建筑設(shè)備系統(tǒng)最優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)探析

摘要：在國家倡導(dǎo)節(jié)能減排的要求下，各行各業(yè)開始注重其節(jié)能減排措施，尤其是建筑行業(yè)。建筑行業(yè)的能源消耗非常嚴(yán)重，為了響應(yīng)國家的號召，建筑行業(yè)首先要做出表率，那么自然就需要在設(shè)備系統(tǒng)最優(yōu)化上進(jìn)行技術(shù)探析，從而節(jié)省能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡發(fā)展。本文就建筑設(shè)備系統(tǒng)最優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)備；最優(yōu)化；運(yùn)行技術(shù)

引言：

生態(tài)環(huán)保理念中，對建筑設(shè)備節(jié)能減排不僅表現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程上，還注重設(shè)備結(jié)構(gòu)，既要注重投入設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行，還要運(yùn)用相關(guān)的能源管理統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)改善建筑設(shè)備系統(tǒng)。這樣子模式下的建筑設(shè)備系統(tǒng)符合了節(jié)能設(shè)備的節(jié)能要求，并且還利用了相關(guān)的計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)數(shù)值，準(zhǔn)確進(jìn)行計(jì)算，是科學(xué)合理的。

一、建筑設(shè)備儀器與設(shè)備系統(tǒng)模型

在完善的智能設(shè)備系統(tǒng)中，它包括電梯，中央空調(diào)，采暖通風(fēng)，給水，排水和熱水供應(yīng)。這些數(shù)據(jù)的采集比較方便，因?yàn)樵染吞峁┝讼鄳?yīng)的供電和配電設(shè)施，只需要將這些記錄下來的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取就可以。直接通過儀器記錄數(shù)據(jù)的溫度，時(shí)間，濕度和風(fēng)速等，在實(shí)際操作中，需要計(jì)算才能得到建筑物的流量，耗電量和冷熱量[1]。通過溫度記錄儀，熱電偶的溫度采集儀和流量記錄儀準(zhǔn)確的采集它們，以此保證最優(yōu)化整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的驗(yàn)證和運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

設(shè)備系統(tǒng)模型包括通用模型和專用模型，其中通用模型常用的裝置有冷卻塔，冷水機(jī)和風(fēng)機(jī)等，它能完整的保存建筑設(shè)備系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，大幅度提升對設(shè)備系統(tǒng)的優(yōu)化。一般根據(jù)廠家提供的性能參化運(yùn)行進(jìn)行數(shù)值模擬，在實(shí)際工程圖和表中用最小二乘法模擬得到。冷卻塔的制冷量應(yīng)該根據(jù)使用地的濕度求相對濕度，空氣流動(dòng)濕度，噴淋水量，冷卻介質(zhì)粘度系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行繁瑣的計(jì)算。一般選型時(shí)用戶可以按照以下簡單的方式進(jìn)行，根據(jù)計(jì)算的制冷量，可以選擇相適應(yīng)的冷卻塔[2]。根據(jù)冷卻介質(zhì)流量，溫差即得出Qs=cm*t，Qs為冷卻介質(zhì)散熱量，C是冷卻介質(zhì)比熱容，m為冷卻質(zhì)質(zhì)量，即流量。除此之外的專用模型設(shè)備系統(tǒng)中涉及到建模處理，比如說最日常的有光蓄能空調(diào)的系統(tǒng)分析，為了保障和確定空調(diào)電價(jià)處于一個(gè)最低狀態(tài)，需要對蓄空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間，在白天狀態(tài)下的運(yùn)行能力進(jìn)行檢測評估。在這個(gè)問題的基礎(chǔ)上建立一個(gè)專門的冷熱性電荷模擬模塊，從而掌控整個(gè)模式結(jié)構(gòu)下的蓄能介質(zhì)起初與結(jié)束狀態(tài)下的溫度指標(biāo)和蓄能指標(biāo)，以此達(dá)到夜間狀態(tài)下的最優(yōu)運(yùn)行模式。

二、建筑系統(tǒng)模型驗(yàn)證和數(shù)值分析

在建筑設(shè)備系統(tǒng)中，模型的構(gòu)建是基于首尾串聯(lián)設(shè)想上建立的，它是一個(gè)完整的模型，每一環(huán)節(jié)的運(yùn)行將會(huì)造成對最終結(jié)果的影響。所以在實(shí)際運(yùn)行中，需要對水泵的出口壓力以及冷水出口溫度進(jìn)行調(diào)試設(shè)定，使水泵在銘牌規(guī)定的性能點(diǎn)附近運(yùn)轉(zhuǎn)，保障水泵在高效率狀態(tài)下工作，以此達(dá)到最大的節(jié)能效果。對設(shè)備中總制冷量，總制熱量，能耗進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，盡量將計(jì)算出的數(shù)據(jù)控制在模型實(shí)際數(shù)據(jù)允許誤差范圍內(nèi)，以此保障整個(gè)建筑設(shè)備系統(tǒng)安全運(yùn)行[3]。

