我国暖通空调自动控制系统的现状与展望
[摘 要]目前空调自动控制系统的实施与实际运行情况并不尽如人意，很多工程没有达到设计所期望的效果。对目前我国暖通空调自动控制系统的现状进行分析，并展望了暖通空调自动控制系统的发展。
[关键词]暖通空调 自动控制系统 节能
中图分类号：F407.67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0352-01
暖通空调系统的自动控制，对于保证空调系统本身的合理运行、减少人力、实现安全操作起到了非常关键的作用；它也对暖通空调系统和技术的发展起到了极大的推动作用。同时，作为暖通空调系统工程的一部分，自动控制系统也随着空调系统的要求和空调技术的发展，不断取得新的突破。
1 我国暖通空调自动控制系统现状
1.1 目前的市场环境
笔者曾经参与过一些工程项目暖通空调自控系统的评标工作。从整个情况来看，建设单位在技术上更注重的是投标方的硬件水平，如产品功能、网络速度等等。而在确定承包商时，对于工程的具体实施，尤其是如何与工程项目暖通空调系统设计完整协调与配合，其重视程度远远不够。不可否认，一些知名的专业承包商在暖通空调与自动控制的协调上具备了较好的技术能力，因此也取得了较好的业绩。但也有一些技术能力相对较弱的承包商，一旦项目承接下来，最多只能按照通常的做法去模仿，而无法有针对性地进行自控设计、施工与调试。由于设计院设计人员本身的水平问题，也无法对承包方给予有效的指导；或者即使设计院有技术能力，但因为种种原因无法对承包方进行有效的制约，也是导致一些工程的自控系统不能正常运行和使用的重要原因之一。本文只讨论与技术相关的内容，因此一些只追求低价而不注重承包商能力的建设单位，存在的问题不在此讨论。
1.2 系统调试
大多数暖通空调自控系统具有一定的通用性，其设计与施工完成后，需要通过有针对性的调试以使系统满足具体工程的要求。从目前情况看，这一环节主要是由自控系统承包方进行，暖通空调设计人员参与的力度远远不够。许多工程的调试仅仅做到了“能够进行温度控制”，而对于一些与过程有关的其他参数控制在调试中并不完善。对于运行管理以及节能优化方面的控制与管理要求，有相当一部分工程项目并没有完全做到，使得自控系统的功能没有得到有效地发挥。
1.3 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，也无法真正做到優化的管理与运行。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。
1.4 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。例如：无原则地加大设备容量和安全系数，认为即使实际不需要，只要通过自控系统，就可以在运行中将设备的余量减下来。比如一些比较常见的错误为，一些设计人员不清楚自控阀门应该如何选择，而是按照通常的管道设计流速来选择阀门口径，等等。其实，任何控制系统的控制能力和范围都是有限的，大口径阀门无法实现对小流量的较精确控制。暖通空调设计人员一般都明白，大容量的冷水机组，其最小可调容量必然大于同类小容量机组的最小可调容量，使得前者对空调部分负荷下的满足能力低于后者。自控系统也是同样的道理。
1.5 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。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专业的，他们对暖通空调专业各种要求的理解有限。把自动控制系统视为万能钥匙的也不仅仅是暖通控制设计人员，一些自控设计人员也有类似想法。例如，基于拓扑学原理的模糊控制系统、自适应系统等控制系统，在一些场合被某些技术人员神话，使人误以为能够解决所有的控制问题，从而放弃了对暖通空调系统本身的特点、本质、控制逻辑等方面的研究和要求。在两个不同专业的设计人员无法进行正常的沟通和交流、互相不理解对方专业需求的情况下，存在的问题不会得到有效解决，显然无法将暖通空调自控系统做好。更为严重的是，在一些民用建筑设计院中，暖通空调与弱电专业的设计人员均将自控系统作为二次设计的内容交由自控承包商负责，存在一定的失控风险。
2 暖通空调自动控制系统发展趋势
暖通空调系统的设置，是以满足工艺要求或舒适性要求为主要目的的。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。
3 结语
暖通空调系统与其自动控制系统都是为实现建筑的使用功能服务的。因此，系统最终的运行结果才是真正的检验依据。作为暖通空调设计人员，应努力做到提升技术能力、拓展专业知识、协调相关领域、关注运行效果。笔者相信，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，为节能减排作出更大的贡献。
参考文献
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