试论暖通空调控制系统设计

朱旭东

（哈尔滨空调股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150078）

1 暖通空调系统

1.1 暖通空调工作原理

暖通空调的工作原理是在制冷设备里面的制冷剂和冰冻水进行热量的调换产生汽化，这样冰冻水的温度会更低，之后，已经汽化的制冷剂通过压缩机的运作下，形成高压高温的气体，在经过制冷剂的冷凝器时被来自冷却塔的冷却水冷却，再从气体遇低气温变成抵压低温的液体，同时被降温的冷冻水经冷冻水水泵送到空气处理单元的热交换器中，与混风进行冷热交换形成冷风源，通过送风管道送入被调房间。如此反复操作，在燥热的天气，房间里的热量都会被冷却水带走，热量在经过冷却塔时再被放出到空气中。本文主要研习暖通空调体系控制空气处理的单元，主要讲供水系统和空气处理部分。

1.2 暖通空调供水系统

经常使用的冷冻水体系的冷冻水管道都是循环的，依据客户的要求状况不一样，依水压力的特点分类，可以分为关闭式体系和开放式体系两类；依热、冷水通管的布置方法分类，可以分为四管制体系、两管制体系以及三管制体系；依每个末端装备的水量程度分类，额可以分为同程式体系和异程式体系；依水大小分类，可以分为定水量体系和变水量体系。变水量体系的规则中出、进的水温度保持不变，建筑物负荷变化时，通过改变供、回水的流量来适应，该水系统输送的水流量要与建筑物需求相适宜。

现代化控制发展的日益进步和网络的前进，电子控制机器的成本越来越低，一年度的体系在变流量操作下能用非变温差、非定流量的形式作业，这样可以更多的节省能源的消耗，可以更多的被广大人民群众所接受。现在，变流量操作方式就是空调尾梢在水路体系操作里面两个通阀的操作相对于在尾梢三个通阀不一样来说的，这里的定、变流量不是经过水系统尾梢的，而是水体系输送冷冻水的流量，定流量的流量也是变化的，不是一直不变的。变流量操作的主要任务就是流量从冷源出来本身带的冷量要达到在尾梢非定流量需求的量，这样可以节省能源的消耗减少冷源的操作成本。因为现在很多需求要冷水箱的水流量保持不变，因而变流量操纵中提供与需求的冷水量是一致的。就是提供冷水的量是因为操作机器的数量不同才发生变化的。因为空调体系的运行操作处在设定的百分之六十负荷下，负荷也是一直跟着时间在改变的，这样可以改变冷水所带动的冷量满足也在变化的负荷所需，因此节省了能源的消耗减少了冷源的操作成本，利用变水量操作体系也是必然的。

1.3 暖通空凋空气处理单元

在暖通空调空气处置部分里，首要的是产生的新风和之前剩余的返回的回风集合，组成混风，混风利用冰冻水和热交换设备进而形成热交换完成送风，在严寒天气，混风吸取热能提升温度，在炎热天气，混风降低温度，通过送风机的功能利用送风管送进房间，送出的风和室内的空气相互换，以此来达到室内调节温度所设定的点。室内的空气通过排风机的作业下排出室内，组成回风。一些回风被排出房间，一些回风再与新风集合循环上面的过程。

在空调的热交换设备中混风结合冷冻水完成热交换，暖通空调操作体系中重要的组成设备是热交换设备，当其工作状况处在部分负荷下的时候和原来设计的工作状况是不同的，所以在实施运用经过中，热交换设备很多时候都与原设计工作状况不同。

2 暖通空调控制系统设计

首先根据实际所需合理的安排室内气温的度数，之后制造可行的空调遥控设备，这样空调的操作体系根据遥控设备所设定的合理的温度进行操作使房间抵达所设置的温度，且能有效控制室内外对室内气温的打扰，并节省了空调操作运行所需要的能量。因为空调本身的滞后以及习惯性，所设定的温度不能及时的在空调操作体系中有所反应，但是广义推测的遥控设备可以追踪未来时间所期望的温度准确的输出。并且空调的暖通设备在工作背景的变化下会受到扰乱，但是神经电子网络可以有效的利用其高效的学习功能遏制工作背景的变化所带来的扰乱。这篇文章就是讲广义推测设备结合神经电子网络对空调的控制。

2.1 暖通空调广义预测控制结构

如前面所描述暖通空调系统具有非线性，时变性、大滞后和大惯性等特点，还受到许多的干扰。干扰一：热冷水干扰，因为在盘管中热／冷水流量、重力的改变，这些干扰折合成热／冷水温度改变导致系统发生变化。干扰二：外界的扰乱，主要有太阳光、房间外温度、室外气体侵入和新风温度的改变以及风机运转速度的改变，这些因素都干扰着空调送风风量的改变。干扰三：室内内部扰乱，主要是进出的太频繁、室内耗能发热机器的使用。

空调广义推测操作掌控在RBF模糊神经电子网络系统下分为三部分。想要完成空调广义推测操作掌控，必须要有精确的推测输出功能，在此概念的根本上，要先建设精确速度的在线改良政策和可行的反馈更对。就是将得到的想要的室内气温传递和改进后，对完成转动改良掌控操作的RBF模糊神经电子网络经过梯度下降来更正的，以此可获得最好的控制特征。室内真实的气温和室内所设定的理想气温差的改变情况是RBF模糊神经电子网络，调节空调阀电压是RBF模糊神经电子网络。

2.2 暖通空调控制器在线滚动优化

通过仿真物体鉴别供给的部分推测传递的消息完成空调广义推测操作的在线滚动改良，在线的转动改良是依靠改良的数据和选用的改良做法实施的，从中获得恰当的操纵规则，在线改良的算计量要思索，暖通空调广义推测操作通过RBF模糊电子网络神经来实现。依据功能标准，通过改良办法取得的将来操作长度调节阀内冷冻水电压，同时当下时段的调节阀电压是用第一分量来表示。改良算法选取了经常用的梯度下降办法这样就降低了在线算计的繁琐性。改良经过里面最主要的是算计功能标准对RBF模糊神经电子网络操纵设备数据的系数。经过RBF模糊神经电子网络和订正办法，通过空调广义推测仿真物体得到的数据来实现已给目的数据的改良，以此调节阀电压能够精确的供给，进而完成暖通空调推测操纵的在线转动改良得到恰当的操纵准则。

2.3 暖通空调广义预测控制反馈校正

当推掌控的算法在转动改良时，改良的根本点要和现实体系相一致。因为暖通空调体系被很多因素影响打扰，可能会造成识别真相的配置失败。既根据不改变RBF模糊神经网真相的推测大概不能和现实空气处理部分一样。这就需要利用附带的推测方法填补真相推测的不足，或者对基本真相在线修改。何况转动改良唯有在反馈更正的根本上才可以显现出它的优越。对RBF模糊神经网络各隐单元的“是心”和“宽度”和隐层到输出层的权值采用梯度下降法进行调整，在控制的每一步，都实时检测被控对象的实际输出与RBF模糊神经网络预测器输出之间的误差，若此误差大于预先设定的允许误差，则利用上述修正方法修正暖通空调预测模型的RBF模糊神经网络参数：否则，维持原有的RBF模糊神经网络预测模型。

[1]赵舒畅.基于LON总线技术的暖通空调控制系统[D].北京：北京工业大学，2001.