自控在暖通空調系統中的應用和發展

項鐵順

摘 要：隨著我國建筑業的快速發展，暖通空調系統在建筑業應用廣泛。在暖通空調系統內自控系統的應用前景是十分好的，如今的應用水平有待于進一步提高，把智能技術應用在自控類可以精確的控制空調系統。所以面對這一方面相關的工作人員應當不斷的加深對其的研究，使暖通空調具有的使用性能提高。

關鍵詞：自控；暖通空調系統；應用發展

引言

隨著國家經濟的迅猛發展，城市化建設的推進使得人民的生活有了極大的提高，不僅能夠為人們營造良好的生活環境，而且還可以提高人民的生活質量。然而，隨著暖通空調系統在人們生活中的大量應用，造成了一定的環境問題和能源消耗問題，尤其是空氣污染等方面獲得了社會關注。不論單位還是個人應用空調造成的能源消耗基本占總建筑能耗的1/2，以中央空調為例，中央空調消耗的電能基本占整棟建筑電能消耗的六成左右?？照{的應用在帶來極大的生活便利的同時，也造成了能耗和環境問題，因此需要深入研究空調使用過程中的節能工作，促進國家社會與經濟的可持續發展，建立環境友好型社會。

1國內暖通空調自控系統研究現狀

隨著現代科技在各行各業中的發展，國內也在不斷提高自主研發的比重，相關領域的研究者開始對自控系統及理論和應用進行研究，逐漸將自控系統與暖通空調系統進行結合，旨在節能減排，提高暖通空調系統的環保性。隨著社會各界對于節能減排這一理念的認同，國內大部分空調在進行設計和研究的時候相關標準之一就是做到節能與環保，但是由于受到多方面因素的影響和制約，相關理論體系還不夠完善，使得國內的空調節能限度較低，最高只能達到30%。近年來通過不斷的研究發現，在空調運行階段，借助系統來調節變頻器，可以降低輸出頻率的方式來實現對水泵轉速的有效控制，進而控制能源消耗，減少電能浪費的情況。這為當前暖通空調系統在節能減排目標上提供了一定的研究方向。國內雖然一部分智能控制理論方面的體系和架構還不夠完善，但是已經有了具體的研究方向和研究目標。

2控制的方式

2.1DDC控制的方式

DDC這一控制方式主要是結合數字化技術，在控制的過程中可以把所需要的控制參數轉變成數字模擬量，可以通過控制數字模擬量，來達到調控所控參數的目的。例如室內溫度如果出現了變化，空調系統在這個時候就可以把溫度值轉變成電流值，同時對應相應的數字模擬量，通過調節空調系統的風機或者是閥門等，將室內的溫度值逐漸逼近設定值。運用這種方法進行調控，可以讓室內溫度始終保持適宜，維持供求平衡，進而使能耗降低。DDC控制器調節溫度是和初始設置的數值呈現正相關的關系，與此同時，初始設置的數值和系統動作調節之間的關系也是呈正相關的。所以在確定裝置控制力時可以利用系統規模大小，但控制系統具有的規模大小需要和所控系統規模相匹配，如果不匹配就會對系統運行產生一定程度的不良影響。所以在選擇控制系統的過程中，工作人員不應當大意，需要和所控參數及相關的控制規模相結合，進而作出選擇。這樣不但可以保證裝置能夠穩定運行還可以在一定程度上降低能耗。

2.2PLC的控制方式

PLC在自控系統內得到了廣泛運用。這主要是因為PLC控制方法安全可靠，可以利用編程來實現，所以這種方法也被叫做編程控制器。它具有的體積比較小，可以把它安裝在控制對象的附近，實時監測暖通空調系統。

2.3繼電器的控制方法

繼電器具有的控制力原理就是通過小電流來控制大電流的運作，這同樣也在暖通空調系統內發揮這樣作用。在空調系統運行時，如果電流存在大小不同的情況，流量也會變得不同，但是繼電器能夠將兩者控制好，大電流需要建立在小電流控制的基礎之上。繼電器具有的種類比較多，比如電磁繼電器和時間繼電器等，可以通過運用繼電器來延遲時間和通斷流量等。

