淺談高層建筑暖通空調控制系統設計分析

曹永斌(通渭正泰建筑安裝工程有限責任公司，743399)

淺談高層建筑暖通空調控制系統設計分析

曹永斌
(通渭正泰建筑安裝工程有限責任公司，743399)

社會經濟發展的速度在逐漸加快，人類生產活動的范圍在不斷擴大，建筑行業得到了空前的發展，使得其與有限的土地資源之間的矛盾日益加劇。在土地資源非常有限的情況下，要想建筑能夠繼續滿足人們日益增長的需求，其就只能朝著高層化發展。進入新時代以來，高層建筑的數量與質量在不斷升高，而暖通空調系統作為現代高層建筑中的重要組成部分，對其進行研究具有強烈的現實意義。本文首先分析了目前高層建筑暖通空調耗能的現狀，并分析了高層建筑暖通空調控制系統的設計研究以及其節能措施的應用。

高層建筑；暖通空調；控制系統；設計

最新官方統計數字表明，我國能源對外的依存度高達百分之七十五，這說明我國雖然是一個能源大國，但同時也是一個能耗大國，我國目前的能源已經無法滿足我國社會發展的需要。在這樣的大環境之下，我國發改委適時提出了節能減排的發展口號，號召各行各業都要降低能耗排放，走可持續發展的道路。在我國各類能源消耗中，占據了很大一部分的就是建筑暖通空調的能源消耗，在這其中，高層建筑的暖通空調能耗成為建筑能耗的重要組成部分。[1]所以必須要加快對高層建筑暖通空調控制系統的設計進行研究，對建筑暖通空調的控制系統實現合理科學的設計，使暖通空調的能耗得到有效控制，最大程度的降低高層建筑的暖通空調所產生的能耗。

一、分析高層建筑暖通空調耗能的現狀

首先，高層建筑暖通空調的能耗十分高。近年來，中央空調得到了很大的普及和應用，大部分的高層建筑中都安裝了中央暖通空調，中央空調雖然具有一系列的優勢，但是其功率十分巨大，使得高層建筑中的能耗特別高。

其次，高層建筑暖通空調的能耗具有明顯的季節性規律。隨著四季的交替，高層建筑暖通空調在四個季節中所產生的能耗也是不同的，春季與秋季能耗較小，而夏季與冬季耗能十分大，這在一定程度上加劇了城市的熱島效應。所以在設計暖通空調控制系統的時候，必須要結合四季變化的規律來進行，針對性的控制與限制暖通空調能耗。

最后，高層建筑的暖通空調的負荷運行的十分平穩。高層建筑一般都是面向寫字樓、辦公樓等大型應用場合，暖通空調在這一場合之中的開放時間基本固定在早上八點到晚上八點左右，在這一時間段內，高層建筑中的空調的運行負荷基本上不會出現大的變化，故而對于空調來說，其負荷是十分平穩的。[2]

二、分析高層建筑暖通空調控制系統的設計以及其節能措施

（一）高層建筑暖通空調控制系統的設計

對于高層建筑的暖通空調控制系統來說，傳統的控制系統沒有對設備在啟動階段與運行階段中的能耗問題進行考慮，所以最近發展起來的暖通空調控制系統在啟動暖通設備時都是使用變頻器軟來進行，通過這種方式來減少暖通空調的能耗。但是軟啟動只能在啟動階段內降低暖通空調的能耗，將其用在運行階段中無法取得較好的效果。所以在運行階段內，還是要通過控制系統的控制模式來實現運行，進而才能夠有效降低暖通空調在運行階段內的能耗。本文主要以基于PID參數整定實現的控制系統為例來對控制系統進行研究。

在以PID為基礎所實現的節能控制系統中，其設計的思想主要是：對于一些長期處于輕載或空載的暖通設備，利用自尋優程序的在線搜索，適應的降低電動機的定子端電壓，找到在相應負載下電動機上的最佳節能工作狀態。確保異步電動機能夠進行正常工作，在這個前提之下，電機在降壓過程中的轉速會出現一些變化。因此，實現電機節能控制的假定前提就是：在工作時異步電動機對轉速沒有很嚴格的要求，并且處于輕載或空載的時間相對較多，將電機的電流作為PID整定參數，進行閉環反饋控制，這樣能夠大大減少暖通空調設備所產生的能耗。

（二）高層建筑暖通空調的節能措施

在現階段內，高層建筑普遍都是使用中央供暖空調，取暖效果好是中央供暖空調的最大優點，但是同時也伴隨著功率大、能耗多的問題，所以對于高層建筑來說，必須要采取有效的節能技術措施來減少其暖通空調的能耗。[3]

1、使用變頻設備降低暖通空調在啟動階段與運行階段中的能耗

高層建筑暖通空調的功率十分巨大，在啟動空調系統的時候需要很高的電流，因而導致其能源消耗過多。借助變頻設備，能夠降低高層建筑暖通空調的啟動頻率，進而也就使暖通空調在啟動階段中所造成的能耗降低了。并且使用變頻設備還能夠大大的改善暖通空調在運行期間的電流平穩度，兩者互相作用，使得高層建筑暖通空調的能耗得到了有效的降低。

2、改善并優化高層建筑暖通空調控制系統中機組的運行模式

傳統的中央暖通空調一般都是采取單純啟停控制的模式，這種運行模式不僅極度費電，同時還降低了暖通空調本身的工作性能。[4]因此，要想減少高層建筑暖通空調的能耗，就必須要改變過去的運行模式，不斷改善和優化空調機組的運行模式，借助變頻設備分組運行暖通設備，使工作中的空調冷水機組能夠實現滿負荷的運行。

除了上述兩點，為了控制和降低高層建筑暖通空調的能耗，還需要廣大業主的共同配合與努力，要從日常生活中做起，從小事做起，不斷為建設節能社會努力。比如在夏季的時候，不設置過低的空調溫度；在冬季的時候，不設置過高的空調溫度，只有業主之間的共同努力與改進，才能真正實現降低暖通空調能耗的目的。

結語：

綜上可知，高層建筑暖通空調能耗巨大已經成為了客觀事實，因此要想解決這個問題，就必須要讓社會各界對群眾都參與到節能的過程中。[5]除了設計合理科學的暖通空調控制系統之外，還要不斷改進空調機組的運行模式，采取各種節能措施來降低其能耗，落實我國節能減排的政策，推進我國走可持續發展道路的進程。

[1]李云勝,張亞萍,張傳志. 醫院高層建筑的暖通空調節能技術分析[J]. 資源節約與環保,2014,10:77.

[2]項迎靚,崔旭東,周超. 試析暖通空調水力平衡調節設計研究[J]. 門窗,2013, 08:218+222.

[3]郝曉龍,劉學智. 高層建筑暖通設計中常見問題及對策探析[J]. 才智, 2012, 36:21.

[4]趙奕,于世平,陳焰華,於仲義. 基于層次分析法的鐵路客站暖通空調系統控制技術適用性綜合評價[J]. 暖通空調,2011,09:87-90.

[5]李素映. 淺談現代高層建筑空調系統設計整體構思[J]. 建設科技,2013,24: 94-95.

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1007-6344（2016）04-0065-01