暖通空調優化設計方法分析

蔡少銘

摘 要：節能一直是社會中不斷提及的重要話題，而隨著全球化能源的緊缺，節能更是人們不可忽視的重要問題。在社會的總能耗中，建筑能耗占有較高的比例，而在建筑能耗中空調系統能耗又占有一半以上。隨著節能技術的快速發展，對暖通空調進行優化，從而使其在保證人們室內環境舒適的同時，實現節約，提升能源的利用率。文章對暖通空調進行了概述，同時對暖通空調工程設計優化的重要性進行了分析，并進一步對暖通空調工程的優化設計方法進行了具體的闡述。

關鍵詞：空調系統；節能優化；消耗；方法

前言

目前建筑事業發展的一個重點問題即是智能建筑，這不僅是當前建筑節能的潮流，而且也是未來建筑節能的發展趨勢，同時建筑節能也與我國發展的要求相符合，是實現發展可持續的基礎。但在節能問題上，無論是在節能標準還是具體工程項目的設計上，提高能量效率都是建筑節能的關鍵點及出發點，只有如此，才能實現節能的目標。

1 暖通空調概述

1.1 暖通空調的工作原理

暖通空調在工作時，其利用制冷劑使其在蒸發器中實現氣化后，與蒸發器中的冷凍水實現熱量交換，而且交換過程中冷卻水的溫度會降低，而氣化后的制冷劑則會形成高壓、高溫的氣體，而這部分氣體在冷凝器中被來自冷卻塔的冷卻水冷卻，從而由氣化狀態轉化了低濕、低壓的液體，而這部分被降溫的冷凍水則會由水泵被送至空氣處理機的熱交換器中，與混風進行冷熱交換后形成冷風源，經過送風管送到每個房間中。由于夏季室內的溫度較高，熱量較多，所以在暖通空調的整體工作過程中，會將室內的熱量被冷卻水帶走后經冷卻塔后釋放到空氣當中。

1.2 空調供水系統

空調供水系統即是指冷卻水系統，其不僅是循環式系統，而且還是變流量系統，所以可以根據其組成裝置的不同分為相對變流量和真正變流量兩種，由于變流量系統具有節能的功效，但只有真正變流量系統才可以有效的發揮出節能的功效來。

1.3 空氣處理單元

新風和部分回風在空氣處理單元中經混合后形成混風，而這部分混風在熱交換器冷卻水熱交換后則形成送風。這就實現了在冬季混風吸收能量后溫度升高，而且夏季，混風溫度降低后，送風進入到室內后會與室內的空氣進行熱量人均產值，從而實現對室內空氣進行調節的目的。而且在排風機作用下，室內氣體與新風進行混合，然后重復這一個循環過程。在這個過程中，熱交換器發揮著非常重要的作用，所以在空氣處理單元中，熱交換器的作用極為關鍵。但在暖通空調設計時，會對熱交換器的工況有個標準的設計，在實際運行過程中，熱交換器許多時候都是處于部分負荷狀態下，而無法與所設計的工況相符，所以也很難達到所設計的工況效果，對于這一點，需要設計人員在進行熱交換器設計時要及時進行了解，把握熱交換器的特點。

2 暖通空調工程設計優化的重要性

其一，對暖通空調工程進行優化設計，不僅可以滿足人們對工作和生活環境舒適性的要求，而且還可以使工作效率和生活質量有所提高.

其二，由于暖通空調工程屬于整個建筑中能耗較高的部分，所以對其進行優化設計，可以起到節約能源、提高能源利用率的作用.

