暖通空調智能監控系統探索

郭玉華

（吉林省扶余縣建筑工程質量監督站，吉林 扶余 131200）

暖通空調系統是智能建筑設備中最主要的組成部分，其作用是保證建筑物內具有舒適的工作、生活環境和良好的空氣品質。暖通空調系統主要由制冷系統、空氣調節系統和熱力系統三大部分組成。

制冷系統作為空調系統的冷源，由冷水機組、冷凍水系統、冷卻水系統等主要部分構成。冷水機組產生的冷凍水由冷凍水泵輸送給各空調機組，供表面冷卻器、噴水室等設備對空氣進行降溫、除濕處理，其回水返回到制冷機，經蒸發器降溫后循環使用；由冷卻塔產生的冷卻水經冷卻水泵送入制冷機冷凝器中對制冷劑進行冷卻，工作后的回水返回冷卻塔，再次冷卻后循環使用。

空氣調節系統的作用主要是對空氣進行加熱、冷卻、加濕、干燥及凈化處理，應包括進風、過濾、熱濕處理及送風等主要部分。空氣處理系統有多種形式，常用的形式是箱式空調機組，它是將各種空氣處理設備和風機、閥門等組成一個整體的箱形設備，對進入箱中的空氣進行處理并將處理后的空氣送出。

熱力系統作為空調系統的熱源，其主要任務是為空調機組提供不同溫度的熱水，主要設備有熱源、換熱器及相應的管路。熱源可以是鍋爐，也可以是來自集中供熱管網的熱力站，它們產生的熱水通過熱水循環泵送入空調機組的加熱器，對空氣進行加熱處理，回水返回熱源被重新加熱，循環使用。

1 制冷系統的監控

空調系統需要冷源，制冷是不可缺少的。常用的制冷方式有壓縮式制冷、熱力制冷和冰蓄冷。壓縮式制冷是以消耗電能作為補償，通常以氟利昂或氨為制冷劑。熱力制冷包括嗅化銼吸收式和蒸汽噴射式，嗅化鏗吸收式以消耗熱能為補償，以水為制冷劑，濱化鏗溶液為吸收劑，可以利用低位熱能和高溫冷卻水。冰蓄冷是讓制冷設備在電網低負荷時工作，將冷量儲存在蓄冷器中，供空調系統高峰負荷時使用。制冷系統主要包括制冷機組、冷凍水系統和冷卻水系統，其作用是為空調機組提供所需的冷水。

1.1 制冷機組的監控

對制冷機組監控是建筑設備監控系統的內容之一。根據制冷機組的形式不同，需要監測的參數和控制內容有所不同。

在壓縮式制冷機組中，制冷劑蒸汽在壓縮機內被壓縮成高壓蒸汽進人冷凝器，制冷劑和冷卻水在冷凝器中進行熱交換，制冷劑放熱后變為高壓液體，通過液力膨脹閥后，液態制冷劑壓力急劇下降，變為低壓液態制冷劑進入蒸發器。在蒸發器中，低壓液態制冷劑通過與冷凍水的熱交換而汽化，吸收冷凍水的熱量成為低壓蒸汽，再經過回氣管重新吸人壓縮機，開始新的循環。

對于壓縮式制冷機組，需要監測的參數主要包括冷凍水的供回水溫度、壓力、流量、制冷量，以及冷卻水的供回水溫度、壓力，機組運行時間和啟停次數等。需要控制的內容包括啟停控制、以節能為目標的機組運行臺數控制、冷凍水旁通閥壓差控制等，還應具有機組運行狀態顯示、過載報警、冷凍水溫度再設定等輔助功能。

吸收式制冷機組與壓縮式制冷機組一樣，也是利用低壓制冷劑蒸發產生的激化潛熱進行制冷，區別是壓縮式制冷以電為能源，而吸收式制冷以熱為能源。吸收式制冷機組多采用嗅化鏗水溶液作為制冷冷媒，其中，水為制冷劑，嗅化鏗為吸收劑。

對于吸收式制冷機組其控制功能和輔助功能與壓縮式制冷機組的要求相似，需要檢測的參數有:蒸發器、冷凝器的進出口水溫，制冷劑、溶液蒸發器和冷凝器的溫度及壓力，溶液溫度、壓力、濃度及結晶溫度等。

