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2013 年 7 月 与 建 材装 饰 模糊控制在中央空调系统中的应用 朱名世谢维政 （柳州市胜烨制冷设备有限公司广西 柳州545000） 摘要： 传统的中央空调技术不能达到节能的目的， 本文针对中央空调的模糊控制系统分析了其控制原理及控制技术 的具体应用， 以期望相关研究提供借鉴和参考。 关键词： 中央空调系统； 模糊控制； 应用 中图分类号： TU831.3+5文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2013） 19-0154-03 1 中央空调系统的组成 一般来说， 如图 1 所示， 中央空调系统包括制冷机压缩、 冷媒 循环水、 冷却循环水、 风机盘管、 冷却塔五个组成系统。首先空调 制冷剂被压缩机压缩成液态， 然后被冷水机组输送到蒸发器中， 接着冷冻循环水系统会把常温水泵通过冷冻水泵输送至蒸发器 内。 空调工作降低室内温度一般通过一下途径。 首先通过冷媒之 间的热交换系统把常温水降温至冷冻水，然后这些冷冻水会被 风机送到风机管道中， 由于冷冻水的存在， 这里的空气热量会被 改变，接着降温后的空气也将再次被输送到冷凝器内，这样的 话， 冷媒就可以在冷凝器内释放热量， 这些热量最终会被冷水循 环系统带走，最后冷循环系统再经过强迫风冷或者由冷却塔进 行自然冷却，都可以与大气实现充分热交换，把冷水变回常温 水， 常温水会重新进入冷媒之间的热交换系统进行下一次循环， 达到不断降低室内温度的效果。 2 中央空调控制技术 传统的 PID 控制和人工手动控制一直以来是中央空调系统 沿用的控制系统，这些控制系统的弊端是控制过程中达不到节 能的目的， 因而空调系统长期处于低温状态， 运行效率低下， 造 成了严重的资源浪费。当前为了克服传统控制系统的这种弊端， 逐渐采用恒温差控制和恒压差控制的控制技术，以下对这两种 技术进行简要分析： 2.1 恒温差控制法 当系统低负荷运行时， 系统将保持回水温差不变， 以此避免 冷冻水的多次循环， 从而可以起到降低能耗的作用， 这种方法就 叫做恒温差法， 工作原理图如图 2 所示。图中系统的供回水管道 上安装温度传感器可以测定回水温度 tw1 、 t w2通过计算两个温度 之间的差来对系统的温度进行设定， 从而调节冷冻水流量。 为了达到降低能耗的目的， 需要保证冷冻水水流量在系统所 需要的范围内，这是因为冷冻水的水流量与负荷在温度恒定时 变化是基本等比例的。虽然恒温差控制系统可以起到降低能耗 的目的， 但是这种系统也有自身的弊端。在恒温差控制系统下工 作的空调负荷的变化必须遵守统一的规律，否则容易出现水流 失衡的现象， 将严重影响空调的工作质量。在网吧或舞厅这类地 方一般空调负荷是恒定的， 如果有其他小用户负荷改变， 此时系 统的回水温差基本不变， 那么回水量也同样不变， 这种小用户很 难达到降低室温的目的， 从而造成空调失控。 2.2 恒压差控制法 恒温差控制系统的节能效果与系统设置的测压点所在位置 是相关的。如图 3 所示， 若测压点设在供、 回水总管上， 那么系统 将一直处于定压状态。在这种情况下， 一旦水泵转速发生变化， 水泵的运动相似和动力相似条件也将发生变化，只有几何相似 条件得到满足， 公式： N= 籽gGH 1000 式中： N泵的有效功率， W； G泵的流量， m3/s； H泵的扬程， m； 籽液体的密度， kg/m3； g重力加速度， m/s2。 通过改变电机的转速可以在一定程度上实现节能目标。 我们 知道， 水泵电动机的最大流量及扬程决定了它的容量， 这个容量 与实际情况中空调系统所需容量有一定的差距， 因此， 系统会根 据流量和扬程对电机的转速进行调整， 从而达到节能目的。还有 图 1 中央空调系统的组成原理图 图 2 冷冻水系统恒温差控制原理 图 3 冷冻水系统恒压差控制原理 工艺与设备 154 2013 年 7 月 与 建 材装 饰 一种情况下系统基本不会节能。这种情况下， 供、 回水总管压差 不变， 若扬程不发生改变， 那么整个系统将处在定压状态， 此时 在水泵的流量和功率之间存在正比例关系， 不能实现节能。有水 泵的相似定律可知， 当系统中产生节能效应的时候， 那么系统的 压力也会发生变化。