暖通空調系統優化控制與能量管理的現狀及發展趨勢

【摘 要】：所謂的暖通空調系統也就是指在車內或者是室內用來通風、暖氣以及空氣調節的相關系統或者是相關的設備。在暖通空調設備中所涉及到的領域十分廣泛，它不僅關系到熱力學、流體學等主要的知識還涉及到機械工程領域內的眾多學科。是目前我國國內的專業人士研究較為廣泛的一個領域。本文就當下我國暖通空調系統的優化控制與能量管理進行了相關的探討分析，希望對讀者有所幫助。

【關鍵詞】： 暖通空調系統、優化控制、能量管理

一、當下我國國內暖通空調系統優化控制與能量管理的現狀

（一）暖通空調的優化控制

在西方一些發達國家，對于暖通空調的應用于研究要早于我國，因此我國暖通空調的研究和控制較國外的水平有一定的差距。其中暖通空調系統的優化與控制研究主要表現有以下幾點：

1、S·W·Wang對整個暖通空調的能量控制和研究階段。在這其中主要的研究成果是使得整個暖通空調的各部控制點進行了相關的調整，并且在同時運用先進的計算方法使得暖通空調的系統得到優化。除此之外，在這一系列研究的基礎之上還運用了先進的計算方法將空氣處理的相關部位進行了優化管理。

2、繼業內人士對暖通空調的系統優化與研究的控制之后又有人繼續提出了一種新型的研究技術，也就是將工作的重點轉移到動態性優化技術的研究上來。該技術某一段特定的時間內可以通過有效的手段獲得系統的峰值能耗或者是系統運行成本等各種函數目標的最小值的曲線，這樣也就說明了這種技術可以更加科學的提供暖通空調系統內部各部位開關設備的最佳優化時間。以此來實現智能的操作控制，提高設備的運行效率。

3、何厚建的研究團隊在前人的研究基礎上對暖通空調系統的控制與優化進行了更加進一步的研究，對暖通空調系統的關鍵設備的水系統的優化與控制租出了很大的貢獻。此后又有很多研究人員創立了空氣處理系統的動態數學模型，這就使得暖通空調系統的空氣處理設置和溫度控制設置在一定程度上進行了優化。

總的來說，目前我國國內對暖通空調系統控制與優化的研究還不是很多，其中主要的研究成果也就是用過建立模型來對其工作狀況進行研究控制。

（二）暖通空調的能量管理

就我國目前的技術狀況來說運用計算機技術和信息管理技術對暖通空調系統進行優化與管理能夠切實保證其運行質量，針對暖通系統的研究與能量的管理我國的研究主要由以下幾個方面：

1、中央管理器的控制對暖通空調系統的影響。在運用計算機技術的基礎上，我國一大批業內人士通過計算機監測控制暖通系統的運行，提出對暖通系統的進一步改造。在此后的研究中又有相關的研究人員提出了空調自控能法，這種方法就是通過智能的操作控制臺可以使各部分的水泵、風機等部位實現連鎖控制，同時結合水溫的反饋對其進行協同配置，以此來實現暖通空調運行過程中的節能管理。

2、在當下的暖通空調的運行過程中系統能耗的消耗大約會占到建筑總能耗的一般以上，所以空調系統的能耗問題對于資源的需求和消耗來說仍然是一個不可忽視的問題。故而在未來的暖通空調的系統優化控制與能量管理的方向上來看，仍然不能忽視節能降耗的相關問題。

二、暖通空調優化控制與能量管理的發展趨勢

1、就我國現階段的暖通空調發展水平來看，暖通空調的系統控制主要目標還應該建立在提升自身的自動化水平上，其中在具體的改進步驟上可以運用以下手段：由邏輯控制開關量、設備順序、回路控制組成的基礎控制單元器，其中回路控制的控制策略為傳統PID；CPU核心處理主要為八位單片機。隨著最近幾年來智能控制理論和嵌入式系統在系統控制中的應用得到了相當大的發展，加上嵌入式微處理器的成本相對降低，則社會主流單元控制器的嵌入式微處理器系統必然≥16位，控制策略必然屬高級，同時其自學習功能和自適應功能也相當強。因此此類單元控制器必然可使多工況、變負荷、任意初始條件下的控制對象實現回路最優控制和各環節最佳控制等目的。這對其中暖通空調系統的能量管理與控制做出了巨大貢獻。

2、目前我國暖通空調系統大部分已經采用了智能化的操控裝置，并且運用了較為智能的檢測與管理裝置。在大量的實踐基礎上證明運用計算機等對設備溫度及其他各種參數的控制都是定工作點方式。在這個系統中任何一個操作環節或者是控制環節都有可能被設置成為最佳設定點。但是這樣的處理并不會保證系統百分之百處于最佳的工作狀態，也就是說整個系統的最佳的節能方式并不能得到很好地保證。所以對于整個暖通空調系統來講任何一個環節都應該先把能耗因素放在首位，同時在系統運行的控制中尋求最佳結合點為設備的運行設置科學的定值，以此來實現暖通空調系統的節能運行。

3、現階段，暖通空調系統管理功能主要以監控功能為主，也就是說對暖通空調系統基礎控制單元的所有信息予以集中管理、統一報告或者是采用報警的手段來對當下的系統狀態進行優化調整。由此可見，若要結合現有資源提高暖通空調系統的能量管理功能，必須對暖通空調每一環節末端用戶的能量使用情況予以監測，同時將其作為研究的側重點。

4、普及暖通空調系統內網絡技術的應用。就現階段的研究水平講，暖通空調系統存在許多基于不同技術標準和不同開發環境的控制系統，與此同時控制系統的控制協議也是不同的。但是隨著現代化企業的發展需要，未來企業的發展必然會要求集成化的暖通空調控制系統，在同樣的條件下也同樣會把暖通空調控制系統的設備運行信息和能量管理集成到基于企業的網絡或者是企業信息管理系統中。由此達到異構計算機系統的信息交換與數據共享，這就是暖通空調系統優化控制與能量管理發展的必然趨勢所在。

三、結束語

由于我國在暖通空調領域內的研究起步晚發展慢，因此我國暖通空調系統節能運行現狀不容樂觀，尚存在諸多問題亟待解決。通過本文對我國暖通空調優化控制與能量管理現狀做的一系列的分析探討，并提出了筆者的觀點和看法希望對業內人士有所幫助。通過本文探討暖通空調系統優化控制與能量管理的發展趨勢，以提高我國暖通空調系統運行的節能控制。

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