧化碳濃度控制法
這種控制方法是在回風管中設置CO2檢測儀,檢測CO2濃度。通過CO2變送器轉換成電信號傳送給控制器,調節新風閥開度,以保持系統所需的最小新風量。
這種控制方法雖然簡單易行,但是不足之處是當人員在室率很低時,不能控制非人為因素產生的其它有害物質所需的最小新風量。空氣的質量包含許多綜合因素,因此,從人居健康的角度出發, CO2濃度控制法在空調業的發展中有一定的局限性,有待進一步研制開發出空氣綜合質量傳感器,通過此信號來調節新風量以滿足要求。
(3)機組混合段中靜壓控制法
因為通過風閥的風量與風閥前后壓差的平方根成正比,所以只要保持壓差不變,風量就能保持恒定。據此,在變風量系統中,不論送風量為多少,如果新風閥開度不變,通過設在混風箱中的壓力傳感器調節回風閥開度,保證機組混合段中負壓不變,理論上就能保證最小新風量,但實際上混風箱中氣流相當混亂,很難找到一個合適的靜壓點,因此該方法的效果關鍵在于混風箱內靜壓點的選擇合理與否。
2.2.4 送風溫度的控制
送風溫度的控制,在冬夏季和過渡季采用不同的控制策略。
冬夏季模式:
檢測送風溫度,并與設定溫度值進行PID運算,根據運算結果調節冷/熱水量,達到控制溫度的目的。
過渡季模式:
過渡季關閉冷熱水閥,根據室內外的溫差調節新回風比來滿足室內溫度的要求,以充分節約能源。
送風溫度的再設定
當系統風量減小至最小風量(或達到最大風量)時,此時末端仍按要求減小送風量(或增大送量),則對變風量空調機組的送風溫度進行再設定。
2.2.5 送風濕度的控制
送風溫度的控制,在冬季和夏季采用不同的控制策略。因為在西安地區,冬季需要加濕,夏季無需控制。
冬季的加濕控制
根據送風濕度的測量值和送風濕度的設定值作PID調節運算,調節加濕閥,使送風濕度達到設定值。
2.2.6 送風量的控制
送風量的控制方法有三種:①定靜壓法;②變靜壓法;③總風量控制算法。
(1)定靜壓法:
在送風管道的合適位置設置靜壓傳感器,測量靜壓并與設定值比較,對差值進行PID調節運算,利用運算結果調機的頻率,達到根據末端負荷調量的目的。
(2)變靜壓法
變靜壓法的思想是:盡量使變風量末端風閥片地全開狀態(85%~95%),把系統的靜壓降到最低。
其控制策略是定期巡檢變風量末端的風閥開度,當末端只要有一個風閥未處于全開狀態,即降低風機的頻率。當末端有一個風閥處于全開狀態,而房間溫度失控,則調高風機的頻率。即確保至少有一個末端風閥處于全開狀態,并房間溫度可控。
(3)總風量控制法
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關鍵詞:暖通空調 優化控制 系統設計 發展趨勢
中圖分類號:TM925.1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(c)-0087-02
在我國城市化水平不斷提高和城市建筑行業不斷發展的背景下,人們的生活水平顯著提高,人們對室內環境質量的要求也越來越高。因此,在人們越來越重視暖通空調技術的發展的基礎上,我國的暖通空調控制技術也獲得了很大的提升。但是,我國的暖通空調控制技術也存在一些問題,尤其是暖通空調系統的能源消耗過高不符合我國可持續發展戰略,而且在我國能源日益緊張的環境下,高能耗問題更加突出。因此,加強暖通空調優化控制技術的研究成為每個暖通空調設計人員的首要任務,設計人員必須抓住問題能耗高的根本原因,不斷的優化暖通空調控制技術,提高暖通空調使用能源的效率,提高暖通空調的運行質量。
1 暖通空調控制技術存在的問題
