暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)研究

申曉會

摘 要：在生活水平不斷提高的過程中，空調(diào)的應(yīng)用越來越普遍。空調(diào)使用中產(chǎn)生的能量消耗一直是人們所關(guān)注的一個重點問題。可以說就整個建筑工程而言，空調(diào)所消耗的能量占據(jù)其中的一半。針對這樣一種形勢，有必要在優(yōu)化暖通空調(diào)控制，促使其能夠應(yīng)用更科學(xué)、先進(jìn)的方法來實現(xiàn)技能環(huán)保的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);優(yōu)化控制;技術(shù)

1 暖通空調(diào)控制技術(shù)概述

實現(xiàn)室內(nèi)通風(fēng)、采暖以及空氣調(diào)節(jié)是暖通空調(diào)的三大組成部分，我們將其簡稱為暖通。暖通空調(diào)控制系統(tǒng)包括兩大塊：空氣處理系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)，由于空氣處理設(shè)施的設(shè)置不一樣，所以我們又可以按照集中系統(tǒng)、半集中系統(tǒng)以及全分散系統(tǒng)來劃分。一般情況下我們在安設(shè)暖通空調(diào)的控制器之前都需要對建筑物內(nèi)的房間溫度進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)定，這樣才更有利于整個暖通空調(diào)系統(tǒng)可以對房間溫度進(jìn)行有效而準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，才能對溫度值進(jìn)行有效設(shè)定并減少空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中所消耗的能源。不過實際上暖通空調(diào)在運行過程中控制時間常常被延遲，所以其控制信號也無法及時有效的傳達(dá)出去。為解決這個問題，技術(shù)人員使用了預(yù)測控制來提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的運輸質(zhì)量以及工作效率。

2 暖通空調(diào)優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)狀

現(xiàn)代化城市的進(jìn)步和人民生活水平的提高的同時，人們使用暖通空調(diào)的范圍和頻率也比以前要更廣更高，然而我國暖通空調(diào)技術(shù)發(fā)展至今還存在著兩大問題沒有得到有效解決：一是能源消耗比較高;二是環(huán)境影響大。

2.1 能源消耗方面

在現(xiàn)代城市生活的人們越來越要求高質(zhì)量的室內(nèi)生活環(huán)境，對于空調(diào)的使用頻率更是比以前高了許多，在不少大型建筑物當(dāng)中，中央空調(diào)系統(tǒng)運行的消耗超過了整個建筑物耗能的50%甚至更多。同時，國內(nèi)在設(shè)計和安裝暖通空調(diào)時都是根據(jù)住戶的最大需求來進(jìn)行的，這就導(dǎo)致許多建筑物內(nèi)的暖通空調(diào)在運行時其實有很長時間都是低負(fù)荷工作的，資源浪費非常嚴(yán)重，空調(diào)的工作效率也比較低。造成這一結(jié)果的原因有許多，包括空氣處理技術(shù)不成熟、滯后性嚴(yán)重等。

2.2 環(huán)境質(zhì)量不高

當(dāng)前許多空調(diào)技術(shù)方案都很難達(dá)到居民對于建筑物通風(fēng)取暖的要求，其運行效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期制定的目標(biāo)，調(diào)查研究表明不少住戶對于空調(diào)的環(huán)境質(zhì)量并不是很高，其原因在于整個空調(diào)運作系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備因為長時間處于大流量小溫差的環(huán)境下進(jìn)行工作以及定點運行的控制措施等因素使得空調(diào)的工作效率大大降低，空氣調(diào)節(jié)、采暖等一系列性能也就很難滿足人們的要求。還有一些建筑物則因為暖通空調(diào)技術(shù)不成熟而帶來了甲醛、二氧化碳超標(biāo)等問題，這不僅會影響環(huán)境還會對人們的健康及生活質(zhì)量帶來不良影響。

3 暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)的策略

3.1 優(yōu)化和實現(xiàn)控制器的在線滾動

通常我們在設(shè)定暖通空調(diào)控制器時都是以房間適宜的溫度來進(jìn)行的，這樣能夠準(zhǔn)確而有效率的對房間的溫度值進(jìn)行設(shè)定。但受外部環(huán)境的影響使得該技術(shù)環(huán)節(jié)并不能很好的對室內(nèi)溫度進(jìn)行控制。所以，我們需要盡可能降低外部環(huán)境給室內(nèi)溫度帶來的不利影響，這就需要相關(guān)技術(shù)工作人員建立一個既節(jié)約能源又不會破壞環(huán)境的空調(diào)模型，以便相關(guān)工作人員能夠合理預(yù)測輸出信息，并確保滾動優(yōu)化措施得以順利開展。同時我們還需要觀察并總結(jié)出暖通空調(diào)控制的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)的計算量進(jìn)行綜合性考慮。為滿足住戶對于暖通空調(diào)的通風(fēng)、采暖等要求并提高空調(diào)的工作效率，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)對這些設(shè)計要求進(jìn)行資料采集與完善，設(shè)備接口處的檢測顯示器須安裝完整并確保其能夠正常工作，方便工作人員對暖通空調(diào)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行監(jiān)測。如果建筑物的樓層比較高則我們還需要密切關(guān)注高層住戶的入戶對于熱力裝置的安裝進(jìn)行得如何，實現(xiàn)對暖通空調(diào)控制器的在線滾動。

