劉岳棟

（山西省建筑設計研究院有限公司，山西 太原 030000）

空調是我們現代生活中必不可少的電器。隨著空調的不斷普及，空調的電力消耗在家庭用電和企業(yè)用電中占有相當大的比重。面對能源日益短缺的今天，必須要降低暖通空調的能源消耗，針對于暖通空調的特點用途進行特殊優(yōu)化，可采取改良其設計的方式降低設備的實際能源消耗，從而克服暖通空調應用技術瓶頸，最終符合可持續(xù)發(fā)展思想。

1 智能控制技術在暖通空調監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

1.1 智能控制技術在暖通空調監(jiān)控系統(tǒng)中的應用原理

隨著信息化科技的發(fā)展，智能化家居不斷地走進人們的生活。智能化家電是指可單獨調節(jié)的智能設備，減少人工操作，使其具有真正人性化的電器。時至今日，大多數設備只能滿足簡單的功能，無法正確地適應環(huán)境的變化，只能依靠手工操作調節(jié)功能和功率。談到空調的發(fā)展，目前以控制論為基礎、以智能控制技術為基礎、以人工智能為手段的空調智能控制，大大減少了人們繁瑣的控制工作，真正實現智能。利用模糊處理技術可以解決一些非線性、不確定性問題。利用環(huán)境數據作為模糊變量，進行模糊計算，最后得到并執(zhí)行結果，這是模糊處理技術的應用原理。模糊控制器，所提供的模糊邏輯，提供對環(huán)境的反應功能。由于人們可以編寫模糊控制器，所以模糊控制器具有專門的學習和控制功能。在神經網絡中，它是一種仿生技術。神經網絡處理問題的方式是模仿人腦的思維與過程。人腦由無數個神經元組成，神經網絡控制技術也有大量的控制單元用于數據分析。它獨特的結構特征充分顯示了它的獨特優(yōu)勢，它的結構被用作處理控制器。它大大提高了系統(tǒng)處理非線性和不確定性問題的能力。兩項技術都是智能控制的核心技術。兩者基本實現了暖通空調在各種不確定條件下的獨立監(jiān)測功能，滿足了人們良好的工作環(huán)境和溫濕度要求［1］。

1.2 智能控制技術在暖通空調監(jiān)控系統(tǒng)中的控制特點

智能化控制系統(tǒng)的出現極大地推動了智能家電的發(fā)展。隨著環(huán)境的變化，還需要對綜合智能控制系統(tǒng)進行研究。所以智能控制技術在暖通空調系統(tǒng)中的應用具有如下特點：一是空調運行環(huán)境的變化引起了暖通空調系統(tǒng)的多種干擾；室內空調運行過程中，太陽輻射、溫度、天氣等影響環(huán)境溫度。室內通風也是不可避免的。在設備運行過程中會有許多因素導致空調的功耗提升，空調電源上下波動，導致功率不確定。工作環(huán)境多種多樣意味著空調冬夏季節(jié)和工作方式各不相同。空調機必須能適應多種環(huán)境，智能控制技術的自控機制比較復雜，在維修和運行過程中以及各種可能發(fā)生的情況都要充分考慮。室內溫濕度的關系，主要是指室內溫濕度的變化。在溫度和濕度控制方面，也要考慮溫度和濕度的影響。室內的溫度和濕度存在著一定的聯系，并且與空調運行功率有很大的關系，濕度較高的室內不利于溫度的提升，濕度較低的環(huán)境中不利于人的身體健康，如何權衡好溫濕度的控制是必不可少。由于空調系統(tǒng)需要調節(jié)環(huán)境溫度和濕度，設計中必須考慮這一因素。

1.3 智能控制技術在暖通空調監(jiān)控系統(tǒng)中的應用途徑

智能調節(jié)技術主要采用變風量智能調節(jié)技術和恒風量智能調節(jié)技術，實現空調的智能調節(jié)。指出智能調整技術的核心是神經網絡技術和模糊處理技術?？照{變風量智能調節(jié)技術主要是通過神經網絡算法來實現的。神經網絡能快速響應室內環(huán)境溫度、濕度的變化，保證調節(jié)的靈敏度，并能快速計算結果準確地發(fā)送到系統(tǒng)。從而實現空調變風量的智能控制。調節(jié)技術可以讓你快速調節(jié)溫度和濕度。恒風量的智能調節(jié)技術主要是采用模糊處理技術。在空調的智能調節(jié)模糊處理技術的應用下，它能較好地處理各種不確定因素和不確定性環(huán)境中的各種問題，從而達到最佳效果和節(jié)能效果，顯著提高空調系統(tǒng)的智能化。利用該技術，恒風量智能調節(jié)技術通過循環(huán)供風和混合自動供風獨立調節(jié)室內環(huán)境。采用變風量智能調節(jié)技術和恒風量智能調節(jié)技術，使暖通空調系統(tǒng)能最大限度地調節(jié)室內溫濕度，保證空調正常運行，提高空調運行效率，實現空調管理。