所以， 恒压差控制法中的冷冻水系统和恒温 差中的负荷变化基本上是没有关系的。因而空调中压差的变化 不能精确地反应空调的负荷变化。 2.3 中央空调系统的模糊控制 2.3.1 冷冻水系统的控制原理 负荷预测控制属于 “超前控制” 。 首先检测冷冻水系统中的流 量、 温差、 供水、 压差参数和室内外环境等， 然后对检测所得参数 进行统计分析， 可以利用数据库完成这一工作， 再通过对历史数 据结合现有参数统计分析结果的推算得出空调系统在某个时刻 的负荷， 接着通过改变这些参数来达到调整输出频率、 改变水泵 转速的目的， 从而可以使系统的冷量与负荷相匹配， 基本工作原 理如图 4 所示。 2.3.2 冷却水系统的控制原理 冷水机组主机的效率很大程度上会被冷却水的温度影响， 当 冷却水温度适当降低时， 主机的效率会相应提高， 也能达到节省 一定能耗的目的。但如果冷却水温度过多降低， 将会大大提高主 机能耗， 因此主机、 冷却水泵和冷却塔三者的能耗必须同时考虑 才能真正达到整个系统节能的目的。在模糊控制系统中， 模糊优 化算法能够自动弄个调节冷却水温度，一旦室外温度和空调末 端负荷发生改变，模糊控制系统就会把采集所得实时数据和历 史数据对比计算， 准确定位出冷却水温度的最佳值， 再与实际温 度对比， 进而控制冷却水的流量和冷却塔的流量进行自动调节。 模糊控制系统可以让整个空调系统始终保持最佳的运行状态， 保证节能效果， 原理图如图 5。 3 模糊控制技术的应用 我们这次研究地点是一个五星级酒店， 这里使用了中央空调 系统。这个中央空调的冷水机组成为： 564kW 离心式机组 2 台， 75kW 冷冻水泵 3 台， 90kW 冷却水泵 3 台。 该酒店对中央空调的控制系统选用的是模糊控制系统， 以此 来达到节能的效果。根据中央空调安装位置， 该酒店选用设备包 括： 模糊控制柜 1 台， 冷却塔风机智能控制柜 2 台， 冷却水泵智 能控制柜和冷冻水泵自动控制柜各 3 台，现场模糊控制箱若干 以及各种传感器和模糊控制系统软件。 3.1 设备监控内容 （1） 监测内容。设备的检测内容主要有制冷主机冷冻水的供 水温度、 回水温度、 供回水压差、 水流量以及制冷主机冷却水的 出水温度、 进水温度和外界环境温度等。 （2） 控制内容。控制内容主要包括： 制冷主机启停控制； 冷冻 水泵、 冷却水泵节能控制； 冷却塔风机启停控制； 主机冷冻水、 冷 却水电动阀门控制等。 （3） 控制模式。控制模式主要采用分区域控制和集中管理两 种模式。为了便于控制， 机房中的设备都是根据就近控制来设置 的， 并且每个控制柜组都与总的模糊控制柜组相连接， 这样可以 实现模糊柜组对各个设备进行控制和调度。与此同时模糊柜组 主机上设有多个接口便于与第三方管理系统实现连接。系统主 要结构如图 6 所示。 3.2 主要设备构成及其功能 3.2.1 模糊控制器 模糊控制器主要组成部分： 模糊控制柜、 模糊控制单元、 工业 控制计算机各 1 台，通信协议转换单元和数字量接口单元各 2 套以及保护单元和系统软件各 1 套。 模糊控制器的工作原理： 中央空调控制系统将空调系统的温 度、适度和压差等参数通过传感器和数据采集系统进行采集并 分析计算， 然后通过转换系统将这些参数转化为电量参数， 输送 到控制器中，控制器接收到这些参数后就会通过这些信号来改 变控制对象的运行功率和转速， 从而达到有效控制的目的。 3.2.2 冷冻水泵智能控制柜 冷冻水泵智能控制柜主要包括以下几个部分： 1 台变频器、 1 套基本接口单元、 1 套数字量接口单元，这些设备可以实现对冷 冻水泵的控制。工作原理是： 在冷冻水系统的供水总管上安装水 流压差传感器； 在冷冻供、 回水总管上安装温度传感器； 在冷冻 水回水总管上安装流量计。这样做是为了让温度传感器、 流水压 差传感器和流量计与模糊控制总柜组实现连接，然后模糊控制 器就会根据空调运行的实际状况来采集实时参数然后通过与历 史数据进行比较， 自动计算出负荷需要制冷的温度、 温差和流量 值，之后模糊控制系统就会根据这些参数的偏差来调整空调系 图 4 冷冻水系统控制原理 图 5 冷却水系统控制原理 图 6 模糊控制系统架构示意 工艺与设备 155 2013 年 7 月 与 建 材装 饰 统中冷水泵的转速，从而改变空调系统的冷水流量从而使系统 中的供回水温度、 温差与历史数据自动进行比较， 选出最佳值来 运行， 最终使空调系统处于最佳运行状态。 