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水源热泵空调系统控制技术分析
日期:[2016/11/16 10:10:44]   共阅[1864]次

  水源热泵空调系统是指从低温水源吸收太阳能和地热能形式的低位热量,并将热量传递到高温热源系统,其实质就是利用余热进行供热。在夏季,通过将空调房间的热量取出放热给低温水源,进行制冷,冬季则吸收高温水源的热量放热给用户进行供热。水源热泵空调环保节能,已经得到广泛的应用。今天我们来了解下它的系统控制技术。
  一、水源热泵空调控制系统结构。
  1、水源热泵空调控制系统构成。
  水源热泵空调系统的冷热源一般由冷水机组来提供。不同功能的建筑物所选择的空调末端系统各不相同,所以需要控制的设备各不相同。系统管理和监控的主要设备有:水源热泵机组、提水泵、补水泵、循环水泵、电动阀门等。常用的控制形式有分布式控制系统和集中式控制系统。
  1)分布式控制系统。
  规模不大的空调系统一般采用基于PLC控制的分布式控制系统结构。控制系统由空调机房的主机发出控制指令,每个机组自成系统单独控制,各个机组的进出水管上都安装着温度传感器,参与主机的监测和控制,根据空调水出水温度、空调水排水温度和井水排水温度,自动控制机组的运行,均衡每台压缩机的工作时间,避免个别压缩机超负荷的工作,延长压缩机的使用寿命。一般可将地下水的抽取、回灌单向流系统、空调循环水系统和生活热水系统分别单独控制。其中,地下水的抽取、回灌系统在确认机组停机前,由空调主机的主控计算机给井水泵发出停止抽水的控制信号,而在主机运行前,主控计算机先给井水泵发出运行控制信号。
  空调循环水系统在空调使用时,主控计算机可以根据用户负荷自动调节机组的运行,包括机组的启/停、压缩机开启的数量、井水泵的工作与停止、延时的长短等。生活热水系统与空调系统的群控相联系,共同来控制井水泵开启的数量。
  2)集中式控制系统
  很多已投入运行的水源热泵系统多是由几台热泵机组组成,规模不大。但对于规模较大、热泵机组台数较多、布置分散的大规模水源热泵系统,一般选用集中控制系统形式。
  二、水源热泵空调系统控制方法
  1、PID控制
  采用PID控制的目标是使机组的出水温度稳定在设定值上。具体的方法是设定空调机组在运行时压缩机以额定的功率运行,通过温度传感器可以检测出机组冷(热)进出水的温度值,系统进出水温度之差反映了需要的负荷量(即进行热交换的热量)。因此,空调机组的出水温度对变频器进行控制。改变变频器的输出功率,进而决定启动机组中压缩机的个数,通过预先设置的参数来相应地改变水泵的转速以调节流量,达到空调机组输出水温度稳定的目的。
  循环回路进出口的压差也可以作为控制的一种参数,将变频控制器与潜水泵或冷热水泵、压力传感器构成闭环的控制方式,根据开启压缩机机头的数量及提取地下水的进出温度,不断调节水泵的运行转速,来保证机组工作在最佳工况,达到节能的目的。但是,在空调机组的参数发生较大变化时,常规的PID调节器的控制参数不能相应地改变,因此系统的控制品质就会变坏,这时普通的PID就不能满足控制要求了。
  2、模糊PID控制
  模糊PlD控制是将模糊控制和PID控制相结合的复合控制方法,既具有模糊控制适应性强的优点,又具有PID控制精度高的特点。将空调系统补水量作为模糊P)D控制器的输入,可以对系统的输出提前预测,使控制信号提前作用于系统,有效地改善系统的滞后特性。
  3、基于神经网络的预测控制
  这种控制方式不是通过对进出水水温的检测来控制水泵的转速和启/停,而是通过室内温度的变化来调节室内水循环的流速和单个压缩机的启/停。常规的预测控制需要有精确的数学模型,对于水源热泵空调系统来说,在运行过程中存在时变、干扰等不稳定因素,因此要得到精确的数学模型几乎不可能。而神经网络具有非线性逼近能力等优点,在建模方面具有较强的优势,因此采用神经网络可以实现预测控制。
  4、系统辨识
  系统建模和辨识是进行系统优化设计的基本前提,在热泵系统优化设计中,传统的系统建模方法是在理论分析的基础上,建立对象的机理模型。而对复杂系统,获得模型不仅要大量的假设条件,而且许多系统的物理特性也不容易获得。
  三、水源热泵空调控制技术发展趋势
  在实际工程中,不同规模的水源热泵空调系统的运行成本差异较大,合理的优化控制方法对于降低整个系统的能耗具有重要作用,它已成为水源热泵控制领域研究的关键问题之一。
  我公司生产的水源热泵空调节能环保、提高工艺效率、改善生活水准,并且有外形美观、品质卓越、运转平稳、噪音低、寿命长、安装检修灵活方便,如果您有需要,欢迎前来选购!

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