暖通空调优化控制技术探讨

暖通空调优化控制技术探讨

发表时间：2017-10-24T12:39:04.970Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：薛世海

[导读] 摘要：随着我国经济的快速发展，近年来我国居民对于空调的需求越来越大，这对于我国发展资源节约型社会也产生了一定的阻碍。

武汉建工科研设计有限公司湖北武汉 430000

摘要：随着我国经济的快速发展，近年来我国居民对于空调的需求越来越大，这对于我国发展资源节约型社会也产生了一定的阻碍。在可持续发展战略的实施下，暖通空调设计者们将环保、节约意识渗透到了具体的工作中，旨在降低其运行中的资源消耗量。本文就暖通空调优化控制技术进行简单的分析，以期能够采取有效的措施优化控制技术。

关键词：暖通空调；控制技术；探讨

1暖通空调优化控制技术的重要性

在人们越来越重视暖通空调技术的发展的基础上，我国的暖通空调控制技术也获得了很大的提升。但是，我国的暖通空调控制技术也存在一些问题，尤其是暖通空调系统的能源消耗过高不符合我国可持续发展战略，而且在我国能源日益紧张的环境下，高能耗问题更加突出。因此，加强暖通空调优化控制技术的研究成为每个暖通空调设计人员的首要任务，设计人员必须抓住问题能耗高的根本原因，不断的优化暖通空调控制技术，提高暖通空调使用能源的效率。

2 暖通空调技术发展现状

暖通空调的能耗在智能建筑中占据了很大一部分，但是在变负荷条件下，利用定风量、定压力和定温度的CAV系统，或者利用变风量的VAV系统的控制效果不是很理想，进而使得能量的大量损耗。而PID控制系统，由于调节时间过长，会致使制冷机组、空调处在长时间运行的状态下，导致了系统热量相互抵消，造成了能源的大量消耗。尽管后来对空气处理单元进行了多回路PID控制，虽然很好的抑制了空调系统中的诸多强干扰，不过由于被控房间和空气处理单元的准确建模非常困难，使对控制器的参数则不能准确、合理的确定。对于其他控制系统尽管也有许多比较好的控制表现，但是控制效果依旧不是很明显。

3 暖通空调控制技术存在的问题

一是暖通空调系统能耗严重。随着人们生活水平的提高，空调的使用范围更广，使用更频繁。在大型建筑中，中央空调系统的能耗占整个建筑能耗的一半以上。造成这种情况主要和空调系统的设计有关，根据对当前空调运行的实际情况研究，空调系统不是按照满足正常要求的来设计，而是按照满足客户最大需求标准来设计，空调系统日常运行超出了需求范围，空调系统而处于低负荷状态下运行；

二是空调系统运行质量不高。当前许多人对当前空调环境的满意程度不高，据新加坡某大学对新加坡部分商用大楼的暖通空调系统运行情况调查表明，超过25%的大楼CO2，10%左右的大楼甲醛超标和湿度过大，超过半数的大楼温度过低，这些情况会降低大楼的舒适度，对人体健康造成损害，影响人们的工作效率。

4 暖通空调控制技术优化

4.1 暖通空调控制系统设计优化

设置合理的房间温度，进而建立合理的暖通空调控制器，以准确调解房间温度，并达到最佳温度值。促使房间内部和外部对房间内温度干扰的影响降到最低，达到节省能耗的目的。根据暖通空调具有的时滞性和大惯性的特征，控制性要过一段时间后才能被反映出来，所以可以利用现在时刻的控制变量使未来时刻的系统输出准确快速的对期望输出进行跟踪。对于暖通空调工作环境变化带来的干扰作用，可通过使用神经网络的强学习能力对其进行有效抑制。

4.2控制器的在线滚动优化

主要指利用模型分辨某一组成方面提供的预测输出信息，根据相关的方法实行滚动优化，再找出科学的暖通空调控制规律；充分考虑优化计算量，最终实现对空调系统的滚动优化控制。

4.3加强暖通空调预测

在暖通空调预测中，利用有价值的暖通空调动态模型，设置与暖通空调运行相关的关进参数，进而使用模型来代替其中的相关的计算，这样就可以准确预测出暖通空调运行中的各种干扰因素，针对其中的干扰因素采取相应的措施。从这就可以看出，通过对暖通空调系统的优化，就能够预测出室内的温度，这样就可以施行正确温度参数控制。在暖通空调控制技术中，通过预测，就能够对室内温度进行有效的预测，进而预测其中的可能影响因素。在优化设计的时候，针对其中的可能影响因素，施行优化处理，达到良好的优化控制效果。

4.4广义预测反馈校正

当系统处于滚动优化时，优化的基点不能偏离系统实际情况，必须与系统实际相同。由于影响系统运行的因素较多，辨识模型会失配，这种预测方式与实际空气处理单元很难达到完全一致。因此，预测模型需要适当采用其他的预测手段来弥补预测模型中存在的缺陷，或者直接在线校正基础模型的相关数据或标准。采用梯度下降法来调整优化RBF模糊神经网络各个隐藏的权值，做好每一步的实际输出和预测器输出之间的误差监测，若误差值超出预定值，再采用修正法修正各项参数，再做误差比较，直到误差值在预测值范围内。

4.5控制网络的优化设计

在具有灵活性以及扩展性的前提下，空调系统采用的网络控制结构尽量的简单化，不论是采用哪种控制网络的情况下，都应该尽量的使用简单结构。分值复杂的网络结构往往不利于管理，在可靠性方面也比较低，在总线控制网络设计中，使用LonTALK总线凡事可以任意的组成网络结构，但是设计方案的随意性很大，使用不当的话，容易造成就、实践过程中的技术风险，使得空调系统设计的成本增大。为此，在一般的工程设计中，均使用RS485总线控制来进行空调系统的设计，在布线方式上，主要是使用手拉手环网的方式。

5暖通空调节能优化处理技术

在当前环境问题变得越来越严峻的过程中，暖通空调开始将节能优化处理技术应用于其中。首先，太阳能节能技术。在暖通空调运行的过程中，通过太阳能可以为其提供源源不断的能量。在暖通空调装置中，集热器与循环控制系统组成的太阳能供暖系统与包括温度控制器、生活热水体系与地板采暖循环控制系统。这样暖通空调运行的时候不仅可以利用太阳光提供能量，还可以在天气凉熬的情况下，利用之系统自动转换为燃气设备进行辅助加热。该项技术的应用对节约能源具有重要的意义。其次，地源热泵技术。该项技术在供热与制冷方面具有极高的经济与节能优势。针对地源热泵技术而言，使用中的有点较为突出，属于当前应用成熟、对环境影响较小的去热、散热方