淺談智能建筑暖通空調能耗管理與優化

王彥

摘要：在經濟繁榮發展的現代社會，智能建筑已經成為了十分常見的建筑類型之一。其中，智能建筑的節能環保工作對于生態環境的可持續發展有著十分重要的作用。而暖通空調是智能建筑中能源消耗的重要部分，因此在智能建筑暖通空調設計、管理過程中，要充分考慮如何提升能源利用率，以實現智能建筑的節能環保。現文章主要針對智能建筑暖通空調能耗管理與優化進行研究，以期能夠為智能建筑暖通空調能耗管理與優化提供一定的借鑒與參考。

關鍵詞：智能建筑；暖通空調；能耗管理

中圖分類號：TU831.6文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）02-0013-02

引言

智能建筑節能是世界件的大潮流和大趨勢，同時也是中國改革和發展的迫切要求，是21世紀中國建筑事業發展的一個重點和熱點。節能和環保是實現持續發展的關鍵。從可持續發展理論出發。建筑節能的關鍵又在于提高能量效率，因此無論制訂建筑節能標準還是從事具體工程項目的設計，都應把提高能量效率作為建筑節能的著眼點。智能建筑也不例外。業主建設智能化大樓直接動閃就是在高度現代化、高度舒適的同時能實現能源消耗大幅度降低，以達到節省大樓營運成本的目的。

暖通空調是智能建筑運行、使用的重要組成部分，同時也是智能建筑消耗能源最多的部分，大約占據60%左右。如果對智能建筑暖通空調能源消耗進行管理優化，能夠顯著減少智能建筑的能源消耗，在達到節約能源目的的同時提升經濟效益。可以看出，針對智能建筑暖通空調能耗進行管理與優化十分關鍵。

1.智能建筑暖通空調能耗管理優化原則

在智能建筑暖通空調能耗管理過程中應該始終圍繞著下述原則進行：

第一，在滿足暖通需求的基礎上進行節能降耗。一般情況下，建筑熱舒適度的影響因素包括溫度、濕度、風量、輻射溫度等等。要實現智能建筑暖通空調能耗管理則需要找到不同影響因素之間存在的最為合理、最為平衡的比例，并且對其進行科學的排列組合，以便在滿足智能建筑熱舒適度的情況下減少能源消耗。

另外，對智能建筑外部維護結構的熱傳導性進行利用，以降低外界溫度與建筑室內環境的影響也能夠降低智能建筑中的能源消耗。智能建筑空調系統管道設計應該盡量簡約，以便在節約建筑材料的同時便于施工，從而降低前期投資成本。

第二，平衡整體與局部的關系。在智能建筑環境允許的情況下可以在建筑中采用集中供暖機制，從而顯著減少暖通系統所消耗的能源。然而由于建筑內部個體之間必然存在一定的需求差異，如果過度要求建筑內部供暖的整體性，則必然會對建筑內部的個體供暖造成影響。因此，在智能建筑暖通空調系統節能設計過程中不單單要兼顧到整體的供暖節能效果，同時還要落實個體對熱舒適度的需求，以便盡量實現整體與局部的平衡。

2.智能建筑暖通空調能耗管理與優化特點

智能建筑樓宇自控系統將建筑內所有設備集成一個系統，實現信息共享，進行綜合管理，其作用和效益是巨大的，要實現這些作用和效益，就必須實施優化，建筑智能化工程的最優化設計與常規設計相比，有以下特點：

（1）可以從系統的各種可能結構和參數中找到最佳匹配。使整體效能最佳，從而提高系統的效率，降低投資和運行費用：

（2）可以對系統及其過程進行定量化的狀態模擬，減少控制環節，提高可靠性與穩定性，發故障概率降到最低可能限度，系統響應輸出最優化；為通過優化控制辦案達到節能目的的是一種“主動節能”，它有別于墻體結構、門窗的形式和設置的改造的“被動節能”。智能建筑暖通空調系統能量管理與控制系統優化措施見表1。

3.智能建筑暖通空調能耗管理與優化

3.1使用熱能回收節能技術

當前智能建筑中的熱能一般都是通過高溫蒸汽的方式排出，由于高溫蒸汽自身溫度較高，熱量較大，如果無法直接回收則不單單會導致能源的浪費，還會導致生態環境污染。因此，熱能回收技術是一項十分重要的能耗管理與優化技術。熱能回收技能技術主要有雙冷凝器回收技術、熱泵回收技術等。其中，雙冷凝器回收技術即為在智能建筑設備的壓縮機與冷凝器中間安裝熱回收設備，利用熱回收設備將冷凝器中的剩余熱量回收利用。通常來說，雙冷凝器回收技術應用在智能建筑中央暖通空調機組中優勢較為明顯。熱泵回收技術即為將熱泵與制冷裝置組合在一起，是完整的熱回收設備。當冷水機組與熱泵機組一起工作時，則通過調整冷卻塔風機工作狀態來控制冷卻水的溫度。該技術對于當前智能建筑中的空調系統改造來說較為適用，但前期裝設成本投入較高，運行管理成本也較高。

