暖通空调自动控制系统的现状及发展论述

摘要：空调系统和自控系统已经紧密的联系在一起，不了解控制技术的空调系统设计只能是静态的、单工况的，当然更无法满足全年节能运行的要求。本文首先分析了目前暖通空调自动控制系统的现状分析与对策，然后论述了暖通空调自动控制系统的发展趋势。

关键词：暖通空调，自动控制系统，现状，发展趋势。

中图分类号：TU96+2文献标识码： A

通过对大量实际情况的调研和总结，发现有相当一部分实际工程项目的空调自控系统没能充分发挥其功能，一些甚至成了摆设，不但浪费了投资，也使得暖通空调系统的运行管理水平和能源效率低下，甚至一些项目因使用要求不满足而出现较大的争议。

一、目前暖通空调自动控制系统的现状分析与对策

1、当前存在的问题与原因分析

（1）暖通空调设计人员对本专业的设计缺乏全面认识

目前相当一部分工程的暖通空调设计仅仅是基于冬、夏各自的设计工况点来进行的。这种设计方法实际上只是确保了暖通空调系统对建筑室内环境质量的保障能力而没有注重到全年的运行调节问题。据笔者了解，一些暖通空调设计人员不能清晰地说明其所设计的暖通空调系统在全年应该如何运行，或者如何才能实现节能的运行方式。由于未考虑工程全年的实时运行和控制问题，也就无法提出相应的系统控制要求、控制参数（尤其是工况转换的边界条件）等内容，导致自控系统成为无米之炊，其设计与实施无从下手。 同时存在的另外一种倾向是，一些本专业设计人员将自动控制看成能解决所有问题的万能钥匙，因而放弃了对暖通空调系统本身设计合理性的追求。

（2）暖通空调设计人员与自控设计人员的沟通不够

尽管在本专业本科学习的课程中设置了自动控制方面的专业课，但由于走上工作岗位之后各种原因使得许多暖通空调设计人员对自控系统变得生疏和望而却步，对一些基本的自控基础知识严重欠缺（有的甚至不知道最简单的房间温度控制系统是如何构成的）。因此常常见到暖通空调专业的设计人员在图纸中提出“这部分由自控系统解决”。从另一方面看，目前从事暖通空调自动控制系统设计的人员绝大多数都是电气（或控制）专业的，他们对暖通空调专业各种要求的理解有限（有些甚至完全没有本专业方面的基础知识）。

（3）系统运行管理

这是目前存在的又一个比较突出的问题。一些设置了自动控制系统的工程，其管理人员的技术水平达不到系统设计运行管理的要求。有的工程还是以二三十年前的所谓“锅炉工”、“冷冻工”等模式来配置管理人员。有些项目尽管引入了计算机专业的管理人员，但因为对暖通空调和自控系统本身的理解不足，也无法真正做到优化的管理与运行。

在我国，目前设置了计算机集中监控系统的大量建筑中，通过实时的运行管理数据和年度（季度）运行数据报表，为运行管理的优化提供了非常好的条件。但遗憾的是，目前相当多的项目并没有形成一个运行数据监测、采集与分析的完整管理流程，系统中保存的大量基础运行数据没有充分发挥对工程的指导作用，更没有发挥其对行业的参考作用。因此，系统运行流程与高水平管理人员的严重缺失阻碍了暖通空调自控系统的应用。

2、对策与建议

（1）暖通空调设计人员应不断提升自身的技术水平

首先是本专业的技术水平。需要认识到暖通空调效果与运行条件密不可分，建筑的使用状态、室外气候等等，都是在设计中应充分关注的。因此，笔者建议在国内有能力的设计单位中，通过努力提倡“以全年为基础的设计”，逐渐改变目前仅仅以冬、夏两个设计点为基准的设计做法。当然，这一改变会增大暖通空调设计人员的设计工作量，因此，需要采取相关的配套措施。

其次，暖通空调设计人员应学习和掌握相关的自控系统知识。做到能够用自身的知识与自控系统设计人员进行良好的沟通。为此，我们应该认识到：仅仅在学校所学的暖通空调自控知识是远远不够的，暖通空调设计人员还应结合工程实际学习和研究自控系统。

