关键词：暖通空调；自动控制系统；现状；发展趋势
引言：
在我国经济转型的关键时期，国家对经济发展的质量提出了更高的要求。在空调生产领域，空调技术的研发也受到了节能减排和绿色环保政策的影响。在上述背景的影响下，空调技术研发也逐渐将其与自动控制技术结合起来，发展为空调自动控制系统。自动控制系统成为节能减排和工业可持续发展的关键技术支撑。结合自动控制技术的空调系统与传统空调系统具有明显的优势。自动控制系统能够保证整个空调系统智能运行，提高空调系统的节能和安全性能。两种技术的完美结合，使空调系统的改革创新有了质的飞跃。另一方面，我国暖通空调自动控制系统的研究起步晚，因而其中有很多技术研发不够成熟，两种技术的结合也存在一定的缺陷。由于技术设计的缺陷，导致我国暖通空调设计的功能没有按照设想的发挥作用，这也是当今该项结合技术面临实践争议的原因之一。
1、暖通空调自动控制系统概述
1.1空气净化调节功能
根据目前的发展趋势，暖通空调中的自动调节系统对空气净化调节的效果有着一定的要求。自动调节系统的结构是通过安装空气过滤器到自动调节系统中来实现对空气里的灰尘以及颗粒物进行吸附，当前阶段的空气过滤器的设置标准，在洁净度方面一般都能够达到10000级以上，不仅可以很好地满足普通家庭的空气净化需求，并且对一些对空气的洁净度有一定要求的制造厂也能够起到一定的作用，基本能够满足小型制造商的基本要求，这种空气过滤器成本相对较低、性能也能够很好地满足不同人群的需求，因此得到了广泛地应用。
1.2室内温度调节
对不同的室内温度进行智能调节是暖通空调自动调节系统中最重要的功能，也是空调设计工作的核心目标，针对暖通空调自动调节系统的设计阶段中，目前一般都会将系统中的回风段温度来和目标温度进行对比，而得出的差异来成为设计工作的方向，根据设计工作的目标结合相对应的算法所得出的数值来决定控制系统内的部分参数作出调整，通过设计的设置将两者之间的差值进行控制，实现缩短两者之间的数值差异程度，满足温度调节的目的与条件。在一般的情况下，如果需要将室内的温度从低调高，可充分利用蒸汽调节阀来直接进行调节；相反的情况，如需要将室内的温度从高调低就要通过冷水调节阀来进行相对应的调整，来实现这一温度的调节目的。
2、我国暖通空调自动控制系统的现状探析
2.1我国暖通空调自动控制系统的运作原理
2.1.1净化控制
我国暖通空调自动控制系统一个重要功能就是净化控制功能。净化控制系统的工作原理是室外的空气进入到净化系统后，再通过空调过滤器时，能够过滤掉室外空气中的颗粒物和污染物，使得进入到室内的空气安全洁净。在我国暖通空调的设计中，采用过滤器的不同，也会造成过滤后的室内空气的洁净度不同。一般的过滤器也能使室内的空气保持在万级以上。即使是在空气污染严重的地区，也可以将空气的清洁度控制在适应人们生活的程度。如果基于环境的需要，对空气的洁净度有更高的要求，就不能安装一般的空气过滤器，必须安装高效过滤器才能实现。但是过滤器使用的时间过长，上面会附着灰尘，影响过滤器的过滤效果，因此安装一个检测设备会起到较好的效果。
2.1.2温度控制
我国暖通空调自动控制系统的另一个重要功能就是温度控制功能。暖通空调的工作原理，系统设定了一个程序，以回风段的温度和设定的温度的差值为根据，通过程序设定的算法调节室内温度。并且暖通空调设计了两个阀门来调节冬天和夏天的温度。夏天是由冷水阀控制。冬天由蒸汽阀控制。两个阀门通过温度传感器评测温度，并进行控制，实现对室内温度的灵活智能调节。
2.2我国暖通空调自动控制系统的运作方式
2.2.1DDC控制
DDC控制是我国暖通空调自动控制系统的数字化控制系统之一。通过DDC控制实现对暖通空调的数字化控制。控制系统的工作原理是，预先设定自己喜欢的系数，系统会根据设定的系数值来对室内的温度进行调节。这种智能的控制方式满足了节能的要求。对系数值的设定会对系统的其他部分产生影响，设定的系数值越高，系统就会越快速的达到预设的室内温度，并且会达到更高的精确度。但其缺陷是，设定很高的系数值容易造成系统的不稳定性增强。因为设定更高的系数值也会对系统的其他元件提出更高的要求，以至于其他元件的工作频率过快，从而会影响其性能。介于这些工作原理，人们在设定PID系数值的时候，要综合考虑空间对温度设定的实际需要，以及对房间其他设备产生的负荷的影响。在一些相对复杂的空间范围内，可以进行分级分步骤进行控制，在实现人们对室内空气质量需要的前提下，最大程度的降低损耗。
