暖通空調(diào)智能監(jiān)控系統(tǒng)探索

郭玉華

（吉林省扶余縣建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，吉林 扶余 131200）

暖通空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑設(shè)備中最主要的組成部分，其作用是保證建筑物內(nèi)具有舒適的工作、生活環(huán)境和良好的空氣品質(zhì)。暖通空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)三大部分組成。

制冷系統(tǒng)作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源，由冷水機(jī)組、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等主要部分構(gòu)成。冷水機(jī)組產(chǎn)生的冷凍水由冷凍水泵輸送給各空調(diào)機(jī)組，供表面冷卻器、噴水室等設(shè)備對空氣進(jìn)行降溫、除濕處理，其回水返回到制冷機(jī)，經(jīng)蒸發(fā)器降溫后循環(huán)使用；由冷卻塔產(chǎn)生的冷卻水經(jīng)冷卻水泵送入制冷機(jī)冷凝器中對制冷劑進(jìn)行冷卻，工作后的回水返回冷卻塔，再次冷卻后循環(huán)使用。

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用主要是對空氣進(jìn)行加熱、冷卻、加濕、干燥及凈化處理，應(yīng)包括進(jìn)風(fēng)、過濾、熱濕處理及送風(fēng)等主要部分。空氣處理系統(tǒng)有多種形式，常用的形式是箱式空調(diào)機(jī)組，它是將各種空氣處理設(shè)備和風(fēng)機(jī)、閥門等組成一個(gè)整體的箱形設(shè)備，對進(jìn)入箱中的空氣進(jìn)行處理并將處理后的空氣送出。

熱力系統(tǒng)作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源，其主要任務(wù)是為空調(diào)機(jī)組提供不同溫度的熱水，主要設(shè)備有熱源、換熱器及相應(yīng)的管路。熱源可以是鍋爐，也可以是來自集中供熱管網(wǎng)的熱力站，它們產(chǎn)生的熱水通過熱水循環(huán)泵送入空調(diào)機(jī)組的加熱器，對空氣進(jìn)行加熱處理，回水返回?zé)嵩幢恢匦录訜?，循環(huán)使用。

1 制冷系統(tǒng)的監(jiān)控

空調(diào)系統(tǒng)需要冷源，制冷是不可缺少的。常用的制冷方式有壓縮式制冷、熱力制冷和冰蓄冷。壓縮式制冷是以消耗電能作為補(bǔ)償，通常以氟利昂或氨為制冷劑。熱力制冷包括嗅化銼吸收式和蒸汽噴射式，嗅化鏗吸收式以消耗熱能為補(bǔ)償，以水為制冷劑，濱化鏗溶液為吸收劑，可以利用低位熱能和高溫冷卻水。冰蓄冷是讓制冷設(shè)備在電網(wǎng)低負(fù)荷時(shí)工作，將冷量儲存在蓄冷器中，供空調(diào)系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)使用。制冷系統(tǒng)主要包括制冷機(jī)組、冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，其作用是為空調(diào)機(jī)組提供所需的冷水。

1.1 制冷機(jī)組的監(jiān)控

對制冷機(jī)組監(jiān)控是建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容之一。根據(jù)制冷機(jī)組的形式不同，需要監(jiān)測的參數(shù)和控制內(nèi)容有所不同。

在壓縮式制冷機(jī)組中，制冷劑蒸汽在壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮成高壓蒸汽進(jìn)人冷凝器，制冷劑和冷卻水在冷凝器中進(jìn)行熱交換，制冷劑放熱后變?yōu)楦邏阂后w，通過液力膨脹閥后，液態(tài)制冷劑壓力急劇下降，變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，低壓液態(tài)制冷劑通過與冷凍水的熱交換而汽化，吸收冷凍水的熱量成為低壓蒸汽，再經(jīng)過回氣管重新吸人壓縮機(jī)，開始新的循環(huán)。

對于壓縮式制冷機(jī)組，需要監(jiān)測的參數(shù)主要包括冷凍水的供回水溫度、壓力、流量、制冷量，以及冷卻水的供回水溫度、壓力，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間和啟停次數(shù)等。需要控制的內(nèi)容包括啟停控制、以節(jié)能為目標(biāo)的機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)控制、冷凍水旁通閥壓差控制等，還應(yīng)具有機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)顯示、過載報(bào)警、冷凍水溫度再設(shè)定等輔助功能。

吸收式制冷機(jī)組與壓縮式制冷機(jī)組一樣，也是利用低壓制冷劑蒸發(fā)產(chǎn)生的激化潛熱進(jìn)行制冷，區(qū)別是壓縮式制冷以電為能源，而吸收式制冷以熱為能源。吸收式制冷機(jī)組多采用嗅化鏗水溶液作為制冷冷媒，其中，水為制冷劑，嗅化鏗為吸收劑。

對于吸收式制冷機(jī)組其控制功能和輔助功能與壓縮式制冷機(jī)組的要求相似，需要檢測的參數(shù)有:蒸發(fā)器、冷凝器的進(jìn)出口水溫，制冷劑、溶液蒸發(fā)器和冷凝器的溫度及壓力，溶液溫度、壓力、濃度及結(jié)晶溫度等。

專業(yè)廠家生產(chǎn)的制冷機(jī)組，一般帶有以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，可以完成本臺設(shè)備的監(jiān)控任務(wù)。但作為BAS的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，制冷機(jī)組原有的控制裝置應(yīng)該能夠與BAS中的其他智能化設(shè)備及上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)交換信息，因此應(yīng)該留有數(shù)據(jù)通訊接口，并且應(yīng)采用開放的通信協(xié)議，以支持互操作性，從而便于把制冷機(jī)組的控制單元納人BAS系統(tǒng)。

