暖通空调自动控制系统的现状与发展田鸣

暖通空调自动控制系统的现状与发展田鸣

田鸣

泰州国泰会展管理有限公司江苏省泰州市225300

摘要：在节能减排要求下，暖通空调自动控制技术得到快速发展。本文首先对暖通空调系统研究和使用现状进行分析，进而探讨目前在应用过程中存在的问题，包括空调系统自身设计不合理、暖通空调与自动控制系统设计不协调以及系统运行管理存在的问题等。在此基础上，对暖通空调自动控制系统未来发展趋势进行展望，并提出几点建议措施。

关键词：暖通空调；自动控制系统；发展趋势

前言：自动控制技术是降低暖通空调运行能耗和碳排放量的关键技术，根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）等相关要求，暖通空调系统应设置自动控制系统，对其运行状态进行实时监测和控制，从而调节其运行状态，实现节能减排目标。在此要求下，自动控制系统的研究与应用得到了广泛重视，但目前仍存在许多问题，需要尽快加以解决，把握好暖通空调自动控制系统发展方向。

一、暖通空调自动控制系统研究和使用现状

根据《采暖通风与空气调节属于标准》（GB50155-92）中的定义，自动控制系统是在无人直接参与下，对设备和系统运行控制，使其在被控参数状态运行。其中，“自动”不仅具有无人参与的含义，还具有实时控制的含义。我国暖通空调自动控制系统发展大体经历了四个阶段：（1）设备启停集中控制系统；（2）模拟仪表控制系统；（3）集散式监控系统；（4）直接数字控制系统（DDC）。

早期的设备启停集中控制系统只能够实现远距离设备启停控制，并通过采用信号指示等灯，反映设备启停状态，自动控制水平较低。而发展到目前使用广泛的DDC系统，不仅用数字信号代替模拟信号进行传输和运算，而且采用数字编程和微处理器，能够实现对暖通空调运行状态的预先设定和细微调控。系统采用Bus总线结构或环流结构，利用网络通讯技术，极大的提高了自动控制系统的实效性和交互能力。为降低暖通空调运行能耗，发挥出了重要作用[1]。

二、暖通空调自动控制系统应用存在的问题

（一）空调系统自身设计缺乏合理性

在暖通空调自动控制系统的快速发展下，目前多数民用建筑暖通空调都已经设计了自动控制系统，但在实际应用过程中，自动控制系统的作用未能完全发挥。而且由于空调自身设计缺乏合理性，导致其正常使用功能也受到一定影响。一些空调设计人员将自动控制技术看作“万能钥匙”，所有问题都交给自动控制系统解决，而在空调系统自身设计过程中，无原则的增加设备容量、提高安全系数，甚至一些设计人员不清楚自控阀门该如何选择，导致空调系统设计已经超出自动控制系统的控制能力，自动控制系统无法正常发挥作用[2]。

（二）暖通空调设计与自动控制设计不协调

在暖通空调设计过程中，暖通空调和自动控制系统是分专业设计的，由于双方设计人员沟通不及时，导致两套系统的设计方案不协调，也容易影响自动控制系统的各项功能。虽然在暖通空调专业课程中已经设置了自动控制技术的内容，但在实际工作中，由于这部分知识技能应用较少，导致暖通空调设计人员严重缺乏其应用能力。在双方互不了解对方专业需求的情况下，自然难以设计出良好的暖通空调自动控制系统。

（三）系统运行管理存在问题

在暖通空调自动控制系统调试和运行管理过程中，调试工作主要由承包方进行，设计人员参与度较低。而且在调试过程中主要关注于空调自动控制系统的温度控制功能，缺乏对其他参数控制的调试。在暖通空调投入运行后，也没有投入专业的管理人才负责对其系统运行状态进行监测和调节，系统运行优化能力较低，由自动控制系统采集和记录的运行数据，也没有发挥出工程指导作用，整体管理效益较差[2]。

