暖通空调系统优化控制与能量管理的现状及发展趋势

暖通空调系统优化控制与能量管理的现状及发展趋势

彭杰

身份证号码： 23052219890601**** 黑龙江省 155811

摘要：暖通空调系统能耗通常占据总能耗的60%以上,成百上千的设备通过管道和风、水、制冷等多个换热环节连接沟通暖通空调系统,对暖通空调系统的全面管理和控制效果要求较高,如何能够达到最佳控制效果,满足人们生活质量的要求,成为了当前暖通空调系统控制中需要注意的重点问题。随着人们生活质量的不断提升,人们对暖通空调系统控制和能量管理的要求也在逐渐提升,所以加强对暖通空调系统的优化控制与能量管理十分必要。本文主要结合暖通空调系统优化控制和能量管理的实际情况进行分析,在明确现状的基础上,对未来的发展趋势进行展望,希望能够对我国暖通空调系统的优化设置产生一定的积极影响和借鉴意义。

关键词：暖通空调系统；优化控制；能量管理

引言

现代化建设水平不断进步的同时,人民的生活质量和要求也有了显著的提高,关于室内空调的应用也比较普遍,针对整体暖通运行效率的完善主要是找出控制的难点所在,因此在整个系统优化与控制管理过程中,要学会运用能量管理技术进行满足人民需求的不断改进,试图从能耗等因素进行控制参数的合理整定,具体细节的工作点要落实到位,因此必须客观地分析空调系统优化控制与其中能量管理的现状,结合给类因素,充分规划和预测其未来发展的主要趋势。

1暖通空调的能量管理及优化控制的必要性

1.1暖通空调的能量管理

能量管理在暖通空调节能工作中属于关键部分。其作用在于通过管理防止能量的泄露等问题的出现。通过对能量进行数据化测量并科学管理，可以了解到空调的资源消耗及其的细节情况和其各自所耗费的成本。工作人员可以据此进行数据分析，做出合理预测和并提出相应决策，若想使得暖通空调耗能最低，必须对其进行能量管理，确立优化控制、能量管理与系统调节三大模块，并对它们进行合理配置优化，最大可能的降低空调的耗能量。具体来说，就是在能量管理模块中当耗能量将要达到某点时，可操作开关来加以调整，尽量减少耗能量。

1.2暖通空调优化控制的必要性分析

（1）目前暖通空调控制技术中的问题。首先，系统耗能量过大。现代社会，空调在越来越广泛的运用在了人们生活的方方面面。与此同时，因经常使用空调导致的耗能过大问题也在愈发突显出来。在较大规模建筑中，其耗能总量的一半都是中央空调耗能。原因在于：一是空调设计时考虑的是用户的最大需求，但系统运转时往往处于低耗能状态，根本不合理；其次，运行质量不佳。据有关调查显示，很多使用空调的建筑存在甲醛超标、湿度状态不正常等现象，使得室内环境不佳，影响着人们的工作及生活；（2）导致空调控制技术问题的原因分析。首先，最大负荷算法及定工作点法是目前设计暖通空调时候主要采用的方法。但实际上，空调通常是在较低耗能情况下运行，导致能量浪费；同时，空调周围环境的影响因素是在不断变化的，采用定工作点的方式根本不足以适应环境并做出调整，也使能量浪费更加严重；其次，控制器存在不足。因在空调实际运转时，非线性现象及环境变化导致现在多数控制器都无法适时作出调整、胜任实际需求，导致能量浪费。

2暖通空调系统优化控制与能量管理现状

2.1暖通空调系统优化控制现状

（1）实现暖通空调系统动态优化技术应用。这项技术应用的实现过程需要对工作点进行优化和控制，空调系统控制对动态优化技术提出了要求，那就是其需要使空调系统控制在一定的期限时间内完成，因而为了达到这个目标，优化工作通常是：基于遗传算法，根据记录资料对格式进行相应的转化，并建立起包括各阶段峰值能耗及运行成本等数值在内的目标函数，以及房间内最小的温度曲线。在这种算法下，使暖通空调系统能够预测最佳的开关机时间，从而合理制定冷凝温度的设定点。这种技术优化使系统控制和管理的有效性得到了提升。

（2）实现整定基础控制器的应用。在回路控制研究领域，有专家提出了这样的论证，如果用ANN模型对暖通空调系统进行优化，同时配以把控蓄冷量或温度变化量的能量管理控制，那么在暖通空调系统实现的过程中，其系统运行能够得到一定的优化控制和能量管理。但在实际应用中，还需考虑回路控制器的选择等相关结合实际情况的一些设计环节，也就是说需要实现控制器的参数整定。

（3）实现智能处理技术的应用。目前的暖通空调系统已经加

大了建模方法、智能优化监控等智能处理技术的应用。而空调内部结构的变工况点，还需要进行在线的分析和操作，以确保能及时的制定出优化的手段，并且通过指端智能分析体系，可以实现其更多的功能性，比如录入相关模型的制定、成本分析功能等。这使些功能的发挥使空调器工作效率得到提高的同时，空调器系统整体的耗能管理信息检查效果也得到了提升。另外，优化控制措施还适用于已经处于安装状态的一些空调的关键设备，这时采取预计计算方法可以建立静态模型、或者实现对工作点的优化控制。另外，如果引进恒定测量送风压力及温湿度的系统，那么还可以有效地确保系统的稳定性。智能处理技术的应用是一个不断地优化的过程，目前在暖通空调系统优化控制中，我国相关技术研发已经逐渐加大对该系统运行效果及控制能耗的仿真研究力度，这使得空调器的功能性获得了具体的提升。