3.2 對空調(diào)的預(yù)測系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化

目前國內(nèi)暖通空調(diào)運行時其預(yù)測控制系統(tǒng)大多數(shù)使用的是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)三部分共同構(gòu)成該系統(tǒng)的主要架構(gòu)。然而該系統(tǒng)在實際運行過程中還存在一些問題，比如不能對空調(diào)的溫度、通風(fēng)等系列與其有關(guān)的數(shù)據(jù)做合理準(zhǔn)確的預(yù)測，因此我們可以從這一塊出發(fā)來優(yōu)化空調(diào)控制技術(shù)，讓其能夠合理準(zhǔn)確的對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和高效輸出。為此我們可以通過對神經(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)的運行規(guī)律等方式來入手。

3.3 對空調(diào)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化

當(dāng)前暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的一大問題是能源消耗比較大，因而迫切要求我們對此進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)高效、節(jié)能的運行。其主要的優(yōu)化方法包括：工作人員在安裝空調(diào)之前需要對制冷劑的容量進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計;設(shè)計人員設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時須嚴(yán)格根據(jù)暖通空調(diào)的通風(fēng)和采暖等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，并通風(fēng)設(shè)計圖進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)且多次的審核，完善設(shè)計施工圖;為避免空調(diào)控制系統(tǒng)在設(shè)計、安裝以及運行過程中發(fā)生誤差情況影響了空調(diào)的運作效率，工作人員需要對空調(diào)的容量以及通風(fēng)負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行合理科學(xué)的計算;制冷機(jī)的容量也是值得我們注意的一個問題，從設(shè)計到安裝相關(guān)工作人員都需要注意對其進(jìn)行有效合理的控制。除此之外，我們還可以借助其他資源來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，比如利用太陽能來實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中的溫度、熱水以及采暖系統(tǒng)的高效率的循環(huán)工作，努力讓燃?xì)庠O(shè)施控制系統(tǒng)通風(fēng)與加熱進(jìn)行自動切換。

3.4 優(yōu)化和提升空調(diào)控制的自動化水平

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使大多數(shù)設(shè)備與機(jī)器都做到了自動化，自動化技術(shù)的出現(xiàn)不但有效提高了工作效率，同時也提高了設(shè)備運行和生產(chǎn)質(zhì)量，對于暖通空調(diào)控制技術(shù)來說同樣如此。以往人們在提高空調(diào)控制器的自動化水平時多是通過PID來完成。在控制策略當(dāng)中PID是一個控制單元器，其核心的處理工具則是使用8位單機(jī)片來工作的。這種自動化優(yōu)化措施最大的不足就在于人們大都使用高于16位的嵌入式微處理器，同時控制策略也在不斷升級變化。所以，這就要求我們對單元控制器進(jìn)行升級，使其實現(xiàn)自動適應(yīng)，這樣才能實現(xiàn)對回路的有效控制，才能讓控制系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)和設(shè)備都能夠處在最佳的狀態(tài)下進(jìn)行工作，才能確保空調(diào)控制系統(tǒng)能夠順利運行。

3.5 重視能量管理

目前我國在管理暖通空調(diào)控制系統(tǒng)上的主要對象是管理并控制基礎(chǔ)控制單元，包括對信息進(jìn)行集中處理等，能量管理目前還不在管理范圍之內(nèi)，或者說管理得比較少，關(guān)注不多，這是造成我國暖通空調(diào)控制系統(tǒng)耗能比較高的一個主要原因之一。所以，我們在設(shè)計和管理空調(diào)系統(tǒng)時應(yīng)當(dāng)將能量管理作為一個獨立板塊納入常規(guī)管理之中，并加強(qiáng)末端用戶能量使用的監(jiān)測和控制。此外，我們還可以結(jié)合現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在暖通空調(diào)的控制系統(tǒng)中引進(jìn)信息化的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)和信息指標(biāo)的實時監(jiān)測和共享。

4 總結(jié)

綜上所述，當(dāng)前我國暖通空調(diào)系統(tǒng)雖然給人們的生活帶來了許多方便之處，但受技術(shù)、外部環(huán)境等影響因素使得暖通空調(diào)控制技術(shù)還存在不少問題需要優(yōu)化解決。這就需要我們在設(shè)計、安裝和維護(hù)暖通空調(diào)系統(tǒng)時結(jié)合具體情況對設(shè)備值進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)化預(yù)測系統(tǒng)，重視節(jié)能環(huán)保等一系列步驟來提高系統(tǒng)的運行效率，改善環(huán)境質(zhì)量，提高人們對空調(diào)系統(tǒng)的滿意度和生活質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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