暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計探討

楊培星

摘 要：現(xiàn)代市場經(jīng)濟的發(fā)展，為空調(diào)設(shè)備的發(fā)明應(yīng)用提供了良好契機。暖通空調(diào)作為一種新型空調(diào)設(shè)備，對人們的工作生活產(chǎn)生了重要的影響。本文基于暖通空調(diào)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，重點闡述了暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計策略，以期為促進暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展提供一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào) 控制系統(tǒng) 設(shè)計研究

中圖分類號：TM925.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（c）-0086-02

隨著人們生活水平的不斷提高，暖通空調(diào)系統(tǒng)被逐漸應(yīng)用于各大高層公共建筑中。然而，伴隨著許多暖通空調(diào)設(shè)備的不斷投入使用，其暴露出的不足也引起了廣泛的關(guān)注。暖通空調(diào)的設(shè)計，應(yīng)該在遵循相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，借助標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)手段，對各個控制系統(tǒng)進行仔細地安裝和調(diào)試，才能夠更好地滿足人們的需要。因此，在實際的工作中，做好暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計工作，對提高暖通空調(diào)的整體性能具有積極的作用。

1 暖通空調(diào)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

1.1 暖通空調(diào)的基本概念

暖通空調(diào)（Heating，Ventilating and Air Conditioning，HVAC）是分戶的中央空調(diào)，其具有采暖、通風(fēng)以及空氣調(diào)節(jié)功能于一身的綜合系統(tǒng)，因此，稱為暖通空調(diào)[1]。中央空調(diào)的顯著特點是其能夠營造一種非常舒適的室內(nèi)環(huán)境。傳統(tǒng)的家居型空調(diào)一般只能解決冷暖問題，而無法正確地進行空氣處理。暖風(fēng)空調(diào)的出現(xiàn)，則有效地克服了這一不足。其空氣處理過程主要表現(xiàn)為，當(dāng)空氣進入后，暖通空調(diào)不僅可以引進新風(fēng)，而且還可以將空氣進行冷卻和過濾處理。

1.2 暖通空調(diào)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著新技術(shù)、新工藝、新發(fā)明不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)代暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展也逐漸朝著可持續(xù)方向邁進。尤其是資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會發(fā)展理論的提出，對我國暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極的引導(dǎo)作用。然而，由于受傳統(tǒng)的暖通空調(diào)生產(chǎn)技術(shù)的影響，我國的暖通空調(diào)技術(shù)的研發(fā)速度有待進一步提升[2]。

尤其是根據(jù)我國近年來高層建筑暖通空調(diào)的運行數(shù)據(jù)和能源消耗數(shù)據(jù)來看，暖通空調(diào)的能耗過高。許多高層建筑的各項能源消耗過程中，暖通空調(diào)的能源消耗已經(jīng)達到了40%。目前，我國暖通空調(diào)的應(yīng)用主要分為家用暖通空調(diào)技術(shù)和商用暖通空調(diào)技術(shù)。由于人們開始對空調(diào)的節(jié)能環(huán)保要求不斷地提高，家用暖通空調(diào)的設(shè)計應(yīng)用需要投入更多的技術(shù)和資金，才能夠使其更好地投入使用。同時，受傳統(tǒng)的暖通空調(diào)行業(yè)發(fā)展的影響，我國的商用空調(diào)大多數(shù)都依賴于進口，從而嚴重地阻礙了我國暖通空調(diào)的自主研發(fā)生產(chǎn)進程。

此外，隨著暖通空調(diào)的不斷投入使用，越來越多的問題開始引起人們的關(guān)注[3]。例如，一些工程設(shè)計人員的工作經(jīng)驗有限、責(zé)任心有待加強，造成暖通空調(diào)在投入應(yīng)用中出現(xiàn)失誤。因此，加強對暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計工作，直接關(guān)系著整個暖通空調(diào)的項目成敗。同時，暖通空調(diào)的控制系統(tǒng)設(shè)計工作十分復(fù)雜，需要相關(guān)工作人員結(jié)合各個程序的特點，從而從整體上進行考慮，以保證暖通空調(diào)的安全運行。

