智能樓宇中的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)

智能樓宇中的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)第一章緒論隨著科技的不斷開展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，人民生活水平在不斷提高，空調(diào)器已經(jīng)逐漸成為生活的必需品。人們對(duì)空調(diào)器的要求已經(jīng)從初期的僅僅滿足于制冷、制熱的簡單功能，開展到追求舒適、享受的多種功能。空調(diào)系統(tǒng)工作的建筑物，是人們進(jìn)行工作和社會(huì)性活動(dòng)的空間。人與人之間的社會(huì)關(guān)系、個(gè)人在不同時(shí)期的心理、生理狀態(tài)都會(huì)影響人們對(duì)熱環(huán)境的感受。為此，有的國外學(xué)者提出室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)IEQ〔IndoorEnvironmentQuality〕的概念，指出影響室內(nèi)人員的舒適度和具有健康保障的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)，不僅取決于室內(nèi)空氣溫、濕度的環(huán)境因素，還與室內(nèi)人員的組織因素、社會(huì)因素及個(gè)人因素等個(gè)人心理、生理狀態(tài)有關(guān)。一個(gè)優(yōu)良的空調(diào)系統(tǒng)必須在保證具有良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)情況下，還需要有良好的節(jié)能技術(shù)。為了確保一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)有良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)，需要消耗一定的能量；然而考慮到空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性，室內(nèi)空氣品質(zhì)往往要或多或少地受到影響。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能要求遇到此類矛盾時(shí)，應(yīng)遵循以人為本的原那么，確保人體的健康和舒適?？照{(diào)系統(tǒng)的參數(shù)選定時(shí)，要考慮到人體對(duì)環(huán)境冷熱感覺的舒適度。1、1變風(fēng)量空調(diào)變風(fēng)量空調(diào)是隨著空調(diào)的節(jié)能技術(shù)開展出來的一項(xiàng)新技術(shù)。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是目前主要應(yīng)用于辦公和商用建筑的舒適性空調(diào)。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)通過改變送入各區(qū)域的風(fēng)量來適應(yīng)區(qū)域負(fù)荷變化。它可以根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化及室內(nèi)參數(shù)要求來變化，自動(dòng)地調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)量以滿足室內(nèi)人員的舒適要求或其他工藝要求，同時(shí)根據(jù)實(shí)際送風(fēng)量，自動(dòng)地調(diào)節(jié)送回風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以最大程度地減少風(fēng)機(jī)動(dòng)力，節(jié)約能耗。變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)綜合了暖通技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科，從20世紀(jì)60年代中期誕生至今，隨著這些學(xué)科技術(shù)的迅猛開展，變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。1、2DCS簡介DCS是分布式控制系統(tǒng)的簡稱，在國內(nèi)又稱為集散控制系統(tǒng)，其英文縮寫為DistributedControlSystem。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的，以通信網(wǎng)絡(luò)為鏈接的多級(jí)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其綜合了計(jì)算機(jī)〔Computer〕、通訊〔Communication〕、顯示〔CRT〕和控制〔Control〕4C技術(shù)。DCS的根本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。本文著重對(duì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行研究，實(shí)際意義在于：首先，空調(diào)系統(tǒng)的能耗是建筑能耗中的重要組成局部，隨著人們的環(huán)保意識(shí)的增加，尋找高效、節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)已成為共識(shí)。