摘要：分析了暖通空调优化能量消耗的特点,介绍了暖通空调控制系统基础控制器参数整定、工作点优化和能量管理的现状.根据暖通空调系统的未来需求和相关技术的发展,提出了其控制技术的发展方向.
关键词：暖通空调；优化；控制器参数整定；能量管理
引言
社会在不断的发展和变化,人们的生活水平也在不断的提升,在此过程中空调的使用概率越来越高,那么就会衍生一系列的污染以及浪费问题,为了能够避免这些问题带来的 影响,给人们的生活提供更好的环境,就需要着手对重点问题进行解决.对于暖通空调的系统设计优化以及能量的管理和改善是当前工作中的重点,能够切实的解决多种重点的问题,这也是今后研究的方向和主要领域所在.
1.暖通空调系统优化的控制以及管理现状分析
1.1国内暖通空调系统优化控制与能量管理现状
1.1 系统优化控制
在系统设定点优化控制方面，罗启军等人通过动态优化技术，在某一具体期间内，绘制出了峰值能耗或运行成本最小的房间温度曲线，并通过计算得出了暖通空调设备的最佳开/关时间。S.W.Wang基于整个系统环境的预测响应及能量运行，采用自适应性控制理论优化控制某海水冷却空调系统，提出优化多个设定点达到降低系统能耗和改善系统响应时间的目的，在整个空调系统的控制方面，更多的学者根据暖通空调系统中每个设备的非线性特性，更加注重人工神经网络的应用；此外，部分研究者们在暖通空调的优化控制应用先进的智能优化方法和建模方法，注重变工况点的在线优化控制，取得了显著效果。
总之，国内对于暖通空调系统优化控制的研究还处的初级阶段，相比实践成果，仿真研究较多。
1.2 能量管理
江亿等人通过启/停中央控制管理机器，实现了参数设定值的修改；曹秋声充分应用变频技术，结合模糊控制和最优控制方法，研制出了具有负荷随动跟踪特性的专用管理系统软件；翁史俊根据冷水机组的冷水供回水温度和温差等基本信息，通过控制现场智能操作台，实现对风机、水泵和制冷热泵机组的联锁、逻辑、顺序启停和节能控制，并得出了暖通空调系统运行的最佳的设备数量和组合方式；晋欣桥根据ASHRAE通风标准对新风量的要求，在分析研究多区域变风量空调及其控制系统的基础上，通过仿真分析的方法，得出了VAV末端再热控制并结合AHU送风温度优化的控制方案是最佳的方案，不仅有效降低系统的能耗，而且解决了多区域VAV空调系统的新风分配问题。
总之，随着计算机的全面普及，暖通空调系统的和管理设备逐步取代常规仪表，并在系统能量管理方面主要体现在工作时序优化、设备组合优化以及各种能量指标的考核、计量和统计方面。
1.2 国外暖通空调系统优化控制与能量管理现状
1.2.1 系统优化控制
L.L u等人通过对空调主要设备进行数学建模，进行全局最优控制取得了一定的成绩。但由于未能考虑水温是分布参数以及每个设备是一致的假设致使结论存在缺陷；N.Nassif等人在温度优化设定中应用多目标遗传算法，获得了令人舒适的温度和最佳的能量利用效率，并采用双对象进化算法，优化了暖通空调预测控制策略的设定点，节能效果提升了19.5 %；W.J.Cai基于能量平衡和换热原理，建立了一种简单精确的空气处理单元工程模型，通过最小二乘法和非线性规划测算出了模型的三个参数，但这种方法是在整个工作范围内和实际性能更加匹配的情况下进行的，具有很强的鲁棒性；Q.Song等人结合定位比例控制算法的优势，应用鲁棒神经网络算法，有效满足了参数不断变化以及空调系统中负荷扰动范围大的特点，但缺点是鲁棒性较强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
此外，暖通空调系统中单个或多个局部子系统控制的设定点问题一直是研究的难点和焦点问题，国外一些研究者通过应用二次函数和模型进行优化方法研究。
1.2.2 能量管理
