CN111140999A - 一种基于模糊控制的中央空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于模糊控制的中央空调系统，包括控制箱、传感器以及中央空调设备；模糊控制器内设有模糊控制算法，根据所述传感器获取的参数对所述中央空调设备进行控制；中央空调设备包括水泵、冷却塔、变频器以及空调机组，传感器包括温度传感器、流量传感器、风速传感器、压力传感器以及室外温湿度传感器。模糊控制器、传感器以及中央空调设备通过无线接入技术进行无线连接，避免了前期安装时的布线问题和后期线路维修的问题。模糊控制器处理从传感器获取的数据远程控制空调系统的供水流量和供风量，恒定供风温度，提高空调的舒适度和节能性。

Description

一种基于模糊控制的中央空调系统
技术领域
本发明涉及中央空调控制系统领域，具体涉及一种基于模糊控制的中央空调系统。
背景技术
随着经济社会的快速发展和人民生活水平的提高，中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越广泛，中央空调已经成为现代建筑中的一个重要组成部分，中央空调在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗掉了大量的能源。大量的统计数据表明，中国建筑能耗约占社会总能耗量30％左右，而中央空调系统作为现代建筑中的主要能源消耗对象，其能耗量约占建筑总能耗的60％。
模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术，模糊控制实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。中央空调系统是一个大时滞的系统，它会产生许多不确定情况，采用传统控制理论无法达到中央空调对节能与智能控制的目的，而模糊控制有着简化系统设计的复杂性、鲁棒性强、容错性好、不依赖于被控对象的数学模型等优点。
云平台是一种计算和数据存储处理兼顾的综合云计算平台，它具有规模大、虚拟化、可靠性高、通用性强、高可扩展性和廉价的优点，能够提供数据存储及计算服务，。
现有的中央空调应用场所的空间均较大，中央空调系统的各个设备需要进行布线，但是这样的缺点是，布线复杂，布线时需要对线路进行保护，如防水处理和嵌入墙体内部，后期线路的维护同样存在维修困难的问题。另外，现有的中央空调系统没有同时考虑用户的冷热偏好和受出风口风速的影响以及节约能源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种降低能耗提高用户舒适度的基于模糊控制的中央空调系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[一种基于模糊控制的中央空调系统，其特征在于，包括控制箱、传感器以及中央空调设备，所述控制箱内设有模糊控制器，所述模糊控制器内设有模糊控制算法，根据所述传感器获取的参数对所述中央空调设备进行控制；所述中央空调设备包括水泵、冷却塔、变频器、风机以及空调机组；所述传感器包括温度传感器、流量传感器、风速传感器、压力传感器以及室外温湿度传感器，在所述空调机组的供回水管道上设置所述温度传感器、压力传感器及流量传感器，在所述空调机组的风管上设置所述温度传感器，所述室外温湿度传感器设置在室外获得所述室外的温度和湿度，在风道出口处设置所述风速传感器。
进一步地，所述触摸显示屏与模糊控制器通过所述以云平台连接，所述触摸显示屏上有表示正常选择的第一按钮、表示偏热选择的第二按钮、表示偏冷设置的第三按钮。
进一步地，所述云平台为模糊控制器提供计算及数据存储服务，降低模糊控制器的能耗及计算要求。
进一步地，所述模糊控制器与空调机组和变频器通过无线接入技术进行无线连接，所述变频器与水泵和冷却塔通过无线接入技术进行无线连接；所述模糊控制器通过无线接入技术获取传感器上测得的参数；用户远程监控装置与模糊控制器无线连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用现有成熟的模糊控制器通过无线接入技术对中央空调设备进行远程控制，模糊控制器通过无线接入技术远程获取传感器上测得的参数，既不需要进行布线，避免了前期安装时的布线问题和后期线路维修的问题，又可以通过手机或者平板电脑实时查询供回水管道的温度、压力及流量，风管温度，出风口风速等参数，用户还可以直接通过手机或者平板电脑对中央空调设备进行远程人工干预。
2、本发明采用云平台为模糊控制器提供数据存储及计算服务，帮助模糊控制器处理来自各个传感器获取的大量数据，既减少模糊控制器的能源消耗，又降低对模糊控制器的计算要求。
