淺談暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)分析

付玉龍

摘 要：暖通空調(diào)是建筑的一個重要組成部分，在現(xiàn)代人們的家居生活中地位越來越突出，但目前我國暖通空調(diào)控制技術(shù)還存在能源浪費和空調(diào)環(huán)境質(zhì)量低的問題，如何對暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)進行改進，推動能源的可持續(xù)發(fā)展是一個必須思考的問題。本文主要從暖通空調(diào)存在的問題出發(fā)，探究其產(chǎn)生的原因，并介紹暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計以及如何發(fā)展暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；優(yōu)化技術(shù)；優(yōu)化發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，城市化水平不斷提高，人們的生活也在發(fā)生翻天覆地的變化。人民生活水平不斷提高的同時，對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的要求也逐步提高，舒適、潔凈的室內(nèi)環(huán)境越來越被人們所追求。因此，集采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)三方面于一體的暖通空調(diào)在人們的生活中越來越收到關(guān)注。在這樣的情況下，我國的暖通空調(diào)控制技術(shù)有了一定程度的提升，但使用效率低、能源浪費大，受室內(nèi)外環(huán)境影響大等問題依然存在。此外，由于我國能源環(huán)境日益緊張以及可持續(xù)發(fā)展計劃的發(fā)展戰(zhàn)略，怎樣提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的利用效率，減少能源消耗，降低室內(nèi)外環(huán)境的不良影響，打造舒適的室內(nèi)環(huán)境是每一個工程師都應(yīng)該思考的問題。加強暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)是提高暖通空調(diào)運行質(zhì)量的一個重要手段。

一、暖通空調(diào)控制技術(shù)存在的不足

（一）能源消耗大，資源浪費

隨著人們對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，暖通空調(diào)在建筑中的使用范圍越來越大，在有些大型建筑中，中央空調(diào)的使用頻率很高，其能耗甚至可以達到整棟建筑能耗的一半還多。此外，由于我國的暖通空調(diào)設(shè)計的標準選擇的是客戶的最大需求，在運行過程中會長期處于低負荷的工作狀態(tài)，不僅拉低了整體的運行效率，也造成了浪費。究其原因，則是多方面的。有各種系統(tǒng)在負荷條件變化狀態(tài)下控制效果減弱而造成的能源損失；也有空氣處理技術(shù)上存在的速度慢、時間長等問題導(dǎo)致的系統(tǒng)內(nèi)部不穩(wěn)定造成的能源浪費；還有暖通空調(diào)本身存在的各種缺陷，例如時變性、大慣性、大滯后性等帶來的影響也會造成能源的浪費。如何在打造舒適、潔凈的家居環(huán)境的同時優(yōu)化暖通空調(diào)的使用狀況，提高使用效率，降低能源消耗、減少能源損失是目前仍需解決的問題。

（二）空調(diào)環(huán)境質(zhì)量低

當前暖通空調(diào)帶來的效果并不如預(yù)期的好，有調(diào)查顯示很多人都對空調(diào)環(huán)境的滿意程度都不高，這可能是由于暖通空調(diào)打造的空調(diào)環(huán)境質(zhì)量并沒有達到人們的預(yù)期，仍然存在一些問題。在中央空調(diào)的使用過程中，由于空調(diào)設(shè)備長期在大流量小溫差的環(huán)境下運行，再加上季節(jié)轉(zhuǎn)換等因素的影響，空調(diào)系統(tǒng)的運行效率會變低，于是采暖、通風及空氣調(diào)節(jié)的效果就會遭到減弱，導(dǎo)致空調(diào)環(huán)境質(zhì)量不高。除此之外，有些大樓還存在這二氧化碳和甲醛超標，以及濕度過大，溫度過低或過高的現(xiàn)象，這不僅大大減弱了大樓的舒適度，對大樓中人們的健康狀況，工作效率等也是一大威脅。造成這種狀況的原因，一方面是因為人們環(huán)保意識加強導(dǎo)致暖通空調(diào)的設(shè)置的改變形成的不良影響。另一方面則是暖通空調(diào)采用的定點運行控制方式，使得暖通空調(diào)受室內(nèi)外環(huán)境的影響大，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)工作效率低下，暖通空調(diào)運行效果不理想。

