【摘要】隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入人心，在空調(diào)系統(tǒng)中，加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)十分必要。對于恒溫恒濕空調(diào)而言，做好其節(jié)能設(shè)計(jì)，必須提高其自動控制的精度，推動空氣熱濕處理的工藝進(jìn)步。本文以恒溫恒濕空調(diào)的自動控制為例，引入模糊控制技術(shù)，試圖建立新型基于模糊控制技術(shù)的恒溫恒濕空調(diào)自動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)恒溫恒濕空調(diào)的節(jié)能，提高控制精度。

【關(guān)鍵詞】恒溫恒濕空調(diào)；模糊控制技術(shù)；自動控制

恒溫恒濕空調(diào)是一種通過自動控制的方式將室內(nèi)的溫濕度、潔凈度、氣流速度控制在一定波動范圍內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)，滿足工業(yè)生產(chǎn)、科技研究、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)等特殊場合對環(huán)境的要求。本文運(yùn)用模糊控制技術(shù)進(jìn)行恒溫恒濕空調(diào)自動控制系統(tǒng)的研究，給出自動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本結(jié)構(gòu)圖。

1、恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)自動控制分析

在恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的自動控制上，有定露點(diǎn)和變露點(diǎn)調(diào)節(jié)法。定露點(diǎn)調(diào)節(jié)法就是通過送風(fēng)含濕量的恒定以及恒定室溫來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)濕度的恒定，此種調(diào)節(jié)方法較適用于室內(nèi)余濕量較小的干環(huán)境或是余濕量變化小的濕環(huán)境中，能保證控制精度，且控制過程中無需考慮室內(nèi)溫度變化對濕度造成的影響。當(dāng)室內(nèi)余濕量大或?qū)穸瓤刂凭纫蠓浅８邥r(shí)，不適宜采用定露點(diǎn)調(diào)節(jié)法，因?yàn)榇朔N調(diào)節(jié)法不能根據(jù)室內(nèi)濕度變化來改變送風(fēng)含濕量，在余濕量變化很大的濕環(huán)境中，不宜采用定露點(diǎn)調(diào)節(jié)法。

在夏季工況下，其通過室內(nèi)溫度的控制來維持相對濕度環(huán)境，但這一過程產(chǎn)生了溫度干擾量。由于溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)單回路的閉環(huán)系統(tǒng)，這些擾量都能反映出來，所以可以通過自動修正來解決偏差問題，故而該系統(tǒng)的控制精度較高。定露點(diǎn)調(diào)節(jié)法結(jié)構(gòu)見圖1。

變露點(diǎn)調(diào)節(jié)法則是根據(jù)室內(nèi)濕度的偏差來調(diào)節(jié)送風(fēng)含濕量，從而滿足室內(nèi)對濕環(huán)境的要求。若恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的精度一般，在變露點(diǎn)調(diào)節(jié)法的實(shí)現(xiàn)上，可以直接將室內(nèi)溫度作為被調(diào)節(jié)參數(shù)，建立閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種方式還能在一定程度上減少制冷且加濕環(huán)境中冷熱抵消現(xiàn)象，起到一定的節(jié)能效果。

2、基于模糊控制技術(shù)的恒溫恒濕空調(diào)自動控制的研究

基于模糊控制技術(shù)的恒溫恒濕空調(diào)自動控制就是運(yùn)用模糊控制技術(shù)為控制露點(diǎn)、室內(nèi)濕度之間建立起模糊關(guān)系，配合定露點(diǎn)調(diào)節(jié)控制閉環(huán)系統(tǒng)，建立起一個(gè)變露點(diǎn)調(diào)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)，將定露點(diǎn)與變露點(diǎn)調(diào)節(jié)方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，提高自動控制效果。

圖2 基于模糊控制技術(shù)的自動控制閉環(huán)系統(tǒng)

我們將空調(diào)系統(tǒng)以及房間看作是一個(gè)開口系統(tǒng)，是一個(gè)具有內(nèi)部濕熱源交替的交換器，回風(fēng)就是這個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部循環(huán)結(jié)構(gòu)，新風(fēng)和排風(fēng)則是進(jìn)入系統(tǒng)和排出系統(tǒng)的物質(zhì)，熱濕處理設(shè)備則可以看作是系統(tǒng)內(nèi)部的冷熱源。系統(tǒng)的熱濕交替過程也就是空調(diào)系統(tǒng)的熱濕交換過程和房間內(nèi)的熱濕交換過程。系統(tǒng)內(nèi)的熱濕交換就是受到室外天氣變化影響的非線性過程，PID控制器需要克服來自室外新風(fēng)對系統(tǒng)的擾動，模糊控制器需要控制來自空調(diào)機(jī)組內(nèi)部的擾動。

利用模糊控制器來確定室內(nèi)溫度偏差與露點(diǎn)溫度偏差之間的映射關(guān)系。對于溫度來說，系統(tǒng)控制時(shí)間較長，需要由PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，空氣從熱濕設(shè)備流到送風(fēng)口，空氣進(jìn)入室內(nèi)與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱濕交換后移動到測量點(diǎn)，該過程耗費(fèi)的時(shí)間較長。因此該串級控制系統(tǒng)是一個(gè)滯后的系統(tǒng)，適用于時(shí)延較大的系統(tǒng)，能提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度。系統(tǒng)中的兩個(gè)回路時(shí)間滯后性相差較大，可以認(rèn)為二者互不干擾。

3、案例分析

某西藥制藥房采用恒溫恒濕空調(diào)，運(yùn)用上述變露點(diǎn)串級模糊控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫濕度的自動控制。將串級模糊控制系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)為相對濕度，給定值為53%，經(jīng)過為期4d的實(shí)驗(yàn)分析，前兩天相對濕度最大、小值為53.8%、52.6%；后兩天相對濕度最大、小值為53.5%、52.3%。相對濕度在52-54%之間浮動，控制精度為53%±1%。在運(yùn)用該模糊控制系統(tǒng)前，空調(diào)系統(tǒng)采用的是定露點(diǎn)調(diào)節(jié)法，前兩天相對濕度最大、小值為53.4%、50.2%；后兩天相對濕度最大、小值為54.0%、50.2%。相對濕度的控制精度為52%±2%。運(yùn)用串級模糊控制系統(tǒng)后，空調(diào)系統(tǒng)的控制精度明顯提高。

結(jié)束語

隨著模糊控制技術(shù)研究的深入，其逐漸被運(yùn)用到社會生產(chǎn)生活中，并展現(xiàn)出比傳統(tǒng)精確控制更優(yōu)越的性能。在恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)中，模糊控制技術(shù)的合理運(yùn)用能簡化控制結(jié)構(gòu)，提高控制精度，滿足特殊環(huán)境對溫濕度控制的要求，確保生產(chǎn)經(jīng)營活動的順利開展。

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