暖通空調控制技術主要存在兩個問題。一是暖通空調系統能耗嚴重。隨著人們生活水平的提高,空調的使用范圍更廣,使用更頻繁。在大型建筑中,中央空調系統的能耗占整個建筑能耗的一半以上[1]。造成這種情況主要和空調系統的設計有關,根據對當前空調運行的實際情況研究,空調系統不是按照滿足正常要求的來設計,而是按照滿足客戶最大需求標準來設計,空調系統日常運行超出了需求范圍,空調系統而處于低負荷狀態下運行;二是空調系統運行質量不高。當前許多人對當前空調環境的滿意程度不高,據新加坡某大學對新加坡部分商用大樓的暖通空調系統運行情況調查表明,超過25%的大樓CO2,10%左右的大樓甲醛超標和濕度過大,超過半數的大樓溫度過低,這些情況會降低大樓的舒適度,對人體健康造成損害,影響人們的工作效率。
造成暖通空調能耗大且空調環境低的原因主要有兩個:首先,暖通空調系統的設計采用最大負荷計算法和定工作點的運行方式,暖通空調真正處于最大負荷運行的情況少,更多的是處于輕載環境下運行。與此同時,受外部環境的濕度和光照的影響,暖通空調系統運行環境不斷變化,定工作點控制方式降低了傳熱的效率,而導致能量的浪費。其次,控制器設計存在缺陷。當傳統的控制器采用的是干空氣線性系統設計。然而,在實際運行中,空氣處理機存在非線性環節,空調運行的外部環境條件也在不斷的發生變化。當外部環境發生變化時,傳統的控制器難以準確的調節室內溫度,而造成能源的浪費[2]。
2 暖通空調技術發展現狀
由于暖通空調系統的控制系統的設計存在問題,暖通空調的能耗在整個建筑的能耗中建有很大的比重,不論是定送風量、確定溫度以及確定壓力的控制系統,還是變風量的控制系統,在多變的運行環境下,都難以有效地控制暖通系統而導致巨大的能源消耗。從20世紀80年代采用的PID控制系統,這種控制系統具有一定的滯后性和和大慣性,需要更長的時間調整參數,也造成較大的能源消。后來雖然經過不斷的技術改造,控制系統能夠抑制較的影響空調系統運行因素,與其他的技術相比存在一定的優勢,但是控制器參數的準確性和合理性依然不高,控制效果依舊不明顯。當前的暖通空調不僅具有較強的非線性和時變性,也具有大慣性、大滯后和強干擾的特性,要獲得較好的控制效果的同時達到一定的節能,還存在許多技術問題。
3 暖通空調控制系統的設計
暖通空調控制器的設立要建立在合理設定房間溫度的基礎上,空調系統才能快速準確將房間溫度調節到事先設定的溫度值,并采取一定的措施降低外部環境對室內溫度的影響,降低空調系統的能耗。由于暖通空調在運行時有一定是時間延遲,控制信號難以及時傳達至控制系統。采用廣義預測控制可以有效的解決控制信號延遲問題,提高系統輸出的效率。同時暖通空調運行的環境也處于不斷變化和發展中,對空調系統的運行會產生一定的影響,可以將網絡神經技術來減少空調系統受外部環境的變化而產生的不良影響[3]。所以,將廣義的預測控制的基礎上,結合神經網絡技術,可以對暖通空調的控制起到優化的效果。
3.1 暖通空調廣義預測控制結構
當前,我國的暖通空調系統采用基于RBF模糊神經網絡空調廣義預測控制系統。這種系統的結構主要由三部分組成。要實現預測,必須準確預測出空調的輸出,并在此基礎上形成暖通空調的優化策略,同時建立有效的反饋校正。結合梯度下降計算方法,修正RBF模糊神經網,并掌握最優的空調控制規律。
3.2 控制器的在線滾動優化
主要指利用模型分辨某一組成方面提供的預測輸出信息,根據相關的方法實行滾動優化,再找出科學的暖通空調控制規律;充分考慮優化計算量,最終實現對空調系統的滾動優化控制。
3.3 廣義預測反饋校正
當系統處于滾動優化時,優化的基點不能偏離系統實際情況,必須與系統實際相同。由于影響系統運行的因素較多,辨識模型會失配,這種預測方式與實際空氣處理單元很難達到完全一致。因此,預測模型需要適當采用其他的預測手段來彌補預測模型中存在的缺陷,或者直接在線校正基礎模型的相關數據或標準。采用梯度下降法來調整優化RBF模糊神經網絡各個隱藏的權值,做好每一步的實際輸出和預測器輸出之間的誤差監測[4],若誤差值超出預定值,再采用修正法修正各項參數,再做誤差比較,直到誤差值在預測值范圍內。
4 暖通空調系統控制技術未來發展趨勢
4.1 尋找設備的最佳設定值