二、暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化

我國暖通空調(diào)的控制系統(tǒng)的設(shè)計到目前為止依然存在不少問題，因此才導(dǎo)致了暖通空調(diào)運行過程用的缺陷。當前的暖通空調(diào)還存在著較強的時變性和非線性以及大慣性和滯后性等特性，這讓暖通空調(diào)想要實現(xiàn)好的控制效果的同時減輕能源消耗等問題的任務(wù)依然艱巨。如何處理中間的技術(shù)難題，實現(xiàn)暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化，目前主要可以從以下幾分面進行考慮。

（一）廣義預(yù)測控制結(jié)構(gòu)優(yōu)化

合理的溫度值是實現(xiàn)暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的關(guān)鍵，只有掌握客戶所需的最佳溫度值，合理的設(shè)定房間溫度，才能保障空調(diào)系統(tǒng)快速而準確的把溫度調(diào)節(jié)到設(shè)定好的溫度值上，減少室內(nèi)外溫度變化對空調(diào)系統(tǒng)的影響，降低能源消耗。我國目前主要使用的是由三部分組成的RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)空調(diào)廣義預(yù)測控制體系，想要實現(xiàn)更準確的預(yù)測，就必須通過對運行中控制變量的研究，估計空調(diào)的輸出，從系統(tǒng)控制輸出的準確值入手，設(shè)計合理的暖通空調(diào)控制方案，修正RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力解決運行環(huán)境對變化對暖通空調(diào)設(shè)備控制造成的影響。

（二）控制器在線滾動優(yōu)化

滾動優(yōu)化就是利用模型預(yù)測正確信息，為制定科學(xué)有效的控制系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。主要包括數(shù)學(xué)模型的使用和優(yōu)化，以及利用模型的辨識度三個環(huán)節(jié)，此三者結(jié)合滾動優(yōu)化，找出科學(xué)規(guī)范的暖通空調(diào)控制規(guī)律，考慮優(yōu)化計算量的變量，從而實現(xiàn)對暖通空調(diào)控制器的優(yōu)化。

（三）暖通空調(diào)的廣義預(yù)測反饋校正

暖通空調(diào)的優(yōu)化必須從實際情況出發(fā)，尊重客觀事實。滾動優(yōu)化的預(yù)測方式由于受多種因素的影響，在運行過程中可能出現(xiàn)與實際處理單元不一致的狀況，所以要采取一些其他的預(yù)測方式來填補預(yù)測模型的不足。有多種方法可被采用，但都要做好誤差監(jiān)測，及時修正監(jiān)測中出現(xiàn)的問題，把誤差控制在預(yù)期值范圍內(nèi)。

三、暖通空調(diào)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）尋找并設(shè)定最佳設(shè)定值

暖通空調(diào)系統(tǒng)大多采用的都是定點的工作方式，但這種方式依然不能使暖通空調(diào)在不同的環(huán)境中達到最佳運行條件。尋找暖通設(shè)備的最佳設(shè)定值，是提升空調(diào)系統(tǒng)運行狀況的有效途徑。用最低的能耗標準作為尋找暖通空調(diào)設(shè)備最佳設(shè)定值的指標是實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化的重要途徑。

（二）提高現(xiàn)代技術(shù)的運用程度

暖通空調(diào)控制技術(shù)也應(yīng)該要與時俱進，把現(xiàn)代技術(shù)運用進去，提高運行效率。主要應(yīng)該包括兩個方面的內(nèi)容，一個是提高暖通空調(diào)控制技術(shù)的自動化水平，另一個是提高網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用。提高自動化水平對暖通空調(diào)在復(fù)雜環(huán)境下的自動學(xué)習(xí)能力的實現(xiàn)有積極作用，達成最佳控制狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用則可以實現(xiàn)企業(yè)間的數(shù)據(jù)分享和信息交流，符合暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

四、結(jié)語

暖通空調(diào)是建筑的一個重要組成部分，在提高人們的室內(nèi)居住環(huán)境質(zhì)量方面有著重要作用，雖然暖通空調(diào)控制技術(shù)仍然存在一些問題，但總體發(fā)展趨勢是好的。要不斷對控制技術(shù)進行改進，尋找科學(xué)準確的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對暖通空調(diào)系統(tǒng)的最終優(yōu)化。

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