摘要：集中空調工程冷熱源方案的選擇是多因素綜合評判問題，建立一套合理的綜合評價方法是必要的。本文介紹運用模糊數學的概念對空調冷熱源方案進行綜合評價，將各因素的評價結果精確化、定量化，為工程決策提供可靠依據。

關鍵詞：冷熱源方案 冷熱源主機 模糊評價

集中空調工程冷熱源方案的選擇是多因素綜合評判問題，建立一套合理的綜合評價方法是必要的。單純的經濟技術分析對各因素之間的關系、各因素對評價主體的貢獻等方面描述不夠完全，所得結論不夠直觀，對工程項目決策的參考作用有一定局限。應用模糊數學的概念對方案進行綜合評價比較，可以精確的將各因素給予綜合考慮，其數值性的單一結論為冷熱源方案的選擇提供明確的依據，是一種較科學、全面的方法。

多種方法都可以制備一定冷熱量，選擇優化方案的考慮因素主要取決于工程項目的實際條件，一般情況下，比較重要的因素如下：（1）投資；（2）能耗費用；（3）所需機房建筑面積；（4）設備壽命；（5）設備性能；（6）安全；（7）環境保護；（8）維護管理。對于不同的方案，在這幾方面各有優劣，只能將各個方案在實際工程項目中的滿意程度以單一的尺度進行標稱，才可以排序進行選擇。

2.1 因素集與評語集

冷熱源優化方案的評判因素組成因素集R，其論域為：R=｛投資，能耗費用，所需機房建筑面積，設備壽命，設備性能，安全，環境保護，維護管理｝；暫記為：R=｛r1， r2， r3， r4， r5， r6， r7， r8｝，構造一個與因素集對應的評語集T=｛t1， t2， t3， t4， t5， t6， t7， t8｝。

在方案中，投資、能耗費用、所需機房建筑面積、設備壽命項的評語是準確數值，確定各因素對應的隸屬度函數U（u）， 隸屬度函數U（u）用來測量在策略集合中選取不同策略時，能在多大程度上達到了目標，隸屬度函數U（u）必須滿足0≤U（u）≤1；對于設備性能、安全、環境保護、維護管理等只能用相對比較所得評語（好，較好，一般，差）進行描述的項目，按照打分原則對其賦值（0.9，0.8，0.7，0.6），綜合各項評語組成評語集。

2.2 權重

工程項目的客觀實際條件決定了因素集中各項對主體的作用不同，因此有必要建立模糊子集Q，稱權重或權數分配集，Q=｛q1， q2， …， qn｝，其中，qi≥0，且i=1。計算權重使用層次分析法，即權重集Q的二次因素集K＝｛k1， k2， …， kn｝中各因素進行兩兩比較，根據各項因素對目標的貢獻大小對其打分，構成n階對比矩陣A＝（aij）mxn，對矩陣求行和，得到權向量：

Q=｛1j，2j，…，mj，｝進行歸一化處理后就得到與各因素對應的權重集。

對于條件要求相對寬松的工程項目，可以使用專家評測系統求出權重。專家組各成員分別對各因素的重要性打分，作出統計后平均各因素得分，歸一化后也可得到權重。

2.3 模糊矩陣計算

對模糊子集[T]與[Q]進行運算，就可得到各方案的評價值。模糊線性加權變換模型如下：

B=QT=( q1，q2，…，qn) = (b1，b2，…，bn)

其中，T為模糊關系矩陣；Q為輸入的模糊向量，( q1，q2，…，qn)為因素的權重，要求滿足歸一化條件，i=1，qi[ 0， 1 ];B為輸出的模糊向量，bi=itij（j=1，2，…，m）。依據各方案所得評價值進行排序，可以選擇出優化方案。

3.1 冷熱源方案基本情況列表

一幢商業建筑需要能制備冷量為200×104kcal/h的冷站及熱量為100×104kcal/h的熱站，初步擬定以方案：（1）直燃機；（2）水冷離心式制冷機組配燃氣鍋爐；（3）水冷螺桿式制冷機組配燃氣鍋爐；（4）風冷螺桿式制冷機組配燃氣鍋爐。在收集各方面資料和專家意見后，將比較情況列表如下：

燃氣直燃機，2臺

總制冷量：200×104kcal/h

電機功率：14.0KW

天然氣耗量：189.3Nm3

水冷離心式制冷機組，2臺

總制冷量：212×104kcal/h

電機功率：460KW

臥式燃氣鍋爐： 2臺

水冷螺桿式制冷機組，2臺

總制冷量：200×104kcal/h

電機功率：520KW

臥式燃氣鍋爐： 2臺

風冷螺桿式制冷機組，2臺

總制冷量：220×104kcal/h

電機功率：740KW

臥式燃氣鍋爐： 2臺

水泵：KQL-150，6臺

電機功率：90KW

冷卻塔：250t/h，2臺

電機功率：22KW

水泵：KQL-150，6臺

電機功率：90KW

冷卻塔：250t/h，2臺

電機功率：22KW

水泵：KQL-150，6臺

電機功率：90KW

冷卻塔：250t/h，2臺

電機功率：22KW

水泵：KQL-150，3臺

電機功率： 45KW

水泵 1.5萬元

3.2 確定隸屬度函數與權重

根據實際情況，對投資、能耗費用、所需機房建筑面積、設備壽命四項分別建立隸屬度函數：

對于投資：U投資（u）＝

對于運行費用：U費用（u）＝

對于機房面積：U面積（u）＝

對于機組壽命，U面積（u）＝u/25

將表1數據代入函數，通過計算即可得到評價值；對于冷熱設備性能、安全、環境保護、維護管理四項，根據表2評價結果進行賦值后與前四項評價值共同列表如下：

該工程實例受客觀條件限制，對初投資進行控制，在此項目計算中取權重集Q=｛0.25，0.1，0.15，0.15，0.08，0.12，0.075，0.075｝。隸屬度函數和權重的確定是方案模糊評價過程的關鍵，隨著研究的深入，準確的隸屬度函數和權重將使評價結果更趨全面和科學。

3.3 計算評價結果

將表3數值組成模糊矩陣T，作為模糊變換器，權重集Q為輸入向量，則輸出模糊向量為：

B=QT=( 0.25，0.1，0.15，0.15，0.08，0.12，0.075，0.075) = (0.583，0.744，0.672，0.606)

運算結果顯示，四種冷熱源方案的綜合評價值大小排列如下：方案（2）水冷離心式制冷機組配燃氣鍋爐>方案（3）水冷螺桿式制冷機組配燃氣鍋爐>方案（4）風冷螺桿式制冷機組配燃氣鍋爐>方案（1）直燃機，顯然方案（2）水冷離心式制冷機組配燃氣鍋爐為所選優化方案。

運用模糊數學方法進行方案評價比較，在其它領域應用較多，本文的目的是提供一種暖通空調專業在實際工程中進行方案比較的方法，將原先不易綜合在一起的因素進行量化比較，相對于一般的經濟技術比較具有清晰、明確、結論單一的特點。

通過完善因素集和權重，此方法還可以應用在工程項目設備投資方案的評價比較過程中。實踐證明，運用模糊數學的概念、方法進行多因素的綜合評價是可行的。

1 吳乃誠，再談空調冷熱源的選擇. 陜西建筑暖通空調專刊，2000，2（1）：66-67. 2 陸耀慶，主編. 實用供熱空調設計手冊. 北京：中國建筑工業出版社，1993. 3 王琦，編著. 實用模糊數學. 北京：科學技術文獻出版社，1992.