暖通空调优化控制技术的分析

1.李成伟 2.张 毅

1.身份证号：410103198512150019 2.身份证号：410323198806250556

暖通空调优化控制技术的分析

1.李成伟 2.张 毅

1.身份证号：410103198512150019 2.身份证号：410323198806250556

现代中央空调技术在建筑工程中的应用提高了建筑结构的整体性能以及使用舒适性。同时，通过科学的建筑设计以及与暖通空调技术的有机结合还能够实现建筑节能目标，为我国可持续发展战略的实施奠定基础。针对现代暖通空调需求的不断提高，暖通空调技术也加快了自身的发展脚步。针对现代绿色节能需求，借助更多的先进技术，以此实现暖通空调节能基础需求、满足我国可持续发展战略对空调技术的需求。本文主要对暖通空调系统的内涵、问题、优化控制技术应用等内容进行了分析与探究。

暖通空调；优化控制技术；内涵；问题

在我国城市化水平不断提高和城市建筑行业不断发展的背景下，人们的生活水平显著提高，人们对室内环境质量的要求也越来越高。因此，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，提高暖通空调的运行质量。

一、暖通空调系统的内涵

暖通空调工作原理就是制冷剂在制冷机组的蒸发器中与冷冻水进行热量的交换而汽化，从而使冷冻水的温度降低，然后，被汽化的制冷剂在压缩机作用下，变成高温高压气体，流经制冷机组的冷凝器时被来自冷却塔的冷却水冷却，又从气体变成了低温低压的液体，同时被降温的冷冻水经冷冻水水泵送到空气处理单元的热交换器中，与混风进行冷热交换形成冷风源，通过送风管道送入被调房间。如此循环，在夏季，房间的热量就被冷却水所带走，在流经冷却塔时释放到空气中。常用的冷冻水(水为载冷剂)系统的冷冻水管道均为循环式系统。变流量系统根据其组成装置不同，又可分为“相对的变流量系统”，即冷量制备环路是定流量，而冷量输送环路是变流量的；和“真正的变流量系统”，即冷水机组蒸发器变流量系统，流过蒸发器的水量由负荷端的需求来确定，后者能够充分发挥变流量系统的节能潜力。

二、暖通空调控制技术存在的问题

暖通空调控制技术主要存在两个问题。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。

造成暖通空调能耗大且空调环境低的原因主要有两个：首先，暖通空调系统的设计采用最大负荷计算法和定工作点的运行方式，暖通空调真正处于最大负荷运行的情况少，更多的是处于轻载环境下运行。与此同时，受外部环境的湿度和光照的影响，暖通空调系统运行环境不断变化，定工作点控制方式降低了传热的效率，而导致能量的浪费。其次，控制器设计存在缺陷。当传统的控制器采用的是干空气线性系统设计。然而，在实际运行中，空气处理机存在非线性环节，空调运行的外部环境条件也在不断的发生变化。当外部环境发生变化时，传统的控制器难以准确的调节室内温度，而造成能源的浪费。

三、暖通空调优化控制技术的应用

暖通空调控制器的设立要建立在合理设定房间温度的基础上 ，空调系统才能快速准确将房间温度调节到事先设定的温度值 ，并采取一 定的措施降低外部环境对室内温度的影响 ，降低空调系统的能耗。由 于暖通空调在运行时有一定是时间延迟 ，控制信号难以及时传达至控 制系统。同时暖通空调运行的环境也处于不断变化和发展中， 对空调系统的运行会产生一定的影响 ，可以将网络神经技术来减少空 调系统受外部环境的变化而产生的不良影响[。所以，将广义的预测 控制的基础上，结合神经网络技术，可以对暖通空调的控制起到优化的 效果。

1、暖通空调广义预测控制结构

当前，我国的暖通空调系统采用基于 RBF 模糊神经网络空调广义 预测控制系统。这种系统的结构主要由三部分组成。要实现预测 ，必 须准确预测出空调的输出，并在此基础上形成暖通空调的优化策略，同 时建立有效的反馈校正。结合梯度下降计算方法，修正RBF 模糊神经 网，并掌握最优的空调控制规律。

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。

3、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。

四、暖通空调控制系统的注意事项

设计是建筑节能设计的重要方面，建筑的节能应充分考虑当地特有的自然调节，通过合理的规划布局，在考虑当地的风向，地形，辐射和大气环流等因素，做到因地制宜。所谓因地制宜，就是要充分合理的利用当地的自然资源，开发出适合当地气候特色的空调方式，这是空调节能的绿色思路。

五、结束语

综上所述，伴随社会经济的快速发展，人们的生活水平显著提高，人们对室内环境质量的要求也越来越高。因此，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。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，提高暖通空调的运行质量。

[1]杨晓平.暖通空调优化控制技术研究[D].沈阳工业大学 2005.