3、通过安装在供回水管道上的传感器，将温度、水压、流量等参数传输到模糊控制器中，模糊控制器进行数据处理，根据处理结果并结合用户冷热偏好调节系统的供水流量，使供回水温差保持恒定值；通过安装在风管上的温度传感器和出风口的风速传感器，将温度和风速等参数传输到模糊控制器中，模糊控制器进行数据处理，根据处理结果调节系统的供风量，使供风温度保持恒定值，同时考虑到风道过滤器对风速的影响，提高空调的舒适度和节能性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为模糊控制的逻辑图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一种基于模糊控制器的中央空调系统，包括主控箱、模糊控制器、空调机组、水泵、风机、变频器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、室外温湿度传感器、风速传感器以及触摸显示屏。所述控制箱内设有模糊控制器，所述模糊控制器内设有模糊控制算法，根据所述传感器获取的参数对所述中央空调设备进行控制。
本发明实施例中，所述触摸显示屏与模糊控制器通过所云平台连接，所述触摸显示屏上有表示正常选择的第一按钮、表示偏热选择的第二按钮、表示偏冷设置的第三按钮，第一按钮的信号输出端、第二按钮的信号输出端、第三按钮的信号输出端分别与控制箱的信号输入端连接。
本发明实施例中，用户远程监控装置与模糊控制器无线连接。
本发明实施例中，所述模糊控制器与空调机组和变频器通过无线接入技术进行无线连接，所述变频器与水泵和冷却塔通过无线接入技术进行无线连接；所述模糊控制器通过无线接入技术远程获取传感器上测得的参数。
本发明实施例中，温度传感器安装在冷水机组的供回水管道和风管上，温湿度传感器安装在室外通风处，压力传感器和流量传感器安装在冷水机组的供回水管道上，风速传感器安装在风道出口处。
本发明实施例中，采用云平台为模糊控制器提供数据存储及计算服务，帮助模糊控制器处理来自各个传感器获取的大量数据，既减少模糊控制器的能源消耗，又降低对模糊控制器的计算要求。
如图2所示，本发明的模糊控制逻辑图，运用云平台对往年与中央空调系统有关的大量数据进行处理，获取不同季节、不同地点相对应的适宜温度、湿度、风速、流量等参数，模糊控制器将从传感器获取的参数与上述参考参数进行比较，计算得到误差量和误差变化率并将其模糊化，而后在模糊规则库中查表计算出模糊控制量并将其解模糊化，计算得出控制输出量，从而进行相应的调控，提高空调的舒适性并降低能耗。
本发明实施例中，用户远程监控装置为手机或平板电脑，用户携带手机或平板可以实时查询室外温湿度，供回水管道的温度、压力及流量，风管温度，出风口风速等参数，用户还可以直接通过手机或平板电脑对中央空调设备进行远程人工干预，防止出现意外情况。
本发明实施例中，需要进行无线连接的设备上都安装有无线连接机构，在实际使用时，设备的电信号输入到无线连接机构内部的可编程PLC中，然后可编程PLC通过WiFi模块将其传输到与下一设备连接的无线连接机构，从而取代传统技术中的布线，解决了前期安装时的布线问题和后期线路维修的问题，避免布线所带来的较大工程量，具有较高的实用性。
[随着经济社会的快速发展和人民生活水平的显著提高，中央空调系统已广泛应用于民用与工业建筑领域用来保持温度恒定，例如酒店、大礼堂、图书馆、医院、办公大厦、商场、工厂厂房等场所。随着时间的推移，人们对中央空调控制系统的要求发生变化，舒适节能是如今人们对中央空调系统提出新的要求，希望在能耗更低的情况下保持室内适宜的温度及湿度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种基于模糊控制的中央空调系统，其特征在于，包括控制箱、传感器以及中央空调设备，所述控制箱内设有模糊控制器，所述模糊控制器内设有模糊控制算法，根据所述传感器获取的参数对所述中央空调设备进行控制；所述中央空调设备包括水泵、冷却塔、变频器以及空调机组；所述传感器包括温度传感器、流量传感器、风速传感器、压力传感器以及室外温湿度传感器，在所述空调机组的供回水管道上设置所述温度传感器、压力传感器及流量传感器，在所述空调机组的风管上设置所述温度传感器，所述室外温湿度传感器设置在室外获得所述室外的温度和湿度，在风道出口处设置所述风速传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的中央空调系统，其特征在于，还包括触摸显示屏及云平台，所述触摸显示屏与模糊控制器通过所述云平台连接，所述触摸显示屏上有表示正常选择的第一按钮、表示偏热选择的第二按钮、表示偏冷设置的第三按钮。
3.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的中央空调系统，其特征在于，还包括用户远程监控装置，所述用户远程监控装置与模糊控制器无线连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的中央空调系统，其特征在于，所述模糊控制器与空调机组和变频器通过无线接入技术进行无线连接，所述模糊控制器通过无线接入技术获取传感器上测得的参数，所述变频器与水泵和冷却塔通过无线接入技术进行无线连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的中央空调系统，其特征在于，所述空调机组为冷水机组。
6.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的中央空调系统，其特征在于，所述水泵包括冷冻水泵和冷却水泵。
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