
一、中央空調(diào)和智能(néng)控製簡介
我(wǒ)國醫院建築經常使用的是大中型中央空調係統。這種係(xì)統屬於間接製冷係統,和家用的普通直接製冷係統不同,除了本身就有的製冷劑回路之外,還包括一個載冷劑回路。首先,製冷(lěng)劑(jì)和載冷劑(jì)進行熱(rè)交換,然後,載冷劑將(jiāng)冷(lěng)量傳遞給和(hé)其接觸的空氣,從而降低室內的溫(wēn)度。這(zhè)個中央空(kōng)調的水係統,是(shì)用水作為(wéi)載冷劑,用冷凍水、冷卻水、製冷劑等和空(kōng)氣之間進行熱交換,從而把室內的(de)熱量轉移到室外,這樣就能達到製(zhì)冷的效果。
智能(néng)控製是包括了控製論、係統論和人工智能等多種技術手段的一個產物。智能控(kòng)製是一種進化(huà)到高級階層的(de)自動控製技術。這種智能控製為(wéi)很多之前我們不能解決的(de)問題(tí),提供了行之有效的方法。這些方法給(gěi)我們帶來了巨(jù)大的好處(chù)。在目前來看,我國的智能控製經常使用的種類很多,如下一些方法是(shì)常(cháng)用的:模糊(hú)控製係統;專家控(kòng)製係統和神經網絡控製係統等。這幾種方法中,使用頻率最高的是模糊控製係統和神經網絡係統,而神經網絡的使用還在成熟,因此最(zuì)為行之有效的方法還是(shì)模糊控製方法。這種智能控製為(wéi)我們的生活帶來了(le)新的(de)便利,也為我國的智能技術做出了一定的貢獻。
二、中央空調係統的節能控(kòng)製技術
1.模糊控製
模糊控製在智能控(kòng)製技術中,是使用最多的一種運(yùn)用辦法,溫度傳感器(qì)是(shì)非常重要(yào)的,各個房間的溫度都是通過這個溫度傳感器而來的,溫度傳感器可以(yǐ)檢測到房(fáng)間的溫度(dù)數據,將檢測到(dào)的收ju進(jìn)行計算,得出溫度變化率,然(rán)後(hòu)運用模糊算法對中央空調的運行進行控製,通過對風扇和變頻壓縮機進行一(yī)定的管理從而達到了節能的目標。模糊集合論,是(shì)模糊控製的基礎。他是對語言變(biàn)量的(de)模糊、邏輯的規則推(tuī)理(lǐ)也進行模糊,再和計算機技術相結合,組成了一個(gè)數字控製係統(tǒng)。而模糊控製係統應用在空調的控製中是我國使用廣泛的空調(diào)節能技術(shù),其根據模(mó)糊控製(zhì)算法控製中央空調的運行狀態,來改變控製變頻壓縮(suō)機和風扇(shàn)的轉速,達到(dào)節能的效果。
2.神經網絡係統
這個係統所模仿的是人類大腦神經係統,這個(gè)係(xì)統也是存在神經元的。神經元也是一些重要的節點,從而建(jiàn)立起一個類似(sì)的模型。網絡拓撲結構是活動網絡,神經元是zui簡單的處理單元(yuán)。神經網絡控製的顯示意義重大(dà),輸(shū)入和輸出很多,各個房間的信息通過傳感器傳到控製(zhì)器,得到每一個令人體舒適健(jiàn)康的數值,這樣才會實現優(yōu)化的控製(zhì),但是(shì)這種方法和上麵的模糊控製器相比而言,還不是非常的成熟,所以我國經常用的方麵還是模糊控製處理,神經網絡控製這種方法有待發展。
三、智(zhì)能控製在中央空(kōng)調(diào)係統運行(háng)節能中的應用
1.相關原(yuán)理
在普通建築物(wù)中,采用電製冷的中央空調的耗電量大約占據建築物總能耗電(diàn)量的40%~50%,在空調的運行中,空調水泵的耗(hào)電量(liàng)也占據了一部分,約占18%左右,建築中的中央空調的(de)冷負荷是(shì)始終處於變化(huà)中的,氣溫變化、晝夜交替、季節變化等都會影響中央空調冷負(fù)荷,而且在一年中,處於最大(dà)冷負荷的時間隻(zhī)有十(shí)幾天,而(ér)大多數(shù)的設計都是以最大冷負荷作為選泵基礎,這樣就造成(chéng)市級需要冷負荷與水泵功率輸出之間的矛盾,同(tóng)時也造成巨大的能源浪費。
