刘红涛

摘要：随着我国社会主义市场经济的不断发展，人们的生活水平得到了极大的改善。温饱问题已经不再是大多数人所关注的，环境污染问题则令人担忧。尤其是近年来，雾霾、洪涝等自然灾害频发，人们开始越发注重环境保护问题。中央空调作为现代大型建筑的配套设施，为改善建筑舒适度，优化室内环境做出了巨大贡献，但随之而来的环境污染和能源浪费问题令人诟病。本文从当前互联网时代出发，探讨人工智能技术在中央空调节能控制中的应用。试图为解决中央空调能源消耗过大、污染环境等问题提出改良策略。

关键词：人工智能;中央空调;节能控制

随着近年来我国城镇化进程加快，环境污染问题日益凸显，令人们担忧，尤其是近些年来，雾霾、洪涝等灾害频发，更加是为人们敲响了环境保护问题的警钟。习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”的口号，从党中央到各级政府都在提倡节能减排，保护环境。随着各地高楼大厦的兴起，建筑的能源消耗开始为人们所关注。中央空调一方面作为改善大型建筑室内环境的配套设施，为人们提供了舒适的室内环境，另一方面也造成了巨大的能源消耗和浪费。能源消耗问题日益严峻，节约能源，减少污染迫在眉睫。人工智能作为互联网时代下的特征产物，在诸多领域都得到了广泛应用。依托于人工智能强大的计算和信息处理能力，许多复杂的事情都可交由人工智能处理来达到最优解。将人工智能应用在中央空调的节能设计上无疑是具有创造性的，为解决大型建筑中央空调耗能严重问题提供了新的思路和可能。

一、中央空调节能设计的必要性

随着中国特色社会主义市场经济的不断发展，各地高楼大厦兴起，为了改善建筑的舒适程度，空调几乎成为了必须配套设施。根据相关数据，调查显示，在大型建筑物中，空调耗电量占到了惊人的的百分之五十到百分之六十，改进空调设计，进行空调节能减排改造刻不容缓[1]。在实际调查过程当中却发现空调的耗电量并非完全是由改善室内环境舒适度而造成的，有相当一部分耗电量是因为设计不合理以及空调自身缺陷而造成的浪费，对中央空调系统进行改造，减少空调耗能，将会为大型建筑节能减排做出巨大贡献。另外，随着人类社会的不断推进，自然资源枯竭问题已经开始令人担忧，发展节约型经济，推进可持续发展社会将是未来社会的发展趋势。对中央空调进行节能改造无疑是对这一趋势的顺应。

二、当前中央空调节能控制存在的问题

要想对现有的中央空调系统进行节能化改造，那么首先就要分析现阶段中央空调系统存在的问题，从整个空调系统入手来寻找其中可供节能改造的切入点，为后续进行设计优化和技术引入提供理论基础，使后续改造手段更有针对性和可行性。

（一）控制方式单一

随着空调技术的不断升级发展，在目前的中央空调系统中，基本上都采用了多回路的PID控制方式。但是在实际应用过程当中，因为中央空调的系统是一个干扰大、高度非线性的复杂系统，单一的PID控制系统往往很难适应实际应用情况。这也就造成了空调在实际使用过程当中，一些参数的设置并不符合实际情况和人们的需求，由此也就造成了空调能源的浪费。

（二）控制理论引入难度大

随着现代机械制造的不断发展，各种新型的控制理论层出不穷，例如自适应控制、最优控制等现代控制理论技术，为机械行业制造和发展提供了强大动力。但在中央空调系统中，这些理论的引入有相当大的难度，这主要是由于这些理论都是建立在精确控制之上而造成的，因为实际的使用往往与这些精确数值有较大出入，很多时候并不完全相同，甚至在部分情况下完全偏离。这也就造成了现代控制理论在中央空调节能设计上应用的难度。

（三）对动态负荷考虑不够

空调系统设计的基本依据，也就是空调负荷，直接关乎到空调设备总容量的大小。但是在现代的空调负荷计算公式中，并没有完全考虑到实际状态下的一些相应变化。根据夏季空调负荷计算公式来进行负荷运算的话，缺少对实际情况的考虑[2]。这也就造成了在中央空调实际运行时会出现的一些数据上的偏差，进而导致能源的浪费。

