田疆

摘? ? 要：隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，人們對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)控制與能量管理的要求也在逐漸提升，因此加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)能量管理與系統(tǒng)的優(yōu)化控制尤為必要。基于此，本文首先介紹暖通空調(diào)優(yōu)化控制的必要性，進(jìn)一步分析暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制的現(xiàn)狀，最后探討暖通空調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)的要點(diǎn)及其能量管理的發(fā)展趨勢(shì)，希望能夠?qū)ξ覈?guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)置產(chǎn)生一定的積極影響和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);能量管理;優(yōu)化控制系統(tǒng)

1? 引言

能量管理在暖通空調(diào)節(jié)能工作中屬于關(guān)鍵部分。其作用在于通過管理防止能量的泄露等問題的出現(xiàn)。通過對(duì)能量進(jìn)行數(shù)據(jù)化測(cè)量并科學(xué)管理，可了解到空調(diào)的資源消耗及其的細(xì)節(jié)情況和其各自所耗費(fèi)的成本。若想使得暖通空調(diào)耗能最低，須對(duì)其進(jìn)行能量管理，確立優(yōu)化控制、能量管理與系統(tǒng)調(diào)節(jié)3大模塊，并對(duì)它們進(jìn)行合理配置優(yōu)化，最大可能的降低空調(diào)的耗能量。為此，本文就針對(duì)暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制系統(tǒng)展開分析。

2? 暖通空調(diào)優(yōu)化控制的必要性分析

2.1? 當(dāng)前暖通空調(diào)控制技術(shù)中的問題

第一，系統(tǒng)耗能量過大?，F(xiàn)代社會(huì)，空調(diào)在越來越廣泛的運(yùn)用在了人們生活的方方面面。同時(shí)，因經(jīng)常使用空調(diào)導(dǎo)致的耗能過大問題也在愈發(fā)突顯出來。在較大規(guī)模建筑中，其耗能總量的一半都是中央空調(diào)耗能。原因在于：一是空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)考慮的是用戶的最大需求，但系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常處于低耗能狀態(tài)，根本不合理;第二，運(yùn)行質(zhì)量不佳。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，很多使用空調(diào)的建筑存在甲醛超標(biāo)、濕度狀態(tài)不正常等現(xiàn)象，使得室內(nèi)環(huán)境不佳，影響著人們的工作及生活。

2.2? 導(dǎo)致空調(diào)控制技術(shù)問題的原因分析

第一，最大負(fù)荷算法及定工作點(diǎn)法是目前設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)候主要采用的方法。但實(shí)際上，空調(diào)通常是在較低耗能情況下運(yùn)行，導(dǎo)致能量浪費(fèi);同時(shí)，空調(diào)周圍環(huán)境的影響因素是在不斷變化的，采用定工作點(diǎn)的方式根本不足以適應(yīng)環(huán)境并做出調(diào)整，也使能量浪費(fèi)更加嚴(yán)重;第二，控制器存在不足。因在空調(diào)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，非線性現(xiàn)象及環(huán)境變化導(dǎo)致現(xiàn)在多數(shù)控制器都無法適時(shí)作出調(diào)整、勝任實(shí)際需求，導(dǎo)致能量浪費(fèi)。

3? 暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制的現(xiàn)狀

在暖通空調(diào)開發(fā)應(yīng)用方面，我國(guó)起步較晚，因而未能充分重視系統(tǒng)優(yōu)化控制及管理等問題，在以能量轉(zhuǎn)換運(yùn)行為基礎(chǔ)的系統(tǒng)控制安排，實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)點(diǎn)支持運(yùn)行、確保系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控及能耗的記錄、分析等技術(shù)方面，還存在著一定的不足之處。但不容忽視的是，我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)也取得了一定的成效。

3.1? 自適應(yīng)控制理論的應(yīng)用

目前，在暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部，自適應(yīng)控制理論的應(yīng)用已有一定的規(guī)模，通過利用參數(shù)處理技術(shù)，在之前處理空氣方式的基礎(chǔ)上，給予設(shè)備支持，并通過仔細(xì)觀察并分析現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)資料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)整體系統(tǒng)功能提升及節(jié)能管理的目標(biāo)。

3.2? 動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

此項(xiàng)技術(shù)指的是在一定的期限內(nèi)，以記錄資料為依據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化，并建立起包括各階段峰值能耗及運(yùn)行成本等數(shù)值在內(nèi)的目標(biāo)函數(shù)，以及房間內(nèi)最小的溫度曲線。這一技術(shù)與算法通過科學(xué)預(yù)測(cè)暖通空調(diào)最佳開關(guān)時(shí)間，進(jìn)而合理制定冷凝溫度的設(shè)定點(diǎn)，確保在具體實(shí)施過程中，系統(tǒng)優(yōu)化控制及管理具備現(xiàn)實(shí)意義。

3.3? 智能處理技術(shù)的應(yīng)用

目前，暖通空調(diào)系統(tǒng)已加大了建模方法、智能優(yōu)化監(jiān)控等智能處理技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)于空調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變工況點(diǎn)在線分析操作，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)制定手段的優(yōu)化，此種分析程序是對(duì)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的系統(tǒng)資料進(jìn)行探究后而制定的，通過在終端智能分析體系中，錄入相關(guān)模型的制定及成果分析等功能，在促進(jìn)工作效率提高的同時(shí)，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的整體耗能管理信息檢查效果的提升。對(duì)于已安裝的各個(gè)空調(diào)的關(guān)鍵設(shè)備，則采取科學(xué)的預(yù)計(jì)計(jì)算方法來建立靜態(tài)模型以及系統(tǒng)工作點(diǎn)的優(yōu)化控制措施。