專業廠家生產的制冷機組，一般帶有以計算機為核心的控制系統，可以完成本臺設備的監控任務。但作為BAS的一個結點，制冷機組原有的控制裝置應該能夠與BAS中的其他智能化設備及上位監控計算機交換信息，因此應該留有數據通訊接口，并且應采用開放的通信協議，以支持互操作性，從而便于把制冷機組的控制單元納人BAS系統。

1.2 冷卻水系統的監控

冷卻水系統由冷卻水塔、冷卻水循環泵及冷卻水供、回水管道組成。冷卻水進人制冷機組的冷凝器，與冷凝器內的高壓、高溫的制冷劑進行熱交換，在冷卻水泵的作用下，通過冷卻水回水管道進人冷卻塔進行冷卻。

冷卻塔是冷源系統的重要組成部分。高溫冷卻水(37 IC，冷水機組出口)經循環管道進人冷卻塔上部噴淋，冷卻塔風扇對噴淋下落的水體進行鼓風吹拂，使之與空氣發生熱交換后冷卻，然后再送至冷水機組重復循環使用。

冷卻水循環泵實現冷卻水在冷凍機和冷卻塔之間的循環，再通過冷卻塔將冷凍機的冷卻水的人口和出口的溫度控制在設定值范圍內。

冷卻水系統監控內容主要有水流狀態監測、冷卻水泵過載報警、風機運行狀態監測及過載報警、風機啟停控制、冷卻水泵啟停控制及狀態監測、冷卻水溫度控制及再設定等。

1.3 冷凍水系統的監控

冷凍水系統主要由冷凍水泵、冷凍水供回水管道及相應閥門組成，其作用是把冷水機組產生的冷凍水輸送到各空調終端，并使冷凍回水返回蒸發器降溫再循環利用。冷凍水系統監控的主要目的是保證冷凍機蒸發器通過足夠的水量以使蒸發器正常工作，防止凍壞;向空調用戶提供足夠的冷凍水量以滿足使用要求;在滿足使用的前提下盡可能減少冷凍水循環泵的能耗。

2 空調系統的監控

空調系統的監控主要包含環境溫度控制、空氣濕度控制以及空氣質量調節等內容。最主要是進行環境溫度控制，其次是空氣濕度和空氣流速調節、空氣質量調節、空氣壓力調節等.當室內外的空氣參數(溫度、濕度)發生變化時，要求空調系統負責調節空間內的空氣參數維持不變或變化不超過給定的變化范圍。空氣調節的過程中，采取對空氣加熱或冷卻的方式來調節溫度，通過加濕或除濕來調節濕度，通過過濾和調節新風量來控制空氣質量。

空氣調節設備主要有新風機組、空氣處理機組、風機盤管、變風量系統、送排風裝置等，這些設備在空氣調節的過程中，各自發揮著不同的作用。

3 熱力系統的監控

熱力系統的作用是為用戶提供采暖、空調及生活用熱水，其功能是通過熱力站來實現的。熱力站根據規模、位置和功能的不同，可以分為用戶熱力站、集中熱力站和區域性熱力站三種。

用戶熱力站是指單幢建筑物熱用戶的內部供熱系統與室外熱力管網的連接點，位于建筑物的地溝人口處或是地下室內，僅為該建筑物的供熱服務。集中熱力站也稱為二級供熱網絡，是通過一個集中熱力進口引入熱媒，根據用戶的具體需要經過能量轉換后分配給所在生活區的建筑物。區域性熱力站指設置在城市供熱網絡、供熱干線與分支干線連接點的大型熱力站。

智能建筑一般使用前兩種熱力站，其主要任務是產生生活、供暖用熱水，對這一系統監控的主要目的一方面是監測水力工況，以保證熱水系統的正常循環；另一方面是控制熱交換過程以保證要求的供熱水參數。

結語

隨著城市建設的日益發展和環保意識的不斷增強以及節能的要求，城市空調系統的規模在不斷擴大，制冷和供熱的面積不斷增加，暖通空調系統的運行調節與管理變得更加復雜。因此采用先進的技術對暖通空調系統實行實時狀態監測、指導系統運行具有十分重要的意義。

[1]郭維鈞.建筑智能化技術基礎[M].中國計量出版社，2001.

[2]何耀東.中央空調實用技術[M].冶金工業出版社，2006.

[3]李曉明.暖通空調[M].機械工業出版社，2011.