3在暖通空調系統內自控的運用

3.1在暖通空調自動系統中模糊控制的應用

在暖通自控系統中，模糊控制就是指對房間溫度進行模糊感知和預測，通過對人體溫感的研究做到方針對比，從而完成整個系統的控制和管理。在模糊控制暖通空調自動系統中，控制器能夠實現較好的完整的運行回路，在運行實驗中也能夠保障較好的穩定性。例如，大型客運站中央空調系統涉及到了三個控制系統，他們均是在模糊控制的基礎上建立起來的暖通空調控制系統，這種新型的控制管理系統相比于傳統的PID控制系統能夠提供更好的節能管理，包括更穩定的運行。事實上，PID控制系統的操作原理較為簡單，一旦出現問題能夠實現快速的維修工作，PID控制系統也具有較為廣泛的應用范圍。但是這一系統運行不算穩定，整體的運行效率也比較低。而基于模糊控制下的暖通空調管理系統性能更好，具有適用范圍廣的特點，并且模糊控制系統并不需要建立被控對象的模型。但是模糊控制系統對環境的適應能力比較差，不能完全實現對溫感的探測感知，并且也需要對控制參數進行提前的設置。

3.2流程自控的應用

自動化控制系統主要是依附在自控技術上，它主要是由傳感器，執行機構，調節器和調節機構組成的。在調節參數的過程中，雖然參數會在調節的前后存在明顯變化，但是仍然沒有辦法與實際的參數相一致，這一問題的出現主要是由于偏差的存在，但是自動化控制可以給定數值結合起來進行調解，讓新參數值能夠達到要求。具體的流程包括：設置傳感器時需要在調控對象的附近進行，它的作用主要是占用系統運行的狀態，分析發出的信號，如果存在了異常現象，就會利用變送器轉變為和調節器相一致的信號，并將其傳到調節器。與此同時，對給定設計值進行設置，對兩種信號進行對比，如果相差的比較大，調節器這時就可以下達指令，之后執行機構會馬上進行調整，進而把兩者間的偏差能夠控制在規定的范圍之間。

3.3在暖通空調自控系統中基于遺傳算法的運用

遺傳算法并不是新興的研究方向，事實上，早在20世紀60年代美國就開始使用了遺傳算法，其一般是通過對數學模型的分析和研究來構建一套借助空間搜索來達到隨機搜索的一種運行模式。在初期空調系統設計階段，遺傳算法就開始被慢慢的引入到PID管理系統中，并且運行過程中，發現與傳統的PID系統相比，遺傳算法具有更高的應用價值，遺傳算法不需要依賴數學模型，具有非常強的信息搜索能力，與模糊控制進行結合能夠實現對空調系統的變頻控制，從而促進了相關領域的技術發展，從其他思路實現了對能源的節約。

4自控在暖通空調控制系統中的應用前景

隨著社會經濟科技的迅速發展，人們對于暖通空調系統的要求更高，促使暖通空調控制系統的功能越來越完善，也使得設計更加困難，涉及到的相關模型和參數也會更加復雜。僅僅使用傳統的PID系統已經不能完全實現設計要求，需要研究控制更加精準的系統，這樣一來神經網絡控制與模糊控制理論系統可以達到更高級的控制管理。除此之外，在運行過程中，傳統暖通空調控制系統雖然能夠做到對空調耗能的控制，但是也伴隨著能耗大和多變量等問題，此時可以借助神經網絡系統或模糊控制系統使上述問題得到有效解決。當前的研究還需要一定的深入研究，從而真正實現高效的節能控制。

結語

近幾年來我們不斷加強對于自控的相關研究，從中我們可以知道，在實際生活中運用暖通空調系統，不但可以使自控系統具有的應用能力提高，還可以使空調具有的使用性能提高，兩種能力的提高可以促使暖通空調系統相關的研究和發展，為自動化的暖通空調系統在我國的發展提供很好的借鑒。綜上所述，以上內容就是對自控在暖通空調系統中的發展與應用的論述。

參考文獻：

[1]蔣奧.暖通空調設備的運行管理與維護[J].建材與裝飾，2018（09）：62-63.

[2]杜婷婷.高層建筑暖通空調設計要點分析[J].綠色環保建材，2017（12）：78.