CN107514732A

CN107514732A - 一种中央空调节能的模糊控制方法

Info

Publication number: CN107514732A
Application number: CN201710551057.4A
Authority: CN
Inventors: 肖金建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2017-12-26

Abstract

本发明公开了一种中央空调节能的模糊控制方法，所述方法将建筑物主体划分为若干个调节空间，所述中央空调能独立调节分配到各所述调节空间的空调风；所述方法包括：对各调节空间分配对应的基本响应策略；判断该调节空间内是否出现影响该调节空间的“骤然热变因子”，并形成各调节空间的附加响应策略；将各所述调节空间对应的基本响应策略和附加响应策略均作为输入变量，导入中央空调的模糊控制系统，形成各调节空间的最终响应策略并执行；执行所述最终响应策略的前后，中央空调的总功率不变。本发明提供的控制方法，具有智能分配策略，可主动且准确地制定最终的响应策略，实现中央空调持续处于或趋近于最优节能模式运行。

Description

一种中央空调节能的模糊控制方法

技术领域

本发明涉及一种中央空调的控制方法，尤其涉及一种中央空调节能的模糊控制方法。

背景技术

中央空调往往在设计时，具有最佳运行工况，处于该工况下运行的空调系统在能耗、性能方面均达到了最佳平衡，处于相对最节能的工作模式。然而对于一栋使用中央空调的建筑物来说，由于建筑物内存在对于中央空调的各种不同的使用需求，使得空调控制系统要针对各种需求不停地调节其输出的制冷量，出风量等参数，且各种调节均具有滞后性，使得中央空调处于非常不经济的工作模式，其与前述最节能的工作模式相去甚远。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中央空调节能的模糊控制方法，能够实现中央空调长期处于或趋近于最优节能模式运行。

为实现上述目的，本发明提供了一种中央空调节能的模糊控制方法：所述方法将建筑物主体划分为若干个调节空间，所述中央空调能独立调节分配到各所述调节空间的空调风，所述方法包括：

对各调节空间分配对应的基本响应策略；

获取各所述调节空间内的热成像，根据所述热成像判断该调节空间内是否出现影响该调节空间的“骤然热变因子”，根据各所述调节空间的热成像判断结果形成各调节空间的附加响应策略；

所述附加响应策略包括：针对未出现“骤然热变因子”的调节空间采取减少该调节空间的空调风进风量的策略，针对出现“骤然热变因子”的调节空间采取增加该调节空间的空调风进风量的策略；

将各所述调节空间对应的基本响应策略和附加响应策略均作为输入变量，导入中央空调的模糊控制系统，所述模糊控制系统通过计算，形成各调节空间的最终响应策略，并执行该最终响应策略；

执行所述最终响应策略的前后，所述中央空调的总功率不变。

一实施例中：根据各调节空间的用途特征，将对应的所述基本响应策略分配到对应调节空间。

一实施例中：采用红外热成像仪获取各调节空间的热成像，并采用成像分析设备处理并分析所述热成像得到数值化参数，根据分析得到的数值化参数判断该调节空间内是否出现影响该调节空间的所述“骤然热变因子”。

一实施例中：所述附加响应策略具体包括：根据所述热成像分析的数值化参数，还定义了“骤然热变因子”的热变度，针对出现了不同热变度的“骤然热变因子”的调节空间，采取不同程度地增加或减少该调节空间的空调风进风量的策略。

一实施例中：各调节空间的基本响应策略和附加响应策略均被转化为对应的数值参数，并形成该调节空间的策略组参数，各策略组参数作为输入变量导入所述中央空调的模糊控制系统中。

一实施例中：所述模糊控制系统的输入变量经模糊化后导入模糊推理引擎进行计算，所述计算的结果经去模糊化后，输出所述各调节空间的最终响应策略。

一实施例中：所述模糊控制系统采用T-S模糊模型。

相较于现有技术，本发明所提供的中央空调控制方法具有以下优势：

(1)具有智能的分配策略，采用模糊控制系统对影响中央空调响应策略的非量化因素进行模糊计算，根据模糊规则测算各影响因素的影响，主动且准确地制定最终的响应策略，优化制冷功率的分配，滞后性较小，使中央空调可长期处于或趋近于最优的节能模式运行；

