建筑裝修工程暖通空調(diào)的智能控制與節(jié)能

許暉東

（上海中福建筑設(shè)計(jì)院有限公司）

1 引言

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)拉動(dòng)著人們生活水平的提高，使我國(guó)總能耗在建筑領(lǐng)域出現(xiàn)了明顯的上升。據(jù)相關(guān)資料顯示，我國(guó)建筑能耗占總能耗的38%，其中，暖通空調(diào)能耗是建筑能耗的55%，并已占到社會(huì)總能耗的20%。我國(guó)現(xiàn)處于能源緊張與電力緊張的雙重壓力下，加之空調(diào)使用的普及化程度越來(lái)越高，使其成為亟待解決的能源問題之一。因此，大型建筑裝修工程需要實(shí)現(xiàn)空調(diào)的智能控制與節(jié)能，降低我國(guó)總能耗，解決我國(guó)電力緊張的問題，最終實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，提高能源的有效利用率。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)概述

暖通空調(diào)系統(tǒng)由通風(fēng)、供暖以及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，是大型建筑裝修工程自動(dòng)化的主要組成部分。

2.1 系統(tǒng)控制回路

通常情況下，空調(diào)系統(tǒng)回路由空氣處理機(jī)組、灰塵過濾器、送風(fēng)管道、預(yù)熱加熱盤管及冷卻盤管構(gòu)成，各組成構(gòu)件統(tǒng)稱為綜合處理系統(tǒng)。以水熱系統(tǒng)為例，結(jié)合暖通空調(diào)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，該空調(diào)系統(tǒng)的熱能傳遞按照從左到右的順序進(jìn)行，經(jīng)過多個(gè)回路散出熱量并排出室外，從而調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣[1]。

2.2 空調(diào)處理機(jī)結(jié)構(gòu)

在大型建筑裝修過程中，由于涉及的暖通空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且系統(tǒng)變量多，無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的智能控制，為此，主要針對(duì)空調(diào)處理機(jī)制組的控制進(jìn)行調(diào)整，需要了解其基本組成構(gòu)件、設(shè)置參數(shù)和運(yùn)行原理等內(nèi)容。暖通空調(diào)系統(tǒng)空氣處理機(jī)組的基本構(gòu)成如圖1所示，主要構(gòu)件是控制風(fēng)閥、調(diào)節(jié)閥、過濾器、冷卻盤管、送風(fēng)機(jī)等[2]。

圖1 空調(diào)處理機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3 影響暖通空調(diào)保溫的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)因素

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)是影響暖通空調(diào)保溫的主要結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)又可細(xì)分為內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)隔墻、地面等組成，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)由屋面、陽(yáng)臺(tái)和窗戶等組成?？照{(diào)散熱損失主要發(fā)生在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，一般通過砌墻和混凝土墻板進(jìn)行采暖，讓圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱損失降到全部散熱的65%～77%，其中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱的損失約占27%。因此，做好暖通空調(diào)的保溫需要從圍護(hù)結(jié)構(gòu)入手，從而達(dá)到暖通空調(diào)的節(jié)能目的。

3.2 建筑設(shè)計(jì)

大型建筑裝修工程在施工前要做好建筑設(shè)計(jì)，而建筑設(shè)計(jì)直接關(guān)系建筑的節(jié)能。一般情況下，建筑設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行全方面的考慮，如選址、風(fēng)向、類型及朝向等。建筑設(shè)計(jì)是為了合理地利用外部環(huán)境，優(yōu)化資源配置，提高自然能源的利用率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。因此，做好建筑規(guī)劃等同于做好建筑節(jié)能規(guī)劃，需要從其決定因素著手，有效地規(guī)避不利因素，利用好有利因素設(shè)計(jì)出最合理有效的建筑設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)暖通空調(diào)的節(jié)能與智能控制[3]。

4 建筑裝修工程暖通空調(diào)的智能控制與節(jié)能設(shè)計(jì)

4.1 完善圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性

目前，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的智能控制與節(jié)能設(shè)計(jì)的首要方法是完善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。暖通空調(diào)系統(tǒng)中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是空調(diào)運(yùn)行中能耗最大的部分，決定著空調(diào)的負(fù)荷能力。我國(guó)對(duì)建筑裝修行業(yè)的節(jié)能設(shè)計(jì)有明文規(guī)定，建筑裝修工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能要在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，建筑裝修工程可以通過增加外圍護(hù)降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷熱負(fù)荷。在建筑裝修過程中，應(yīng)選用新型節(jié)能材料作為墻體，如利用空心混凝土材料做墻體，降低建筑物的負(fù)荷。相關(guān)資料表示，大型裝修建筑工程中40%～50%的熱量是由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)損失的，因此，建筑裝修企業(yè)要對(duì)其做好密封和保溫工作。

