基于模糊控制技术的中央空调主机群控和泵组优选应用

2015-10-10姜博骞志彦

橡塑技术与装备 2015年22期

关键词：中央空调模糊控制水泵

姜博，骞志彦

（汇通华城楼宇科技（上海）有限公司，上海 200000）

基于模糊控制技术的中央空调主机群控和泵组优选应用

姜博，骞志彦

（汇通华城楼宇科技（上海）有限公司，上海 200000）

本文分析了工厂中央空调系统的工作原理，冷水机组的COP曲线，水泵泵组的效率曲线，以模糊控制技术为核心，结合计算机技术、系统集成技术、变频调速技术，实现整个这样空调系统节能目标。

模糊控制；主机群控；泵组优选；节能

1 中央空调负荷分析及工作原理

中央空调系统是工厂必备的重要基础设施之一，约占总能耗40%～50%，中央空调系统是根据最大用冷负荷，并保留一定余量来设计的，但在实际使用的过程中，负荷都是动态变化的，因此具有很大的节能空间。

中央空调系统主要工作原理如下：主机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量成气态，冷却泵将冷却水送到冷却塔上由塔风机喷淋冷却，将热量散发到大气中去。

2 基于主机效率负荷的群控技术

COP（COP=制冷量/耗电量）是用来衡量空调主机工作效率的一个重要参数，注意表征输入电量能够输出冷量的能力，在不同负荷情况下COP的值并不相同，如图1所示。在使用过程中，主机的实际COP曲线都会与出厂时有所偏差，要精准绘制每台主机的COP曲线，需要在管路上设置大量的传感器，如水温传感器、流量传感器等，并为每台主机安装电能表。

当空调末端负荷发生变化时，空调系统供回水温度、流量等参数亦随之变化，各传感器将这些参数送至模糊控制器，绘制实际COP曲线，选择最优开机组合，实现基于主机效率负荷的群控，如图2所示。

图1 冷水机组COP典型曲线

3 基于输送能耗最低的泵组优选技术

针对多台并联方式的泵组，以输送能耗最低为目标，根据所输送流量的变化，以及泵组构成及每个水泵效率特性，利用模糊控制技术所建立的泵组优选控制模型，可以得到满足扬程要求的运行水泵台数及其运行频率方案，从而实现整个泵组的最佳节能。

图2 机组最佳效率群控原理图

图3 并联泵组的能耗曲线分析图

泵组优选控制的基本原则：第一，保证末端流量和扬程的需求；第二，多台变频水泵运行时，必须同频率运行，即同频率升高，同频率降低；第三，避免水泵频繁启停，但也要避免水泵长时间在大流量、高频率的低效率的状态下运行；第四，根据并联水泵的效率特性，选择适当的流量变化范围，即水泵的工作频率范围，确保水泵的实际工作点处于水泵的高效区间；第五，增减水泵的控制策略，当流量增大到运行泵上限频率时，经计算若再增开一台泵后的经济性更好，则增开一台泵，否则保持现状不变，当流量减小至运行泵达到的下限频率时，经计算若减开一台泵后的经济性更好，则停止一台水泵，否则保持现状不变，如图3所示。