摘要：城市化进程的加快和人们生活水平的提高使得人们对于环境质量的要求也越来越高，包括室内生活环境。空调是现代城市人们生活中的重要电器之一，其使用率呈逐年上升的趋势，但由于受到技术条件的限制，出现了因使用暖通空调而造成的能源浪费严重、环境污染等问题，而对暖通空调系统进行优化控制和能量管理是改善上述环境问题的有效措施，目前已引起相关专家的高度重视。本文针对暖通空调系统优化控制与能量管理的发展趋势进行了分析。
关键词：暖通空调；系统优化控制；能量管理
一、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。其操作分为对开发控制优化、负载循环及夜间气洗几个步骤。
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。
综上，必须采取措施对暖通空调控制技术进行优化。
二、暖通空调系统优化控制与能量管理的现状
2.1工作点优化控制
基于整个系统环境预测相应和能量运行，来改变暖通空调系统控制设定点的方式，是在遗传算法的基础上进行暖通空调优化设置，借助多个优化设定点和改变系统相应，达到降低系统能耗的效果，这种方式逐渐应用于我国暖通空调系统优化控制和能量管理中。
随着我国暖通空调技术的不断发展，有些人提出的暖通空调系统动态优化技术，即在制定时间内，通过目标函数最小的房间温度曲线来达到优化控制和能量管理的效果，目标函数为运行成本或者是峰值能耗。同时，还有很多学者通过人工神经网络模拟暖通空调系统中各个设备的非线性特征，进而达到优化配置整个空调系统的效果。
2.2整定基础控制器
在回路控制研究领域中，有专家学者提出可运用ANN模型对暖通空调系统进行优化控制，而能量管理工作则从如何把控蓄冷量或温度变化量入手等，但在实际的暖通空调系统优化控制和能量管理工作中，需对回路控制器的选择等多方面因素进行考虑，并结合具体的情况来推动我国暖通空调系统优化与能量管理的效果。
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2.3能量管理
变频技术在暖通空调系统管理中的应用，结合了最优控制和模糊控制的优点，创造了含有负荷跟踪特点的专用管理系统软件，达到了暖通空调节能控制的效果。根据冷热负荷计算选择COP值，能够更加适合冷热源机组和末端设备，达到节约冷热源的效果，而借助变频技术等方式，能够使水泵变流量运行，达到减少水、风系统输送能耗的作用，这些方式都对我国暖通空调系统的优化控制和能量管理产生了较大的影响，降低了能耗。
三、暖通空调系统优化控制与能量管理发展趋势
暖通空调系统优化控制与能量管理未来发展中，定会将信息技术更好地融入于其中，达到全面管理、优化配置、节约能耗等效果。
3.1暖通空调控制系统自动化水平的不断提升
未来我国暖通空调系统优化控制模式定会逐渐实现自动化水平的不断提升，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。随着我国嵌入式系统和智能控制理论的发展，嵌入式微处理器价格也会逐渐出现下调趋势，基于16位和以上的嵌入式未处理系统会逐渐成为单元控制器的主流模式，将高级控制管理模式融入于暖通空调系统优化控制和能量管理的过程当中，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，实现回路的最优控制，达到能量管理和暖通空调系统优化控制的效果。
3.2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。
3.3信息技术网络在暖通系统管理中的应用
当前我国暖通空调控制系统存在着不同的控制协议，不同的控制系统也具有各不相同的开发环境和技术标准。未来随着我国科学技术的不断发展，相信暖通空调技术优化控制和能量管理也会逐渐普遍应用网络信息技术管理模式，实现暖通空调格控制系统的集中管理，将系统的能量管理和设备的运行信息技术、全面、精确的融入到Internet和Intranet构成的企业信息管理系统当中，为决策者提供更多的信息和数据参考，也能够为我国暖通空调系统优化控制和能量管理模式的创新带来更多的保障，创建更为优越的条件。实现异构计算机系统的数据共享和信息交换，是未来暖通空调系统优化控制和能量管理的新方向。
四、结论
综上，目前暖通空调的系统控制中存在很多局限，使得空调的能源浪费严重、且影响到周围良好的环境创建，不利于人民生活水平的提高和国家的经济建设发展。因此，必须采取措施对该状况加以改善。对暖通空调进行系统优化控制及能量管理是有效的改革方案。现今很多专家都在采取措施改善我国空调的优化控制和能量管理技术，并取得了一定的收效，但仍有待完善。
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论文作者:王坤迪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/23
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