地源熱泵中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)研究.pdf

1、目前人類正面臨能源和環(huán)境問題的困擾，開發(fā)和利用新能源勢在必行。地?zé)豳Y源因清潔無污染和可再生的特點(diǎn)獲得了人們的青睞。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)就是一種利用淺層地?zé)崮艿睦渑瘍捎每照{(diào)。在當(dāng)前的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，存在自動(dòng)化程度不高和控制系統(tǒng)能耗較大等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)工作效率不高。因而，研究一套高效節(jié)能的自動(dòng)控制系統(tǒng)，對于降低地源熱泵空調(diào)能耗和提高其工作效率具有重要意義。
　　 目前的地源熱泵采用的控制系統(tǒng)控制精度不高，不能很好地跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷而

2、運(yùn)行，特別是在溫度的控制上還不具備自適應(yīng)的能力，因而很難滿足舒適性和高效節(jié)能的要求。本文針對這些問題，將模糊控制技術(shù)引入地源熱泵的控制中，并結(jié)合傳統(tǒng)PID控制算法，設(shè)計(jì)了一套變頻模糊PID自動(dòng)控制系統(tǒng)，以對地源熱泵的供熱和制冷過程進(jìn)行精確的溫度、流量等控制，提高熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效率，減少維護(hù)成本。
　　 由于地源熱泵中央空調(diào)是一個(gè)大滯后的非線性系統(tǒng)，擾動(dòng)因素多，傳統(tǒng)PID控制不能很好地滿足控制要求，而模糊控制不需要建立被控對象的精確

3、數(shù)學(xué)模型，因而適用范圍很廣，將其應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)中是比較合理的。同時(shí)PID控制由于精度比較高，仍然是目前采用較多的一種控制技術(shù)。將模糊控制和PID控制結(jié)合可以綜合二者的優(yōu)勢，避免不足。
　　 傳統(tǒng)中央空調(diào)中對流量的控制常使用電動(dòng)閥門的方式，即通過控制閥門開度來增加或減少循環(huán)水流量。雖然這種控制方式也可使空調(diào)水系統(tǒng)適應(yīng)負(fù)荷變化，但消耗了大量能源在閥門擋板上，是不符合節(jié)能要求的。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻器的逐漸深入應(yīng)用，本文中對地

4、源熱泵系統(tǒng)中的循環(huán)水泵采取變頻控制的方式，用變頻器控制泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速以節(jié)約電能。
　　 控制系統(tǒng)中使用PLC(可編程控制器)作為現(xiàn)場控制設(shè)備，通過多個(gè)傳感器收集地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水路和室內(nèi)末端的溫度、壓力信息，經(jīng)過模糊PID運(yùn)算發(fā)出指令對變頻器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。PLC通過現(xiàn)場總線與上位工控機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的集中遠(yuǎn)程控制，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在Matlab/Simulin環(huán)境下對本文設(shè)計(jì)的地源熱泵空調(diào)變流量溫差控