（2）调整设计分工，加强专业沟通，完善自控设计

自控系统的设计（系统原理、控制逻辑、主要设备功能、系统布线等）应由设计院负责完成，或者在设计院的主导下来完成。承包商（或集成商）的主要工作是在设计院自控系统设计及相关要求的基础上，完成设备的接线图、施工及调试等。

在上述对设计院自控设计要求的前提下，设计院的自控设计人员（大多数设计院中通常是弱电专业设计人员）也应“与时俱进”，不但要掌握本专业的技术，还需要尽可能对暖通空调专业的基础知识有一定的了解，或者通过工程设计的不断沟通、交流，对暖通空调系统的控制要求能够心中有数，将暖通空调自动控制系统实施的第一个关口——自控系统设计把住，才能为后续的工作打下一个良好的基础。

（3）加强运行管理和数据分析

运行管理人员的专业技术水平亟待提升，引进高素质的运行管理人员，是暖通空调系统的正常运行和实现运行节能的基本保证。大量记录的年复一年的运行数据，为运行管理和优化策略提供了数据基础。因此应该提倡：①运行管理人员在工作中尽可能多地收集暖通空调系统的运行数据（目前已经很方便），并通过分析来积累，为以后的优化运行提出措施；② 暖通空调设计人员主动参与运行数据的收集、整理与分析工作，对自己设计的项目的实际运行情况有一个更深入的了解，为提升设计水平建立良好的基础平台。

二、暖通空调自动控制系统的发展趋势

1、暖通空调系统需求的提升促使自控系统进一步发展

暖通空调系统的设置，是以满足工艺要求（工业建筑或有特定工艺要求的建筑）或舒适性要求（民用建筑）为主要目的。由于暖通空调系统的能耗占建筑能耗的比例相当大，在当今能源形势紧迫、环境保护要求越来越高的情况下，暖通空调系统也应承担“节能减排”的相应责任。系统形式的多样化、能源形式的多样化、可再生能源的有效利用等等，为暖通空调系统的节能提供了基础平台。但是，仅仅有这些基础的硬件平台还是远远不够的，多样化及复合能源系统形式的优化，需要自动控制系统给予多方面的支持与配合。例如：可再生能源和低品位能源的利用，从原理上说并不是全年都能够使用的，设计的目标也只是全年最大程度地应用，因此这一“最大程度”主要取决于系统优化运行的逻辑和运行控制的实时保障措施。

因此，如果能够很好地解决目前出现的一些问题，暖通空调自动控制系统将随着建筑节能减排的深入而出现新的发展局面。

2、自控系统的专业化分工与协同

暖通空调自控系统的发展方向是大系统（楼宇控制系统）还是小系统（机电一体化）？大系统具有通用性好、管理能力强、系统整体优化功能强等特点；小系统具有针对性强、使用灵活等特点。因此这也成为多年来行业一直有争议的问题。从市场和产品提供方的特点来看，一些有实力的大系统承包商积极研发暖通空调设备，或者结合暖通空调设备有针对性地研发相应的控制系统（国际知名的Johnson和York公司合并就是一个例子）。同时，更多的暖通空调设备制造商针对自身产品研发了专门的控制器及系统（例如Carrier公司、Trane公司冷水机组的单机控制技术与机房群控系统），并不断致力于系统全面解决方案的研发。显然，大系统与小系统并没有明确的优劣划分标准，而是各自适合于不同的情况。因此笔者认为，大系统与小系统相结合，在充分发挥小系统针对性强这一特点的基础上，由大系统来完成更多的管理与优化职能，将是未来暖通空调自动控制系统的发展方向之一。

三、结语

综上所述，随着科学技术的不断发展，在中国这个全世界最大的建设市场上，通过各行业的共同努力研究与实践，我国的暖通空调自动控制系统的应用将更为合理、技术更为提高，为节能减排做出更大的贡献。

参考文献：

[1]刘伟.我国暖通空调节能技术研发分析[J].空调制冷信息，2011（9）.

[2]王嘉莹.关于暖通空调专业教学改革的探讨[J].职业教育资讯，2010（6）.

[3]吴元炜.我们专业面临的发展问题[J].暖通空调，2008，28（1）.

[4]彦启森.空调技术的发展与展望[J].全国暖通空调制冷，2008年学术文集.北京：中国建筑工业出版社，2008.