暖通空调优化控制技术研究
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梁光发(广东省石油化工建设集团 526600)
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摘要： 基于成本最低和提高资源的利用率来实现可持续发展
的角度出发， 对暖通空调优化控制控制研究就是指以更科学先进的控制方法来实现节能环保的目标。本文就是客观分析了我国
目前暖通空调的运用现状的基础上， 进一步探讨了暖通空调控制技术优化的方法和应用措施， 希望能够推动暖通空调优化控制技
术的提升。
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关键词： 暖通空调； 技术优化； 控制优化
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随着经济的发展带动建筑行业的迅速发展， 人们生活水平的逐步提高， 人们对于室内环境品质要求也越来越高。特别是为室
内环境品质发挥关键作用的暖通空调也受到了关注和普及。而暖通空调系统的在运行中能量消耗几乎整个建筑耗电量的50%
以上， 特别目前我国绝大多数暖通空调的低效率使用， 造成大量的能源浪费。暖通空调技术优化控制则是工程师的重要工作任
务， 进而提高建筑用系统的使用效率， 降低室外环境对室内环境的不利影响， 提升室内环境品质。因此必须要对暖通空调优化控
制技术。
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一、 我国暖通空调控制现状
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1.暖通空调运行现状
我国空调系统都是根据客户定制的需求而进行设计的， 这就导致了很多空调系统的运行效率很低， 处于长期低负荷工作的情
况。例如中央空调在使用过程中， 根据客户的需求， 大多数都是
设置在最初生产设计负荷的40%-60%左右， 而且空调设备经常在大流量小温差的情况下工作， 设备中冷凝水过多， 而新风获取
不足， 特别是在季节转换期， 新风传输不理想， 整体系统运行效率很低。并且随着人们环保意识的加强， 许多大型建筑中的暖通空
调导致室内二氧化碳和甲醛超标， 室内相对湿度过大， 空间温度过冷或者过热。这都是间接影响室内人们的健康和工作效率。
虽然暖通空调系统最初设计时是按照所能承载的最大负荷计算的， 而多数情况下在轻负荷状态下运行， 满负荷状态下运行的机
会很。另外由于暖通空调采用的的运行方式是定点工作控制方式， 在受到室外环境变化， 阳光照射变化灯因素， 空调传热效率降
低， 使得空调系统低效工作， 这些原因都导致了资源的浪费。
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2.暖通空调技术发展现状
目前我国暖通空调的智能控制系统的效果不理想。由于暖通空调耗能在建筑中的比例很大。基于定风量、 定温度和定压力
设计的空调控制CAV 系统和基于变风量的空调控制 VAV 系统的在负荷条件变化的状态下， 控制效果都不明显， 造成能源的
损失和浪费。而PID控制系统以及近年来加强了对空气处理技术的多回路 PID 控制， 都存在调节的速度较慢， 时间过长， 进而
导致制冷机组、 空调处在长时间运行的状态下， 系统内部干扰因素很多， 热量相互抵消， 控制器的参数无法科学确定， 也造成了能
源的大量消耗。特别是暖通空调明显时变性、 大惯性、 强干扰性、非线性、 大滞后等特征， 要实现室内环境良好， 温度适中要求的良好控制效果和能源节约是急需解决的难题。
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二、 暖通空调控制技术优化
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1.暖通空调控制系统设计优化关键在于通过客户的需求设置最佳的温度值， 减少室内外温度不必要因素的干扰， 进而设计
合理的暖通空调的控制器， 达到降低能源消耗的目的。通过对目前运行的控制变量进行一段时间的实时跟踪， 进而摸索出未来系
统控制输出准确的期望， 排除了暖通空调停滞性和大惯性的缺陷。另外可以领用神经网络的强学习能力克服暖通空调设备运
行环境的变化对设备控制带来的影响作用。
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2.暖通空调控制器在线滚动优化。就是指利用数学的模型和优化方法结合目标函数， 借助模型的辨识度部分三者结合滚动
优化， 去预测正确的信息， 进而制定科学规范的控制机制， 对在线优化计算的各变量进行综合考虑最终实现滚动优化。
3暖通空调预测中， 利用有价值的暖通空调动态模型， （例如RBF 模糊神经网络动态模型） ， 设置与暖通空调运行相关的各种
关键参数进而利用模型进行相关迭代计算， 预测出各种情况及可预测的各种干扰因素下， 进而对暖通空调的系统优化， 提前对室
内未来温度参数进行较为正确的预测。
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三、 暖通空调节能优化技术措施
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1.太阳能节能技术
太阳能的可持续利用特征可以为暖通空调提供源源不断的能量。通过装置集热器扣循环控制系统组成的太阳能供暖系统
和包括温度控制器、 生活热水体系和地板采暖的循环控制系统。既可以利用太阳光直接为暖通空调提供能量， 又可以在天气不好
的情况下利用控制系统自动转换为燃气设备进行辅助加热， 太阳能节能技术在暖通空调系统上的运用， 极大方便人们的同时， 的
节约了资源保护了环境， 降低操作成本， 是实现绿色建筑暖通空调的有效途径。
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2.地源热泵应用地源热泵技术
在解决供热、 制冷方面具有较高的经济和节能优势， 相对空气热源泵来说。优点最更显著， 因为地源热泵系统只影响土壤温
度， 并不会造成地面下沉和地下水位下降、 水质， 是目前较为成熟的、 对环境影响较小的取热、 散热方式。为保证垂直埋管吸收和
排出的热量平衡。保证热泵系统高效运行， 可在寒冷地区为系统增设1个辅助设备用以提供热量， 可以通用串联或并联的方式联
合运行地源热泵和太阳能．向系统提供更多的热量， 进而满足采暖需求。在温度较高区域可以利用冷却塔供冷， 通过和地源热泵
的串联运行分担部分负荷．在夜间将土壤中积蓄的热量带走， 实现降温．保证热泵性能较高。
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