4.2 改善暖通空調(diào)系統(tǒng)智能與節(jié)能控制

通過以下幾種方法改善暖通空調(diào)系統(tǒng)智能與節(jié)能控制：

1）不同季節(jié)選擇不同冷熱源。要使暖通空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的目的，需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中合理利用冷熱源，在不同的季節(jié)選擇不同的熱源，可以有效降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目標(biāo)。一般暖通空調(diào)的冷熱源是水冷冷水機(jī)組和鍋爐的配合、熱泵型機(jī)組和澳化鏗吸收式機(jī)組組成空調(diào)的冷熱源。其中，前者冷熱源的工作效能較高，而后者熱泵類型的冷熱源的工作原理是夏制冷和冬制熱的模式，相比之下工作能效較低，但這種方式有效利用了環(huán)境的自然能源，起到節(jié)能的作用，而澳化鏗式冷熱源的能效較低且不環(huán)保，可用于余熱較多處[4]。

2）運(yùn)用變頻技術(shù)完善系統(tǒng)。隨著科技創(chuàng)新水平的提升，大型建筑裝飾工程也需要不斷完善空調(diào)變頻技術(shù)，彌補(bǔ)空調(diào)在改進(jìn)過程中的不足，同時(shí)減少不必要的能源消耗，降低建筑裝修工程的經(jīng)濟(jì)成本?？照{(diào)系統(tǒng)改進(jìn)變頻技術(shù)需要考慮以下方面：①在選擇設(shè)備時(shí)，設(shè)計(jì)者要設(shè)計(jì)一定的余量，防止設(shè)備在負(fù)荷較重的環(huán)境下工作；②在總結(jié)空調(diào)的使用經(jīng)驗(yàn)時(shí)，空調(diào)的負(fù)荷會(huì)隨著使用情況而發(fā)生變化；③空調(diào)在運(yùn)行過程中會(huì)隨著室外溫度情況發(fā)生變化，這也是空調(diào)比較常見的情況，為避免此類情況發(fā)生，需要完善和改進(jìn)空調(diào)的變頻技術(shù)。另外，當(dāng)空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷較低時(shí)，設(shè)備依舊按照額定功率運(yùn)行，造成大量能源的浪費(fèi)，此時(shí)，利用變頻技術(shù)對(duì)空調(diào)的輸出功率進(jìn)行調(diào)整，隨著負(fù)荷的變化而改變功率的輸出，可以有效提高能源利用率。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)就很好地運(yùn)用了變頻技術(shù)，及時(shí)地調(diào)節(jié)風(fēng)量以維持正常的室外溫度。變水量系統(tǒng)通過控制水量來(lái)平衡室溫，相比之下更加省電。隨著科技水平的提高，空調(diào)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)指日可待。

3）實(shí)施冷熱回收利用。為實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，較多大型建筑裝飾工程的空調(diào)多選用溫?zé)峄厥绽孟到y(tǒng)，利用冷凝熱回收空調(diào)排風(fēng)熱能，體現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的冷熱回收利用，也間接地降低了能耗，提高了能源的有效利用率。目前，我國(guó)的全熱交換器可以達(dá)到75%～80%的熱傳效率，這些余熱可以利用一些裝置循環(huán)利用到回路中，如熱交換器和熱管換器等?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是熱泵系統(tǒng)，它是將100～120℃的余熱進(jìn)行回收，并利用自然條件和地下熱水等低溫?zé)徇M(jìn)行供暖、供燃，是新時(shí)代下的一種節(jié)能環(huán)保技術(shù)。此外，利用熱泵和輔助設(shè)備直接回收大量余熱也是較為實(shí)用的方法，且其回收效率較高。

4）開發(fā)綠色能源系統(tǒng)。在這個(gè)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代，人們生活水平日益提高，隨著空調(diào)的廣泛使用，其對(duì)生態(tài)環(huán)境的威脅逐漸增大，因此，開發(fā)綠色能源系統(tǒng)成為這個(gè)時(shí)代的主流，也是建筑裝修工程的重要任務(wù)。隨著人們對(duì)綠色能源的關(guān)注，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，該系統(tǒng)利用地下恒溫層的土壤溫度提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值，使其在同等制熱系統(tǒng)下節(jié)約能源，降低能耗。此外，科研人員還在不斷地對(duì)太陽(yáng)能制冷或制熱技術(shù)進(jìn)行研究[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在快速增長(zhǎng)的同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了較大的影響，尤其是在建筑領(lǐng)域內(nèi)，能源消耗量較大，環(huán)境問題日益緊張。通過對(duì)空調(diào)如何有效利用能源以及節(jié)能途徑的詳細(xì)介紹，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供一定的保障。