而變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)比常規(guī)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)節(jié)電30％以上，因此變風(fēng)量空調(diào)成為空調(diào)中的研究熱門。其次，目前的變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng)，其硬件和控制軟件是專用的。本課題的研究，是利用通用的組態(tài)軟件替代現(xiàn)有的一些公司的專用軟件，為今后更多人學(xué)習(xí)使用變風(fēng)量空調(diào)提供技術(shù)支持。最后，嘗試將DCS控制系統(tǒng)運(yùn)用于本課題的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中。通過DDC控制器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，上位計(jì)算機(jī)控制現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行，到達(dá)視窗化遠(yuǎn)程控制，在工程中有實(shí)際意義。第二章變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的理論概述2.1變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的定義變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是一種全空氣空調(diào)系統(tǒng)。全空氣空調(diào)系統(tǒng)的根本要求就是要決定向空調(diào)區(qū)域輸送足夠數(shù)量的、經(jīng)過一定處理了的空氣，用以吸收室內(nèi)的余熱和余濕，從而到達(dá)維持室內(nèi)所需的溫度和濕度的目的。以前，大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)均采用定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。但隨著空調(diào)系統(tǒng)的擴(kuò)大，一般采用風(fēng)機(jī)盤管加定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)盤管負(fù)責(zé)負(fù)荷變動(dòng)較大的周邊區(qū)域，內(nèi)部區(qū)域采用定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。此類做法目的是讓室內(nèi)區(qū)域幾乎不受室外環(huán)境影響，空調(diào)負(fù)荷比擬穩(wěn)定。但在有的情況下，如：空室的空調(diào)管制，即在室內(nèi)無人期間變更室內(nèi)空調(diào)溫度，照明等，以及室內(nèi)辦公設(shè)備的急劇增加，內(nèi)部區(qū)域的空調(diào)負(fù)荷也有很大變動(dòng)。單一溫度控制的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)己經(jīng)不能適應(yīng)此類的變化，需要尋找新的空氣調(diào)節(jié)方法。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是通過改變送入房間的風(fēng)量來適應(yīng)負(fù)荷的變化，空調(diào)系統(tǒng)大局部時(shí)間的局部負(fù)荷下運(yùn)行，所以風(fēng)量的減少帶來了風(fēng)機(jī)能耗的降低。而定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)區(qū)域的溫度只有靠房間再熱器來補(bǔ)償，能耗較高。另外，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量有最大設(shè)計(jì)風(fēng)量和最小設(shè)計(jì)風(fēng)量之分。最大設(shè)計(jì)風(fēng)量就是系統(tǒng)在最不利條件〔最大負(fù)荷〕下運(yùn)行所需的風(fēng)量。但系統(tǒng)在最大負(fù)荷下運(yùn)行的情況并不多，其大局部是在局部負(fù)荷下運(yùn)行的，即變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際送風(fēng)量是在最大設(shè)計(jì)風(fēng)量和最小設(shè)計(jì)風(fēng)量之間。與變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比，定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量固定不變，即其實(shí)際運(yùn)行風(fēng)量為最大設(shè)計(jì)風(fēng)量，送風(fēng)機(jī)的能耗始終處于100％狀態(tài)。因此定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，能耗較大。