醫院中央空調智（zhì）能節能（néng）控製係統的研究

一、中央空調和智能控製簡介
我國（guó）醫院建築經（jīng）常使用的是大中型中央空調係統。這種（zhǒng）係統屬於間接製冷係統，和家用的普通（tōng）直接製冷係統（tǒng）不同，除了本（běn）身就有（yǒu）的製冷劑回路之外，還包括一個載冷劑回路。首先（xiān），製冷劑和載冷劑進行熱交換，然後，載冷劑將冷量傳遞給和其接觸的空（kōng）氣，從而（ér）降低室內的（de）溫度。這個中央空調的水係統，是用水作為載冷（lěng）劑，用冷（lěng）凍水（shuǐ）、冷（lěng）卻水、製冷劑等和空氣（qì）之間進行熱交換（huàn），從而把室內的熱量轉移（yí）到室外，這樣就能達到製冷的效果。
智能控製是包括了控製論、係統論和（hé）人工智能等多種技術手段的一個產物。智能控製是一種進化到高級階層的自動控製技術。這種智能控製為很多之前我們不能（néng）解決的（de）問題，提供了行之有效的方法（fǎ）。這些方法（fǎ）給我們帶來了巨大的好處。在目前來看，我國的智（zhì）能控製經常（cháng）使用的種類很多，如下一些方法是常用的：模糊（hú）控製係統；專家控製係統和神經網絡控製係統等。這幾種方法中（zhōng），使（shǐ）用頻率最高的是模糊控製係統和神經網絡係統，而神（shén）經網絡的使用還在成熟，因此最為行之有效的方法還是模糊控製方法。這種智能控（kòng）製為我們的生活帶來了新的（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製技術
1.模糊控製
模糊控（kòng）製在智能控製技術中，是使用最多的（de）一種運用辦法（fǎ），溫度傳感器是非常重要的，各（gè）個房（fáng）間（jiān）的溫度（dù）都是通過（guò）這個溫度（dù）傳感器而來的，溫度傳感器可以檢測到房間的溫度數據，將檢測到的收（shōu）ju進（jìn）行計（jì）算，得出溫度變（biàn）化率，然後運用模糊算法對中央空調的運行（háng）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（jiē）能的目標。模糊集合論，是模糊控製的基礎。他是對語言變量的模糊、邏輯的規則推理也進行模糊，再和計算機技（jì）術相結合，組成了一個數字控製（zhì）係統。而模糊控製係統應用在空調的控（kòng）製中是我（wǒ）國使用廣泛的空調節能技術，其（qí）根據模糊控製算法控製中（zhōng）央空調（diào）的運行狀態，來（lái）改變控（kòng）製變頻壓縮機和（hé）風扇的（de）轉速，達到節能的效（xiào）果。
2.神經（jīng）網絡係統
這（zhè）個係統所模仿的是人類大（dà）腦神（shén）經係統，這個係（xì）統也是存（cún）在神經元的。神（shén）經元也是一些重要的節點，從而建立起一個類似的模型。網（wǎng）絡拓撲結構是活動網絡，神經元是zui簡（jiǎn）單的處理單元。神經網絡控製的顯示意義重大（dà），輸入和輸出（chū）很多，各個房間的信息通過傳感（gǎn）器傳到控製器，得到每一個（gè）令人體舒適健（jiàn）康的數值，這樣才會（huì）實現優化的控製，但是這種方法和上麵的模糊控製器相比而言（yán），還不是非常的成熟，所以我國（guó）經常用的方（fāng）麵還是模糊控製（zhì）處理，神經網（wǎng）絡控製這種方法有待發展。
三、智能控製（zhì）在中央（yāng）空調係統運（yùn）行節能中的應用
1.相關原理
在（zài）普通建築物中，采用電製冷的中央空調的耗電量大約占據建築物（wù）總能耗電量的40%~50%，在空調（diào）的運行中，空調水泵的耗電量也（yě）占據了一（yī）部分（fèn），約占18%左右，建築中的中央空調的冷負荷是始終處（chù）於變化中（zhōng）的，氣溫變化、晝夜交替（tì）、季節變（biàn）化等都會影響中央空調冷負荷，而且在一年中，處於最大冷負荷的時間隻有十幾天（tiān），而大多數的設計都是以最大冷負荷作為選泵基礎，這（zhè）樣就造成市級需要冷（lěng）負荷與水泵功率輸出之間的矛盾，同時也造成巨大的能（néng）源浪費。
