暖通空调能量管理与优化控制系统探讨

田疆

摘    要：随着人们生活质量的不断提升，人们对暖通空调系统控制与能量管理的要求也在逐渐提升，因此加强对暖通空调能量管理与系统的优化控制尤为必要。基于此，本文首先介绍暖通空调优化控制的必要性，进一步分析暖通空调能量管理与优化控制的现状，最后探讨暖通空调优化控制系统的要点及其能量管理的发展趋势，希望能够对我国暖通空调系统的优化设置产生一定的积极影响和借鉴意义。

关键词：暖通空调;能量管理;优化控制系统

1  引言

能量管理在暖通空调节能工作中属于关键部分。其作用在于通过管理防止能量的泄露等问题的出现。通过对能量进行数据化测量并科学管理，可了解到空调的资源消耗及其的细节情况和其各自所耗费的成本。若想使得暖通空调耗能最低，须对其进行能量管理，确立优化控制、能量管理与系统调节3大模块，并对它们进行合理配置优化，最大可能的降低空调的耗能量。为此，本文就针对暖通空调能量管理与优化控制系统展开分析。

2  暖通空调优化控制的必要性分析

2.1  当前暖通空调控制技术中的问题

第一，系统耗能量过大。现代社会，空调在越来越广泛的运用在了人们生活的方方面面。同时，因经常使用空调导致的耗能过大问题也在愈发突显出来。在较大规模建筑中，其耗能总量的一半都是中央空调耗能。原因在于：一是空调设计时考虑的是用户的最大需求，但系统运转时通常处于低耗能状态，根本不合理;第二，运行质量不佳。据有关调查显示，很多使用空调的建筑存在甲醛超标、湿度状态不正常等现象，使得室内环境不佳，影响着人们的工作及生活。

2.2  导致空调控制技术问题的原因分析

第一，最大负荷算法及定工作点法是目前设计暖通空调时候主要采用的方法。但实际上，空调通常是在较低耗能情况下运行，导致能量浪费;同时，空调周围环境的影响因素是在不断变化的，采用定工作点的方式根本不足以适应环境并做出调整，也使能量浪费更加严重;第二，控制器存在不足。因在空调实际运转时，非线性现象及环境变化导致现在多数控制器都无法适时作出调整、胜任实际需求，导致能量浪费。

3  暖通空调能量管理与优化控制的现状

在暖通空调开发应用方面，我国起步较晚，因而未能充分重视系统优化控制及管理等问题，在以能量转换运行为基础的系统控制安排，实现多个设点支持运行、确保系统实时监控及能耗的记录、分析等技术方面，还存在着一定的不足之处。但不容忽视的是，我国暖通空调系统也取得了一定的成效。

3.1  自适应控制理论的应用

目前，在暖通空调系统内部，自适应控制理论的应用已有一定的规模，通过利用参数处理技术，在之前处理空气方式的基础上，给予设备支持，并通过仔细观察并分析现场的相关资料，进而实现暖通空调整体系统功能提升及节能管理的目标。

3.2  动态优化技术的应用

此项技术指的是在一定的期限内，以记录资料为依据进行格式转化，并建立起包括各阶段峰值能耗及运行成本等数值在内的目标函数，以及房间内最小的温度曲线。这一技术与算法通过科学预测暖通空调最佳开关时间，进而合理制定冷凝温度的设定点，确保在具体实施过程中，系统优化控制及管理具备现实意义。

3.3  智能处理技术的应用

目前，暖通空调系统已加大了建模方法、智能优化监控等智能处理技术的应用。对于空调内部结构的变工况点在线分析操作，实现了现场制定手段的优化，此种分析程序是对国内外优秀的系统资料进行探究后而制定的，通过在终端智能分析体系中，录入相关模型的制定及成果分析等功能，在促进工作效率提高的同时，提高暖通空调系统的整体耗能管理信息检查效果的提升。对于已安装的各个空调的关键设备，则采取科学的预计计算方法来建立静态模型以及系统工作点的优化控制措施。

