暖通空调系统智能化控制技术研究

引言

在建筑节能与绿色发展的背景下，暖通空调系统的能耗占比居高不下，传统控制方式存在调控滞后、能耗偏高及舒适性不足等问题，难以满足现代建筑对高效节能与精准环境控制的需求。智能化控制技术通过融合传感技术、自动控制与人工智能等手段，实现暖通空调系统的动态感知、智能决策与精准调控，从根本上改变了传统控制模式。从简单的温度设定到多参数协同优化，从单一设备控制到系统整体联动，智能化控制技术的应用不断深化，在节能降耗、提升舒适度及优化管理等方面展现出显著优势。

1 暖通空调系统智能化控制的基础分析

暖通空调系统智能化控制技术的发展需建立在明确的价值定位与问题认知之上，为技术研究提供方向指引。1.1 核心价值定位

智能化控制的核心价值体现在节能增效、舒适提升与管理优化三个层面。在节能增效方面，通过精准调控负荷与设备运行状态，避免能源浪费，降低系统能耗；在舒适提升方面，基于多参数感知与动态调节，实现室内温度、湿度、空气质量的精准控制，满足个性化舒适需求；在管理优化方面，借助自动化监控与智能诊断，减少人工干预，提升系统运行稳定性与故障处理效率，降低运维成本，实现系统全生命周期的高效管理。

1.2 现存问题剖析

当前暖通空调智能化控制面临技术适配不足、数据利用低效及系统协同性差等问题。部分智能化技术与现有系统兼容性不强，导致控制精度不稳定；传感器数据采集不全面或分析滞后，难以支撑精准决策；各子系统间缺乏有效联动，形成 “信息孤岛”，影响整体调控效果；同时，智能化控制算法的鲁棒性不足，在复杂工况下易出现调控偏差，制约技术优势的充分发挥。

1.3 技术发展原则

智能化控制技术的发展需遵循可靠性优先、节能导向与兼容性适配原则。可靠性优先要求控制技术在复杂环境下保持稳定运行，避免因系统故障影响室内环境；节能导向强调以能效提升为核心目标，通过智能算法优化能源分配与设备运行策略；兼容性适配要求技术方案与不同类型暖通空调系统、建筑功能需求相匹配，同时预留升级空间，确保技术的可持续应用。

2 暖通空调系统智能化控制的关键技术

智能化控制技术的实现依赖于多维度技术的协同支撑，涵盖感知、决策与执行等关键环节。

2.1 感知与数据采集技术

感知与数据采集是智能化控制的基础，通过多维度信息获取构建系统调控依据。采用温度、湿度、CO₂浓度等各类传感器，实现室内环境参数的实时监测；部署能耗计量装置与设备状态传感器，采集系统能耗数据与设备运行参数；利用无线传感网络与边缘计算技术， 实现数据的高效传输与初步处理，减少数据延迟，为后续智能决策提供精准、全面的原始数据支撑，确保感知层面的完整性与时效性。

2.2 智能算法与控制策略

智能算法与控制策略是智能化控制的核心，通过数据驱动实现精准调控。基于机器学习与深度学习算法，建立负荷预测模型，实现对空调负荷的短 中长期预测，为提前调控提供依据；采用模糊控制、PID 优化等智能控制算法，根据环境变化动态调节设备运行参数，实现系统的自适应控制；结合多目标优化算法，在满足舒适性要求的前提下，优化能源分配方案，平衡能耗与舒适度的关系，提升控制策略的科学性与灵活性。

2.3 系统集成与管控平台

系统集成与管控平台是技术落地的载体，实现多系统协同与全流程管理。通过工业以太网、物联网等技术实现暖通空调各子系统的互联互通，打破信息壁垒；构建集中式管控平台，整合感知数据、设备状态与控制指令，实现系统运行的可视化监控；开发远程控制与运维功能，支持参数远程设置、故障报警与诊断分析，提升系统管理的便捷性与高效性，形成 “感知 - 分析 - 决策 - 执行” 的闭环控制系统。

3 暖通空调系统智能化控制的应用路径

能化控制技术的应用需结合实际场景需求，通过多维度优化实现系统效能提升。

3.1 运行优化与能效提升

运行优化聚焦于系统能耗的精准控制与高效利用。基于负荷预测结果动态调整设备启停与出力，实现 “按需供能”，避免 “大马拉小车” 现象；通过水泵、风机等设备的变频调速控制，优化水系统与风系统的运行参数，减少输送能耗；利用焓值控制、热回收等技术与智能算法结合，提升能源梯级利用效率，降低单位面积能耗，实现系统运行的节能化与经济化。

3.2 环境精准调控与舒适性改善

环境调控致力于实现个性化与精细化的室内环境管理。根据不同区域功能需求与人员分布，设置差异化的环境参数标准，实现分区域精准控制；通过人体感应与环境参数联动，自动调节空调运行状态，提升人员活动区域的舒适度；结合空气品质监测数据，智能启停新风系统与空气净化设备，保障室内空气质量，实现舒适性与健康性的双重提升。

3.3 运维管理智能化与成本降低

运维管理通过智能化技术的深度应用，全面提升暖通空调系统的运行可靠性与管理效率，构建全流程的智能运维体系。在故障防控方面，借助遍布系统的传感器实时采集设备振动、温度、压力等运行参数，结合故障诊断算法对数据进行多维度分析，精准识别潜在故障隐患并提前发出预警，同时通过算法定位故障发生的具体部件与原因，为维修提供精准指引，大幅减少非计划停机时间与故障处理成本。在数据管理方面，管控平台自动记录设备运行全过程数据，通过可视化分析工具生成能耗趋势报表、设备健康度评估及运维建议方案，帮助管理人员科学制定预防性维护计划，避免过度维修或维护不足。在人力优化方面，采用远程监控系统实现设备状态的实时查看与参数调节，结合无人值守技术减少现场巡检频次，显著降低人力投入，通过智能化手段覆盖系统全生命周期，全面提升运维管理的经济性与高效性。

结束语

暖通空调系统智能化控制技术是推动建筑节能与环境品质提升的关键支撑，对实现建筑领域 “双碳” 目标具有重要意义。本文通过对基础价值、关键技术及应用路径的研究，明确了智能化控制在节能、舒适与管理方面的核心价值，阐述了感知、算法与集成平台的技术体系，探讨了运行优化、环境调控与智能运维的实践路径。随着物联网、人工智能等技术的不断发展，暖通空调系统智能化控制将向更精准、更协同、更自愈的方向演进。未来需进一步加强核心算法研发，提升技术兼容性与系统可靠性，推动智能化控制技术在不同类型建筑中的规模化应用，通过技术创新与实践优化，持续提升暖通空调系统的能效水平与服务品质，为绿色智能建筑发展提供有力保障。

参考文献

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