暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)化

鐘永華

（廣東美的暖通設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

1 暖通空調(diào)概述

1.1 暖通空調(diào)工作原理介紹

暖通空調(diào)的工作原理：制冷劑在制冷機(jī)組的蒸發(fā)器中同冷卻過后的冷凍水進(jìn)行熱交換的氣化反應(yīng)。冷凍水在反應(yīng)過程中溫度急劇下降，發(fā)生氣化反應(yīng)后的制冷劑經(jīng)真空壓縮機(jī)的作用下形成高溫、高壓氣體，氣體流經(jīng)制冷機(jī)組冷凝器，在冷卻系統(tǒng)冷卻塔的作用下發(fā)生液化，變成低溫低壓的液體。低溫低壓液體由水泵抽送至空氣處機(jī)內(nèi)的熱交換器，然后容混風(fēng)進(jìn)行冷熱交換形成冷風(fēng)，冷風(fēng)由各個(gè)送風(fēng)管道輸送到各個(gè)工作區(qū)域。

1.2 空氣處理單元

暖通空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理單元中，新風(fēng)同部分回風(fēng)混合后形成混風(fēng)，混風(fēng)經(jīng)熱交換器的冷凍水熱交換后形成冷風(fēng)，冷風(fēng)由通風(fēng)管道輸送到各個(gè)工作區(qū)域，滿足工作區(qū)域人們需要的適宜溫度；在嚴(yán)寒冬季時(shí)，混風(fēng)吸收能量后，溫度上升，滿足工作區(qū)域的供暖要求；在炎熱的夏季時(shí)，混風(fēng)經(jīng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的有關(guān)機(jī)理作用使得室內(nèi)的溫度和室外溫度發(fā)生熱傳遞，使得室內(nèi)的溫度滿足人們的需求。在整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理單元中，熱交換器是擔(dān)負(fù)混風(fēng)和室內(nèi)溫度熱交換的重任，使房間的溫度升高或者降低，滿足不同季節(jié)房間內(nèi)對(duì)溫度的需求。所以，熱交換器是整個(gè)暖通空調(diào)空氣處理單元的重要組成構(gòu)件。一般情況下，熱交換器都處于部分負(fù)荷的工作狀態(tài)，同暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)工況出入比較大，暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)人員要深入地對(duì)熱交換器的工作原理進(jìn)行了解和掌握，進(jìn)而設(shè)計(jì)出節(jié)能型的暖通空調(diào)工程系統(tǒng)。

2 加強(qiáng)暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

第一，加強(qiáng)暖通空調(diào)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)，不但能滿足人們工作和生活環(huán)境質(zhì)量的需求，更能提高人們的生活質(zhì)量和工作效率；第二，在整個(gè)建筑工程中，暖通空調(diào)工程能源消耗比較大，為了節(jié)約能源，并滿足建筑工程功能性的良好發(fā)揮，需加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；第三，目前，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，在暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)過程中應(yīng)將變頻技術(shù)、直接數(shù)字控制器以及能源控制管理系統(tǒng)有機(jī)融入到設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)有效控制暖通空調(diào)工程系統(tǒng)的同時(shí)，又能較好地節(jié)約能源；第四，多數(shù)的暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)沒有深入考慮可能引起冷負(fù)荷的一些因素，如季節(jié)性變化問題、房屋的朝向問題等，使得目前的暖通空調(diào)工程在運(yùn)行過程中耗能較大，且起不到良好的供暖送冷效果，所以加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，對(duì)避免暖通空調(diào)工程系統(tǒng)投入運(yùn)行后耗能大的問題是很有幫助的；第五，一般情況下，對(duì)于暖通空調(diào)設(shè)備的選型問題，都是通過計(jì)算空調(diào)設(shè)備最大負(fù)荷量而確定的，在運(yùn)行方式方面都是采用固定工作時(shí)間的方式。但實(shí)際情況是，暖通空調(diào)運(yùn)行中不是滿負(fù)荷運(yùn)行的，再加之建筑房間外部溫度影響及其它因素的影響，如果采用單一的固定工作時(shí)間運(yùn)行方式，勢(shì)必會(huì)造成設(shè)備使用率不夠完全，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。所以，在暖通空調(diào)工程的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高暖通空調(diào)設(shè)備的利用率，滿足人們各種供暖送冷的同時(shí)，又能較好地節(jié)約能源。