除此之外，相比定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)，與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)相比有明顯的好處是冷凍水管與冷凝水管不進(jìn)入建筑吊頂空間，因而免除了盤管凝水和霉變等問題。2.2變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的組成變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)有多種類型，但一個(gè)完整的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)均有四個(gè)局部組成：空氣處理及輸送設(shè)備、變風(fēng)量末端裝置、風(fēng)管系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)。1.空氣處理及輸送設(shè)備空氣處理及輸送設(shè)備，簡稱“空調(diào)器及風(fēng)機(jī)”，其根本功能就是對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行熱、濕處理，過濾和通風(fēng)換氣，并為空調(diào)系統(tǒng)的空氣循環(huán)提供動(dòng)力。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)區(qū)別于定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是：根據(jù)被控房間的需求，對(duì)系統(tǒng)總風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。最常見和最節(jié)能的方法就是采用變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。變頻器根據(jù)控制器的指令改變送回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)總風(fēng)量大小，它在變風(fēng)量系統(tǒng)中是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，風(fēng)道中的靜壓、末端工作狀況都受其影響。因此合理地控制變頻器也能降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。2.變風(fēng)量末端裝置變風(fēng)量末端裝置是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特征設(shè)備，其根本功能是根據(jù)房間或區(qū)域的顯熱負(fù)荷，調(diào)節(jié)送入該房間或區(qū)域的風(fēng)量。一個(gè)變風(fēng)量系統(tǒng)運(yùn)行成功與否在很大程度上取決于所選用的末端裝置的性能。末端裝置的種類繁多，構(gòu)造各異，但它們均由進(jìn)風(fēng)短管、消聲器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、控制閥等幾個(gè)根本局部組成。有些末端裝置還兼有二次回風(fēng)、再熱和空氣過濾等功能。3.風(fēng)管系統(tǒng)風(fēng)管系統(tǒng)是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中送風(fēng)管、回風(fēng)管、新風(fēng)管、排風(fēng)管、末端裝置上、支管及各種送風(fēng)靜壓箱和送、回風(fēng)口的總稱。風(fēng)管系統(tǒng)的根本功能是對(duì)系統(tǒng)空氣進(jìn)行輸送和分布。風(fēng)管系統(tǒng)要求強(qiáng)度大、密封性能好，以防止出現(xiàn)空氣滲漏，以及由于風(fēng)速較高而要防止因風(fēng)管振動(dòng)產(chǎn)生有害的噪音。4.自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵局部，其根本功能是對(duì)效勞于各房間、區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)中的溫度、濕度、風(fēng)量、壓力以及新、排風(fēng)量等物理量進(jìn)行有效檢測和控制，到達(dá)舒適，節(jié)能、穩(wěn)定的目的[9]。變風(fēng)量空調(diào)自控系統(tǒng)具有機(jī)電一體化和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，各種被控參數(shù)，如溫度、風(fēng)量、壓力和閥位，相互關(guān)聯(lián)，由自控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制。顯然，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的全面自動(dòng)化監(jiān)控和定風(fēng)量空調(diào)自動(dòng)控制有著本質(zhì)區(qū)別。