定工作點的方式是當前暖通空調系統的主要控制方式,以定工作的方式來達到對設備在運行時的溫度、流量等參數的控制的目的。雖然不同的設備在不同的條件下有最佳設定點,但是這種方式并不能讓暖通空調系統處于最佳的運行狀態,暖通空調系統不能在不同環境條件下一直處于最節能的運行狀態。因此,在不同的運行環境下,應該以暖通空調系統能耗最低作為尋找設備或緩解的最佳設定值為指標,這是暖通空調系統優化控制研究的重要內容,也是降低暖通空調系統運行能耗的關鍵[5]。
4.2 提高控制的自動化水平
提高暖通空調控制的自動化水平是控制技術的主要內容。當前提高自動化水平采用的技術是以傳統PID為控制策略的控制單元器,控制單元器以回路控制、設備順序和邏輯控制開關量為基礎,8位單機片是主要的中央處理器來進行核心處理。但是,隨著嵌入式系統研究的深入、職能控制理論以及技術的不斷發展大量的嵌入式微處理器進入市場,嵌入式微處理器價格越來越低的背景下,已經廣泛使用基于16位及以上的嵌入式微處理器系統,控制策略進一步升級,單元控制器有向自適性和自動學習功能發展的趨勢。這種控制器可以實現暖通空調系統在復雜的負荷環境通過逐步的自動學習功能,達到回路最優控制,最終達到各個環節都處于最佳控制的狀態。
4.3 重視能量管理功能
當前我國的暖通空調系統管理只集中在對基礎控制單元的監控上,主要包括對信息的集中處理和狀態檢測的設備的調度等方面,而缺少能量管理功能。因此,設計人員應該在原有系統管理功能的基礎上,適當增加能量管理功能,增加對末端用戶的能量使用情況的監測[6]。
4.4 提高網絡技術的應用程度
暖通空調控制系統的控制協議有很大的差異,這主要與暖通系統的開發環境和技術標準有關,控制系統開發的環境不同,設計人員采用的技術標準不同都會形成不懂的控制協議。隨著更多的企業應用信息技術,在企業信息化程度提高的背景下,暖通空調控制系統必然向集成方向發展,不僅如此,暖通空調系統運行的各項管理數據和指標都將納入企業信息管理系統中,實現不同企業間數據共享和信息的交流。
5 結語
雖然RBF模糊神經網絡的廣義預測控制方法較為先進,與之前相比控制性能更強,這種控制方法也存在一些技術問題。首先在控制分析階段對影響控制系統性能的因素考慮不周,忽略了滾動優化對性能的影響,而且對這種控制的算法研究也不夠深入,沒有結合其他的控制方法的優點。在研究控制算法更要關注其實際應用的研究,保證算法能真正用于實際的控制設計上,真正優化暖通空調的控制。
參考文獻
[1] 楊曉平.暖通空調優化控制技術研究[D].沈陽工業大學,2013,11(16):120-121.
[2] 李樹江,秦軍,劉暢,等.暖通空調系統優化控制與能量管理的現狀及發展趨勢[J].暖通空調,2013,4(12):30-34.
[3] 王文廣.暖通空調優化控制系統設計[J].中國高新技術企業,2011,13(3):61-62.
[4] 張會洲.暖通空調系統優化控制與能量管理的現狀及發展趨勢[J].電子制作,2013,21(15):238-239.
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【關鍵詞】暖通空調;系統;優化控制
[Abstract] along with the increasing popularity of HVAC, HVAC system energy consumption accounts for more than 50% of energy consumption of the whole building, but the actual situation: the vast majority of air conditioning in the inefficient operation, serious waste of energy. In this paper, the author analyzes HVAC optimization control technology.