2.2.2继电器控制
在暖通空调自动控制系统中另一个重要的控制部件就是继电器。继电器由两个系统组成，及控制系统和被控制系统。继电器控制系统具有鲜明的优点，比如能够实现自动控制，保障安全运作。这个优点得益于系统的控制原理，有两个方面，一是用小电流来调节大电流；而是用小电流控制流态物质流量。电磁继电器、时间继电器和热敏干簧继电器是继电器控制系统的重要部件。此外，继电器控制系统也有自身的缺陷，即当控制系统达到一个很高的技术水平，空调系统的运行就会出现不稳定的现象，从而很可能对继电器造成损坏，进而使整个空调系统出现故障。
3、暖通空调自动控制系统存在的问题及解决方案
一个行业要想发展，就必须找到自身存在的不足。只有了解自身的不足，知道自身的问题，才能不断的去完善和改进，才能得到快速的发展。以下结合当前暖通空调自控系统的问题给出相应的解决方案。
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3.1当前存在的问题
第一，暖通空调设计人员对本专业的设计缺乏全面认识。目前，有相当一部分工程的暖通空调设计仅是基于冬、夏各自的设计工况点来进行的。由于没有考虑到全年的实时运行和控制问题，最终会影响自控系统的正常使用。第二，暖通空调设计人员与自控人员的沟通不够。对于暖通设计人员，他们虽然在大学期间学过自控系统，但是由于工作环境等的影响，使得暖通设计者对于自控系统的设计使用变得陌生。而从事自动控制的设计人员，一般主修的是电气或控制专业，对于暖通空调专业的要求使用了解很少。由于两者的沟通交流力度不够，导致许多问题不能有效的解决。第三，系统调试。大多数的暖通空调自控系统有一定的通用性，待设计施工完成后，需要进行必要调试工作，检查是否满足客户的使用要求。从目前来看，这一项工作主要是由自控系统承包方进行完成的，暖通空调设计人员的参与力度不够。这样的系统调试徒有其表，只是对温度控制进行调试，而没有对空调的参数进行合理分析，也没有对运行管理、节能优化方面进行必要的控制，使得自控系统的功能没有得到全面有效的发挥。
3.2解决方案
第一，提升暖通空调设计人员的技术水平。为了降低风险，减少工程中出现问题，必须提高暖通空调设计人员的技术水平。首先，设计者需要认识到暖通空调的效果与运行条件是密不可分的，在设计时必须结合实际情况，根据建筑的使用状态，室内外环境气候等进行合理的设计。最好做到“以全年为基础的设计”。其次，设计者必须掌握自控系统中必要的知识，这样可以在设计中解决许多问题。第二，调整设计分工，加强专业沟通。暖通空调设计者和自控设计者都会受到自身条件的限制。因此，为了完善自控设计，实现空调技术的发展，自控系统的设计应有设计院来主导完成，承包商在设计院对自控系统完成的基础上，进行设备的接线、施工和调试工作，这样，才能为后续的工作打下良好的基础。第三，加强系统调试工作。调试工作关系到暖通空调的自控系统能否全面有效的发挥作用，关系到空调能否实现节能减排，完成净化与温度控制工作。因此，暖通空调设计人员与自控设计者应该积极参与现场调试工作，对调试中的数据进行认真的分析，对存在的问题及时的进行解决，以实现调试工作的预期目标。
4、我国暖通空调自动控制系统发展趋势研究
4.1自动控制系统的控制策略
