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设置智能化控制系统自动调节室内温度 #生活常识# #生活建议# #节能技巧# #建筑节能设计#

智能化中央空调节能控制系统设计

摘要：随着经济和社会的发展，中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越

广泛，中央空调是现代建筑中不可缺少的能耗运行系统。中央空调系统在给人们

提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗掉了大量的能源。本文作者根据多年

工作的经验，针对智能化中央空调控制设计方面做了分析，探讨和总结。

关键词：智能化；中央空调；节能控制；设计

一前言

随着设备功率和数量的增加，其能耗也不断增大。据统计，我国建筑物能耗

约占能源总消耗量的30%。在有中央空调的建筑物中，中央空调的能耗约占总能

耗的70%，而且呈逐年增长的趋势，因此，研究中央空调系统节能技术意义重

大，除了强调使用功能完善外，还应重视节能因素，降低投资、运行费用。

二中央空调节能理论分析

中央空调系统有制冷主机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔风机、风机盘管等构

成。构成示意图如图1

图一

其中制冷主机通过压缩机让制冷剂迅速冷冻循环水的温度快速降低（一般经

过制冷主机制冷后的水温在7℃左右），是中央空调冷源提供的场所；冷冻水泵

负责把冷冻水加压到空调系统末端系统；冷却水通过冷却水泵把制冷主机所产生

的热量带走，再经过冷却塔把热量释放到空气中，然后回到冷水机组；冷却风机

带动空气加速运动，通过空气带走冷却水的热量的同时加快蒸发，让水温降低。

温度降低后的冷却水再次循环进入制冷主机，带走制冷主机产生的废热，如此循

环。

在该系统中制冷主机往往具备自动调节出水温度的自动控制系统，这样只

要合理调节冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的运行频率、运行台数就可以达到

高效节能的目的，其理论分析如下、

根据流体力学原理,在相似工况下运行时的参数存在以下关系:(1)

其中:Q1、H1、N1、n1:分别为转速改变前的流量、扬程、功率、转速;

Q2、H2、N2、n2:分别为转速改变后的流量、扬程、功率、转速。

根据上面公式可以看出，当电机转速下降时，流量按线性关系变化，而电功

率按立方关系方式变化，那么根据上面的公式分析，如果我们能根据负载情况实

时改变电机的转速即可达到节能的目的。

根据异步电动机原理：n=60f/p(1-s)，式中n:转速，f:频率，p:电机磁极对数，

s:转差率。

由上式可见，调节异步电机的转速有3种方法，改变电源频率、改变电机磁

极对数、改变转差率。在以上调速方法中，变频调速性能最好，调速范围大，静

态稳定性好，运行效率高，也最容易控制，所以变频调速也是目前应用最为成熟

的。所以在该系统中采用变频调节，达到高效节能目的。

三中央空调节能模糊控制系统设计

3.1中央空调节能控制系统主电路设计

通过上述理论分析，合理的调节冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机的运行频率及

运行台数就可以达到合理、高效的节能效果。但常用的变频器的工作模式通常为

交-直-交模式，这样在变频器运行过程中就会产生电力谐波，产生的电力谐波不

但使接入该电网的设备无法正常工作，甚至造成故障，而且还会使供电系统中性

线承受的电流超载，影响供电系统的电力输送。因此谐波在设计过程中假若滤波

器、电抗器等谐波吸收装置。通常的主电路(两用一备)为

本图为两台变频器控制三台风机（水泵）控制电路：风机（水泵）是两用

一备，变频器1驱动M1或M2,变频器2驱动M2或M3，可以任意启动两台风

机（水泵），使用M1时，闭合KM1、根据系统智能控制总柜的启停控制信号启

停M1，M1转速根据风机（水泵）1转速控制模拟信号调节。使用M3时，闭合

KM14、15，根据系统智能控制总柜的启停控制信号启停M3，M3转速根据风机

（水泵）3转速控制模拟信号调节，M1或M3故障时可切换到M2，M2使用方

法同M1、3。系统有故障报警指示。其中G.M为电量计量仪表，放表对用能情

况进行统计。

3.2中央空调节能控制系统模糊控制软件设计

中央空调系统是一个多变量的、复杂的、时变的系统，其过程要素之间存在

着严重的非线性、大滞后及强耦合关系。对这样的系统，无论用经典的PID控

制理论或其他现代控制理论和控制模型，都很难实现较好的控制效果。

模糊控制是以模糊集合论

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