3.2智能建筑暖通空調系統控制優化

要對智能建筑的暖通空調進行最優化控制，最為基礎的就是按照系統最低能耗標準來對冷凍機進行優化管理，利用泵與空調末端設備回路的設定點來進行管理。為了讓用戶電能符合與制冷量相匹配，在滿足客戶對暖通空調溫度需求的基礎上盡量提升暖通空調的運行效率，從而實現節約能源消耗，就需要對暖通空調系統的回路設定進行合理的優化控制。在基于暖通空調運行模式與設備構成特點的情況下，針對不同結構部門建設數學模型，需要建設數學模型的結構部分包括冷凍機、冷卻塔、泵、風扇等。智能建筑暖通空調系統的具體優化控制可以分為兩大結構，分別為調節子系統的控制優化以及制冷子系統的控制優化。

第一，調節冷卻水水溫

在同等制冷量的環境下，冷卻水供水溫度越高則制冷系數也會相應降低，冷卻水的供水水溫每增加1攝氏度，制冷機組的制冷系數會相應的下降4%。因此，要調節冷卻水水溫，盡可能的降低冷卻水的溫度就需要強化對冷卻塔的管理。對于智能建筑中沒有運行的冷卻塔應該關閉進出水管的發布，避免由于停止使用的冷卻塔水溫溫度較高而導致冷卻水水溫的增加。

在夏季等炎熱季節，冷卻塔內部十分容易出現濕熱的情況，往往會形成大量菌藻類附著在冷卻塔上，從而減弱冷卻塔的導熱性能，降低冷卻塔的換熱效率。針對這一情況，需要及時使用水處理技術，定期對冷卻塔進行清潔，有需要時可以在冷卻水中適當添加除菌藻類藥物，從而降低冷卻水水溫，提升制冷系數，實現能耗管理優化。

第二，制冷子系統的控制優化

智能建筑暖通空調的能耗接近某一固定值時，暖通空調能量管理模塊則會利用設備開關來對能耗進行管理調節，以降低暖通空調系統的能源消耗。在控制優化制冷子系統的過程中，首先要優化開關控制。對開關控制進行優化管理即為通過目標溫度范圍的的設定以及與實際環境溫度的差來區別空調設備的最佳開關時間，在滿足建筑內部暖通需求的基礎上提升暖通空調的工作待機比例，從而達到節能降耗的目的。

其次，進行荷載循環。荷載循環實現一般要在某一固定周期中利用關閉特定設備來達到減少能源消耗的目的。通過選擇冷凍機類型以及冷卻符合的最優組合來提升暖通空調的工作性能與工作效率。再次，能量管理統計。用戶通過能量管理統計模塊能夠核對電能消耗以及歷史電能消耗記錄，計算電能使用成本。

同時，還可以從數據庫中獲取歷史數據，生成圖表以對電能消耗的歷史記錄進行分析研究。最后，夜間氣洗。夜間氣洗是一項十分重要的輔助工作。在夜間室外溫度較低的時候結合智能建筑實際功能及舒適度要求，利用室外的空氣來對建筑進行清洗。

利用智能建筑送排風系統，兼顧房間各區域功能，控制送排風時間，將室外溫度較低的空氣輸送至暖通系統，這樣一來不單單可以降低冷卻混合風的能源消耗，同時還能夠顯著改善建筑室內的空氣質量。

3.3控制權的優化

通常遵從的是中央控制站集中管理的原則。有時也有其不便的一面。在某些場合（如會議室）將空調、通風系統的參數的設定功能放置在現場能更符合使用者的需要。其本身并小提供這樣的功能，需要專門部件來實現。這類功能接近控制面板的設定器給房間的使用者帶來極大的便利和舒適性，必要時應積極采用。

4.結論

對智能建筑的分析瓤評價應堅持節能的原則。確立智能建筑暖通空調系統能量管理與控制系統優化的基本出發點、優化原則及技術措施對于智能建筑節能實現具有重要的現實意義。系統是實現智能建筑節能的有效途徑之一。智能建筑控制方案的優化是整個智能建筑節能優化方案實施的具體體現。它包含了建筑物內部主要耗能單元的節能優化。通過控制系統（主要是暖通空調系統）的傳感器、執行器、控制器、網絡等若干環節的探討，力圖使系統更好地服務于受控的空調通風系統，最大限度地節約建筑物能源。

5.結束語

總的來說，智能建筑暖通空調能耗管理與優化工作必須要始終堅持滿足暖通需求基礎以及平衡整體與局部關系兩大原則，針對智能建筑的暖通使用需求有針對l生的使用冰蓄冷空調節能技術以及智能建筑暖通空調系統控制優化，來實現對智能建筑暖通空調能源消耗的管理與優化，進而實現節能降耗、保護生態環境的目的。