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，空調生產(chǎn)商不斷的改進空調的性能，使其性價比更高，從而達到高收益的目的。隨之而來的問題便是因為空調的功能增加，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，暖通空調想要在為使用者提供舒適的環(huán)境的同時達到節(jié)能的效果就要對其系統(tǒng)不斷地進行優(yōu)化。本文中就針對暖通空調的節(jié)能系統(tǒng)的工作原理以及其優(yōu)化的具體方案進行了詳細的闡述，這也為不斷的優(yōu)化暖通空調而提供了理論依據(jù)。

關鍵詞：暖通空調；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系統(tǒng)，已高達百分之六十。雖然在額定條件下暖通空調可以達到其運行效率最高的水平但是并不是空調的所有環(huán)節(jié)的設備都可以達到最佳效率[1]。此外，負責系統(tǒng)集成的供應商僅在幾個負荷點和個別的幾個氣候條件下的基礎單元控制器參數(shù)調整為了最佳狀態(tài)。所以，在設置的負荷點和氣候發(fā)生變化時調整相關參數(shù)使系統(tǒng)的工作點達到最佳狀態(tài)才能使空調系統(tǒng)達到節(jié)能的目的。當然，通過設備啟停優(yōu)化、末端參數(shù)計量特別是進行能量管理也同樣可以達到節(jié)能的目的。本篇文章便是從暖通空調系統(tǒng)的優(yōu)化、控制與管理方面的最新研究結果和發(fā)展前景兩個角度進行研究和分析。

1 暖通空調概述

1.1 暖通空調概述

暖通空調的主要功能是采暖、通風以及空氣調節(jié)，通過這三項綜合調節(jié)建筑內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，所以在之后的改進后，暖通空調便改用變流量水力系統(tǒng)和變風量系統(tǒng)互相配合來完成環(huán)境溫度的調節(jié)[2]。在調節(jié)的同時，暖通空調也能對建筑內部空氣進行過濾凈化，將細菌、灰塵、異味等過濾干凈同時增加空氣濕度，使建筑內的環(huán)境更加清新，舒服。

1.2 空調供水系統(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

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

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

空調系統(tǒng)是否能達到節(jié)能的要求，最重要的還是要看空調系統(tǒng)的設計。但是現(xiàn)實設計空調系統(tǒng)的相關人員往往只注重經(jīng)濟效益的高低而忽視設計的質量和節(jié)能環(huán)節(jié)，所以導致很多空調的節(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)，對暖通空調的相關知識了解較少，這也導致監(jiān)管人員對設計和施工中出現(xiàn)的問題往往不能及時的發(fā)現(xiàn)和調整，這就增加了空調系統(tǒng)出現(xiàn)問題的隱患。而設計暖通空調的相關人員也有在專業(yè)知識方面了解甚少的，這就勢必造成在設計空調系統(tǒng)的過程中忽視節(jié)能效果，只是根據(jù)以往的設計經(jīng)驗來照搬硬套，不能全面的考慮設計要素，更不能做到優(yōu)化設計和改革創(chuàng)新[5]。

3 暖通空調工程的優(yōu)化設計方法

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使建筑內部的溫度達到理想值，否則溫度變化的過程就會比較緩慢。當然，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，在設計暖通空調系統(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，才能使空調達到最優(yōu)狀態(tài)。

3.2 控制權的優(yōu)化設計

如果在諸如會議室一類空間較大、人數(shù)較多的場合把空調的參數(shù)設定功能設置在室內，就能使用戶根據(jù)自身的需求來自行調節(jié)溫度。想要做到這一點，只要在直接數(shù)字控制器的基礎上另外設置VRV的設定器就能實現(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，因此在設計空調系統(tǒng)時必須結合使用空調的場合的特點來選擇不同處理能力的DDC。例如通風機、空氣處理機等系統(tǒng)只需安裝中小型DDC就能夠達到預想的要求。

3.4 控制網(wǎng)絡的優(yōu)化設計

空調系統(tǒng)控制網(wǎng)絡的拓撲結構應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 總線在理論上都應如此。但是LonTalk 總線在設計中要是運用不夠恰當就容易提高空調設計過程中的成本。所以，大多數(shù)空調系統(tǒng)的設計中還是優(yōu)先選擇RS485 總線來作為空調的控制網(wǎng)絡。

3.5 BAS 監(jiān)控中心

BAS 監(jiān)控中心的工作重心主要是監(jiān)視調控空調的整個系統(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。這樣的設計雖然可以節(jié)省空間，并且方便監(jiān)控人員進行監(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)控到空調的關鍵部位的運行狀況。所以，在設計BAS監(jiān)控中心時，需要在需要及時關注室內溫度的機房或鍋爐房附近再設一個監(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系統(tǒng)的正常運作。

結語：

對HVAC進一步的分析可以知道，在對暖通空調的系統(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)的類型和結構都比較復雜，難以結合各方面的需求。所以，在考慮HVAC系統(tǒng)不同的部分耗能多少來把設定點進行在線優(yōu)化，這樣能夠使HVAC系統(tǒng)達到最優(yōu)狀態(tài)，運行速度也可以更快。總而言之，暖通空調系統(tǒng)的優(yōu)化不僅可以使空調系統(tǒng)的運行速度加快，也能達到節(jié)能的效果。在設計空調系統(tǒng)時需要根據(jù)不同的安裝建筑和用戶的特點，來設計能夠為用戶帶來更多舒適感的空調。

參考文獻：

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

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

[4]李晴 暖通節(jié)能技術探究[J] 科技創(chuàng)新導報，2013，03：59-60

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