暖通空調優化控制技術研究

梁光發(廣東省石油化工建設集團526600)

隨著經濟的發展帶動建筑行業的迅速發展，人們生活水平的逐步提高，人們對于室內環境品質要求也越來越高。特別是為室內環境品質發揮關鍵作用的暖通空調也受到了關注和普及。而暖通空調系統的在運行中能量消耗幾乎整個建筑耗電量的50%以上，特別目前我國絕大多數暖通空調的低效率使用，造成大量的能源浪費。暖通空調技術優化控制則是工程師的重要工作任務，進而提高建筑用系統的使用效率，降低室外環境對室內環境的不利影響，提升室內環境品質。因此必須要對暖通空調優化控制技術。

一、我國暖通空調控制現狀

1.暖通空調運行現狀

我國空調系統都是根據客戶定制的需求而進行設計的，這就導致了很多空調系統的運行效率很低，處于長期低負荷工作的情況。例如中央空調在使用過程中，根據客戶的需求，大多數都是設置在最初生產設計負荷的40%-60%左右，而且空調設備經常在大流量小溫差的情況下工作，設備中冷凝水過多，而新風獲取不足，特別是在季節轉換期，新風傳輸不理想，整體系統運行效率很低。并且隨著人們環保意識的加強，許多大型建筑中的暖通空調導致室內二氧化碳和甲醛超標，室內相對濕度過大，空間溫度過冷或者過熱。這都是間接影響室內人們的健康和工作效率。雖然暖通空調系統最初設計時是按照所能承載的最大負荷計算的，而多數情況下在輕負荷狀態下運行，滿負荷狀態下運行的機會很。另外由于暖通空調采用的的運行方式是定點工作控制方式，在受到室外環境變化，陽光照射變化燈因素，空調傳熱效率降低，使得空調系統低效工作，這些原因都導致了資源的浪費。

2.暖通空調技術發展現狀

目前我國暖通空調的智能控制系統的效果不理想。由于暖通空調耗能在建筑中的比例很大。基于定風量、定溫度和定壓力設計的空調控制CAV系統和基于變風量的空調控制 VAV系統的在負荷條件變化的狀態下，控制效果都不明顯，造成能源的損失和浪費。而PID控制系統以及近年來加強了對空氣處理技術的多回路 PID控制，都存在調節的速度較慢，時間過長，進而導致制冷機組、空調處在長時間運行的狀態下，系統內部干擾因素很多，熱量相互抵消，控制器的參數無法科學確定，也造成了能源的大量消耗。特別是暖通空調明顯時變性、大慣性、強干擾性、非線性、大滯后等特征，要實現室內環境良好，溫度適中要求的良好控制效果和能源節約是急需解決的難題。

二、暖通空調控制技術優化

1.暖通空調控制系統設計優化關鍵在于通過客戶的需求設置最佳的溫度值，減少室內外溫度不必要因素的干擾，進而設計合理的暖通空調的控制器，達到降低能源消耗的目的。通過對目前運行的控制變量進行一段時間的實時跟蹤，進而摸索出未來系統控制輸出準確的期望，排除了暖通空調停滯性和大慣性的缺陷。另外可以領用神經網絡的強學習能力克服暖通空調設備運行環境的變化對設備控制帶來的影響作用。

2.暖通空調控制器在線滾動優化。就是指利用數學的模型和優化方法結合目標函數，借助模型的辨識度部分三者結合滾動優化，去預測正確的信息，進而制定科學規范的控制機制，對在線優化計算的各變量進行綜合考慮最終實現滾動優化。

3暖通空調預測中，利用有價值的暖通空調動態模型，(例如RBF模糊神經網絡動態模型)，設置與暖通空調運行相關的各種關鍵參數進而利用模型進行相關迭代計算，預測出各種情況及可預測的各種干擾因素下，進而對暖通空調的系統優化，提前對室內未來溫度參數進行較為正確的預測。

三、暖通空調節能優化技術措施

1.太陽能節能技術

太陽能的可持續利用特征可以為暖通空調提供源源不斷的能量。通過裝置集熱器扣循環控制系統組成的太陽能供暖系統和包括溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖的循環控制系統。既可以利用太陽光直接為暖通空調提供能量，又可以在天氣不好的情況下利用控制系統自動轉換為燃氣設備進行輔助加熱，太陽能節能技術在暖通空調系統上的運用，極大方便人們的同時，的節約了資源保護了環境，降低操作成本，是實現綠色建筑暖通空調的有效途徑。

2.地源熱泵應用地源熱泵技術

在解決供熱、制冷方面具有較高的經濟和節能優勢，相對空氣熱源泵來說。優點最更顯著，因為地源熱泵系統只影響土壤溫度，并不會造成地面下沉和地下水位下降、水質，是目前較為成熟的、對環境影響較小的取熱、散熱方式。為保證垂直埋管吸收和排出的熱量平衡。保證熱泵系統高效運行，可在寒冷地區為系統增設1個輔助設備用以提供熱量，可以通用串聯或并聯的方式聯合運行地源熱泵和太陽能．向系統提供更多的熱量，進而滿足采暖需求。在溫度較高區域可以利用冷卻塔供冷，通過和地源熱泵的串聯運行分擔部分負荷．在夜間將土壤中積蓄的熱量帶走，實現降溫．保證熱泵性能較高。