第三章變風(fēng)量智能空調(diào)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1變風(fēng)量智能空調(diào)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成3.2變風(fēng)量智能空調(diào)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程需要有精確的控制方式，這樣才能保證空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是：自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，適應(yīng)房間空調(diào)負(fù)荷的變化；實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間對(duì)室內(nèi)不同溫度參數(shù)的要求；自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的能耗。此外，變風(fēng)量系統(tǒng)的運(yùn)行工況是隨時(shí)間的變化而變化的，它必須依靠自動(dòng)控制來保證空調(diào)系統(tǒng)最根本的要求，即：適宜的室溫、足夠的新鮮空氣、良好的氣流組織、正常的室內(nèi)壓力。所以，變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng)與定風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng)相比更為復(fù)雜。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、送風(fēng)溫度的優(yōu)化、室內(nèi)溫濕度的控制以及新風(fēng)量控制等問題都會(huì)影響變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行性能。只有將變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)緊密結(jié)合，才能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，為室內(nèi)用戶提供一個(gè)良好適宜的室內(nèi)環(huán)境。本文的變風(fēng)量智能控制系統(tǒng)決定采用分布式控制系統(tǒng)〔DCS〕結(jié)構(gòu)，包括如下幾個(gè)局部：中央管理控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場控制器、變風(fēng)量末端裝置、傳感器、變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些設(shè)備與被控對(duì)象及相應(yīng)軟件組成一套完整DCS控制管理系統(tǒng)。此系統(tǒng)的應(yīng)用有助于對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的監(jiān)控、上位通過電腦對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理。變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下列圖所示。1.中央管理控制器中央管理控制器，是DCS的監(jiān)控和管理中心。近年來隨著計(jì)算機(jī)的飛速開展，個(gè)人PC已經(jīng)在諸多領(lǐng)域取代了專門的工業(yè)計(jì)算機(jī)。故實(shí)驗(yàn)室決定使用PC來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。按照功能中央管理控制器可以分為效勞器和客戶端。實(shí)驗(yàn)室中提供3臺(tái)PC機(jī)，1臺(tái)作為效勞器，2臺(tái)作為客戶機(jī)。效勞器配置工控組態(tài)軟件BACview，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的集中監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和設(shè)備的遠(yuǎn)程控制?？蛻魴C(jī)那么通過遠(yuǎn)程訪問效勞器，共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)。2.通訊網(wǎng)絡(luò)本智能空調(diào)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)分為3層，分別是以太網(wǎng)，BACnet和RS485。其中通過澳大利亞HysineControl公司的BR-10路由器模塊，可以簡單地完成以太網(wǎng)對(duì)BACnet協(xié)議的轉(zhuǎn)換。另外運(yùn)用該公司的BG-Modubs模塊把BACnet協(xié)議轉(zhuǎn)換成RS485協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)變風(fēng)量末端裝置的控制。3.現(xiàn)場控制器本智能空調(diào)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)場控制器均采用澳大利亞HysineControl公司的BCU-843DDC控制器。BCU-843DDC控制器是一個(gè)高性能完全可編程的通用控制器，可用于中央設(shè)備系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組，大型末端設(shè)備或其他過程控制設(shè)備。BCU-843它是一個(gè)自帶BACnet的控制器，因此不需要專用的芯片組就可緊密地集成到BACnet系統(tǒng)中。