暖通空調(diào)軟件技術(shù)及其發(fā)展

摘要:暖通空調(diào)軟件技術(shù)促進了暖通空調(diào)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展，暖通空調(diào)設(shè)計和制造技術(shù)也呼喚新的暖通空調(diào)軟件。本文就常用的暖通空調(diào)軟件做一個簡單的回顧、介紹及對未來的發(fā)展方向進行初步的探討。

關(guān)鍵詞:暖通空調(diào)軟件技術(shù)發(fā)展

中圖分類號:TP391文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)03(a)-0112-01

暖通空調(diào)軟件最早應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計和制造領(lǐng)域的計算機輔助設(shè)計，目前，暖通空調(diào)CAD和設(shè)計計算軟件已經(jīng)取得了很大的成就，暖通空調(diào)設(shè)計專家系統(tǒng)軟件已經(jīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和決策，能耗分析軟件、氣流模擬CFD(計算流體力學(xué))軟件的應(yīng)用使設(shè)計人員在大樓建成之前就能對暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行工況和能耗情況進行模擬，從而據(jù)此選擇最優(yōu)的設(shè)計方案。

1 暖通空調(diào)軟件技術(shù)

1.1 暖通空調(diào)輔助設(shè)計軟件

暖通空調(diào)輔助設(shè)計軟件包括輔助繪圖(CAD)軟件和設(shè)計計算軟件，就我國的情況來說，暖通空調(diào)輔助設(shè)計軟件的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段:起步、發(fā)展、成熟。

1)起步階段(20世紀(jì)70年代左右):各大學(xué)和研究單位研制開發(fā)一些符合國情的暖通空調(diào)程序軟件庫，但多為局部性的，覆蓋面不寬，水平也有限。

2)發(fā)展階段(20世紀(jì)80年代左右):國家出資研制開發(fā)《建筑工程設(shè)計軟件包》(BDP)，作為國家“六五”科技攻關(guān)項目，該軟件于1986年5月通過國家(部級)鑒定，被譽為當(dāng)時具有國際水平的優(yōu)秀軟件，并在此后的數(shù)年里，在國內(nèi)得到了較為廣泛的應(yīng)用。與此同時，也有一些CAD軟件出現(xiàn)。

3)成熟階段(20世紀(jì)90年代):Windows的出現(xiàn)，以及AutoCAD的推廣應(yīng)用，各種空調(diào)CAD軟件涌現(xiàn)，并得到日益廣泛的應(yīng)用。1995年3月，我國第一個在Windows環(huán)境下開發(fā)的暖通空調(diào)設(shè)計計算軟件EasyHVAC(同濟大學(xué))投放市場，它一出現(xiàn)即受到設(shè)計人員的青睞，1998年，該軟件又推出了輔助繪圖版本EasyHVAC CAD.我國的空調(diào)輔助設(shè)計軟件正日益走向成熟和完善，2001年7月，上海華電源信息技術(shù)有限公司和上海現(xiàn)代建筑設(shè)計集團共同開發(fā)的HDY-SMAD空調(diào)負(fù)荷計算及分析軟件將暖通空調(diào)設(shè)計計算軟件推向了新的高潮，該軟件通過了上海市建設(shè)和管理委員會的鑒定，專家一致認(rèn)為該軟件部分功能填補了國內(nèi)同類計算軟件的空白，總體設(shè)計達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

1.2 暖通空調(diào)能耗分析軟件

暖通空調(diào)輔助計算軟件解決了輔助繪圖和設(shè)計計算等較簡單、靜態(tài)的問題，但是暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個隨建筑類型和室外氣象條件動態(tài)變化的復(fù)雜系統(tǒng)，暖通空調(diào)工程在設(shè)計時要考慮節(jié)能和環(huán)保，在運行時也要考慮節(jié)能和環(huán)保，因為在暖通空調(diào)運行期中大部分時間中其負(fù)荷條件是不同于設(shè)計條件的。采取一定的技術(shù)和管理措施使暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行適應(yīng)負(fù)荷動態(tài)變化，盡量避免不必要的能耗，這是暖通空調(diào)節(jié)能的重要方面，要做到這一點，必須對暖通空調(diào)系統(tǒng)的全年動態(tài)能耗進行模擬分析，從而準(zhǔn)確地制定相關(guān)的優(yōu)化方案。因此暖通空調(diào)能耗分析軟件也就應(yīng)運而生了。

