暖通空調工程設計技術的優化

鐘永華

（廣東美的暖通設備有限公司，廣東 佛山 528311）

1 暖通空調概述

1.1 暖通空調工作原理介紹

暖通空調的工作原理：制冷劑在制冷機組的蒸發器中同冷卻過后的冷凍水進行熱交換的氣化反應。冷凍水在反應過程中溫度急劇下降，發生氣化反應后的制冷劑經真空壓縮機的作用下形成高溫、高壓氣體，氣體流經制冷機組冷凝器，在冷卻系統冷卻塔的作用下發生液化，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內的熱交換器，然后容混風進行冷熱交換形成冷風，冷風由各個送風管道輸送到各個工作區域。

1.2 空氣處理單元

暖通空調系統的空氣處理單元中，新風同部分回風混合后形成混風，混風經熱交換器的冷凍水熱交換后形成冷風，冷風由通風管道輸送到各個工作區域，滿足工作區域人們需要的適宜溫度；在嚴寒冬季時，混風吸收能量后，溫度上升，滿足工作區域的供暖要求；在炎熱的夏季時，混風經空調系統設備的有關機理作用使得室內的溫度和室外溫度發生熱傳遞，使得室內的溫度滿足人們的需求。在整個暖通空調系統的空氣處理單元中，熱交換器是擔負混風和室內溫度熱交換的重任，使房間的溫度升高或者降低，滿足不同季節房間內對溫度的需求。所以，熱交換器是整個暖通空調空氣處理單元的重要組成構件。一般情況下，熱交換器都處于部分負荷的工作狀態，同暖通空調工程設計工況出入比較大，暖通空調工程設計人員要深入地對熱交換器的工作原理進行了解和掌握，進而設計出節能型的暖通空調工程系統。

2 加強暖通空調工程設計優化的重要性

第一，加強暖通空調工程優化設計，不但能滿足人們工作和生活環境質量的需求，更能提高人們的生活質量和工作效率；第二，在整個建筑工程中，暖通空調工程能源消耗比較大，為了節約能源，并滿足建筑工程功能性的良好發揮，需加強對暖通空調工程的設計進行優化；第三，目前，隨著數字技術的發展，在暖通空調工程設計過程中應將變頻技術、直接數字控制器以及能源控制管理系統有機融入到設計中，實現有效控制暖通空調工程系統的同時，又能較好地節約能源；第四，多數的暖通空調工程設計人員在設計時沒有深入考慮可能引起冷負荷的一些因素，如季節性變化問題、房屋的朝向問題等，使得目前的暖通空調工程在運行過程中耗能較大，且起不到良好的供暖送冷效果，所以加強對暖通空調工程的優化設計研究，對避免暖通空調工程系統投入運行后耗能大的問題是很有幫助的；第五，一般情況下，對于暖通空調設備的選型問題，都是通過計算空調設備最大負荷量而確定的，在運行方式方面都是采用固定工作時間的方式。但實際情況是，暖通空調運行中不是滿負荷運行的，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間運行方式，勢必會造成設備使用率不夠完全，能源浪費嚴重。所以，在暖通空調工程的設計階段，應加強對空調系統運行時間方式進行優化設計，提高暖通空調設備的利用率，滿足人們各種供暖送冷的同時，又能較好地節約能源。

3 暖通空調工程的優化設計方法

3.1 控制策略方面

通常情況下，暖通空調系統的空氣處理機所用直接數字控制器是由PID控制的，所以為了確保空調系統能夠穩定運行，需要對PID參數進行合理性設置。PID系數的高低對控制器的影響較大，通常是系數越高，控制器穩定性越強，可以較快地使室內溫度達到預定值；系數越低，室內溫度上升較慢。不過值得提出的是，并不是PID系數越高控制器的穩定性就越強。在工程實踐中表明，如果PID系數設置過高會導致DDC控制器失穩。雖然在大多數的建筑中PID能夠解決空調控制問題，但在某些特殊場所，單獨依靠PID來實現對空調系統的控制是難以實現的，尤其是對空調系統負荷變化的影響速度方面是難以解決的。所以在進行空調工程的優化設計時應根據實際情況選擇不同的控制策略，比如對于大型商場、辦公樓等場所，可以在夏秋季節的清晨通過控制程序打開空氣處理機，將室外的涼風輸入到室內，對室內的空間溫度進行換氣預冷，可有效地節約室內通過空調系統進行預冷過程中耗費的電能，同時又能對室內空氣進行更新，提高室內空氣質量。

3.2 控制權方面

暖通空調系統控制權方面應以方便使用者為原則進行設置，比如在會議室，可以將調節空調通風系數的操作面板設置在會議室現場。但暖通空調系統DDC自身并不具備通風參數設置功能，必須要添加控制面板設定器來完成。這一過程需要聯系有關專業的技術人員進行研究探討，使設計趨向人性化，方便用戶的操作使用。

3.3 DDC方面

基于DDC控制系統處理能力的不同，所以應根據各個處理場所的實際需求來選定DDC。例如，在熱力站監控點和冷凍機房應考慮使用大型的DDC控制器，以便滿足對各個系統的控制處理問題，可有效減少各個控制器間因通信問題造成的系統失控問題，使整個系統安全穩定地運行；對于通風機、空氣處理機等需要控制系統較少的構件，可采用小型的DDC控制系統，經濟性高，又能達到較好的數據通信和控制系統的效果。

3.4 控制網絡方面

設計時應考慮空調控制網絡拓撲結構的可擴展性及靈活性的基礎上，使結構更加的簡單易懂，方面檢修人員檢修和操作人員進行空調系統的操作。基于空調控制網路系統分級多、分支多的問題，使得空調網絡管理變得極為復雜，并且管理過程中會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，在空調工程中應將現在目前比較先進的RS485總線控制網絡技術應用其中，布線方式采用手拉手環網的方式。

4 結語

總之，在全球能源日益緊缺的形勢下，作為耗能較大的空調工程應對其設計技術進行優化，實現節能降耗的可持續發展效果。

［1］袁東立,張欽,朱娜.某冰蓄冷空調系統優化設計探討[J].暖通空調,2007(05).

［2］李永存,陳叔平,林愛輝,李軼群.綜合建筑空調水系統中冷凍水泵的節能匹配方法[J].制冷與空調,2007(02).

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