4.變風(fēng)量末端裝置本次實(shí)驗(yàn)室使用的變風(fēng)量末端裝置只有1號(hào)房間是壓力相關(guān)型變風(fēng)量末端裝置，其余兩間房間均是壓力無關(guān)型變風(fēng)量末端裝置。變風(fēng)量末端裝置使用的是上海威士文工程公司VAVBOX并配有澳大利亞HysineControl公司的DDC控制器，輸出通道連接末端裝置的風(fēng)閥門控制器。輸入通道有溫度檢測信號(hào)和壓力信號(hào)。壓力信號(hào)只有1號(hào)房間的壓力相關(guān)型變風(fēng)量末端裝置才有。5．變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)變風(fēng)量智能空調(diào)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，各變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)檢測點(diǎn)具體分布點(diǎn)詳見圖。圖中，T表示溫度；RH表示濕度；SP表示靜壓；M表示執(zhí)行器；F表示流量；VAV表示變風(fēng)量末端裝置。第四章變風(fēng)量智能空調(diào)系統(tǒng)的控制方案設(shè)計(jì)4.1房間溫度控制房間溫度控制是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的核心。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)是在每個(gè)空調(diào)房間的送風(fēng)入口處裝上一個(gè)VAV末端裝置，通過改變送入房間的風(fēng)量來維持各空調(diào)房間溫度。變風(fēng)量末端裝置控制框圖VAV末端裝置的DDC控制器根據(jù)由溫度傳感器檢測到的實(shí)際房間溫度和設(shè)定溫度之間的差值來控制變風(fēng)量末端裝置風(fēng)閥的開度，以改變進(jìn)入房間的送風(fēng)量，從而到達(dá)對(duì)房間溫度的控制目的。VAV末端裝置中可以通過編程，將傳統(tǒng)的PI、PID算法參加到控制策略中，以此到達(dá)對(duì)房間溫度的精確控制。4.2.送風(fēng)溫度控制變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的就是把送風(fēng)溫度固定，通過改變送風(fēng)量來改變室內(nèi)溫度。變風(fēng)量末端裝置的送風(fēng)量是由室內(nèi)溫度設(shè)定值控制，與送風(fēng)溫度無關(guān)。送風(fēng)溫度的控制是通過控制盤管水閥控制冷水或熱水流量來實(shí)現(xiàn)的。傳感器是送風(fēng)溫度檢測點(diǎn)T，執(zhí)行器是表冷器的三通水閥M，被控量是送風(fēng)溫度。DDC控制器通過比擬溫度傳感器T和檢測到的送風(fēng)管實(shí)際送風(fēng)溫度，利用得到的偏差來調(diào)節(jié)換熱器進(jìn)出口管路上的電動(dòng)三通閥，即調(diào)節(jié)換熱器的供冷〔熱〕量，來維持送風(fēng)溫度保持恒定。送風(fēng)溫度控制框圖4.3新風(fēng)量控制對(duì)定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)而言，由于送風(fēng)量在運(yùn)行過程中始終保持不變，因此一旦新風(fēng)量根據(jù)要求被設(shè)定，那么在系統(tǒng)運(yùn)行的整個(gè)期間，都能滿足要求。但變風(fēng)量因系統(tǒng)送回風(fēng)量在變化，新回風(fēng)混合點(diǎn)的靜壓值也隨著變化，從而引起系統(tǒng)新風(fēng)量的變化。在負(fù)荷很低的情況下，空調(diào)系統(tǒng)就有可能出現(xiàn)新風(fēng)量缺乏的現(xiàn)象[24]。因此，必須對(duì)最小新風(fēng)量進(jìn)行控制。解決最小新風(fēng)量的方法有很多，如：設(shè)定最小新風(fēng)閥位、根據(jù)送風(fēng)量變化調(diào)節(jié)新風(fēng)閥開度、風(fēng)機(jī)跟蹤法控制新風(fēng)量、新風(fēng)測定法、CO2濃度控制法、固定新風(fēng)比、定風(fēng)量風(fēng)機(jī)控制法等。由于實(shí)驗(yàn)室硬件條件限制，本文只對(duì)最小新風(fēng)量控制提出兩個(gè)設(shè)計(jì)方案并做理論研究。這兩個(gè)設(shè)計(jì)方案是根據(jù)混風(fēng)閥控制最小新風(fēng)量和CO2濃度控制法。1.根據(jù)混風(fēng)閥控制最小新風(fēng)量根據(jù)混風(fēng)閥控制最小新風(fēng)量就是恒定混合箱內(nèi)壓力，保持最小新風(fēng)量。因?yàn)轱L(fēng)閥的風(fēng)量與風(fēng)閥前后壓差的平方根成正比，所以只要保持壓差不變，風(fēng)量就能保持恒定。在變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中，無論送風(fēng)量為多少，如果新風(fēng)閥開度不變，通過壓力傳感器調(diào)節(jié)回風(fēng)閥開度，保證機(jī)組混合段中負(fù)壓不變，就能保證最小新風(fēng)量。