在对暖通空调的供冷气形式进行调节和控制的时候，一般先对自动控制系统进行调节，使自动控制系统可以实现平稳而均匀的供冷气效果，调节供冷气系统的阀门，实现对一次网供冷气的调节，在调节好以后就不要再使之发生变动了。在暖通空调进行供冷气的时候，按照用户的对冷气量的需求程度进行冷气量供应的调节，作为媒介的水和蒸汽的温度调节要根据完结的温度进行调节，一次网的流量调节也要随着室外温度的变化而调节。要实现对用户的均匀供冷气，就要运用间接式的供冷气系统，现在主要运用的调节方法主要有补偿法等，这种方法一般在欧洲国家用的比较多，是一种进行全方位的流量调节方法，对冷气量源的燃烧进行调节，对水压进行调节，能够有效地改善在供冷气过程中出现的冷气量不均匀的问题。然而这种方法要结合配套的传感器使用，所以会耗费大量的资金。对暖通空调自动控制系统进行手动调节的时候可以采用预定计划的方法、阻力系数的方法，这两种方法可以进行计算流程复杂、调节比较麻烦的自动控制系统调节时。模拟分析的方法和模拟阻力法可以实现对自动控制系统供冷气原理的分析，但是很难构建出准确的数学模型，不能实现准确的自动控制系统控制效果。因此，根据现实情况，我国主要采用的是温度调节的方法对自动控制系统进行有效地控制，这种方法适用于间接的供冷气方式，通过对系统的温度进行调节，从而实现供冷气的均匀性。
4.2自动控制系统常规控制策略
对于间接的暖通空调，对其自动控制系统进行调节所采用的方式一般是按照识别出的供冷气特点，对其参数进行准确的描述，然后对二次网的温度进行多次测量，运用中央处理器对冷气量定出一个统一的目标，自动控制系统的控制系统将温度统一调节成规定的温度。现在暖通空调在进行自动控制系统控制的时候还是多采用PID进行控制的，这种方法操作起来不复杂，而且对大多数供冷气系统都是兼容的，在运用的时候可以根据暖通空调自身的特点进行参数的确定，但是PID控制方法具有其自身的缺点，其很难实现供冷气的均匀性和稳定性。PID控制方法在进行参数调节的时候比较麻烦，因此在使用这种方法的时候工作人员一般是采用以往的经验来调节参数，导致参数调节后也不能实现最优化，其精度是存在一定的问题的。
4.3自动控制系统的智能化解耦控制策略分析
自动控制系统是一个统一的整体，所以其具有很强的耦合性特点，现在对解耦方法的控制一般是采用闭合的方法，运用多个变量来控制。对于不同的通路来说，可以运用通道补偿的方法来弥补其他通路受到干扰的问题，根据这样的思路建立系统内部的神经网络可以实现对解耦的有效控制，运用神经网络对受到干扰的系统通路进行补偿，将不同变量的自动控制系统调节成相同量的系统，运用神经网络进行逆向的解耦，也可以进行模糊解耦方法的设计。智能化的解耦控制策略可以独立于数学建模，其难度不大，有可以根据供冷气情况的不同，进行自动的调节，能够在系统的任何子系统下进行调节，神经网络是覆盖整个暖通空调的，其能实现对整个供冷气系统的解耦控制。
5、结语
在人们生活水平越来越高的今天，人们对空调的性能方面也提出了很高的要求。并且暖通空调的适用范围也将越来越广泛。但是要提高暖通空调的质量，给使用者一个更加舒适的体验，需要有技术创新的支撑。因为我国目前当务之急就是建立更加严密的知识产权保护体系，建立健全适用性更强的知识产权保护制度，充分调动企业以及研发人员的创新积极性。另一方面，科研高校也是科技创新的重镇。对高校科研活动进行有效激励的同时，合理一道高校科研向着健康的方向发展。这方面可以借鉴国外高校的一些做法，比如根据教授申请的科研项目来拨发科研基金。以上是我国暖通空调自动控制系统的现状分析和发展趋势，希望对理论和实践有所裨益。
参考文献：
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[2]郭志龙、孔维立、庄卫东.浅谈暖通空调自动控制系统的现状与发展趋势[J].技术与应用，2013
[3]潘云钢.我国暖通空调自动控制系统的现状与发展[J].暖通空调自动控制，2012
论文作者:侯金环
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷15期
论文发表时间:2019/11/15
标签：暖通空调论文; 自动控制系统论文; 系统论文; 温度论文; 冷气论文; 自控论文; 控制系统论文; 《建筑实践》2019年第38卷15期论文;