文 献 综 述

研究背景：

节约能源与环境保护是当今经济与社会发展的两大主题，是人类社会能否可持续发展的战略性问题。随着建国以来经济水平的迅速发展和相关政策的逐步推进，对能源生产和发展的要求日益提高。

首先，对于一般的空调系统存在负荷变化不均匀、干扰较多以及电机启动平凡对设备造成不利影响等问题。^[1][2] 其次,对于地源热泵系统而言，由于其采用地埋管换热的独特设计，系统的热失衡问题已经成为地源热泵系统正常运行以及广泛使用的主要限制因素。因此有必要采取一定的数据采集和监控手段，对地源的热不平衡情况进行预警，确保系统的正常运行。^[3][4] 此外，复合式地源热泵系统得到越来越广泛的应用，将地源热泵系统与太阳能、辅助冷却塔冷却、热回收、冰蓄冷等技术相结合，根据用户侧负荷与地源温度的变化，对系统进行有效的运行管理控制，因此需要更准确灵敏的控制手段，实现各设备间的启停转换控制，确保系统的稳定高效运行。^[5][6]

在系统的实际运行中，由于系统组成复杂，人工调控操作误差较大以及部分工作人员缺乏经验，往往造成系统的运行管理不当。因此针对水源热泵空调的运行管理，采用一套具有较高系统性、稳定性、可靠性的自动控制系统，已经很有必要。

发展概况：

人类很早就进行了简陋自动化装置的探索，但由于技术与理论的限制，直到1788年之后，才稍有突破。1920年，美国出现了PID调节器。同年，反馈理论广泛应用于电子放大器中，标志着自动化领域技术的开始。1948年，控制理论的经典部分已基本形成。可以说，自动控制技术的每一步都给空调装置带来重大变革。

水源热泵空调的控制技术经历了有简单到复杂，从低级到高级的发展过程。80年代以前，空调的控制主要用于设备的起停，大多数室温调节采用继电器系统，由安装在控制机柜上的交流接触器、按钮、开关等停止或起动设备。信号灯只显示交流接触器的状态。虽然接触器和继电器在空气调节系统中作为放大元件较其它类型放大器简单，但也有其弊端，例如，在调节过程中会出现自振荡，从而限制了调节精度，从而使机械传动部分因连续磨损而缩短寿命。随后逐渐过渡到常规的仪表控制，由于其造价低廉，独立性好。可靠性强，因而得到广泛应用。集散式控制系统在20世纪80年代，用于一些民用建筑中，此系统是对常规仪表的改进，控制功能由分散设置的常规仪表去完成，使用分散式数据收集器采集设备运行状态及各种参数，再转换成数字信号，利用计算机网络传输并显示在中央微机上。80年代后期，随着计算机技术的发展，计算机控制技术已经逐渐引入到一些建筑空调中，即逐步采用DDC系统（直接数字控制系统）。其最大的特点是从参数收集到传输控制均由数字控制功能来实现，因此DDC数字调节器逐渐取代模拟调节器。但随着能源压力的日趋严重，空调控制系统已由单纯的追求舒适性到舒适、节能并重。不仅仅限于对温度、湿度的精确控制，还要求能对房间内的压力、风量、C0₂含量、烟气等进行控制，确保人们生命、设备、财产的安全。此外，还能实现能量调节。包含连锁控制、转换控制、补偿控制、能量调节、状态监控、能量调节等安全自动化控制系统。显然，这不是DDC控制系统和常规仪表控制系统所能承担的任务，因此诞生了现代控制技术、现代计算机技术、现代通信技术和现代图形显示技术的集散型控制系统。但这些新的控制技术在水源热泵空调控制中应用还较少，其理论和实验研究都存在较大的发展空间。^[7]