J.B.Rishel在变热量和变冷量负荷的冷热水系统中，应用先进的变频泵和数字控制，减少了热水和冷水分配系统对设备的需求；F.Engdahl等人研究出了最优的供风温度，相比恒定供风温度运行方式，减少了暖通空调系统的能量消耗；S.C.Sekhar等人对室内空气质量和湿度在舒适度条件下设定期望值，提出了一种新的空调空气质量和能量消耗的控制方法，但是，该种方法未能考虑在不同条件下同种空调系统的整体能量优化效果；J.Xu等人应用神经网络、拉格朗日松弛法、动态规划等方法，得出了暖通空调系统的日常能量管理公式。并通过控制暖通空调每个单元的能量消耗，最大限度地降低整个系统的能耗；M.Zaheeruddin从暖通空调系统时间调度操作方面提出优化控制策略，即在给定的空气状态情况下，考虑夜间启停、应用模式和能量核算等建筑物的运行调度，计算出了区域质量流量的最优值、供水温度值和供风温度。
2.暖通空调系统处理技术在未来的发展趋势分析
2.1使用嵌入式以及智能控制的方式
在暖通空调的发展过程中使用PID的方式，使用单片机，这样就能够强化空调系统的自动控制能力，并且在未来的发展过程中还需要融入更多的嵌入式以及智能化控制的理念，在这种控制理念的条件下，做好更多的学习，让每一种控制都能够得到非常好的效果，让暖通共同的有效性得到很好的发挥，让效果得到最优的控制。
降低能耗是一个较高的理念，在当今的空调系统设施以及多方面系统的控制下，需要对工作地点进行设置和设定，改变以往存在的应变性不佳的问题，尽管不能保障在每一种特定的情况下都能够发挥出最佳智能但是要让能耗降低到最小，并且最大限度的发挥好节能的优势，这已经成为未来发展过程中的主要问题所在。
能量的管理，这是暖通空调信息使用领域中的一次变革，需要对能量进行有序的管理和研究。在当今的空调系统当中，很多用户对于能量的监管以及能量具体细则都進行了分析和研究。网络正在迅速的发展，使用网络可以对空调系统当中协议和控制不一致的情况进行分析，并且解决很多信息交流不畅通的情况，这样就需要对每一个系统之间的信息进行了解和使用，让信息的沟通更加便捷。
2.2控制器基础参数的设置
人工智能分析的网络和暖通空调之间有负荷水平的有效集合，并且还能对能耗的基本模型进行制定和分析，做更多的可行性研究，这里主要是单个模型的总体输入以及输出方面的方案优化。智能预测方式对于空调的蓄冷还需要做好合理性的控制，能够极大的解决一些正常使用过程中存在的波动性情况，即使在有干扰的情况下，解耦控制以及抗击干扰的能力也更加突出，空调系统的整体参数也能够进行更为全方面的输入和制定。
结语
综上所述，本文对暖通空调系统优化控制和能量管理的现状、发展趋势进行了分析和研究。随着人们生活水平的提升，暖通空调的使用越来越多，但是在低能耗以及智能化水平基础之上需要保障空调使用的有效性，还需要让低碳环保的理念得到有效的践行，那么就需要对暖通空调系统做更多的有效性研究，提升暖通空调使用的效能，减少人们在使用过程中存在和发生的基本问题。希望本文的分析和研究对于暖通空调的未来发展有一定的促进性作用。
参考文献
[1]李树江[1], 秦军[1], 刘畅[1], et al. 暖通空调系统优化控制与能量管理的现状及发展趋势[J]. 暖通空调, 2007(4).
[2]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.
[3]易泗滨[1]. 暖通空调变工况点优化控制及能量管理研究现状和发展方向探讨[J]. 江西建材, 2011(3):8-9.
[4]李斌, 程志超, 聂鹏飞, et al. 浅谈国内外控制系统现状及发展趋势[J]. 电脑迷, 2013(7):75-75.
论文作者:郭少芳,石军委
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/6
标签：能量论文; 暖通空调论文; 空调系统论文; 出了论文; 暖通论文; 系统优化论文; 等人论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;