4? 暖通空調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)的要點(diǎn)

4.1? 暖通控制器的在線滾動(dòng)

暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制器需要在一個(gè)合理的房間溫度上設(shè)定這就需要技術(shù)人員構(gòu)建出一個(gè)節(jié)能的暖通空調(diào)模型，減少外部環(huán)境對(duì)室內(nèi)溫度的影響，保證科學(xué)預(yù)測(cè)輸出信息等工作的穩(wěn)定開展。在暖通空調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)工作中，工作人員要在暖通空調(diào)控制規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)計(jì)算量進(jìn)行綜合考慮，還需進(jìn)一步優(yōu)化空氣調(diào)節(jié)、采暖通風(fēng)相關(guān)的設(shè)計(jì)需求，在設(shè)備接口處安裝檢測(cè)顯示器，實(shí)現(xiàn)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的有效控制，完善空調(diào)系統(tǒng)的日常監(jiān)測(cè)工作。

4.2? 預(yù)測(cè)系統(tǒng)

我國(guó)暖通空調(diào)在運(yùn)行時(shí)所采用的控制系統(tǒng)多為RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，室內(nèi)的通風(fēng)、采暖以及空氣調(diào)節(jié)是該系統(tǒng)的主要架構(gòu)。但該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中無法對(duì)空調(diào)的溫度、通風(fēng)等所涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，故可從這一角度出發(fā)來優(yōu)化空調(diào)控制技術(shù)，具體可從對(duì)神經(jīng)網(wǎng)進(jìn)行修正和改進(jìn)、積極探索和研究暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律等方式入手，使其能夠合理準(zhǔn)確地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和高效輸出。

4.3? 節(jié)能技術(shù)

要想提高暖通空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，要求相關(guān)工作人員需對(duì)設(shè)計(jì)制冷劑的容量進(jìn)行合理控制，在了解通風(fēng)設(shè)計(jì)及中央空調(diào)系統(tǒng)采暖安裝規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑物的通風(fēng)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)空調(diào)容量和通風(fēng)負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，以減少暖通空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤的情況。此外，在開展暖通空調(diào)制冷機(jī)容量的安裝工作中，工作人員需要充分考慮到制冷機(jī)裝機(jī)容量，以降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的初始投資和預(yù)算，進(jìn)一步提高太陽(yáng)能資源的長(zhǎng)期利用率，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)中的溫度體系、熱水體系、采暖系統(tǒng)得以高效循環(huán)運(yùn)行，進(jìn)而可自動(dòng)轉(zhuǎn)換燃?xì)庠O(shè)備控制系統(tǒng)中通風(fēng)、加熱的功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

5? 暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)

5.1? 尋找設(shè)備的最佳設(shè)定值

定工作點(diǎn)的方式是當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要控制方式，以定工作的方式來達(dá)到對(duì)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的溫度、流量等參數(shù)的控制的目的。雖然不同的設(shè)備在不同的條件下有最佳設(shè)定點(diǎn)，但是這種方式并不能讓暖通空調(diào)系統(tǒng)處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，暖通空調(diào)系統(tǒng)不能在不同環(huán)境條件下一直處于最節(jié)能的運(yùn)行狀態(tài)。

5.2? 提高控制的自動(dòng)化水平

隨著嵌入式系統(tǒng)研究的深入、職能控制理論以及技術(shù)的不斷發(fā)展大量的嵌入式微處理器進(jìn)入市場(chǎng)，嵌入式微處理器價(jià)格越來越低的背景下，已經(jīng)廣泛使用基于16位及以上的嵌入式微處理器系統(tǒng)，控制策略進(jìn)一步升級(jí)，單元控制器有向自適性和自動(dòng)學(xué)習(xí)功能發(fā)展的趨勢(shì)。這種控制器可以實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)在復(fù)雜的負(fù)荷環(huán)境通過逐步的自動(dòng)學(xué)習(xí)功能，達(dá)到回路最優(yōu)控制，最終達(dá)到各個(gè)環(huán)節(jié)都處于最佳控制的狀態(tài)。

5.3? 暖通空調(diào)系統(tǒng)管理功能的多元化發(fā)展

現(xiàn)有暖通空調(diào)系統(tǒng)管理功能更多體現(xiàn)在監(jiān)控，即對(duì)基礎(chǔ)控制單元的信息進(jìn)行集中管理、報(bào)告、報(bào)警、狀態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)備的調(diào)度等方面，而未來的暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化管理模式，定會(huì)逐漸向多元化的方向發(fā)展，增加能量管理功能、能量監(jiān)測(cè)功能等。

5.4? 提高網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用程度

暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的控制協(xié)議有很大的差異，這主要與暖通系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，控制系統(tǒng)開發(fā)的環(huán)境不同，設(shè)計(jì)人員采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同都會(huì)形成不懂的控制協(xié)議。

6? 結(jié)語

綜上，暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制系統(tǒng)對(duì)于暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提升具有尤為重要的影響，目前我國(guó)暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制系統(tǒng)技術(shù)正在不斷的發(fā)展與創(chuàng)新過程當(dāng)中，借助多個(gè)優(yōu)化設(shè)定點(diǎn)和改變系統(tǒng)響應(yīng)，達(dá)到降低系統(tǒng)能耗的效果，相信隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)暖通空調(diào)技術(shù)也會(huì)不斷地創(chuàng)新與發(fā)展，為人們帶來更好的生活體驗(yàn)。

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