张钰 刘丽丽
山东华侨建筑设计有限公司 山东 威海 264200
摘要：随着我国经济水平的迅速提升，当前我国居民生活质量正在进一步提高。空调系统的应用，为城市居民的生活提供舒适的居住与工作环境。但是，随着空调的大范围应用与推广，空调系统的优化控制与能量管理是当前相关工作人员所应该积极面对的问题。
关键词：空调系统；优化控制；能量管理
引言
随着经济的发展，全国各城市兴建了大批公共建筑。这些大型公共建筑一般都采用中央空调、冷热水供应、高速电梯等现代化的建筑设备来保证室内环境的要求。据报道，目前国内拥有具有中央空调的大型饭店、宾馆、写字楼、大型商场约上万家，初步估计空调用电量为每年800-1000万kw。这种高档的公共建筑，一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，商场和综合大楼可能高达65％以上，单位空调面积的电耗一般在80-200kwh/㎡年，是普通城市住宅单位面积用电量的5-10倍。随着现代化建设的发展，能源供应会更加紧张，经济的可持续发展将受到影响。
一、空调系统优化控制与能量管理的现状分析
尽管目前多数大型公共建筑都有建筑自动化(BA)系统 ,但多数BA系统能源管理功能薄弱 ,导致能耗计量和记录不完善和不充分 ,更遑论基本数据分析和趋势分析。由于没有对 BA 系统与设备系统很好地进行联合调试 ,很多BA系统的控制功能根本不起作用,加之部分设计先天不足，各专业之间又缺乏协调配合 ,导致很多先天的能耗缺陷很难靠后天的管理措施和小修小补来弥补，很多大楼的运行管理基本上凭经验、用手动 ,只不过一些手工操作改用点击鼠标代替了。
纵观我国当前空调系统应用，已然得到了广泛的应用，在系统优化控制与能量管理方面，由于诸多先进技术的应用，得到了进一步优化。接下来，对其加以具体分析。
1.1工作点的优化控制分析
在空调得到广泛的应用之后，空调调变工况点优化控制逐渐受到了相关研究人员的重视。随着研究的深入，得出一个结论，便是系统控制设定点的优化，可以在系统环境预测响应与能量运行的基础上，借助遗传算法实现系统优化控制。
为尽可能降低系统能耗，则需要在具体的运行过程中，对多个设定点进行同步优化。
在此之后，有关研究人员再次进行了类似的研究，然而在此研究过程中，改变了以往的方式，主要是使用自适应性控制理论对海水冷却空调进行优化控制，借助参数辨识方法与基因遗传优化算法，对空调系统的空气处理单元进行了优化控制研究。除此之外，还有这大量的研究人员通过一项动态优化技术，在指定
的一个时间段内，得出空调运行的能耗与温度曲线，通过观察峰值得出空调设备的最佳开关时间，并通过空调运行的能耗与温度曲线实现整个空调系统的优化控制。
1.2能量管理分析
当前空调系统的能源管理大致分三种模式：减少能耗（节约）型能源管理、 设备改善(更新) 型能源管理以及改善(优化管理) 型能源管理。随着技术发展，系统调试与能耗计量机制也日趋完善，对控制系统优化已成为能量管理的重要组成部分。近年来，计算机技术得到了迅速发展，并且在社会诸多领域得到了广泛的应用，在仪表中的应用，有效提升了仪表的科技水平含量。
计算机系统逐渐取代了常规仪表，成为了空调系统的智能化监测、控制与管理设备中的一部分。计算机技术应用在空调系统控制管理中，能够有效改善系统运行质量，减少了运行能耗，最为主要的是降低了系统运行管理的工作量，便于促进社会效益与经济效益的进一步增长。为空调系统能够得到更好的管理，相关研究人员通过修改参数的方法，对空调系统的计算机监测控制进行了更深层次的研究。
具体为空调系统在接受现场智能操作指令滞后，对制冷热泵机组、水泵以及风机等实施节能控制，主要是根据冷水供应水温度与温差等信息控制冷水机组，以此实现节能目的。总而言之，能量管理系统体现在设备组合优化与工作时序优化。
二、空调系统优化技术与能量管理的发展趋势
2.1系统基础参数的设置
我国能源法规定：“用能单位应当加强能源计量管理，健全能源消费统计和能源利用状况分析制度”。通过计量能实时定量地把握建筑物能源消耗的变化。通过对楼宇设备系统分系统进行计量以及对计量数据进行分析 ,可以发现节能潜力和找到用能不合理的薄弱环节。因此 ,能耗计量是能源审计工作的基础。通过计量收费可以促进建筑能源管理水平的提高。要向用户收费 ,则用户有权要求能源管理者提供优质价廉的能源。进一步落实计量收费是当前极为重要的任务。
在系统控制器中设置参数，通过这些参数来对温度进行控制，这样在整定环节中，温度的变化就能控制在0.5℃左右。而在送风阶段，该系统主要应用两种算法，一种是迷糊算法，另一种是分离增量型控制算法，根据计算结果来预测风量以及风速，将优势资源集中起来，在满足人们对温度控制要求的同时，还能最大限度的节能减排。系统中包含一个风速控制程序，计算结束以后该程序就会根
据结果自动启动，同时系统还会以此作为依据来发现自身在控制效能方面的不足，并将其作为现场资料积累下来，为系统的进一步优化和能量控制提供依据，实现良性循环。另外，由于空调控制系统中有很多控制回路，不同回路参数有很大差别，因此在进行参数设置时要考虑到这些回路的特征。未来在对系统优化和能量控制进行进一步研究时，会将这些回路作为重点，提升参数设置的精确度，提升系统对温度的控制精度，同时进一步降低能耗。
2.2系统的自我控制和学习能力
在智能技术的支持下，对于系统的研究将不仅仅局限在控制温度精度层面，而是要赋予系统自我控制以及学习能力。在对设备进行智能化监控以后，计算机会对系统中所设置的参数进行自动分析和计算，并根据计算结果发出指令，系统制冷热泵机组在指令的作用下开始工作，完成冷风、暖风输送要求的同时，还能进行自动节能控制，并自动提供温差信息。要求技术人员在开发系统管理软件时，考虑到空调系统的冷热负荷值，并以此为依据来控制机组流量，实现对所有环节的精准控制，实现节能输送。
系统中将应用嵌入式微处理技术，对所有控制单元进行更加高级、精确的控制，所有被控制的单元将具备自行学习的功能，迅速适应指令的变化，保证每个单元中每个回路的控制都为协调整体服务，达到最理想的控制状态。系统也将自动记忆每一次的控制过程和控制结果，对控制过程进行反复“学习”，实现对所有环节能量转换的最佳控制。同时，系统还可以对控制地点进行灵活选择，改变
以往应变性差的缺点，系统能够根据外界环境的变化选择合适的控制方式，保证在满足控制要求的同时做到能耗最低，最大限度的节能。除此之外，各个控制系统之间还将进行联网，实现信息共享，能量信息将成为信息管理中的重点，通过信息互通进一步提升系统节能能力。
三、结束语
空调系统的优化控制与能量管理能够对人们的生活质量和水平产生深远的影响，对于空调系统的优化控制与能量管理的技术支撑要不断更新换代和与时俱进，可以借鉴国内外优秀的事例，根据实际情况进行优化和调整，在保证空调系统的最佳工作性能情况下最大程度上降低耗损量，提升人们的生活质量，促进社会的发展。
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