(2)输入变量包括基本响应策略和附加响应策略，分别体现了调节空间的静态特性和动态特性，既可优先排除特异情况，又可针对骤然突发的情况具有较好的响应；

(3)采用基于T-S模糊模型的模糊控制系统，在抗干扰方面有显著的效果，可以提升控制性能，增强处理不确定性情况的能力。

附图说明

图1示出了本方法的整体运行流程图；

图2示出了本方法中模糊控制系统的运行流程图；

图3示出了运用本方法的一实施例的工作状态示意图。

具体实施方式

先参照图1，本发明提供了一种中央空调节能的模糊控制方法，该方法将建筑物主体划分为若干个调节空间，所述中央空调能独立调节分配到各所述调节空间的空调风。所述方法包括：

对各调节空间分配对应的基本响应策略。分配的原则可为：根据各调节空间的用途特征来分配。所述用途特征可包括高制冷用途、中制冷用途、低制冷用途等。通过对所述调节空间做定性的划分，即确定其静态特性，可针对一些特殊用途的调节空间作优先判定，使得该调节空间受下述附加响应策略的影响较小，进而较好地保持其原有用途，无需考虑其动态特性或考虑程度较少。下述模糊系统在针对具有明显用途特征的调节空间制定其响应策略时，也会具有较少的工作量。例如，建筑物中的厨房由于无论如何制冷，都难以降低该空间的温度，因此可被定性为低制冷用途；又如，对于具有酒店的建筑物来说，可定性其VIP房间为高制冷用途。

获取各调节空间的热成像，获取的方式可采用红外热成像仪；随后采用成像分析设备处理并分析所述热成像并得到数值化参数，根据该数值化参数判断该调节空间内是否出现影响该调节空间的“骤然热变因子”，根据该判断结果形成各调节空间的附加响应策略。此处，所述数值化参数可为热成像中高温区与低温区形成的热边界变化速率，热边界形状，热区域空间占比、热区域中心峰值等。所述“骤然热变因子”定义为并非处于平衡状态，而是突然出现的可影响该调节空间热量传递情况的因素，表现为调节空间的动态特性。该因素的出现打破了调节空间原有的热量平衡，并使得中央空调需针对该调节空间作较大调整，才能回到原有的制冷水平。该“骤然热变因子”可如，电影院入场时仓促进入包厢的人群，厨房中突然生起了火，某个房间中突然被打开了窗户、冰箱等。

所述附加响应策略包括：针对未出现“骤然热变因子”的调节空间采取减少该调节空间的空调风进风量的策略，针对出现“骤然热变因子”的调节空间采取增加该调节空间的空调风进风量的策略。具体的，根据所述对热成像处理处理分析得到的数值化参数，还定义了“骤然热变因子”的热变度，该热变度反映了“骤然热变因子”对调节空间热量传递情况的影响程度，也是中央空调针对其作调整难易程度。针对具有不同热变度的“骤然热变因子”的调节空间，采取不同程度的增加或减少该调节空间的空调风进风量的策略。所述热变度可为负值或正值，并具有高低标识。

接下来参照图2，各调节空间的基本响应策略和附加响应策略均被转化为对应的数值参数，并形成该调节空间的策略组参数，各策略组参数作为输入变量导入所述中央空调的模糊控制系统中。所述输入变量首先经模糊化后导入模糊推理引擎进行计算，所述计算的结果去模糊化后，输出所述各调节空间的最终响应策略，并执行该最终响应策略；执行所述最终响应策略的前后，所述中央空调的总功率不变。其中，所述模糊控制系统采用T-S模糊模型。

具体的，所述调节空间的数量为n，因此模糊控制系统具有n个输入变量，每个输入变量均对应在k时刻其基本响应策略和附加响应策略形成的策略组参数，表示为x_j(k)，其中(j＝1，…，n)，k指代k时刻；则总的输入变量x(k)可表示为x(k)＝[x₁(k)x₂(k)…x_n(k)]，该总的输入变量是一个由各输入变量组成的n维向量。而在k时刻输出的每个调节空间的最终相应策略被表示为y_i(k)，其中(i＝1，…，n)，k指代k时刻，则k时刻总的输出变量y(k)可表示为y(k)＝[y₁(k)y₂(k)…y_n(k)]，该总的输出变量是一个由各输出变量组成的n维向量，对应n个空间在k时刻的最终响应策略。

