Система fuzzy-logic способствует поддержанию комфортных условий в помещении. Основными достоинствами этой системы являются следующие: достижение требуемых параметров воздуха за минимальный промежуток времени, незначительное количество датчиков и экономия электроэнергии до 20 %. Здесь обслуживание вентиляции и кондиционеров.
Определение и поддержание комфортного микроклимата означает установление термодинамических параметров и газового состава воздушной среды в жилых помещениях. При этом тепловой комфорт представляется в виде зависимости между таким показателями, как температура, относительная влажность, подвижность воздуха, радиационная температура, а также такие факторы, как уровень активности людей в помещении, их одежда, возраст и т.п.
Несмотря на то, что человеческий организм может адаптироваться к термодинамическим параметрам воздушной среды, тем не менее, диапазон чувствительности комфорта строго ограничен. Но при этом не существует конкретных границ ощущения комфорта, так как он определяется в силу объективных и субъективных факторов.
Вот почему стандарты по микроклимату в отношении параметров комфортной воздушной среды носят относительный характер. Поэтому значения термодинамических параметров берутся усреднённо и никаким образом не могут отвечать индивидуальным потребностям конкретного потребителя системы вентиляции и кондиционирования.
Функции системы fuzzy-logic направлены на стабилизацию значений температуры, относительной влажности и подвижности воздуха в помещении. Но имеется существенный недостаток такой стабилизации: она приводит к сенсорному голоданию периферийной нервной системы человека, приспособленного к постоянным переменам параметров внешней среды. Порой это сказывается отрицательно на самочувствии и, как результат, на производительности труда.
Кроме термодинамических параметров воздуха на ощущение комфорта оказывает влияние также газовый состав воздуха, который представляет собой наличие в воздухе диоксида углерода, оксида углерода и вредных запахов. Особое внимание стоит уделять газовому составу воздуха в зимний период, так как естественная вентиляция в это время существенно ограничена.
Наилучшим способом изменения газового состава воздуха считается принудительная вентиляция, которую лучше всего осуществлять при помощи отдельного вентиляторного аппарата, поскольку применение встроенного электровентилятора в систему кондиционирования неразумно в силу появления дополнительных энергозатрат. Выполнить обслуживание вентиляции и кондиционеров можно здесь.
В соответствие с действующими санитарными нормами в жилых помещениях воздух должен иметь следующие параметры: температура от 19 до 21 градуса Цельсия, относительная влажность от 45 до 60 % и подвижность воздуха от 0,15 до 0,3 м/с. Данные параметры относятся к нечётким множествам лингвистических переменных, и они используются при разработке системы управления агрегатом кондиционирования воздуха fuzzy-logic. Сама система fuzzy-logic основана на концепции нечёткой логики, то есть, разработана из-за необходимости применения нечётких понятий, например, жарко, холодно, комфортно и др. Управление кондиционированием в системе fuzzy-logic выполняется за счёт параметров PMV, в переводе predicted mean vote, что означает ожидаемая величина теплового комфорта.
Вычисление математических моделей, выражающих изменения газового состава воздуха, вызывает определённые трудности. Поддержание нормируемых показаний при помощи обычных устройств регулирования проблематично обеспечить. А вот при помощи нечётких экспертных данных, не зависящих от математических моделей, можно поддерживать качество газового состава воздуха на высоком уровне. Причём, поведение газов выражается путём введения лингвистических понятий и переменных.
Функционально схема адаптивного управления fuzzy-logic состоит из системы управления fuzzy-logic, исполнительных органов, широтно-импульсного модулятора, установки кондиционирования воздуха и вентиляторного агрегата.
Основу системы управления fuzzy-logic составляет классическая схема построения фаззи-регулятора: чёткие входные величины –> (фаззификация) –> нечёткие входные переменные –> (база правил) –> нечёткая выходная переменная –> (дефаззификация) –> чёткая выходная величина регулятора.
Система управления включает в себя составляющую, предназначенную для компенсации отклонений от заданных стандартных параметров и входящую в состав цепи обратной связи и цепи коррекции. Корректирующее устройство спроектировано так, чтобы учитывать индивидуальные ощущения комфорта.
Специалисты, осуществляющие обслуживание вентиляции и кондиционеров, рекомендуют использовать систему fuzzy-logic, потому что она позволяет поддерживать индивидуальное комфортное состояние воздуха в помещении. Человек в данной системе выступает в роли не только теплогенератора, но и в роли интеллектуального датчика. Благодаря субъективному восприятию состояния воздуха, человек отмечает личные ощущения в виде лингвистических выражений: тепло, холодно, влажно, сухо, комфортно и т.п. Эти выражения преобразуются в нечёткие значения, которые ассоциируются со значениями функций теплового комфорта.
Параметры PMV и учёт количественных характеристик восприятия теплового комфорта позволили вычислить тепловые индексы или средние оценочные баллы качества микроклимата. Индекс PMV измеряется по семибалльной шкале от – 3 до + 3, где – 3 – холодно, 0 – нейтрально и + 3 – жарко. Каждое из этих значений имеет эмпирическую связь с соответствующим термом множества. Таким же образом по семибалльной шкале производится оценка влажности. А газовый состав воздуха определяется при помощи трёх индексов: S – малое, M – среднее и L – большое.
Система fuzzy-logic осуществляет управление установкой кондиционирования в соответствии с оптимальными значениями температуры, относительной влажности и подвижности воздуха, учитывая индивидуальные потребности человека. Помимо этого, система управляет вентиляторным агрегатом для соблюдения допустимого газового состава воздуха. Управления двигателем вентилятора осуществляется на базе принципа широтно-импульсной модуляции.
Основными преимуществами системы управления fuzzy-logic по сравнению с классическими моделями кондиционеров являются: удобное обслуживание вентиляции и кондиционеров; плавный переход температур и относительной влажности; соблюдение допустимой скорости потока воздуха; поддержание нормированного газового состава в помещении; подбор оптимального режима работы при заданных условиях кондиционирования; экономия электроэнергии на 20 %; малое количество используемых датчиков; быстрый выход системы на заданные параметры.