變頻是經常采用的一種（zhǒng）方（fāng）法，有一定的原理和公（gōng）式，交流異步電（diàn）動機的轉子轉速可用n=60f1（1-s）/p這個公式表示，其中，f1是定子供電電源（yuán）的頻率；p是電動機的極對數；s是（shì）異步電動機的轉差率。電（diàn）機一（yī）旦選（xuǎn）定後，s，p基本確定，則n可近似為n=K0×f1，即可改變電（diàn）動機轉子的轉速n。
根據水泵的相似原理（lǐ）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（shuǐ）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成正比的。
當頻率為50Hz時，n=K0x50，功（gōng）率（lǜ）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，當電源（yuán）頻率從50Hz降（jiàng）為（wéi）45Hz時，就可節約電能達27.1%，因此在係統中采（cǎi）用變頻的方式調速來調節流（liú）量，在節能節電上是個有效的方法。
2.例（lì）子
某（mǒu）城市某地區的一幢醫院辦公大樓，北側有 11 層辦公樓，南側有 10 層（céng）辦公樓，相連的還有6層辦（bàn）公樓，建築總麵積為34785.02㎡，建（jiàn）築高度為44.85m。辦公樓內部設置有中央空調係統，夏供冷，冬供暖。地下室空調機房2台水冷螺杆式冷水機組提供，其（qí）冷水溫度為7～12℃。市政管網提供的一次熱水溫度90—110℃，經過經板式換熱（rè）器換熱後，二次水漏度為50～60℃，這是空（kōng）調係統的熱源。冬季和夏（xià）季（jì）共用一（yī）套（tào）係統，手動切換。在夏季，空調總冷負（fù）荷為 3000kW，冷指標為 85w/㎡；在（zài）冬季，空調總熱負（fù）荷為 2000kW，熱指標（biāo）為（wéi）57w/㎡。補水通過變頻補水裝置定壓係統進行補水。水係統用的是二管製定流量係統，夏季供冷水。冬季供熱水，節（jiē）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，需要做的（de）是再建立一些不同的係統。這些係統（tǒng）的（de）建立（lì），溫度傳感（gǎn）器和回風監測裝置是所需（xū）要的（de），它們用來對一個醫院建築環境進行監（jiān）測，對監（jiān）測（cè）所收（shōu）集到的數據進行收集，這些數據接下來會傳給中央處理器，再對這個房間的環境進行一定的調節。要識別這個房間內是否（fǒu）有人，紅外傳感器的使用非常重要（yào），這個傳感器很重要（yào），會監測室內數據，並傳給中央控製器。停（tíng）止無人房間的的通風和濕度，而且對有人的房間控製溫度（dù）和通風。
建立（lì）控製係統（tǒng）也是一種（zhǒng）方法。這（zhè）主要采用（yòng）的是以溫差為主的方式。這種方式不需要在多個支路（lù）上安裝閥（fá）門，但是最大的前提是係統需要正常運行。水（shuǐ）泵中的水壓和水流量需要進行調節，它有一定的預先比例。商用建築的情況是每個房間的大致負荷狀況是相（xiàng）類似（sì）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（sù）設定為（wéi）最（zuì）小數值，這叫預先流量分配法。控製係統的建立有助於對建築（zhù）裏每一個房間的溫度控製，從而（ér）在節能的情況（kuàng）下讓房間裏麵的人感到舒適。這樣，符合人體的健康，又節省了（le）能源（yuán），因此建立控製係統是一種很好的辦法。