3.2.3 冷却塔风机智能控制柜 冷却塔风机智能控制柜主要包括以下几个部分： 1 套数字量 接口单元、 1 套相应控制电路、 启、 停控制机等。 工作原理是： 将水 温传感器安装在冷却水进水总管上，并将水温传感器与模糊控 制柜组连接。当启停控制机发出指令后模糊控制器就会对冷却 塔机发出控制指令， 冷却塔将开始运行。风机启动后模糊控制器 就会根据控制参数来动态调整风机的运行状态，从而使冷却水 的温度逐渐接近控制器设定的最优值，最终使空调系统处于最 佳运行状态。 4 结 语 中央空调控制系统是一项系统而复杂的控制系统， 传统的控 制技术远远不能达到节能的目的，最近发展起来的模糊控制系 统是一种非常实用的中央空调系统。它可以通过改变系统的运 行参数， 是系统处于最佳运行状态， 从而达到节能的目的。 参考文献 1许 立.自适应模糊 PID 控制策略在中央空调系统中的应用研究J.河北 北方学院学报， 2012， 2 （1） ： 7677. 2费伟东.现代控制理论在电厂中央空调系统中的应用研究J.自动化技 术与应用， 2008， 1 （1） ： 1920. 3苏洪瀚.模糊控制系统在中央空调上的应用J.城市建设理论研究， 2012， 16 （6） ： 112113. 4朱万林， 陈懿华.基于模糊控制技术的中央空调控制器的仿真研究J. 微型电脑应用， 2008， 3 （6） ： 3739. 收稿日期： 2013-6-16 工程管道安装的质量控制与技术研究 李俭鸿 （重庆工业设备安装集团有限公司重庆市 渝中区400014） 摘要： 工程管道安装之前要做好管道制作、 防腐和管沟的挖掘等工作， 管道安装一定要合乎相应的技术标准和质量 标准。 管道连接、 下管、 稳管、 阀门安装是管道安装的主要工作， 一定要加强对每一工序的质量控制， 做好质量检测。 管道安 装人员要熟悉各工序中的安装工艺， 这是保证施工质量的基础。 关键词： 工程； 管道安装； 质量控制； 技术 中图分类号： TU990.3文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2013） 19-0156-02 引 言 随着我国经济的发展， 各种管道工程越来越多， 工程管道安 装技术也越来越先进。不同行业的管道安装技术有其各自的特 点， 比如石油管道安装和饮水管道安装在安装标准、 使用材料等 方面都有很大的差别，但是它们作为工程管道安装大类中的成 员， 在安装技术上也有一些基本的共性。本文主要从共性的角度 探讨工程管道安装的基本技术要求及其相应的质量控制方法。 1 管道安装前的准备工作及其质量控制 1.1 管道制作及其防腐 在施工前， 首先要做的是根据工程的需要制作钢管的设计图 纸并制定相应的工艺要求。然后由相应的施工企业根据图纸进 行管道制作， 最好在管道加工厂进行必要的现场组装， 从而为缩 短工期提供可能性。管道的材料有不同的类别， 但如果是钢管， 一定要做好管道的内外防腐工作。一般管道防腐工作也是在加 工厂进行的， 首先要彻底清除管道表明的浮锈、 焊渣、 油污、 氧化 皮等， 质量标准要达到 St3 级。 清理干净后涂防腐层， 防腐层的结 构一般为三层， 即底漆加两层面漆。如果是埋地管道， 最好做石 油沥青防腐， 外漏管道一般用底漆加面漆的防腐层。管道的内防 腐一般是用水泥浆涂抹， 其标准为中砂、 425 水泥、 10mm 厚。 管道 防腐一般不要在恶劣天气下进行， 比如雨天、 雾天、 大风天等， 底 漆涂抹要在除锈 8h 内进行， 底漆干燥后再涂面漆。管端 100mm 内暂时不涂防腐层，要在管道安装完成后现场进行接口处的防 腐工作。 1.2 管沟的挖掘 在管道安装工程开工前还要根据工程的设计图纸进行实地 的实测防线， 做好轴线定位和高程控制工作， 核对无误之后方可 进行管沟的开挖。管道沟槽一般采用机械挖掘， 并预留 20cm 由 人工配合清槽。如果沟槽中出现了土质较差的地段， 要进行填埋 处理， 可以使用 C20 的混凝土或中砂垫层做管道基础。在挖掘过 程中， 天然土层不能破坏， 并应特别注意两侧