4  暖通空调优化控制系统的要点

4.1  暖通控制器的在线滚动

暖通空调系统的控制器需要在一个合理的房间温度上设定这就需要技术人员构建出一个节能的暖通空调模型，减少外部环境对室内温度的影响，保证科学预测输出信息等工作的稳定开展。在暖通空调优化控制系统工作中，工作人员要在暖通空调控制规律的基础上，对系统计算量进行综合考虑，还需进一步优化空气调节、采暖通风相关的设计需求，在设备接口处安装检测显示器，实现对暖通空调系统的有效控制，完善空调系统的日常监测工作。

4.2  预测系统

我国暖通空调在运行时所采用的控制系统多为RBF模糊神经网络，室内的通风、采暖以及空气调节是该系统的主要架构。但该系统在实际运行过程中无法对空调的温度、通风等所涉及的数据进行准确预测，故可从这一角度出发来优化空调控制技术，具体可从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入手，使其能够合理准确地对相关数据进行预测和高效输出。

4.3  节能技术

要想提高暖通空调通风设计的科学性，要求相关工作人员需对设计制冷剂的容量进行合理控制，在了解通风设计及中央空调系统采暖安装规范的基础上，对建筑物的通风设计图进行优化，并对空调容量和通风负荷指标进行计算，以减少暖通空调系统出现设计失误的情况。此外，在开展暖通空调制冷机容量的安装工作中，工作人员需要充分考虑到制冷机装机容量，以降低暖通空调系统的初始投资和预算，进一步提高太阳能资源的长期利用率，保证暖通空调系统中的温度体系、热水体系、采暖系统得以高效循环运行，进而可自动转换燃气设备控制系统中通风、加热的功能，实现节能环保可持续发展的目标。

5  暖通空调能量管理与优化控制系统的未来发展趋势

5.1  寻找设备的最佳设定值

定工作点的方式是当前暖通空调系统的主要控制方式，以定工作的方式来达到对设备在运行时的温度、流量等参数的控制的目的。虽然不同的设备在不同的条件下有最佳设定点，但是这种方式并不能让暖通空调系统处于最佳的运行状态，暖通空调系统不能在不同环境条件下一直处于最节能的运行状态。

5.2  提高控制的自动化水平

随着嵌入式系统研究的深入、职能控制理论以及技术的不断发展大量的嵌入式微处理器进入市场，嵌入式微处理器价格越来越低的背景下，已经广泛使用基于16位及以上的嵌入式微处理器系统，控制策略进一步升级，单元控制器有向自适性和自动学习功能发展的趋势。这种控制器可以实现暖通空调系统在复杂的负荷环境通过逐步的自动学习功能，达到回路最优控制，最终达到各个环节都处于最佳控制的状态。

5.3  暖通空调系统管理功能的多元化发展

现有暖通空调系统管理功能更多体现在监控，即对基础控制单元的信息进行集中管理、报告、报警、状态监测的设备的调度等方面，而未来的暖通空调系统优化管理模式，定会逐渐向多元化的方向发展，增加能量管理功能、能量监测功能等。

5.4  提高網络技术的应用程度

暖通空调控制系统的控制协议有很大的差异，这主要与暖通系统的开发环境和技术标准有关，控制系统开发的环境不同，设计人员采用的技术标准不同都会形成不懂的控制协议。

6  结语

综上，暖通空调能量管理与优化控制系统对于暖通空调技术的发展和人们生活质量的提升具有尤为重要的影响，目前我国暖通空调能量管理与优化控制系统技术正在不断的发展与创新过程当中，借助多个优化设定点和改变系统响应，达到降低系统能耗的效果，相信随着科学技术的快速发展，我国暖通空调技术也会不断地创新与发展，为人们带来更好的生活体验。

参考文献：

[1] 易泗滨.暖通空调变工况点优化控制及能量管理研究现状和发展方向探讨[J].江西建材，2015.

[2] 杨晓平.暖通空调优化控制技术研究[D].沈阳工业大学，2014.