三、暖通空调自动控制系统的未来发展趋势

（一）高效节能化发展方向

虽然目前暖通空调自动控制系统的设计和应用还存在一定问题，但暖通空调自动控制系统发展的大趋势不会改变，而且会越来越向高效节能化发展方向靠近。在此过程中，必须处理好暖通空调系统设计与自动控制系统设计的矛盾关系。从其专业设计目的来看，暖通空调系统自身设计是为了满足工艺要求，改善建筑室内舒适度，为实现相应功能，不可避免的会产生较大能耗。而自动控制系统设计则承担着节能减排的重任，通过采取多样化的调节和控制方式，降低暖通空调运行能耗。应进一步深化暖通空调与自动控制系统的软硬件融合，通过采用多样化复合能源系统形式，降低暖通空调运行能耗。同时应充分发挥自动控制系统的作用，对可再生能源利用等提供更多支持。优化系统运行逻辑功能，为暖通空调运行控制的实效性提供保障。

（二）专业化分工与协同

暖通空调自动控制系统应向大系统方向发展还是向小系统方向发展，是目前行业内争议较多的问题。所谓大系统即楼宇控制系统，小系统则是机电一体化系统。两种系统模式各有各的优点，前者通用性高、整体优化能力强，后者使用灵活、更具有针对性。目前市场中有实力的大系统承包商正在积极研发暖通空调设备，并研发与其向匹配的自动控制系统，比如Johnson、York公司等。同时也有更多的暖通空调制造商针对自身产品特点研究小系统技术解决方案，比如Carrier、Trane公司等。两种系统难以真正划分出优劣，其各有个的适用情况。应发挥大系统的管理和优化功能，并发挥小系统针对性强的优势，实现精准控制。两者之间的竞争也可以看做通用DDC与专用PLC的竞争。其核心技术都是数字计算和控制原理，应更多的发挥两者之间协同作用，使大系统与小协同的结合成为可能。

（三）加强系统调试

以北京新大都饭店的暖通空调自动控制系统调试为例，该工程是国内较早使用DDC系统的工程。因此，在调试过程中承包方对每个所设定参数都进行了认真核对，通过模拟现场实际应用情况，对系统参数进行调整。在调试过程中发现，虽然使用功能相同，但由于房建结构、朝向、热工性能等不同，自动控制系统参数设定也需要作出相应调整，才能取得最好的控制效果。比如在该饭店的两个中餐厅中，通过模拟计算得出其积分时间分别为15s和2min，以此为依据设定DDC参数，使其运行结果能够充分满足实际应用需求，同时最大限度降低系统能耗。因此，必须加强系统调试和运行管理工作。

（四）构建技术导向市场环境

从宏观角度来看，暖通自动控制系统全面实施主要具备高技术特征，其实施过程不仅是产品供销过程，更是一次系统工程的开发过程。因此，对承包商技术水平有较高要求，需要建立以技术为导向的市场环境。在此方面，我国早在上世纪90年代就开始关注于弱电系统集成、智能化设计等相关技术的发展，并逐步完善专项资质认证工作。在未来的暖通自动控制系统发展过程中，也需要发挥政府的宏观调控作用，在技术升级过程中，加快完善相关标准制度，提升市场整体技术水平，营造公平的竞争环境，从而促进暖通自动控制技术的更好、更快发展。在良好的市场环境下，积极改进技术，提高研发质量和效率。

结束语：综上所述，暖通空调自动控制系统发展经历了多个阶段，目前仍存在许多问题，积极对其发展现状进行总结和分析，可以找到问题的关键所在，进而作出有效的改进和提升，提高暖通空调自动控制系统研发和应用能力。通过坚持正确的发展方向，同时做好技术协调和标准化建设工作，为暖通空调自动控制技术的稳定发展提供保障。

参考文献：

[1]刘秋琼，李志生.自动控制在暖通空调系统中的发展与应用[J].建筑节能，2017，45（07）：104-107.

[2]陈延祥.暖通空调自动控制系统的现状综述[J].工程技术研究，2016（05）：100+111.

[3]梅蕙麟.浅谈我国暖通空调自动控制系统的发展[J].西部资源，2015（06）：52+54.