變頻是經常采用的一種方法,有一(yī)定的原理和公式,交流異步(bù)電動機的(de)轉子轉速可用n=60f1(1-s)/p這個公式表(biǎo)示,其中,f1是定子供(gòng)電電(diàn)源的頻率(lǜ);p是電動機的極對數;s是異(yì)步電動機的轉差率。電機一旦選定後,s,p基本確定,則n可近似為n=K0×f1,即可改(gǎi)變電動機轉子(zǐ)的轉速n。
根據水泵的相似原理得出:
Q2/Q1=n2/n1
H2/H1=(n2/n1)²
P2/P1=(n2/n1)m³
在公式中,Q、H、P、n分別為水泵的流量、揚程、軸功率和轉速。也就是說,水泵消耗的能量是和轉速的立方(fāng)成正比的。
當頻率為50Hz時,n=K0x50,功率P1=K×(K0×50)³
當頻率為45Hz時,n=K0×45,功率P2=K×(K0×45)³
P2/P1=[K×(K0×50)3]×100%=72.9%
由此可見(jiàn),當電源頻率從(cóng)50Hz降為45Hz時(shí),就可節約電能達27.1%,因此在係統中(zhōng)采用變頻的方式(shì)調速來調節流量,在節能(néng)節電上是個有效的方法。
2.例子
某城市某地區的一幢醫院辦公大樓,北側有 11 層辦公樓(lóu),南側有 10 層辦公樓,相連的還(hái)有(yǒu)6層辦公樓,建築總麵積為34785.02㎡,建(jiàn)築高(gāo)度為44.85m。辦公樓內(nèi)部設置有中央空調係統,夏(xià)供(gòng)冷,冬供暖。地下室空調機房2台水冷螺杆式冷水機組提供,其冷水溫度為(wéi)7~12℃。市(shì)政管網(wǎng)提供的一次(cì)熱水溫度90—110℃,經過經板式換熱器換熱後,二次水漏度為50~60℃,這是(shì)空調係(xì)統的熱源。冬季和夏季共用一套係(xì)統,手動切(qiē)換。在夏季,空調總冷負荷為 3000kW,冷指標為 85w/㎡;在冬季(jì),空調總熱負荷為(wéi) 2000kW,熱指標為57w/㎡。補水通過(guò)變(biàn)頻(pín)補水裝置定壓係統進行(háng)補(bǔ)水。水係統用(yòng)的是二管製定流量係統,夏季供冷水(shuǐ)。冬季(jì)供熱(rè)水,節能效果xian著,保守計算年節電率超過20%。
3.應用措施
讓空調達到節能的效果,需(xū)要做的是(shì)再建(jiàn)立一些不(bú)同的係統。這些係統的建立,溫度傳感器和回風監測裝置是所需要的,它們用來對一個醫(yī)院建築環境進(jìn)行監測,對監(jiān)測所收集到的數據進行收集,這(zhè)些數據接下來會傳給中央處理器,再對這個房(fáng)間的環境進行一定的調節。要識別這個房(fáng)間內是否有人,紅外(wài)傳感器的使用非常重要,這個傳感器很重要(yào),會監測室內數據(jù),並傳給中央控製器。停止(zhǐ)無人房間的的通風和濕度,而且對有人的房(fáng)間控製溫度和通風。
建立控製係統也(yě)是一種方法。這主要采用的是以溫(wēn)差為主的方式。這種方式不需要在多個支路上安裝閥門,但是最大的前提(tí)是係統需要正常運行(háng)。水泵(bèng)中的水壓和(hé)水流量需要進行調節,它有一定的預先(xiān)比例。商用建築的情(qíng)況是每個房間的大致負荷狀況是相類似的,這需要對冷凍係統進行計算,計算如何省流量,把水泵的轉速設定(dìng)為(wéi)最小數值,這叫預先流量分配法。控製係(xì)統的(de)建(jiàn)立有助於對建(jiàn)築裏每一個房間(jiān)的溫度控製,從而在節能的情況下讓房間裏麵的人(rén)感到(dào)舒適。這樣,符合人體的健康,又節省了能源,因此建立控製係(xì)統是一種很好(hǎo)的(de)辦法。