[keyword] HVAC system optimization control
中圖分類號:TU831.3文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
隨著社會的發展,空調應用越來越普及,一方面為人們創造了舒適的生活環境,另一方面針對現如今全球能源日趨減少的情況,暖通空調系統這一能源消耗大戶越來越引起人們的關注,研究如何對暖通空調進行優化控制具有非常重要的經濟和社會意義。
一、暖通空調系統
1、暖通空調供水系統
常用的冷凍水(水為載冷劑)系統的冷凍水管道均為循環式系統,根據用戶的需求情況的不同,按水壓特性劃分,可分為閉式系統和開式系統兩種;按冷、熱水管道的設置方式劃分,可分為雙管制系統、三管制系統、四管制系統;按各末端設備的水流程劃分,可分為同程式和異程式系統;按水量劃分,可分為定水量和變水量系統。變流量系統中的原則是的供、回水溫度保持不變,建筑物負荷變化時,通過改變供、回水的流量來適應,該水系統輸送的水流量要與建筑物需求相適宜。根據房間負荷,通過調節調節閥的開度來改變冷凍水的流量,從而調節房間溫度。
2、暖通空調空氣處理單元
在暖通空調空氣處理單元中,首先是新風與部分回風混合,形成混風,混風經過熱交換器與冷凍水進行熱交換形成送風,在冬天,混風吸收能量溫度提高,在夏天,混風溫度降低,送風在風機的作用下經過送風管道進入房間,與房間內的空氣進行熱量的傳遞,最終調節房間的溫度到達所需要的設定點。房間內的氣體在排風機的作用下被排出,形成回風。
混風和冷凍水的熱交換是在空氣處理單元的熱交換器中進行的,熱交換器是暖通空調系統空氣處理單元中的重要部分,熱交換器的工況處于部分負荷下時,并非與設計工況相同,而實際使用過程中,熱交換器絕大多數時間是在非設計工況,因此,應了解熱交換器的特點。
二、暖通空調廣義預測控制
為了調解出舒適的房間溫度,同時節省能量的消耗,本章研究了暖通空調控制器算法。目前的大部份的暖通空調控制系統調節房間溫度都是按照給定的定溫度值進行調解,當外部負荷和環境發生變化的情況下,如果采用采用定溫度調節房間環境,必然會消耗大量的能量,且調節的房間環境易出現過冷或過熱現象,不能滿足人體舒適度的要求。所以本章在建立暖通空調控制器前,首先對房間的最佳溫度進行設定,依此設定的房間最佳溫度值作為控制房間溫度的期望軌跡,使暖通空調控制系統節省能量的消耗。
1、房間最佳溫度設定
房間最佳溫度的設定中,首先考慮到了入體的熱舒適感,它除了與室內空氣溫度有關外,還受室內空氣濕度、空氣流動速度等多種因數有關,所以為了所設計的暖通空調的控制系統能創造真正舒適的室內環境,同時減少不必要的能量消耗。
室內熱舒適度影響因素:房間最佳溫度設定的目的就是要使暖通空調的控制系統即節省能量又要滿足人體的熱舒適度要求,熱舒適度是人們在眾多因素作用下的主觀反映,所以有必要對影響熱舒適度的因數作簡單的介紹。熱舒適度涉及的范圍廣泛,影響因素眾多,但研究表明,只有6個因素對熱舒適起主要影響作用,即與環境有關的4個因素:空氣溫度、空氣速度、相對濕度及平均輻射溫度;與人有關的2個因素:人體代謝率(活動量)和服裝熱阻。
(1)空氣溫度
空氣溫度指室內空氣的干球溫度,它是影響熱舒適的主要因素,它直接影響人體通過對流及輻射的熱交換,在水蒸氣分壓力不變的情況下,空氣溫度升高使人體皮膚溫度升高,排汗量增加,從而人的主觀熱感覺向著熱的方向發展;空氣溫度下降,人體皮下微血管會收縮,皮膚溫度降低。人體對氣溫的感覺很靈敏,通過機體的冷熱感受可以對熱環境的冷熱程度做出判斷。
(2)空氣流速
氣流速度會從兩方面影響人體的舒適性感覺。首先,空氣流速決定著人體的對流散熱量,其次,它還會影響空氣的蒸發力,從而影響蒸發散熱。當空氣溫度低于皮膚溫度時,流速增大,產生散熱效果;當空氣溫度高于皮膚溫度時,流速增加不僅會造成較高的對流換熱,使人體被加熱,而且能夠提高蒸發散熱效率。
(3)平均輻射溫度