2 可持續(xù)發(fā)展的暖通空調應用現狀及設計策略

2.1 暖通空調使用現狀及問題

暖通空調的能源消耗較高。要想降低空調功率，就必須要了解暖通空調能耗的成因。影響暖通空調性能的主要原因有兩個方面。一是空調運行時周圍環(huán)境的變化導致的能耗增加；二是空調自身的工作能耗高。就其所處環(huán)境而言，空調位置是影響空調能耗的重要原因之一。倘若空調安裝的位置傳熱損失大，則會影響空調調溫的效果，不僅影響正常運行還會導致空調耗能的增加，選擇好空調的安裝位置是十分關鍵的。安裝位置是整個建筑物的溫度能否得到控制的關鍵。所以，如果存在安裝位置和能耗方面的問題，則無法獲得原來的效果，能耗也會成倍增加。有些空調技術人員經常設定高于參考值的冷量參數，以保證空調的冷卻效率，因此空調的冷卻能力總是高于所要求的冷量和功率。使用暖通空調會造成能耗和浪費。另外，空調運行時間長，容易沾染灰塵。攝取灰塵導致空調的進風和出風，并影響相應的產熱效果，從而提高了空調系統(tǒng)的能耗。所以要降低空調能耗，必須從這些方面入手，使技術進步。很多企業(yè)和單位的研究發(fā)現，空調選擇有其特殊性?？照{器的選型應依據建筑物的整體形狀、內部結構和建筑面積。在暖通空調建筑中，空氣循環(huán)如果選擇不當，就會變得不合理，不能反映空調的實際效果。必須保證室內溫度符合要求，在使用過程中空調設定溫度應高于所需溫度。所以空調的實際使用增加了空調的實際能耗，造成能源浪費。二次工業(yè)革命以來，電力得到了廣泛的應用。電的優(yōu)點是方便、快捷、減少污染，是一種自然得到廣泛應用的能源。但是，由于最常用的能源是煤和石油，電力的使用實際上間接地造成了環(huán)境污染。所以一些專家正在考慮用風能、太陽能和潮汐能等其它可再生清潔能源代替煤和石油的燃燒?，F在，我國暖通空調的能源供應完全依賴于電力，而且相對落后。我國可用電量非常有限。如空調使用其他可替代其它能源，我國的用電負擔可大大減輕負擔。節(jié)能技術是暖通空調的另一個方面。不管節(jié)能技術有多成熟，都依賴于電能，間接造成污染。所以加強研究和開發(fā)新能源空調是解決能源浪費的最佳途徑［2］。

2.2 應用智能變頻技術等降低能源消耗

討論智能變頻空調之前，首先要討論的是定頻空調。過去空調大多數生產是定頻空調?？照{壓縮機的工作只能按照固定的能耗進行工作，無法根據環(huán)境需求進行功率和頻率的。只有通過開關壓縮機來調節(jié)室內溫度，首先壓縮機的不斷啟動必然造成能源的浪費，其次，這種調節(jié)室溫的方式過于傳統(tǒng)，溫度控制效果也十分一般。為了提高空調系統(tǒng)的溫控能力，研制了一套變頻空調系統(tǒng)。自控變頻空調根據室溫自動調節(jié)電源頻率，實現壓縮機運行速度的變化，并能保持室溫恒定不變，幾乎可以避免產生忽冷忽熱的現象。當天氣很熱，室內溫度升高，空調能自動調整供電頻率，提高壓縮機的工作頻率，降低溫度。當室溫穩(wěn)定后，電源頻率和壓縮機工作頻率自動降低，達到節(jié)約電量的目的。采用變頻空調是基于保證空調的溫控能力，從而大大降低空調能耗，降低電能使用。所以暖通空調設計也必須采用更為智能化的頻率變換技術。這樣既能減少人工操作的空調管理，又能節(jié)約電能，達到環(huán)保與節(jié)能的目的。利用空調等大型電器設備，專家總結出一系列具有明顯效果的解決方案。這包括熱回收和使用制冷技術。熱能回收技術在冬季或加熱時期是必不可少的。熱能回收技術進一步降低了供熱空調壓力，降低了空調能耗。這種裝置不需要使用就能收集熱量，然后將其轉化為熱能，空調可以節(jié)省電能。天然氣液化熱回收技術和外加熱回收技術是目前應用最為廣泛的兩種技術。其中天然氣液化熱回收技術可主要應用于家用熱水供應，合理利用熱量，提高能源利用率，降低能耗。外置余熱回收技術主要對空調外置空氣進行預熱，在溫度轉換過程中減少溫差，減少壓縮機輸出，節(jié)約能源，降低能耗。冷卻技術在夏季常用于空調制冷。

2.3 利用太陽能等新能源

作為一種早期的節(jié)能技術和理念，太陽能節(jié)能可以滿足人們對能源的需求和工業(yè)用電短缺。太陽節(jié)能技術要求收集并將太陽能轉換成熱能，減少暖通空調系統(tǒng)的冷卻負荷。在環(huán)保建筑設計中，廣泛采用太陽能技術。其優(yōu)點是設計在屋頂太陽能供暖設施中，通過傳熱周期將收集的太陽能引入到熱交換器中，實現高效、節(jié)能、環(huán)保的可再生能源。為住宅提供熱水和燃氣鍋爐設備。但是，太陽能技術也有易受自然氣候影響的缺點。在陰天、雨天或雪天到來時，很難獲得太陽能，無法有效地為建筑和工業(yè)生產提供持續(xù)能源，仍然適用傳統(tǒng)的空調器系統(tǒng)提供熱量。所以綠色建筑、暖通空調和太陽能技術等節(jié)能技術必須結合其它節(jié)能技術來實現各種氣候條件下的熱能轉換。地熱泵技術是以土壤為儲熱體，以蓄熱、放熱為目的的儲熱技術。儲熱技術在制冷技術中可起到的作用，地熱熱泵在建筑中可為其提供能源設備，減少建筑物的能耗。

3 結語

針對暖通空調的可持續(xù)發(fā)展設計問題，主要采取的措施是尋求新的能源應用，其次是研究空調的能耗，但所有這些創(chuàng)新都必須在保證制熱性能不受影響的前提下進行，進一步提升產品的應用空間。