研究暖通空调优化控制技术

研究暖通空调优化控制技术

发表时间：2017-08-21T10:21:08.777Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第9期作者：雷琦伟[导读] 实现室内通风、采暖以及空气调节是暖通空调的三大组成部分，我们将其简称为暖通。

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摘要：众所周知，暖通空调在现代人们生活中的作用和地位非常突出，然而当前国内暖通空调控制技术还比较落后，同时，它所带来的环境问题值得思考。本文在分析暖通空调现状的基础上对于如何优化其控制技术提出了一些看法和建议。

关键词：优化；暖通空调；控制；技术

1 暖通空调概述

实现室内通风、采暖以及空气调节是暖通空调的三大组成部分，我们将其简称为暖通。暖通空调控制系统包括两大块: 空气处理系统以及供水系统，由于空气处理设施的设置不一样，所以我们又可以按照集中系统、半集中系统以及全分散系统来划分。一般情况下我们在安设暖通空调的控制器之前都需要对建筑物内的房间温度进行科学合理的设定，这样才更有利于整个暖通空调系统可以对房间温度进行有效而准确的调节，才能对温度值进行有效设定并减少空调系统在运行过程中所消耗的能源。不过实际上暖通空调在运行过程中控制时间常常被延迟，所以其控制信号也无法及时有效的传达出去。为解决这个问题，技术人员使用了预测控制来提高暖通空调系统的运输质量以及工作效率。不过随着科学技术的进步发展，在暖通空调的优化控制技术方面目前我们已经有了新的研究方向并取得了一定的成绩。

2暖通空调优化技术的现状

2.1环境质量不高

当前许多空调技术方案都很难达到居民对于建筑物通风取暖的要求，其运行效果远远达不到预期制定的目标，调查研究表明不少住户对于空调的环境质量并不是很高，其原因在于整个空调运作系统的相关设备因为长时间处于大流量小温差的环境下进行工作以及定点运行的控制措施等因素使得空调的工作效率大大降低，空气调节、采暖等一系列性能也就很难满足人们的要求。还有一些建筑物则因为暖通空调技术不成熟而带来了甲醛、二氧化碳超标等问题，这不仅会影响环境还会对人们的健康及生活质量带来不良影响。

2.2能源消耗大

在现代城市生活的人们越来越要求高质量的室内生活环境，对于空调的使用频率更是比以前高了许多，在不少大型建筑物当中中央空调系统运行的消耗超过了整个建筑物耗能的 50% 甚至更多。同时，国内在设计和安装暖通空调时都是根据住户的最大需求来进行的，这就导致许多建筑物内的暖通空调在运行时其实有很长时间都是低负荷工作的，资源浪费非常严重，空调的工作效率也比较低。造成这一结果的原因有许多，包括空气处理技术不成熟、滞后性严重等。

3优化暖通空调控制技术的措施

3.1重视能量管理

目前我国在管理暖通空调控制系统上的主要对象是管理并控制基础控制单元，包括对信息进行集中处理等，能量管理目前还不在管理范围之内，或者说管理得比较少，关注不多，这是造成我国暖通空调控制系统耗能比较高的一个主要原因之一。所以，我们在设计和管理空调系统时应当将能量管理作为一个独立板块纳入常规管理之中，并加强末端用户能量使用的监测和控制。此外，我们还可以结合现代化的信息网络技术，在暖通空调的控制系统中引进信息化的管理系统，实现对相关数据和信息指标的实时监测和共享。

3.2 优化和提升空调控制的自动化水平

科学技术的发展让许多设备和机器都实现了自动化，这不仅大大提高了工作效率，同时也提高了设备运行和生产质量，对于暖通空调控制技术来说也是如此。过去人们在提高空调控制器的自动化水平时大多是通过 PID 来实现的。在控制策略当中PID是一个控制单元器，其核心的处理工具则是使用8位单机片来工作的。这种自动化优化措施最大的不足在于如今人们大都使用高于16位的嵌入式微处理器，同时控制策略也在不断升级变化。所以，这就要求我们对单元控制器进行升级，使其实现自动适应，这样才能实现对回路的有效控制，才能让控制系统的每一个环节和设备都能够处在最佳的状态下进行工作，才能确保空调控制系统能够顺利运行。

3.3优化设定值的选择方案

使用和设施工作运行时配套的，与之相应的设定值是非常值得我们在优化空调控制系统时使用的一种有效策略，比如选择工作点的放松，这样能够方便我们对空调系统的相关设施在其工作运行时的温度和流量等一系列参数进行监测和控制。但是这种方法也不是完美无缺的。在将工作点定下来的情况下是很难保证整个暖通空调控制系统可以一直在高效率的状态下进行工作。因此，这还需要我们能够根据空调工作运行环境的不同来对系统工作时所消耗的最低能耗作为最佳设定值的依据和参考，最大程度的减少其能源消耗。

3.4对空调的节能环保技术进行优化

当前暖通空调控制系统的一大问题是能源消耗比较大，因而迫切要求我们对此进行优化，实现空调系统高效、节能的运行。其主要的优化方法包括: 工作人员在安装空调之前需要对制冷剂的容量进行合理科学的设计; 设计人员设计空调系统时须严格根据暖通空调的通风和采暖等相关标准来进行，并通风设计图进行严谨且多次的审核，完善设计施工图; 为避免空调控制系统在设计、安装以及运行过程中发生误差情况影响了空调的运作效率，工作人员需要对空调的容量以及通风负荷指标进行合理科学的计算; 制冷机的容量也是值得我们注意的一个问题，从设计到安装相关工作人员都需要注意对其进行有效合理的控制。除此之外，我们还可以借助其他资源来实现可持续发展，比如利用太阳能来实现空调系统当中的温度、热水以及采暖系统的高效率的循环工作，努力让燃气设施控制系统通风与加热进行自动切换。

3.5对空调的预测系统进行优化

目前国内暖通空调运行时其预测控制系统大多数使用的是ＲBF 模糊神经网络。室内的通风、采暖以及空气调节三部分共同是该系统的主要架构。然而该系统在实际运行过程中还存在一些问题，比如不能对空调的温度、通风等系列与其有关的数据做合理准确的预测，因此我们可以从这一块出发来优化空调控制技术，让其能够合理准确的对相关数据进行预测和高效输出。为此我们可以通过对神经网进行修正和改进，积极探索和研究暖通空调控制系统的运行规律等方式来入手。