平均輻射溫度是指室內環境墻壁、設備等的平均輻射溫度,它主要取決于圍護結構表面溫度。平均輻射溫度的改變,主要對人體輻射熱造成影響。一般情況下,人體輻射散熱量占總散熱量的42 %~44%。當環境平均輻射溫度提高后,人體輻射散熱量下降,人體為了保持熱平衡,必然要加大對流散熱和蒸發散熱的比例,人的生理反應和主觀反應向熱的方向發展。但在不同條件下,其變化程度有相當大的差別,當空氣溫度較高時,平均輻射溫度變化對人體熱舒適的影響將比較明顯。
(4)相對濕度
當人體皮膚比較干燥時,蒸發散熱率僅受汗液分泌率的限制而不受空氣蒸發率的限制,此時,舒適性取決于環境溫度、氣流速度和平均輻射溫度。但是在溫度較高,人體皮膚潮濕的情況下,人體蒸發散熱量將取決于空氣相對濕度,而不取決于汗液分泌率,此時,空氣的相對濕度就成為影響人體舒適性感覺的主要因素。
(5)人體代謝率(活動量)和服裝熱阻
人體活動量的不同會造成人體生理變化,服裝的保溫性能和透氣性也會影響人體的輻射散熱量。雖然這兩方面的可能取值比較多,本文主要討論辦公室從事輕微活動的工作類型。由于北方地區的空調系統主要是用來制冷,所以人員著裝也主要考慮夏季服裝。
2、暖通空調控制系統設計
對房間溫度進行了合理的設定,然后建立合理的暖通空調控制器,使暖通空調控制系統能快速準確的調解房間溫度到達設定的房間最佳溫度值,并有效的抑制房間內部和外部的干擾對房間內溫度的影響,同時節省暖通空調系統能量的消耗。由于暖通空調具有時滯和大慣性,當前的控制信號要等到很長時間才能在系統的輸出中反映,而廣義預測控制可以利用現在時刻的控制變量使未來時刻系統的輸出快速準確的跟蹤期望的輸出。同時暖通空調的工況環境不斷變化且有干擾作用,用神經網絡的強學習能力使暖通空調控制系統有效的抑制工況變化和干擾帶來的對控制效果不利的影響。因此應該把廣義預測控制和神經網絡結合對暖通空調進行控制。基于RBF模糊神經網絡暖通空調廣義預測控制系統結構如圖所示:
圖:暖通空調廣義預測控制系統結構
圖中所示干擾1為冷熱水干擾,主要有盤管中冷/熱水流量、壓力變化,這些干擾折合成冷/熱水溫度變化就會對系統造成一定的影響。干擾2為外界干擾,主要有日照、室外氣溫、外部空氣侵入以及新風溫度變化和風機轉速變化,這些干擾可以看成空調的送風風量變化。干擾3為房間內部干擾,主要有人員的頻繁進出、房間內部各種耗能發熱設備的使用。
總之,由于能源十分緊張,同時暖通空調的能耗在國民經濟總能耗中所占比重越來越大,所以開發暖通空調系統的優化控制技術,使暖通空調系統在不同負荷下、不同工況條件下,都能以最佳效率運行,并且達到最好的控制效果,是非常迫切的并且具有非常廣闊的應用前景。
參考文獻:
[1]曹秋聲.新型中央空調節能控制系統研究.節能,2005.6
篇10
關鍵詞:暖通空調 優化控制 技術
引言
近年來,我國人民生活水平不斷提高,環保意識也越來越強,對室內居住環境提出的要求也越來越高。其中暖通空調系統作為人們居住環境中重要的一部分,針對暖通空調的優化與控制對于改善室內居住環境而言有著重要意義與影響。然而,我國暖通空調技術依然存在一些缺陷,其中能耗問題一直比較突出,這顯然不利于節約型社會的發展,鑒于此,針對暖通空調優化控制技術的應用具有重要研究價值。
一、暖通空調優化控制技術的應用價值
所謂的暖通空調控制,就是指調節冷凍水調節閥電壓以實現對冷凍水流量的控制,進而使混風溫度得到有效調節,如此就可以實現室內整體溫度的控制。通常情況下,暖通空調系統控制涉及到很多內容,例如室內房間負荷、濕度等等,其整體控制難度較大,如果無法做到合理調節與控制,那么就會降低室內舒適度,同時還會增加能源損耗,對環境資源產生不利的影響。因此,在暖通空調系統設計中,必須采取科學、合理的優化控制技術,以此充分發揮暖通空調系統的作用與價值,同時也提高能源利用率,為實現可持續發展提供強有力的支持。
二、暖通空調優化控制技術存在的問題
現階段,能耗問題以及對環境產生的負面影響是暖通空調優化控制技術的兩個重大缺陷。在社會經濟不斷發展的背景下,人們生活條件得到了極大的改善,暖通空調得到了廣泛運用,其在使用過程中產生的大量能耗顯然對環境a生了極大的負面影響。而暖通空調系統的技術方案設計則是影響到其能耗的重要環節。然而目前大部分空調系統控制技術設計方案并不能滿足建筑物采暖通風的需求。由于空調系統運行質量不高,因此人們的室內空調環境并不有得到有效改善,特別是在房屋室內裝修中的甲醛指標與濕度難以得到有效控制,進而導致人們室內居住舒適度受到了嚴重的影響。在此背景下,人們的工作效率與生活水平難以得到有效提升,甚至還會出現一些健康問題。