（四）没有考虑外部环境变化对空调启停时间的影响

间歇运行是空调产业不断发展之后在节能方面的一大重要运行模式，为改善空调耗能，优化空调系统做出了巨大贡献。但在实际运行的过程当中，因为外部环境的变化，围护结构传热的影响，室温也会发生相对应的变化。并且，因為房间本身有一定的热惯性，所以在次日进行空调使用之前，会先进行相应的预冷。也就是说，必须要提前启动空调系统，让房间温度降下来，这样才能够使室温处在一个舒适的范围，满足人们对于室内环境的要求。但在建筑的实际使用过程当中，室内人员变动几乎是不可避免的事情，而这种变动又会相对应的造成内部环境温度的改变。因为现阶段间歇运行的空调系统并没有完全考虑到人员变动等方面的因素，因人员变动而造成的外部环境变化会使预冷预热的时间相应的延长或缩短，这种预冷或预热时间的改变将会对最终的室温造成一定的影响，并且也会造成能源方面的浪费。

三、人工智能技术在中央空调调节控制中的应用

在我国现阶段的中央空调技术中，绝大多数的中央空调都已经配备了自动化的系统，可以对温度进行监测并自动做出相对应的调整，更加符合人们的使用习惯[3]。这种自动化的设计极大地提高了室内环境的舒适度，并且起到了一定程度上的节能作用。但由于这种自动调控是以舒适度为标准的，缺乏对节能的考虑，虽然和传统系统相比具有一定的节能功效，但十分有限。因此，在中央空调调节控制中引入人工智能技术是十分有必要的。

在现阶段的人工智能控制手段中，有三种典型的控制系统，模糊逻辑控制、神经网络和专家系统，以下重点探讨这三种方法在中央空调节能设计中的应用。

（一）模糊逻辑控制

模糊逻辑控制是人工智能在发展中最早的一种控制方式，主要是模拟人的思维，以一种非传统、非精确的理论模型来达到决策更加接近实际情况的一种控制方法。这种控制方法更加接近人类的实际思考过程，做出的决策也更加人性化。将模糊逻辑控制引入中央空调系统，可以克服传统模式下单一PID控制的弊端，达到灵活处理的目的。

（二）神经网络控制

神经网络控制主要是将控制系统模拟人的神经元系统，是一种简单的计算方式，处理单元为节点，采用某种网络拓扑结构构成的活动网络。当神经网络控制系统引入中央空调节能设计的好处在于可以通过模拟人类神经系统的信息处理方式，对对事物做出预判。该系统依托其本身对于数据储存和检索，可以对以往的执行情况进行分析，并通过这些情况来做出相对应的判断。例如，可以对空调的进风，温度，湿度等情况进行采样，一册在n个采样周期后的系统运行方式，以此来智能调节空调，达到节能目的。

（三）专家系统

人家系统是一种能在某个特定领域内以人类专家水平解决该领域困难专业任务的计算机系统。专家控制系统就像是一个巨大的知识库，储存了强大的理论知识和行业专家的经验，依据已经输入的这些知识和理论，对当前情况做出分析，从而得出最优解。专家系统可以利用强大的知识储备来智能化的分析中央空调在实际运行过程当中的一些参数。例如环境变化，人员进出湿度变化等，从而来做出空调调整的指令，达到空调节能的目的。

综上所述，随着中央空调系统的广泛应用，在我国能源与环境形势日益严峻的情况下，提高中央空调的节能性既是当今社会发展趋势的要求，也是对建设可持续发展社会的响应。应当大力发展节能技术，通过多方面努力来共同构建绿色高效的节约型社会。

参考文献：

[1]李晶.基于人工智能的中央空调节能技术研究[J].建材技术与应用，2020（04）：33-36.

[2]周洪煜. 基于人工智能和专家系统的中央空调节能运行及故障诊断技术研究与实现[D].重庆大学，2007.

[3]吴万庆，王波.人工智能技术在中央空调节能控制中的应用探讨[J].智能建筑与城市信息，2007（04）：29-32.