其三，隨著直接數字控制器（DDC）、變頻技術以及能源管理控制系統等的廣泛應用，使暖通空調工程的優化設計策略和控制技術相輔相成，在節能降耗的同時，能夠更好的對暖通空調系統進行指導和控制。

其四，在暖通空調工程設計時，對于一些外界因素導致的冷負荷變化缺乏考慮，所以不可避免的出現高能耗的情況，所以通過優化設計可以有效的彌補這一問題，有效的降低事故的發生率。

其五，暖通空調設備在選型時，都是按照設備的最大負荷及固定工作時間來進行選擇的，但在實際工作中，暖通空調的運行達不到滿負荷運行的情況，而且在多種因素影響下，如果采用固定工作時間運行則會影響設備的使用，造成能源的浪費，所以需要施工單位與設計人員進行有效的配合，通過對暖通空調運行時間的調整來對設計進行優化，有效的提升暖通空調的運行效率，從而實現節能的目標。

3 暖通空調工程的優化設計方法

3.1 控制策略的優化

暖通空調工程中其空氣處理機都是利用PTD來進行控制的，所以要想確保空調系統運行的穩定性，則需要選擇一個較為適合PTD參數，通常情況下，PTD參數越高，則會使室內溫度較快的達到預定的值，如果PTD參數低，則會導致達到預定值的時間較長，但PTD參數值也并不是越高越好，因為如果這個參數達到一個較高值時，則會導致數字控制器的支憲地出現不穩定的情況，在很多場所中，利用PTD都能夠實現空調的有效控制。但對于一些特殊場所，則僅僅依靠PTD參數則是無法使空調系統的負荷變化進行提升的，如在一些大的、熱慣性場所，則需要利用雙級控制系統來有效的提高暖通空調的響應速度。在實際工程設計中，可以根據不同情況的需要，選擇不同的優化控制，從而達到最優的效果。

3.2 控制權的優化設計

在某些特定的場合，如會議室，如果可以將空調或是通風系統的參數設定功能放置在現場，那么則能夠更加符合用戶的需要。然而DDC本身卻并不具備這樣的功能，必須添設專門的部件才能實現。為了實現這一功能必要時可以添設VRV控制面板的設定器，它可以給用戶帶來極大的方便和舒適性。

3.3 DDC的優化

由于DDC控制系統的處理能力是不同的，所以應根據各個場合不同的需要，選擇合適處理能力的DDC，如熱力站監控點、冷凍機房等密集場合應優先考慮采用大型的DDC控制器，以減少控制器間的通訊和故障發生的頻率；對于通風機、新風機、空氣處理機等通常采用中型或小型的DDC即可滿足使用需要。目前，可編程邏輯控制器（PLC）的發展速度較快，其應用范圍也越來越廣泛，因此，在暖通空調現場設備優化控制工程中，可適當加以采用，優化效果也是比較明顯的。

3.4 控制網絡的優化設計

在滿足靈活性和可擴展性的基礎上，空調系統控制網絡的拓撲結構應盡量清晰、簡化，無論是采用RS485總線或是LonTalk總線的控制網絡都應如此。由于分級多、分支多的網絡管理較為復雜，而且可靠性也比較低，雖然LonTalk總線在理論上能夠組成任意的網絡拓撲結構，但由于這種設計方式成熟度還不夠，存在著較大的隨意性，在實際工作中極易導致技術風險的發生，增加空調系統的成本，所以通常情況下還是采用RS485總線的控制網絡，并利用手拉手環網的布線方式。

3.5 BAS監控中心

暖通空調系統中的空調、通風和動力系統的工作狀態都需要由BAS監控中心來進行負責，但很多情況下，BAS監控中心是與安保監控和消防控制系統共同使用一間機房的，而且機房與冷凍機房和鍋爐房的距離都較遠，所以要想實現對空調系統的關鍵設備進行操作存在著一定的不合量性，在這種情況下，進行具體優化時則可以設置一臺監控分站，將其設置在冷凍機房和鍋爐房內，其主要負責冷凍機房和鍋爐房的監控任務，而且該分站只授權冷熱源設備。

4 結束語

近年來，由于人們物質文化生活水平的提升，空調的使用數量不斷增加，這對于臭氧層的破壞及高能源等環境帶來了更嚴重的影響，所以加強對空調節能的研究具有迫切性，需要設計人員不斷加強自身技能水平的提升，從而實現節能的目標。

參考文獻

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