中央空调水泵变频节能与模糊控制的应用

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1、一．前言2二，模糊控制原理概述3三．调节水泵转速的节电原理4四．中央空调系统的设计5五、采用PID闭环控制的中央空调泵节能系统存在的缺陷6六．采用模糊智能闭环控制的中央空调泵节能系统特点7七．中央空调变频节能方案8八．系统硬件设计框图10九．软件设计流程图11十、节能改造后对设备的影响12十一、变频器谐波的影响及抑制谐波的措施12十二．实际节能效果测试及经济效益分析13十三．结论15中央空调水泵变频节能与模糊控制的应用【摘要】：中央空调冷水机组的最大负载能力是按最大热负荷来设计的，热负荷是随环境温度变化而变化的量，而水

2、泵所耗的功率基本不变，这样，在空调运行的大多数时间里，存在着较大的能量浪费，用PLC可方便的实现模拟信号的数字化处理，利用编程软件的形式实现模糊控制。从而达到良好的节能效。关键词：中央空调、水泵电机、变频节能、模糊控制。Abstract：Themaximumloadcapabilityofthecentralairconditionerwater—coollngssemblingsetisdesignedbasedonthemaximumthermalload，andmaximumthermalloadarieswit

3、htheenvironmentTemperatureandwater—pumppowerconsumptlOnkeepsteadyhus．UsePLCcanconvenientlyrealizesimulationsignalofdigitalsignalsdisposalUsingprogrammesoftwareofformimplementfuzzy—controlandachievebetterenergy—savingeffectvords：CentralAirConditioner，WaterPumpMot

4、or，Frequencyenergy—saving，fuzzy—contr01一．前言中央空调系统运行时间长，耗电量大，且有逐年上升趋势，在深圳年耗电量已达500亿度，随着城市建设的进一步扩大，空调能耗不仅给城市能源、环境保护带来巨大压力，而且也给建筑的经营者带来沉重的经济负担，因此空调节能已成为一个迫切亟待解决课题。二，模糊控制原理概述1965年，美国加利福尼亚大学著名教授L¨A．Zadeh首先提出了模糊控制理论，模糊控制的核心是以模糊数学为基础，用语言规则表示方法和先进的计算机技术，把人的控制策略的自然语言描述转化

5、为计算机能接受的算法语言所描述的控制算法。它不仅能实现控制，而且能模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制。利用模糊推理进行判断的高级控制，无疑是属于智能控制范畴，而且发展至今己成为人工智能领域的一个重要分支；其理论发展之迅速，应用领域之广泛，控制效益之显著，实为世人醒目关注；特别是近几年来，模糊控制与其他控制策略构成的集成控制，以及与神经网络相结合的模糊神经网络等得到迅速发展，更使诸多学者确信，它是一种全新的技术和高科技的发展方向。模糊控制的原理，就是通过计算机来模拟人们用自然语言描述的控制活动

6、，以期对工业过程实现有效控制，模糊控制系统的原理框图如下：执行机构工业过程检测采样模糊判断模糊化模糊算法输入输出精确量模糊控制系统的原理框图三．调节水泵转速的节电原理采用交流变频技术控制水泵的运行，是目前中央空调系统节能改造的有效途经之一，图一和图二绘出了阀门调节和变频调速控制两种状态的压力一流量(HQ)关系及功率一流量(P—Q)关系。0QAn1B(3)(4)(1)(2)HQ1Q2H3H1H2图一QePe变频调速65调节出口阀常用流量额定流量Q0图二从上图中可见用变频调速的方法来减少水泵流量的经济效益是十分显著的，当所

7、需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降。如水泵转速下降到额定转速的60％即F=30Hz时，其电动机轴功率下降了78．4％，即节电率为78．4％。四．中央空调系统的设计一般来说，中央空调系统的最大负载能力是按照天气最热，负荷最大的条件来设计的，存在着很大宽裕量，但实际上系统极少在这些极限条件下工作，根据有关资料统计，空调设备97％的时间运行在70％负荷以下波动，所以实际负荷总不能达到满负荷，特别是冷气需求量少的情况下，主机负荷量低，为了保证有较好的运行状态和较高的运行效率，主机能在一定范围根据负

8、载的变化加载和卸载，但与之相配套的冷却水泵和冷冻水泵却仍在高负荷状态下运行，(泵功率是按峰值冷负荷对应水流量的1．2倍选配)这样会带来以下一系列问题：1．水流量过大使冷水系统进水和回水温差降低，恶化了主机的工作条件、引起主机热交换效率下降，造成额外的电能损失。2．由于水泵压力过大，通常都是通过调整管道上的阀门开度来调节冷却水和冷冻