在過渡季節(jié)，可由控制器調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、排風(fēng)閥開度，隨著新風(fēng)量的增大，混風(fēng)壓力減小，混風(fēng)壓力控制器將關(guān)小混風(fēng)閥直至完全關(guān)閉，整個(gè)系統(tǒng)采用全新風(fēng)。如圖4-9所示，不管送風(fēng)量為多少，將新風(fēng)閥開度固定于30%，由于混風(fēng)箱內(nèi)氣流很亂，壓力極不穩(wěn)定，考慮在過濾網(wǎng)后加裝壓力傳感器SP3，參考經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)手冊[24]，將過濾網(wǎng)后壓力控制在227Pa。通過壓力傳感器調(diào)節(jié)回風(fēng)閥開度,保證機(jī)組混合段中負(fù)壓不變,以保證最小新風(fēng)量。新風(fēng)量控制圖2.CO2濃度控制CO2并不是室內(nèi)唯一的污染源，室內(nèi)人員產(chǎn)生的CO2只是與人體排泄物相關(guān)的污染物的濃度指示劑。如室內(nèi)人員減少，CO2濃度會(huì)降低，它提供應(yīng)控制系統(tǒng)的信息就是系統(tǒng)最小新風(fēng)量可適當(dāng)減少。這種根據(jù)CO2濃度適當(dāng)減少最小新風(fēng)量設(shè)定值，能滿足空調(diào)房間衛(wèi)生要求的控制稱為CO2濃度控制法。近年來，許多變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)安裝了CO2傳感器來控制最小新風(fēng)。為了測得CO2的平均濃度，CO2傳感器一般安裝在主回風(fēng)管內(nèi)或回風(fēng)吸入處。當(dāng)CO2傳感器檢測到室內(nèi)CO2濃度過高時(shí)，可適當(dāng)提高最小新風(fēng)量設(shè)定值；反之，那么保持或降低最小新風(fēng)量設(shè)定值。第五章變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的模糊控制算法5、1模糊控制的根本原理模糊控制是建立在人工經(jīng)驗(yàn)根底上的。對(duì)于一個(gè)熟練的操作人員，他往往憑借豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策來巧妙地控制一個(gè)復(fù)雜過程。假設(shè)能將這些熟練操作員的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)和描述，并用語言表達(dá)出來，就會(huì)得到一種定性的、不精確的控制規(guī)那么。如果用模糊數(shù)學(xué)將其定量化就轉(zhuǎn)化為模糊控制算法，從而形成模糊控制理論。簡單來說，模糊控制就是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為根底的一種智能控制方法，它從行為上模仿人的模糊推理和決策過程。該方法首先將操作人員或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)編成模糊規(guī)那么，然后將來自傳感器的實(shí)時(shí)信號(hào)模糊化，將模糊化的信號(hào)作為模糊規(guī)那么的輸入，完成模糊推理，將推理后得到的輸出量加到執(zhí)行器上。模糊控制的根本原理框圖如下列圖所示。它的核心局部為模糊控制器，如圖中虛線框中局部所示，模糊控制器的控制規(guī)律由計(jì)算機(jī)的程序?qū)崿F(xiàn)。實(shí)現(xiàn)一步模糊控制算法的過程主要是：微機(jī)經(jīng)中斷采樣獲取被控制量的精確值，然后將此量與給定值比擬得到誤差信號(hào)E，一般選誤差信號(hào)E作為模糊控制器的一個(gè)輸入量。把誤差信號(hào)E的精確量進(jìn)行模糊化變成模糊量。誤差E的模糊量可用相應(yīng)的模糊語言表示，得到誤差E的模糊語言集合的一個(gè)子集e〔e是一個(gè)模糊矢量〕，再由e和模糊關(guān)系R根據(jù)推理的合成規(guī)那么進(jìn)行模糊決策，得到模糊控制量u模糊控制原理圖5、2模糊控制的根本結(jié)構(gòu)模糊控制器的組成框圖如下圖，主要由四局部組成。模糊控制器的組成框圖〔1〕模糊化接口模糊控制器的輸入必須通過模糊化才能用于控制輸出，因此，它實(shí)際是模糊控制器的輸入接口，其主要作用是將真實(shí)確實(shí)定量輸入轉(zhuǎn)換為一個(gè)模糊矢量?！?〕知識(shí)庫知識(shí)庫包含了具體應(yīng)用領(lǐng)域中的知識(shí)和要求的控制目標(biāo)，它通常由數(shù)據(jù)庫和模糊控制規(guī)那么庫兩局部組成。數(shù)據(jù)庫所存放的是所有輸入、輸出變量的全部模糊子集的隸屬度矢量值〔即經(jīng)過論域離散化以后對(duì)應(yīng)值的集合〕，假設(shè)論域?yàn)檫B續(xù)域，那么為隸屬度函數(shù)。在規(guī)那么推理的模糊關(guān)系方程求解過程中，向推理機(jī)提供數(shù)據(jù)。主要包括各語言變量的隸屬度函數(shù)，尺度變量因子以及模糊空間的分?jǐn)?shù)級(jí)等。規(guī)那么庫那么包括了用模糊語言變量表示的一系列控制規(guī)那么，它們反映了專家控制的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，是按人的直覺推理的一種語言表現(xiàn)形式。模糊控制規(guī)那么通常有一系列關(guān)系詞連接而成，如if-then,also,en