淺談高層建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

曹永斌(通渭正泰建筑安裝工程有限責(zé)任公司，743399)

淺談高層建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

曹永斌
(通渭正泰建筑安裝工程有限責(zé)任公司，743399)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度在逐漸加快，人類生產(chǎn)活動(dòng)的范圍在不斷擴(kuò)大，建筑行業(yè)得到了空前的發(fā)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(xù)滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，其就只能朝著高層化發(fā)展。進(jìn)入新時(shí)代以來，高層建筑的數(shù)量與質(zhì)量在不斷升高，而暖通空調(diào)系統(tǒng)作為現(xiàn)代高層建筑中的重要組成部分，對(duì)其進(jìn)行研究具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先分析了目前高層建筑暖通空調(diào)耗能的現(xiàn)狀，并分析了高層建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究以及其節(jié)能措施的應(yīng)用。

高層建筑；暖通空調(diào)；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

最新官方統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，我國(guó)能源對(duì)外的依存度高達(dá)百分之七十五，這說明我國(guó)雖然是一個(gè)能源大國(guó)，但同時(shí)也是一個(gè)能耗大國(guó)，我國(guó)目前的能源已經(jīng)無法滿足我國(guó)社會(huì)發(fā)展的需要。在這樣的大環(huán)境之下，我國(guó)發(fā)改委適時(shí)提出了節(jié)能減排的發(fā)展口號(hào)，號(hào)召各行各業(yè)都要降低能耗排放，走可持續(xù)發(fā)展的道路。在我國(guó)各類能源消耗中，占據(jù)了很大一部分的就是建筑暖通空調(diào)的能源消耗，在這其中，高層建筑的暖通空調(diào)能耗成為建筑能耗的重要組成部分。[1]所以必須要加快對(duì)高層建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，對(duì)建筑暖通空調(diào)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合理科學(xué)的設(shè)計(jì)，使暖通空調(diào)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(diào)所產(chǎn)生的能耗。

一、分析高層建筑暖通空調(diào)耗能的現(xiàn)狀

首先，高層建筑暖通空調(diào)的能耗十分高。近年來，中央空調(diào)得到了很大的普及和應(yīng)用，大部分的高層建筑中都安裝了中央暖通空調(diào)，中央空調(diào)雖然具有一系列的優(yōu)勢(shì)，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(diào)的能耗具有明顯的季節(jié)性規(guī)律。隨著四季的交替，高層建筑暖通空調(diào)在四個(gè)季節(jié)中所產(chǎn)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(yīng)。所以在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的時(shí)候，必須要結(jié)合四季變化的規(guī)律來進(jìn)行，針對(duì)性的控制與限制暖通空調(diào)能耗。

最后，高層建筑的暖通空調(diào)的負(fù)荷運(yùn)行的十分平穩(wěn)。高層建筑一般都是面向?qū)懽謽恰⑥k公樓等大型應(yīng)用場(chǎng)合，暖通空調(diào)在這一場(chǎng)合之中的開放時(shí)間基本固定在早上八點(diǎn)到晚上八點(diǎn)左右，在這一時(shí)間段內(nèi)，高層建筑中的空調(diào)的運(yùn)行負(fù)荷基本上不會(huì)出現(xiàn)大的變化，故而對(duì)于空調(diào)來說，其負(fù)荷是十分平穩(wěn)的。[2]

二、分析高層建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及其節(jié)能措施

（一）高層建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對(duì)于高層建筑的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)來說，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)沒有對(duì)設(shè)備在啟動(dòng)階段與運(yùn)行階段中的能耗問題進(jìn)行考慮，所以最近發(fā)展起來的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)在啟動(dòng)暖通設(shè)備時(shí)都是使用變頻器軟來進(jìn)行，通過這種方式來減少暖通空調(diào)的能耗。但是軟啟動(dòng)只能在啟動(dòng)階段內(nèi)降低暖通空調(diào)的能耗，將其用在運(yùn)行階段中無法取得較好的效果。所以在運(yùn)行階段內(nèi)，還是要通過控制系統(tǒng)的控制模式來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，進(jìn)而才能夠有效降低暖通空調(diào)在運(yùn)行階段內(nèi)的能耗。本文主要以基于PID參數(shù)整定實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)為例來對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。