2.2暖通空调系统能量管理现状

信息技术的普及，对于暖通空调系统来说也有很大影响，使其优化控制以及能量管理的效果更佳的明显。信息技术管理模式，逐渐将原先的模式给替代了，被替代掉的模式，也就是我们说的常规的仪表控制管理模式。在该系统的控制管理中，加入了信息技术，更使得该系统管理的效果不断增强，并且还可以有效降低能耗，提升系统运行的速度，甚至系统运行的质量也得到保障，还在一定程度上促使管理成本得到有效降低；而变频技术的应用，结合了最优控制和模糊控制的优点，促使专用管理的系统软件，其负荷跟踪的特点被加入其中，那么控制的效果必然随之增强了。可以根据冷热负荷的计算，来进行COP值的选择，最终达到了节约冷热源的作用，而变频技术的应用，使得水泵的变流量运行，可以减少水的能耗，当然风系统输送能耗也能因此得到降低。

3暖通空调系统优化控制与能量管理发展趋势

3.1信息网络技术的应用

不同的控制协议，就空调系统而言，目前来看都是存在着的，而不同的控制系统，其开发的环境和技术的标准显然都是不一样的。在暖通空调系统优化控制和能量管理中，人们逐渐应用网络信息技术管理模式对其进行集中的管理，这使得系统的能量管理以及设备的运行信息技术可以直接融入到企业的信息管理中，并且这些数据都是非常全面且精确的数据，对于决策者来说，可以作为一种信息和数据的参考，可以引发一定的思考，而对于暖通空调系统来说，也可以为其优化控制和能量管理进行游戏加强，在模式上进行不断创新，同时也为该系统带来了更多保障。

3.2自动化水平的提升

就暖通空调控制系统来说，其自动化水平是有在不断提升的，而未来通过控制模式的优化，自动化水平只会提升得更加稳定而迅速。以传统的PID（PacketIdentifier）为控制方式的回路控制和设备顺序、逻辑控制管理单元器会逐渐被信息化的CPU（CentralProcessingUnit）核心处理方式所取代。嵌入式系统的发展，以及智能控制理论的发展，也就导致嵌入式微处理器其价格受到影响，出现下降趋势。嵌入式未处理系统，如果是16位或者16位以上位数的处理系统，都会逐渐成单元控制器。而就控制管理模式而言，高级的将融入于该系统中，形成带来自适应、自学习功能的单元控制器，使控制对象能够在变负荷、多工况等多种条件下实现控制与管理，回路实现最优控制，可以促使能量管理和优化控制效果更佳。

3.3控制器的优化

将暖通空调的负荷水平，与智能化分析网络两者相结合，进行深入的研究，研究制作能耗模型是否可行，由此也可以知道，对具体优化方案来说，单个模型的识别输入及识别输出有着重要的贡献作用。利用相关的计算方式，预测手段需要是智能化的，对空调的蓄冷量进行控制，控制手法必须是合理的，并且还要解决波动和超调的相关问题，如此才能确保其效果和能力，也就是确保其抗干扰的能力，以及保证其解藕控制的效果；通过整定参数，然后输入到系统的控制过程，以确保整定环节温度得到控制，其变化的幅度需要控制在不超过0.5℃。在送风的阶段，这种空调系统的算法有两种，一种是模糊算法，另一种则是分离增量型控制算法，两种算法就将优势能力都有效地集合了起来。此外，风速控制的应用，以此程序为基础，以实验效果为依据，可以合理的来界定系统控制效能的优点及不足之处，从而促使后期的应用价值，越发的合理化。就该系统而言，其控制回路繁多，并且其回路控制器，还拥有不同的参数设定方法，以及其控制的方法都是不同的，因而今后的空调系统控制器也将具备不同的研究成果。

3.4智能技术控制下的自行处理及学习能力

在对暖通空调设备控制管理进行智能化监控过程中，计算机通过分析中央控制机参数的设定，并以热源及输送自控节能为依据，在制冷热泵机组的指令下，按照一定顺序及节能控制需求，利用智能操作平台来提供可靠的温差信息。在开发专用管理系统软件过程中，需以整体结构中热冷负荷的具体值为依据，合理控制冷热源机组的流量，从而达到降低系统各环节能耗输送的目的。分析当前暖通空调受到的风量要求，凭借嵌人式微处理技术制定出高级控制策略，进而确保在控制单元中，自适应及自行学习等功能处于主流地位，在达到回路作用下控制效应理想化的基础上，逐步实现各环节机能的最佳控制。

3.5暖通空调系统管理功能的多元化发展

现有暖通空调系统管理功能更多体现在监控，即对基础控制单元的信息进行集中管理、报告、报警、状态监测的设备的调度等方面，而未来的暖通空调系统优化管理模式，定会逐渐向多元化的方向发展，增加能量管理功能、能量监测功能等等。在现有的管理模式和基础上，更多的关注暖通空调能量管理效果，监测暖通空调各个环节运行的过程当中，所需要使用的能量，从而更好地控制能量，达到降低能耗的效果。

结束语

自动化处理技术在我国暖通空调系统的应用范围越来越广,采用必要的回路负荷控制和设备顺序的合理安排,进行逻辑顺序作用下的开关量构成的基础控制单元器,借助计算机网络信息分析处理技术,进行实时信息的及时报备,保证必要的节能功能在内部结构的合理实现,保证优化控制的效应全面扩展,实现我国暖通空调技术改善与系统优化控制的先进效果。

参考文献

[1]梁生健.暖通空调系统优化控制与能量管理的发展趋势[J].建设科技,2017(18):71-72.

[2]王洋.暖通空调系统优化控制与能量管理的现状及发展趋势[J].中华建设,2015(11):88-89.