1.2 冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)控

冷卻水系統(tǒng)由冷卻水塔、冷卻水循環(huán)泵及冷卻水供、回水管道組成。冷卻水進(jìn)人制冷機(jī)組的冷凝器，與冷凝器內(nèi)的高壓、高溫的制冷劑進(jìn)行熱交換，在冷卻水泵的作用下，通過冷卻水回水管道進(jìn)人冷卻塔進(jìn)行冷卻。

冷卻塔是冷源系統(tǒng)的重要組成部分。高溫冷卻水(37 IC，冷水機(jī)組出口)經(jīng)循環(huán)管道進(jìn)人冷卻塔上部噴淋，冷卻塔風(fēng)扇對噴淋下落的水體進(jìn)行鼓風(fēng)吹拂，使之與空氣發(fā)生熱交換后冷卻，然后再送至冷水機(jī)組重復(fù)循環(huán)使用。

冷卻水循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)冷卻水在冷凍機(jī)和冷卻塔之間的循環(huán)，再通過冷卻塔將冷凍機(jī)的冷卻水的人口和出口的溫度控制在設(shè)定值范圍內(nèi)。

冷卻水系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容主要有水流狀態(tài)監(jiān)測、冷卻水泵過載報(bào)警、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及過載報(bào)警、風(fēng)機(jī)啟?？刂?、冷卻水泵啟?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)測、冷卻水溫度控制及再設(shè)定等。

1.3 冷凍水系統(tǒng)的監(jiān)控

冷凍水系統(tǒng)主要由冷凍水泵、冷凍水供回水管道及相應(yīng)閥門組成，其作用是把冷水機(jī)組產(chǎn)生的冷凍水輸送到各空調(diào)終端，并使冷凍回水返回蒸發(fā)器降溫再循環(huán)利用。冷凍水系統(tǒng)監(jiān)控的主要目的是保證冷凍機(jī)蒸發(fā)器通過足夠的水量以使蒸發(fā)器正常工作，防止凍壞;向空調(diào)用戶提供足夠的冷凍水量以滿足使用要求;在滿足使用的前提下盡可能減少冷凍水循環(huán)泵的能耗。

2 空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控

空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控主要包含環(huán)境溫度控制、空氣濕度控制以及空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)等內(nèi)容。最主要是進(jìn)行環(huán)境溫度控制，其次是空氣濕度和空氣流速調(diào)節(jié)、空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)、空氣壓力調(diào)節(jié)等.當(dāng)室內(nèi)外的空氣參數(shù)(溫度、濕度)發(fā)生變化時(shí)，要求空調(diào)系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)空間內(nèi)的空氣參數(shù)維持不變或變化不超過給定的變化范圍?？諝庹{(diào)節(jié)的過程中，采取對空氣加熱或冷卻的方式來調(diào)節(jié)溫度，通過加濕或除濕來調(diào)節(jié)濕度，通過過濾和調(diào)節(jié)新風(fēng)量來控制空氣質(zhì)量。

空氣調(diào)節(jié)設(shè)備主要有新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管、變風(fēng)量系統(tǒng)、送排風(fēng)裝置等，這些設(shè)備在空氣調(diào)節(jié)的過程中，各自發(fā)揮著不同的作用。

3 熱力系統(tǒng)的監(jiān)控

熱力系統(tǒng)的作用是為用戶提供采暖、空調(diào)及生活用熱水，其功能是通過熱力站來實(shí)現(xiàn)的。熱力站根據(jù)規(guī)模、位置和功能的不同，可以分為用戶熱力站、集中熱力站和區(qū)域性熱力站三種。

用戶熱力站是指單幢建筑物熱用戶的內(nèi)部供熱系統(tǒng)與室外熱力管網(wǎng)的連接點(diǎn)，位于建筑物的地溝人口處或是地下室內(nèi)，僅為該建筑物的供熱服務(wù)。集中熱力站也稱為二級供熱網(wǎng)絡(luò)，是通過一個(gè)集中熱力進(jìn)口引入熱媒，根據(jù)用戶的具體需要經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換后分配給所在生活區(qū)的建筑物。區(qū)域性熱力站指設(shè)置在城市供熱網(wǎng)絡(luò)、供熱干線與分支干線連接點(diǎn)的大型熱力站。

智能建筑一般使用前兩種熱力站，其主要任務(wù)是產(chǎn)生生活、供暖用熱水，對這一系統(tǒng)監(jiān)控的主要目的一方面是監(jiān)測水力工況，以保證熱水系統(tǒng)的正常循環(huán)；另一方面是控制熱交換過程以保證要求的供熱水參數(shù)。

結(jié)語

隨著城市建設(shè)的日益發(fā)展和環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)以及節(jié)能的要求，城市空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，制冷和供熱的面積不斷增加，暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與管理變得更加復(fù)雜。因此采用先進(jìn)的技術(shù)對暖通空調(diào)系統(tǒng)實(shí)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測、指導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行具有十分重要的意義。

[1]郭維鈞.建筑智能化技術(shù)基礎(chǔ)[M].中國計(jì)量出版社，2001.

[2]何耀東.中央空調(diào)實(shí)用技術(shù)[M].冶金工業(yè)出版社，2006.

[3]李曉明.暖通空調(diào)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011.