三、暖通空調優化控制技術的發展
在現代社會不斷發展的背景下,傳統暖通空調系統控制技術存在的滯后性已經非常明顯,其產生的巨大能耗問題甚至導致我國建筑物環境不斷惡化,更談不上環境質量的改善了。對于建筑室內環境而言,由于其運行環境具有多邊形,因此空調系統對送風量、變風量、壓力以及室內溫度的控制存在較大難度,一旦處理不當,就有可能使暖通控制系統的能耗進一步增加。從中不難發現,暖通空調控制系統具有較強的滯后性與時變性,這些特點決定了系統參數調整需要花費較長的時間,這顯然不利于能耗的有效控制。而為了有效提高暖通空調系統的運行效率與質量,使暖通空調優化控制取得理想的效果,就必須對其優化控制技術的改進進行研究。
四、暖通空調優化控制技術的要點分析
1.優化暖通控制器的在線滾動
暖通空調系統控制器的作用就在于室內溫度的合理設定與控制。基于此,為了使外部環境對室內溫度產生的影響得到有效控制,就必須對暖通空調模型進行優化,使其節能性與環保性得到強化,提高輸出信息預測的合理性,并將滾動優化方法的價值充分體現出來。對于暖通空調優化控制系統而言,技術人員應對其控制規律與方法進行分析,并對系統計算量予以綜合考慮。與此同時,技術人員還要對采暖通風與空氣調節設計進行完善,確保其滿足規范要求,實現對暖通空調系統的有效控制。在設備安裝的接口部位,應對檢測顯示器進行安裝,基于此才能夠做好對建筑室內空調系統的動態監測。此外,對于高層建筑物而言,技術人員還要對入戶熱力裝置的安裝予以重視,并以此對暖通控制器的在線滾動進行改進,這一點對于中央空調系統的安裝與設計的細節部分尤為關鍵。
2.優化暖通空調廣義的預測控制結構
目前,一種RBF模糊神經神經網絡的空調預測控制系統在我國暖通空調控制系統中有著廣泛的運用。該系統結構主要分為三個組成部分,即室內通風、室內采暖與室內空氣調節。為了有效預測暖通空調的相關數據,例如濕度、溫度、通風量等等,就必須要求暖通空調合理輸出這部分數據,并基于此對暖通空調的優化與控制進行改進與創新,對神經網絡進行修正,并對暖通空調系統的控制方法與規律進行合理分析,實現暖通空調系統相關計算方法的有效反饋與校正。
3.優化暖通空調系統的節能技術
對于建筑室內暖通空調系統的通風設計而言,為了提高設計的合理性與科學性,作為暖通空調技術人員,就必須對制冷機容量進行合理設計,實現建筑物通風設計方案的完善。其次,暖通空調系統技術人員還要對建筑物中央空調系統采暖與通風設計的實際需求予以分析,并積極了解與學習其設計與安裝規范標準,使自身專業技術水平得到有效提升。再者,在通風負荷指標與空調容量計算中,應采取科學的方法,以此實現對建筑物暖通空調系統設計誤差的有效控制,并且也要對制冷機的裝機容量與空調運行效率的提升予以重視,如此才能夠使能耗問題得到解決。此外,在暖通空調制冷機容量設計與安裝中,設計人員還要對空調面積的制冷劑裝機容量進行合理控制,使暖通空調的成本投入得以降低,并且要關注自然能源的開發與運用,使暖通空調系統的可持續發展得以實現。最后,在暖通空調系統中,熱水體系、溫度體系與采暖體系的可循環利用與運行具有重要意義。設計人員應針對燃氣設備控制系統的加熱與通風的自動轉換進行研究與分析,為整個暖通空調系統的環保性得到有效提升,如此才能夠在真正意義上實現可持續發展。
五、結束語
總而言之,對于建筑物室內居住環境的改善而言,暖通空調系統確實發揮著巨大的作用。作為暖通空調系統設計與安裝人員,必須針對其中存在的不足與缺陷進行研究,并提出有效的改進措施,使暖通空調優化控制技術水平得到進一步提升,為推動暖通空調系統的發展提供強有力的支持。
參考文獻
[1] 王金良,李道同.關于暖通空調優化控制技術的應用與探究[J].建筑工程技術與設計,2016,(20):158-158.
[2] 孫亞軍.暖通空調優化控制技術探微[J].城市建設理論研究(電子版),2015,(15):3872-3872.