在以PID為基礎(chǔ)所實(shí)現(xiàn)的節(jié)能控制系統(tǒng)中，其設(shè)計(jì)的思想主要是：對(duì)于一些長(zhǎng)期處于輕載或空載的暖通設(shè)備，利用自尋優(yōu)程序的在線搜索，適應(yīng)的降低電動(dòng)機(jī)的定子端電壓，找到在相應(yīng)負(fù)載下電動(dòng)機(jī)上的最佳節(jié)能工作狀態(tài)。確保異步電動(dòng)機(jī)能夠進(jìn)行正常工作，在這個(gè)前提之下，電機(jī)在降壓過程中的轉(zhuǎn)速會(huì)出現(xiàn)一些變化。因此，實(shí)現(xiàn)電機(jī)節(jié)能控制的假定前提就是：在工作時(shí)異步電動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速?zèng)]有很嚴(yán)格的要求，并且處于輕載或空載的時(shí)間相對(duì)較多，將電機(jī)的電流作為PID整定參數(shù)，進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，這樣能夠大大減少暖通空調(diào)設(shè)備所產(chǎn)生的能耗。

（二）高層建筑暖通空調(diào)的節(jié)能措施

在現(xiàn)階段內(nèi)，高層建筑普遍都是使用中央供暖空調(diào)，取暖效果好是中央供暖空調(diào)的最大優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)也伴隨著功率大、能耗多的問題，所以對(duì)于高層建筑來說，必須要采取有效的節(jié)能技術(shù)措施來減少其暖通空調(diào)的能耗。[3]

1、使用變頻設(shè)備降低暖通空調(diào)在啟動(dòng)階段與運(yùn)行階段中的能耗

高層建筑暖通空調(diào)的功率十分巨大，在啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候需要很高的電流，因而導(dǎo)致其能源消耗過多。借助變頻設(shè)備，能夠降低高層建筑暖通空調(diào)的啟動(dòng)頻率，進(jìn)而也就使暖通空調(diào)在啟動(dòng)階段中所造成的能耗降低了。并且使用變頻設(shè)備還能夠大大的改善暖通空調(diào)在運(yùn)行期間的電流平穩(wěn)度，兩者互相作用，使得高層建筑暖通空調(diào)的能耗得到了有效的降低。

2、改善并優(yōu)化高層建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)中機(jī)組的運(yùn)行模式

傳統(tǒng)的中央暖通空調(diào)一般都是采取單純啟停控制的模式，這種運(yùn)行模式不僅極度費(fèi)電，同時(shí)還降低了暖通空調(diào)本身的工作性能。[4]因此，要想減少高層建筑暖通空調(diào)的能耗，就必須要改變過去的運(yùn)行模式，不斷改善和優(yōu)化空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行模式，借助變頻設(shè)備分組運(yùn)行暖通設(shè)備，使工作中的空調(diào)冷水機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)滿負(fù)荷的運(yùn)行。

除了上述兩點(diǎn)，為了控制和降低高層建筑暖通空調(diào)的能耗，還需要廣大業(yè)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(shè)節(jié)能社會(huì)努力。比如在夏季的時(shí)候，不設(shè)置過低的空調(diào)溫度；在冬季的時(shí)候，不設(shè)置過高的空調(diào)溫度，只有業(yè)主之間的共同努力與改進(jìn)，才能真正實(shí)現(xiàn)降低暖通空調(diào)能耗的目的。

結(jié)語：

綜上可知，高層建筑暖通空調(diào)能耗巨大已經(jīng)成為了客觀事實(shí)，因此要想解決這個(gè)問題，就必須要讓社會(huì)各界對(duì)群眾都參與到節(jié)能的過程中。[5]除了設(shè)計(jì)合理科學(xué)的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)之外，還要不斷改進(jìn)空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行模式，采取各種節(jié)能措施來降低其能耗，落實(shí)我國(guó)節(jié)能減排的政策，推進(jìn)我國(guó)走可持續(xù)發(fā)展道路的進(jìn)程。

[1]李云勝,張亞萍,張傳志. 醫(yī)院高層建筑的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)分析[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保,2014,10:77.

[2]項(xiàng)迎靚,崔旭東,周超. 試析暖通空調(diào)水力平衡調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)研究[J]. 門窗,2013, 08:218+222.

[3]郝曉龍,劉學(xué)智. 高層建筑暖通設(shè)計(jì)中常見問題及對(duì)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(diào)系統(tǒng)控制技術(shù)適用性綜合評(píng)價(jià)[J]. 暖通空調(diào),2011,09:87-90.

[5]李素映. 淺談現(xiàn)代高層建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體構(gòu)思[J]. 建設(shè)科技,2013,24: 94-95.

TU7

B

1007-6344（2016）04-0065-01