3 暖通空調(diào)工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

3.1 控制策略方面

通常情況下，暖通空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理機(jī)所用直接數(shù)字控制器是由PID控制的，所以為了確保空調(diào)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行合理性設(shè)置。PID系數(shù)的高低對(duì)控制器的影響較大，通常是系數(shù)越高，控制器穩(wěn)定性越強(qiáng)，可以較快地使室內(nèi)溫度達(dá)到預(yù)定值；系數(shù)越低，室內(nèi)溫度上升較慢。不過值得提出的是，并不是PID系數(shù)越高控制器的穩(wěn)定性就越強(qiáng)。在工程實(shí)踐中表明，如果PID系數(shù)設(shè)置過高會(huì)導(dǎo)致DDC控制器失穩(wěn)。雖然在大多數(shù)的建筑中PID能夠解決空調(diào)控制問題，但在某些特殊場所，單獨(dú)依靠PID來實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的控制是難以實(shí)現(xiàn)的，尤其是對(duì)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷變化的影響速度方面是難以解決的。所以在進(jìn)行空調(diào)工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的控制策略，比如對(duì)于大型商場、辦公樓等場所，可以在夏秋季節(jié)的清晨通過控制程序打開空氣處理機(jī)，將室外的涼風(fēng)輸入到室內(nèi)，對(duì)室內(nèi)的空間溫度進(jìn)行換氣預(yù)冷，可有效地節(jié)約室內(nèi)通過空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)冷過程中耗費(fèi)的電能，同時(shí)又能對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行更新，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。

3.2 控制權(quán)方面

暖通空調(diào)系統(tǒng)控制權(quán)方面應(yīng)以方便使用者為原則進(jìn)行設(shè)置，比如在會(huì)議室，可以將調(diào)節(jié)空調(diào)通風(fēng)系數(shù)的操作面板設(shè)置在會(huì)議室現(xiàn)場。但暖通空調(diào)系統(tǒng)DDC自身并不具備通風(fēng)參數(shù)設(shè)置功能，必須要添加控制面板設(shè)定器來完成。這一過程需要聯(lián)系有關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行研究探討，使設(shè)計(jì)趨向人性化，方便用戶的操作使用。

3.3 DDC方面

基于DDC控制系統(tǒng)處理能力的不同，所以應(yīng)根據(jù)各個(gè)處理場所的實(shí)際需求來選定DDC。例如，在熱力站監(jiān)控點(diǎn)和冷凍機(jī)房應(yīng)考慮使用大型的DDC控制器，以便滿足對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的控制處理問題，可有效減少各個(gè)控制器間因通信問題造成的系統(tǒng)失控問題，使整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行；對(duì)于通風(fēng)機(jī)、空氣處理機(jī)等需要控制系統(tǒng)較少的構(gòu)件，可采用小型的DDC控制系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)性高，又能達(dá)到較好的數(shù)據(jù)通信和控制系統(tǒng)的效果。

3.4 控制網(wǎng)絡(luò)方面

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮空調(diào)控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性及靈活性的基礎(chǔ)上，使結(jié)構(gòu)更加的簡單易懂，方面檢修人員檢修和操作人員進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的操作?；诳照{(diào)控制網(wǎng)路系統(tǒng)分級(jí)多、分支多的問題，使得空調(diào)網(wǎng)絡(luò)管理變得極為復(fù)雜，并且管理過程中會(huì)因種種因素造成管理的可靠性降低。所以，在沒有特定要求的情況下，在空調(diào)工程中應(yīng)將現(xiàn)在目前比較先進(jìn)的RS485總線控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用其中，布線方式采用手拉手環(huán)網(wǎng)的方式。

4 結(jié)語

總之，在全球能源日益緊缺的形勢(shì)下，作為耗能較大的空調(diào)工程應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的可持續(xù)發(fā)展效果。

［1］袁東立,張欽,朱娜.某冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J].暖通空調(diào),2007(05).

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