1.3 氣流模擬計算流體力學(xué)(CFD)軟件

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的效果與室內(nèi)氣流組織密切相關(guān)。好的氣流組織方式能夠使空調(diào)房間的溫度、濕度和速度很容易地符合設(shè)計要求，反之，差的氣流組織方式可能根本就達不到設(shè)計要求。因此，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計完成之后施工之前，預(yù)測空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織狀況就很重要。在以往的研究中，只能用模型實驗的方法研究幾種典型送回風(fēng)方式的氣流組織狀況，獲得一些簡化的計算公式，并將它們套用到類似的設(shè)計中去，但是，它們的精度和使用范圍都不能令人滿意，尤其當(dāng)遇到一些特殊難題，如高大空間的氣流組織、車間有害氣體濃度場分布、室內(nèi)不同障礙物情況下的氣流流動規(guī)律等等便無法解決。正是在這種情況下，基于計算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics)的空調(diào)系統(tǒng)氣流模擬軟件發(fā)展起來了。

比較著名的氣流模擬軟件有SIMPER、PHOENICS等等，另外很多商業(yè)計算機公司，如IBM，也開發(fā)了與建筑配套的空調(diào)系統(tǒng)氣流模擬軟件。由于氣流模擬的計算復(fù)雜，以前大多在工作站或大型計算機上開發(fā)，隨著微型計算機速度的提高，現(xiàn)在已經(jīng)有了微機上的氣流模擬軟件。氣流模擬計算方法以計算機為運算工具，其最大優(yōu)點是成本低，實踐表明，計算機運算的成本要比相應(yīng)的模型實驗低許多倍，隨著被研究的物理對象越來越大和越來越復(fù)雜，這個優(yōu)點將更顯著;其次是速度塊，用計算機運算，設(shè)計人員可以在很短的時間內(nèi)設(shè)計對比許多不同方案，從中優(yōu)選出最佳設(shè)計，而相應(yīng)的模型實驗則需很長時間;第三是具有較強的模擬真實條件的能力，它的計算空間不受限制，無須縮小幾何比例，而模型實驗就難以辦到。不過數(shù)值計算結(jié)果的可靠性主要依賴于數(shù)學(xué)模型和計算方法的正確程度，故不如實驗方法那么直觀可靠，因而必要時還須將兩種方法結(jié)合使用。

1.4 基于Internet的空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件

隨著Internet技術(shù)的飛速發(fā)展，人們通過Internet對世界各地的空調(diào)系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程監(jiān)控已經(jīng)成為現(xiàn)實。杭州華電華源環(huán)境工程有限公司和上海華電源信息技術(shù)有限公司共同開發(fā)的冰蓄冷空調(diào)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了對冰蓄冷空調(diào)工程現(xiàn)場的全自動監(jiān)測，具有以下的功能:1)管理人員通過Internet能夠在任何地方通過密碼登錄后對各地的冰蓄冷現(xiàn)場控制系統(tǒng)實施遠(yuǎn)程監(jiān)測;2)各地的冰蓄冷現(xiàn)場控制系統(tǒng)能夠及時地向管理人員發(fā)送運行數(shù)據(jù);3)管理人員能夠通過瀏覽器對各地工程的反饋信息，進行統(tǒng)計整理和比較，并進行故障診斷。

1.5 專業(yè)Internet網(wǎng)站的涌現(xiàn)

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為暖通空調(diào)專業(yè)信息交流的一個重要渠道，因此至今已經(jīng)涌現(xiàn)出了一大批的暖通空調(diào)專業(yè)和企業(yè)網(wǎng)站。目前，各大設(shè)備生產(chǎn)廠家均有自己的企業(yè)網(wǎng)站。國內(nèi)比較著名的暖通空調(diào)專業(yè)網(wǎng)站有東方空調(diào)網(wǎng)(www.eastac.com)、暖通空調(diào)信息網(wǎng)(www.hvacnet.com.cn)、中國空調(diào)制冷網(wǎng)(www.chinahvacr.com)等，其中東方空調(diào)網(wǎng)除提供信息服務(wù)外，還提供設(shè)計資詢和各種暖通空調(diào)專業(yè)軟件的開發(fā)和外包服務(wù)，及附加技術(shù)服務(wù)。可以預(yù)見，隨著人們對互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識的深入，暖通空調(diào)專業(yè)網(wǎng)站將成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠郑照{(diào)專業(yè)也將隨著Internet的發(fā)展而進入一個嶄新的發(fā)展階段。

2 總結(jié)

隨著計算機軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，新的暖通空調(diào)軟件也不斷涌現(xiàn)，滿足用戶需求、界面友好的暖通空調(diào)軟件將在暖通空調(diào)設(shè)計和制造領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，從而推動暖通空調(diào)技術(shù)走向一個新的臺階。總之，暖通空調(diào)軟件技術(shù)促進了暖通空調(diào)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展，暖通空調(diào)設(shè)計和制造技術(shù)呼喚新的暖通空調(diào)軟件，可以預(yù)見，在不久的將來，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的集CAD、能耗分析、CFD和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的暖通空調(diào)軟件將是一個新的亮點。