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模糊控制系统在中央空调上的应用

摘要：本文介绍模糊控制技术在中央空调系统上的应用，并通过中央空调改

造的案例分析以阐明BKS控制系统控制节能原理及效果。

Abstract:Inthispaper,introducethefuzzycontroltechnologyapplyinginthe

centralairconditioningsystem,bytheconcretecaseanalysis，toclarifytheBKS

controlsystem’stheenergysavingprincipleandtheeffect.

关键字：模糊控制中央空调BKS系统节能

Keyword:Fuzzycontroltechnologyair-conditionBKScontrolsystemenergy

saving

一、模糊控制系统原理在中央空调系统的应用

1.模糊控制：利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法，以模糊集合论、

模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制，利用反馈系统中的误差

信号e(t)及其变化率de(t)/dt来计算控制量的方法称为模糊控制

2.中央空调模糊控制原理

中央空调系统是一个多变量的、复杂的、时变的系统，其过程要素之间存在

着严重的非线性、大滞后及强耦合关系。对这样的系统，无论用经典的PID控

制，还是现代控制理论的各种算法，都很难实现较好的控制效果。

模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智

能控制，尤其适合于中央空调这样复杂的、非线性的和时变性系统的控制。基于

模糊控制的变频调速可以实现中央空调水系统真正意义上的变温差、变压差、变

流量运行，使控制系统具有高度的跟随性和应变能力，可根据对被控动态过程特

征的识别，自适应地调整运行参数，以获得最佳的控制效果。

二、中央空调系统的智能模糊控制的节能原理

(1)冷冻水系统采用最佳输出能量控制

冷冻水系统采用最佳输出能量控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时，

各路冷冻水供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化，流量计、压差传感器和

温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器，模糊控制器依据所采集的实时

数据及系统的历史运行数据，实时计算出末端空调负荷所需的制冷量，以及各路

冷冻水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值，并以此调节各变频器输出频率，

控制冷冻水泵的转速，改变其流量使冷冻水系统的供回水温度、温差、压差和流

量运行在模糊控制器给出的最优值。

由于冷冻水系统采用了输出能量的动态控制，实现空调主机冷媒流量跟随

末端负荷的需求供应，使空调系统在各种负荷情况下，都能既保证末端用户的舒

适性，又最大限度地节省了系统的能量消耗。

(2)冷却水系统采用最佳热转换效率控制

冷却水及冷却塔风机系统采用最佳转换效率控制。当环境温度、空调末端负

荷发生变化时，中央空调主机的负荷率将随之变化，主机冷凝器的最佳热转换温

度也随之变化。模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，计算

出主机冷凝器的最佳热转换温度（拐点温度）及冷却水最佳出、入口温度，并以

此调节冷却水泵和冷却塔风机变频器的输出频率，控制冷却水泵和冷却塔风机转

速，动态调节冷却水的流量和冷却塔风机的风量，使冷却水的进、出口温度逼近

模糊控制器给出的最优值，从而保证中央空调主机随时处于最佳转换效率状态下

运行。

由于冷却水系统采用最佳转换效率控制，保证了中央空调主机在满负荷和部

份负荷的情况下，均处于最佳工作状态，始终保持最佳的能源利用率（即COP

值），从而降低了空调主机的能量消耗，同时因冷却水泵和冷却塔风机经常在低

于额定负荷下运行，也最大限度地节约了冷却水泵和冷却塔风机的能量消耗。

三、项目选用的产品及技术介绍

1.产品概况

BKS系列控制系统是贵州汇通华城公司发明的将当今先进的计算机技术、

模糊控制技术、系统集成技术和变频调速技术集合应用于中央空调系统控制的最

新科技成果。

2.产品控制原理

BKS系统由模糊控制器、冷冻水泵智能控制柜、冷却水泵智能控制柜、风

机智能控制（箱）、