淺談暖通節(jié)能系統(tǒng)及其優(yōu)化方案

黎華東

摘要：隨著人們生活水平的不斷改善，空調(diào)成為了人們保持房屋更加舒適的不二選擇。也正是因為市場需求較大，空調(diào)生產(chǎn)商不斷的改進(jìn)空調(diào)的性能，使其性價比更高，從而達(dá)到高收益的目的。隨之而來的問題便是因為空調(diào)的功能增加，其所需要的能耗也不斷的增加，和采暖一并成為耗能較大的兩個項目。所以，暖通空調(diào)想要在為使用者提供舒適的環(huán)境的同時達(dá)到節(jié)能的效果就要對其系統(tǒng)不斷地進(jìn)行優(yōu)化。本文中就針對暖通空調(diào)的節(jié)能系統(tǒng)的工作原理以及其優(yōu)化的具體方案進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，這也為不斷的優(yōu)化暖通空調(diào)而提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；節(jié)能系統(tǒng)；優(yōu)化方案

引言

在所有的建筑總能耗中所占比例較多的就是暖通空調(diào)系統(tǒng)，已高達(dá)百分之六十。雖然在額定條件下暖通空調(diào)可以達(dá)到其運行效率最高的水平但是并不是空調(diào)的所有環(huán)節(jié)的設(shè)備都可以達(dá)到最佳效率[1]。此外，負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成的供應(yīng)商僅在幾個負(fù)荷點和個別的幾個氣候條件下的基礎(chǔ)單元控制器參數(shù)調(diào)整為了最佳狀態(tài)。所以，在設(shè)置的負(fù)荷點和氣候發(fā)生變化時調(diào)整相關(guān)參數(shù)使系統(tǒng)的工作點達(dá)到最佳狀態(tài)才能使空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)然，通過設(shè)備啟停優(yōu)化、末端參數(shù)計量特別是進(jìn)行能量管理也同樣可以達(dá)到節(jié)能的目的。本篇文章便是從暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化、控制與管理方面的最新研究結(jié)果和發(fā)展前景兩個角度進(jìn)行研究和分析。

1 暖通空調(diào)概述

1.1 暖通空調(diào)概述

暖通空調(diào)的主要功能是采暖、通風(fēng)以及空氣調(diào)節(jié)，通過這三項綜合調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部的溫度及濕度使其保持一個使人舒適的狀態(tài)。以前的暖通空調(diào)系統(tǒng)常以定流量水力系統(tǒng)來控制環(huán)境溫度，這種方法較浪費資源，所以在之后的改進(jìn)后，暖通空調(diào)便改用變流量水力系統(tǒng)和變風(fēng)量系統(tǒng)互相配合來完成環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)[2]。在調(diào)節(jié)的同時，暖通空調(diào)也能對建筑內(nèi)部空氣進(jìn)行過濾凈化，將細(xì)菌、灰塵、異味等過濾干凈同時增加空氣濕度，使建筑內(nèi)的環(huán)境更加清新，舒服。

1.2 空調(diào)供水系統(tǒng)

目前由于冷凍水管道循環(huán)式的特點，變流量系統(tǒng)可以分為相對變流量和真正流流量，但是只有相對變流量系統(tǒng)可以實現(xiàn)節(jié)能的需求。

1.3 空氣處理單元

在暖通空調(diào)的空氣處理單元是通過熱交換器對混風(fēng)處理后，按照室內(nèi)所需溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。冬季時將混風(fēng)進(jìn)行處理并為室內(nèi)送進(jìn)暖風(fēng)，夏季則使混風(fēng)的溫度調(diào)低，再將其送進(jìn)室內(nèi)，降低室內(nèi)的溫度。由此看來，空氣處理單元想要調(diào)節(jié)溫度，最主要的部分便是熱交換器[3]。但是盡管如此，在實際空調(diào)運行的過程中，熱交換器僅處在部分負(fù)荷狀態(tài)下，所以針對不同的情況，在設(shè)計時要有所區(qū)分。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計現(xiàn)行狀態(tài)分析

空調(diào)系統(tǒng)是否能達(dá)到節(jié)能的要求，最重要的還是要看空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。但是現(xiàn)實設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)人員往往只注重經(jīng)濟效益的高低而忽視設(shè)計的質(zhì)量和節(jié)能環(huán)節(jié)，所以導(dǎo)致很多空調(diào)的節(jié)能效果都不是很突出[4]。而另一方面，我國在監(jiān)督建筑工程設(shè)計方面的經(jīng)驗也較少，現(xiàn)有的監(jiān)理從業(yè)人員也并非專業(yè)，對暖通空調(diào)的相關(guān)知識了解較少，這也導(dǎo)致監(jiān)管人員對設(shè)計和施工中出現(xiàn)的問題往往不能及時的發(fā)現(xiàn)和調(diào)整，這就增加了空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的隱患。而設(shè)計暖通空調(diào)的相關(guān)人員也有在專業(yè)知識方面了解甚少的，這就勢必造成在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的過程中忽視節(jié)能效果，只是根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗來照搬硬套，不能全面的考慮設(shè)計要素，更不能做到優(yōu)化設(shè)計和改革創(chuàng)新[5]。