目標(biāo)函數(shù)下的最優(yōu)化數(shù)值分析也是我們對實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化的一個(gè)目標(biāo)，它是實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)最相近的一種方案。在計(jì)算中，應(yīng)設(shè)定一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，這個(gè)目標(biāo)函數(shù)符合系統(tǒng)能耗最小化的要求，再選擇總制熱能最大的一個(gè)參數(shù)。在空調(diào)蓄能優(yōu)化方案上，通過計(jì)算空調(diào)的負(fù)荷值和參數(shù)，確定具體需要的總制冷熱量。根據(jù)計(jì)算出來的數(shù)值選定介質(zhì)工作溫度和總蓄能。這種方式還適用于土壤蓄熱空調(diào)系統(tǒng)，它的目的是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的長期使用和最優(yōu)運(yùn)行，通過將運(yùn)行技術(shù)運(yùn)用到建筑設(shè)備中也是保障設(shè)備質(zhì)量的一種解決方法。

三、系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行方案

在建筑設(shè)備系統(tǒng)中，為了保障系統(tǒng)以節(jié)能方式運(yùn)行，需要相關(guān)技術(shù)提供支持。最常見的就有計(jì)量統(tǒng)計(jì)技術(shù)，運(yùn)行效率技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊等。這些技術(shù)五花八門，在操作中發(fā)揮著各自的作用，在建筑工程中需要對這些技術(shù)集成和應(yīng)用，可以采取分層分布式結(jié)構(gòu)。分層分布式結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，維修性和可靠性目標(biāo)。通過基于節(jié)能的設(shè)想，在原有的設(shè)備系統(tǒng)上進(jìn)行改造，建立動(dòng)態(tài)建設(shè)模型，采用相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)設(shè)備系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，設(shè)置遠(yuǎn)程維修站，通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，可以有效安全地保障系統(tǒng)運(yùn)行[4]?？煽啃阅繕?biāo)則是分層分布式結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)，各個(gè)子系統(tǒng)之間的運(yùn)行是相互獨(dú)立的，所以在出現(xiàn)多發(fā)事件的情況下，方便系統(tǒng)本身擴(kuò)展和維護(hù)，局部的障礙不會(huì)影響其他模塊的正常運(yùn)行。其次，在這些設(shè)備系統(tǒng)中，還有相應(yīng)的軟件功能，這些軟件就應(yīng)用到了計(jì)量統(tǒng)計(jì)技術(shù)，它可以實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)并生成報(bào)告，在一定程度上避免人工填數(shù)的出錯(cuò)和延誤。這些報(bào)告中的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，在一定程度上它可以提供相關(guān)的依據(jù)或參考，在設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，可以給出預(yù)警管理。

智能建筑是當(dāng)下社會(huì)最需要的一種方案，智能建筑與傳統(tǒng)建筑最大的區(qū)別就是智能建筑是各個(gè)系統(tǒng)的高度集成，它的設(shè)備系統(tǒng)將會(huì)由中央控制站進(jìn)行實(shí)時(shí)操控檢測。通過遠(yuǎn)程操控，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)系，統(tǒng)一協(xié)調(diào)的功能。智能建筑可以讓系統(tǒng)直觀呈現(xiàn)在最佳的控制模式下，及時(shí)讓用戶了解到統(tǒng)計(jì)管理狀況和設(shè)備運(yùn)行實(shí)際狀況。這樣子看來，智能建筑似乎比普通建筑需要消耗更多能源，但是實(shí)際表明，這部分消耗的能源可以通過智能建筑下的設(shè)備運(yùn)行抵消。智能建筑會(huì)盡可能利用自然光和大氣冷熱量調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。它是按事先設(shè)定好的程序，利用空調(diào)與控制等行業(yè)的最新技術(shù)，最大限度的節(jié)省能源，是智能建筑最主要的特點(diǎn)之一，也是該類建筑被人類迅速推廣的重要原因。智能建筑設(shè)備系統(tǒng)還有極大的發(fā)展空間和潛力，相信在未來的城市建設(shè)中會(huì)發(fā)揮更重要的作用，也是21世紀(jì)最主要的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。

四、結(jié)束語

建筑設(shè)備系統(tǒng)最優(yōu)化運(yùn)行符合了我國走持續(xù)發(fā)展這一道路，是重要的戰(zhàn)略目標(biāo)。通過加強(qiáng)設(shè)備節(jié)能低耗性，可以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，也能延長整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)備使用周期，是一項(xiàng)勢在必得的方案。相信隨著建筑設(shè)備系統(tǒng)最優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)的推廣，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，為我國發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：呂吉平，男，山東省青島市即墨區(qū)，1978年12月，碩士研究生學(xué)歷，講師職稱