所述T-S模糊模型包括L条T-S模糊规则，第l条模糊规则表示为i＝1，…，L。所述模糊化是指计算输入变量x(k)在该L个模糊集中的模糊隶属度，可表示为μ^l(x(k))(l＝1，…，L)。所述模糊推理引擎根据上述模糊隶属度，并借助已辨识的各个模糊规则拟合计算出各输入变量在各个模糊规则下的输出结果，表示为将上式去模糊化，即根据上式得到一个加权和，作为该模糊控制系统k时刻的输出y(k)。

所述模糊控制系统，采用T-S模糊模型对影响中央空调响应策略的非量化因素进行辨识和拟合，然后基于辨识和拟合的参数，来计算最终响应策略，可将已有的成熟的线性规则应用到复杂的非线性规则上，使中央空能持续处于或趋近于最优节能模式运行。此外，T-S模糊模型在抗干扰方面有显著的效果，因此，在中央空调控制系统中加入基于T-S模糊模型的模糊控制系统，可以提升控制性能，增强处理不确定性情况的能力。

以下参照图3介绍本发明的一实施例，该实施例仅为示意性的，而并非限制性的。

建筑物被划分为5个调节空间，其中调节空间1为电影院，调节空间2为健身房，调节空间3为餐厅，调节空间4为厨房，中央空调被设定为处于最优节能模式运行。某一时刻，调节空间1电影院内观影结束，大量的观影人员离开调节空间1，调节空间2健身房内的人流量及健身强度基本不变，调节空间3餐厅内的人流量增加，调节空间4厨房在生火烹饪。

对调节空间1、2、3、4分别分配高制冷用途、中制冷用途、中制冷用途、低制冷用途的基本响应策略；并检测到调节空间1出现热变度为负值的“骤然热变因子”，调节空间2未出现“骤然热变因子”，调节空间3出现热变度为较低正值的“骤然热变因子”，调节空间4出现热变度为较高正值的“骤然热变因子”。

经模糊控制系统计算后，对调节空间1的空调风进风量采取保持不变的策略，对调节空间2采取空调风进风量减少10％的策略，对调节空间3采取空调风进风量增加30％的策略，对调节空间4采取空调风进风量减少20％的策略，以维持中央空调的制冷功率保持不变，根据实际情况优化制冷功率的分配，使中央空调持续处于或趋近于最优节能模式运行。

Claims

1.一种中央空调节能的模糊控制方法，所述方法将建筑物主体划分为若干个调节空间，所述中央空调能独立调节分配到各所述调节空间的空调风，其特征在于，所述方法包括：

对各调节空间分配对应的基本响应策略；

2.如权利要求1所述的一种中央空调节能的模糊控制方法，其特征在于：根据各调节空间的用途特征，将对应的所述基本响应策略分配到对应调节空间。

3.如权利要求1所述的一种中央空调节能的模糊控制方法，其特征在于：采用红外热成像仪获取各调节空间的热成像，并采用成像分析设备处理并分析所述热成像得到数值化参数，根据分析得到的数值化参数判断该调节空间内是否出现影响该调节空间的所述“骤然热变因子”。

4.如权利要求3所述的一种中央空调节能的模糊控制方法，其特征在于，所述附加响应策略具体包括：根据所述热成像分析的数值化参数，还定义了“骤然热变因子”的热变度，针对出现了不同热变度的“骤然热变因子”的调节空间，采取不同程度地增加或减少该调节空间的空调风进风量的策略。

5.如权利要求1所述的一种中央空调节能的模糊控制方法，其特征在于：各调节空间的基本响应策略和附加响应策略均被转化为对应的数值参数，并形成该调节空间的策略组参数，各策略组参数作为输入变量导入所述中央空调的模糊控制系统中。

6.如权利要求5所述的一种中央空调节能的模糊控制方法，其特征在于：所述模糊控制系统的输入变量经模糊化后导入模糊推理引擎进行计算，所述计算的结果经去模糊化后，输出所述各调节空间的最终响应策略。

7.如权利要求6所述的一种中央空调节能的模糊控制方法，其特征在于：所述模糊控制系统采用T-S模糊模型。