3 暖通空調(diào)工程的優(yōu)化設(shè)計方法

3.1 控制策略的優(yōu)化

因為PTD直接控制空氣處理機的直接數(shù)字控制器，所以一個好的PTD能夠保證空調(diào)系統(tǒng)平穩(wěn)的運行。如果PTD的系數(shù)較高，就能夠在最短的時間內(nèi)使建筑內(nèi)部的溫度達(dá)到理想值，否則溫度變化的過程就會比較緩慢。當(dāng)然，對PTD的系數(shù)的要求也不能越高越好，最重要的還是找到一個適合自身直接數(shù)字控制器的數(shù)值即可，以防DDC出現(xiàn)失去穩(wěn)定的狀況。這也在另一個層面說明，在設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)時，必須將系統(tǒng)每一個組成部分綜合考慮，只有每一個部分都配合恰當(dāng)，才能使空調(diào)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

3.2 控制權(quán)的優(yōu)化設(shè)計

如果在諸如會議室一類空間較大、人數(shù)較多的場合把空調(diào)的參數(shù)設(shè)定功能設(shè)置在室內(nèi)，就能使用戶根據(jù)自身的需求來自行調(diào)節(jié)溫度。想要做到這一點，只要在直接數(shù)字控制器的基礎(chǔ)上另外設(shè)置VRV的設(shè)定器就能實現(xiàn)[6]。這樣，也能夠為用戶帶來很大的方便和舒適感。

3.3 DDC 的優(yōu)化

不同的DDC的處理能力是有所不同的，因此在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時必須結(jié)合使用空調(diào)的場合的特點來選擇不同處理能力的DDC。例如通風(fēng)機、空氣處理機等系統(tǒng)只需安裝中小型DDC就能夠達(dá)到預(yù)想的要求。

3.4 控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計

空調(diào)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的滿足靈活性和可拓展性的要求，做到更加簡潔，RS485 總線和LonTalk 總線在理論上都應(yīng)如此。但是LonTalk 總線在設(shè)計中要是運用不夠恰當(dāng)就容易提高空調(diào)設(shè)計過程中的成本。所以，大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中還是優(yōu)先選擇RS485 總線來作為空調(diào)的控制網(wǎng)絡(luò)。

3.5 BAS 監(jiān)控中心

BAS 監(jiān)控中心的工作重心主要是監(jiān)視調(diào)控空調(diào)的整個系統(tǒng)的運作狀態(tài)，一般是和安保監(jiān)控以及消防控制系統(tǒng)同在一間機房。這樣的設(shè)計雖然可以節(jié)省空間，并且方便監(jiān)控人員進(jìn)行監(jiān)控，但是考慮到BAS監(jiān)控中心的監(jiān)控對象的特殊性，如果安排在遠(yuǎn)離冷凍機房、鍋爐房這樣需要適時監(jiān)控溫度的建筑的機房中，就不能很好的監(jiān)控到空調(diào)的關(guān)鍵部位的運行狀況。所以，在設(shè)計BAS監(jiān)控中心時，需要在需要及時關(guān)注室內(nèi)溫度的機房或鍋爐房附近再設(shè)一個監(jiān)控分站，由該分站來主要監(jiān)控附近的機房和鍋爐房，這樣就能夠很好的保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運作。

結(jié)語：

對HVAC進(jìn)一步的分析可以知道，在對暖通空調(diào)的系統(tǒng)組成以及運行方式的優(yōu)化時，需要考慮其管理、計量與優(yōu)化控制的變量等。與此同時，系統(tǒng)的多變量動態(tài)的特點使得軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的類型和結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，難以結(jié)合各方面的需求。所以，在考慮HVAC系統(tǒng)不同的部分耗能多少來把設(shè)定點進(jìn)行在線優(yōu)化，這樣能夠使HVAC系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，運行速度也可以更快。總而言之，暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化不僅可以使空調(diào)系統(tǒng)的運行速度加快，也能達(dá)到節(jié)能的效果。在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時需要根據(jù)不同的安裝建筑和用戶的特點，來設(shè)計能夠為用戶帶來更多舒適感的空調(diào)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]譚偉 淺談暖通空調(diào)的設(shè)計以及設(shè)計方案中所遇問題[J] 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，10：216

[3]曹永祥 暖通空調(diào)節(jié)能相關(guān)問題分析[J] 科技信息，2013，03：404+407

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[6]方立英 暖通節(jié)能技術(shù)分析[J] 中國住宅設(shè)施，2011，03：37-38+48