高哲

（安徽理工大学）

浅谈智能化管理功能在空气调节中的应用

高哲

（安徽理工大学）

传统的一对一的机械开关方式控制空调设备的运转，调节建筑物内空气环境质量已不再能满足需求。论文讲述了一种能实时监测并控制空调系统运转来调节建筑物内空气环境的智能化管理系统，以满足人们对室内空气环境质量的要求。而随着互联网科技的发展，空调系统各部分之间以物联网的形式进行自动化连接以达到智能化管理功能的理念更容易被人们所接受。

空气调节； 智能化； 物联网

1 引言

随着当今城市化的社会结构变化和人们对生活不断要求进步，城市人口密度急剧增大，随之带来的是城市人均占有的建筑面积越来越少，建筑物内单位面积人员的密度也越来越大，高层建筑不断增多，但其内部空气环境质量能否达到要求，成为人们热切关注的问题。由于建筑物在建成之后就不能随意改变其中中央空调系统布局，因此一套能实时监测并通过控制空调系统运转来调节高层建筑物内空气质量的智能化的管理系统，就能有效地解决这一难题。

2 传统空气调节方式与智能化管理空气调节方式的比较

2.1 传统空气调节方式及其分类

传统空气调节方式中的所有空调设备都是以静态、被动的方式通过空调系统的调节功能来满足人们对室内空气环境质量的要求，而且由于设定者本身对室内环境舒适度度量的模糊，经常出现室内温湿度、风速及洁净度不符合人体舒适度的要求，这就导致了不必要的能耗。另外建筑物内都存在着不同种类的电器，部分是不定时地工作运行，单一地从耗能散热方面而言，无疑凸显了传统空调系统调节方式的局限性和被动性，而且会造成建筑物内空气质量的不稳定，对室内人员产生直接影响。

传统空气调节方式包括一次回风式系统和二次回风式系统，称为定风量系统（CAV）。一次回风式系统是新风与回风在空气冷却器前混合，二次回风系统是新风与回风在空气冷却器前混合经处理后再与回风混合。这两种调节方式以固定的冬夏季两种冷热工况确定调节的新风量及冷热量，不能满足全年有效运行的要求,既浪费热量，又浪费冷量。

2.2 智能化管理空气调节方式

当今社会，科学技术水平快速发展，越来越多的智能化控制设备进入市场，被人们接受并逐步进入其生活中。建筑物内多样化的房间构造、多样化的功能需求也越来越多地被人们所设计使用。智能化管理功能空气调节就是通过使用一系列传感器，将传统空调设备静态、被动的运行方式进行智能化管理，从控制功能上进行自动调节优化，并且将各个房间分散的空调设备控制装置集中到同一个控制器装置上。由传统空气调节“逐个、就近”地开启方式转变为以智能及终端控制设备为基础的全自动智能化空气调节方式。即由各个房间温湿度传感器、CO2传感器、人体传感器所捕获的室内空气的各项参数传输到控制设备，计算得到冬夏季设计工况所需新风量及冷热量，再由控制设备控制压缩机的运行台数及节流阀的开度来改变冷热负荷及确定需要送入室内的新风量。避免了传统的空调设备由于存在延时性造成的干扰和能耗，实现对空调系统各项功能的实时调节、动态控制，也避免室内不确定因素如电器、人体等和室外辐射以及外部空气在调节过程中对调节系统的影响，实现了以人体舒适度为度量的空气质量来控制空调系统的工作运行。

图1 集中式智能空气调节系统原理图

对于智能化管理功能空气调节，若要使房间空气环境的各项参数维持在准许的可变范围内，需要对空调机器露点温度及加热前后的温湿度等参数进行有效的调节。在室内余热、余湿均变化的设计工况下，对一般中央空调系统运行工况进行分析。

原室内状态N，变化后室内状态N´，通过对室内通风、采暖、换气等环节的综合持续地调节，以期达到设定的理想状态N´，必须设计不同的调节环节，以组成集中式智能调节系统，如图1。其中，控制器为直接数字控制（DDC），具有P、PI、PID等多种控制模式，结合传感器能实现其各项功能。

通过智能化管理空气调节系统的使用，使得人们生活和工作环境的各项参数更加接近人体舒适度。而且从经济效益方面来说，管理者只需简单地维护极少的设备本体（如传感器和控制装置）就能满足要求，也响应了国家“十二五”规划环保、节能、减排的号召。智能化管理空气调节的使用不仅仅提高了人们的生活品质，更是现代社会人们对生活工作环境不断要求进步的间接体现。

3 智能化管理空气调节系统的现状及发展趋势

我国智能化管理功能系统空气调节的起始时间较西方发达国家晚，虽然自国外空调行业先进的智能化管理空气调节理念进入我国以来，我国空调领域在得到快速的发展，同时也存在很多本质方面的问题，如设计人员极度匮乏、管理人员水平普遍较低。在行业各层人员的不懈努力下，现今我国的智能化空气调节设计水平已进入新的发展和推广阶段，人们已经能够接受智能化对工作和生活带来的便利。

近年来，在新的发展趋势及政策下，各大空调公司纷纷响应国家“十一五”规划的节能减排要求，因此和智能化管理相关的各类产品已经逐渐进入人们的生活及工作中，并产生极深的影响。但智能化管理系统技术不成熟和推广程度低仍是一个迫切需要解决的问题。在这样一个大的发展趋势下，各大空调公司不失时机地开展了对设计和管理人员的培养及智能化管理功能空气调节系统的研制设计，势必会将中国智能化管理功能系统的空气调节推向一个新的发展阶段。

就目前而言，低耗能、低初投资、高精度和简结构的智能化管理系统更容易被人们选择。其中，以智能传感器为代表的智能化管理系统必然成人们最普遍的需求，并且将成为今后发展的主流。

在能源问题短缺日益凸显的当下，建设新能源城市将会成为今后城市发展的趋势。在未来新能源城市的发展过程中，建设一系列能充分利用当地的太阳能、风能、地热能等可再生能源的节能设施，从而减少对化石能源的使用，甚至摆脱对化石能源的依赖。智能化管理空气调节系统能与新能源城市的能源结构密切结合，从根本上解决城市能源及空调节能问题，符合科学发展观的要求。另外，二者的结合增强了城市可持续发展能力，在未来城市建筑节能中将起到重要的作用。

4 结束语

空调是人类生活中不可缺少的成分，依托于智能传感器的管理系统是建筑节能可期的发展途径，并且在将来会成为一种趋势。在能源问题日益凸显及国家对节能减排号召的当下，研究智能化管理功能在空气调节中的应用在给人们提供方便的同时也势必会给社会带来极其可观的经济效益。

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The Application of Intelligent Management Function in Air Conditioning

GAO Zhe

(Anhui University of Technology)

The traditional one-to-one mechanical switch to control the operation of air conditioning equipment to regulate the air quality in the building can no longer meet the demand. At this time, a kind of intelligent management system which can monitor and control air conditioning system in real time to adjust the air environment in the building to meet the requirements of indoor air quality is met. With the development of Internet technology, it is easier to accept the idea of automatic connection between parts of the air-conditioning system in the form of Internet of things to achieve intelligent management function.

air conditioning; intelligent; the internet of things