2 暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計探究

2.1 暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的工作原理

暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的工作原理就是通過在制冷機組的蒸發(fā)器中放入適量的制冷劑，當(dāng)其遇到冷凍水時，會自動地進行相互間的熱量交換，從而轉(zhuǎn)化成水汽，讓系統(tǒng)中的冷凍水溫度有所降低。制冷劑在被汽化后，通過壓縮機的推力，轉(zhuǎn)換成高溫高壓氣體。冷卻水在流經(jīng)制冷機組時又會自動進行冷卻，進而將氣體轉(zhuǎn)變成低溫低壓的液體。暖通空調(diào)常用的供水系統(tǒng)主要是以冷凍水系統(tǒng)為主的循環(huán)式系統(tǒng)。在暖通空調(diào)的空氣處理單元中，一部分的新風(fēng)與部分的回風(fēng)進行混合，從而形成一種新的混風(fēng)。這種混風(fēng)在冬天會自動地提高溫度，相反，在夏天時會自動地降低溫度。系統(tǒng)在送風(fēng)的過程中會與室內(nèi)的空氣進行相互間的熱量傳遞，最終使得室內(nèi)的溫度處于一個適宜的狀態(tài)。暖通空調(diào)的空氣處理單元主要用于混風(fēng)和部分新風(fēng)進行混合。因此，了解暖通空調(diào)的工作原理有利于進一步做好控制系統(tǒng)的設(shè)計工作。

2.2 暖通空調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計策略分析

2.2.1 變頻技術(shù)的普及推廣

變頻技術(shù)的推廣使用不僅能夠有效地彌補空調(diào)系統(tǒng)自身的不足，而且還能夠更好滴降低能耗，從而促進暖通空調(diào)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。在實際的設(shè)計過程中，變頻技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)備輸出功率的負荷，并且能夠利用空調(diào)系統(tǒng)中的末端裝置以實現(xiàn)二者之間的相互補償。通常情況下，空調(diào)系統(tǒng)都是按照設(shè)計人員所給定的額定功率進行運作，因此，當(dāng)負荷較低的情況下，空調(diào)設(shè)備以超出額定的功率運行，就會造成大量的能源損耗。隨著變頻技術(shù)的普及推廣，整個系統(tǒng)通過對風(fēng)量和水量進行自動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)資源節(jié)約型發(fā)展。

2.2.2 冷熱源系統(tǒng)的選擇

暖通空調(diào)中冷熱源系統(tǒng)中的冷熱源主要包括冷卻水、冷凍水以及熱水制備系統(tǒng)。其中，對冷卻水系統(tǒng)的功能主要是通過將冷卻塔和冷卻水泵提供冷水，從而確保整個冷卻塔風(fēng)機能夠安全地運行。同時，冷卻水監(jiān)控系統(tǒng)還能夠根據(jù)室內(nèi)外氣溫的變化情況，自動地調(diào)節(jié)冷負荷狀態(tài)下的冷卻水的運行狀況。同時，冷凍水系統(tǒng)主要是保證整個冷凍機蒸發(fā)器能夠擁有足夠的水量，以維持整個機器的正常運行。最為關(guān)鍵的是冷凍水系統(tǒng)能夠在滿足用戶使用需求的前提下，更好地減少水泵的電量消耗，從而實現(xiàn)節(jié)能運行。熱水制備系統(tǒng)在暖通空調(diào)設(shè)備中主要是以熱交換器為主，其功能是維持正常的生產(chǎn)生活，以及所需的供暖熱水。通過對這一系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，從而保證整個熱水系統(tǒng)的正常循環(huán)。

2.2.3 正確選擇空調(diào)的方式

暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用出發(fā)點在于能夠為人們提供一種新型、舒適、健康的空調(diào)運行方式[4]。其通過綜合濕度、風(fēng)速以及人們對環(huán)境的適應(yīng)程度等因素，從而改變自身應(yīng)用的舒適程度。因此，在實際的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)該通過對不同組合型的參數(shù)進整合。例如，咖啡廳的夏季溫度應(yīng)該控制在26 ℃左右，相對濕度為40；冬季溫度應(yīng)該控制在21 ℃～23 ℃，相對濕度為20～30。室內(nèi)空氣流速保持在0.25（1.8 m）m/s，循環(huán)空氣應(yīng)為12～15/h，年能耗為570～4500 MJ/m。endprint

不同的空調(diào)方式所產(chǎn)生的舒適效果會有所差異。尤其是當(dāng)熱濕環(huán)境發(fā)生變化時，空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能源消耗也會發(fā)生相應(yīng)地變化。因此，在夏季時期，如果選擇傳統(tǒng)的空調(diào)方式來降低室內(nèi)的溫度，熱濕空氣通過人體和周圍環(huán)境進行交換，所需要的空氣濕度較低，此時對新風(fēng)進行加熱會造成較大的損失。相反，如果相關(guān)設(shè)計人員能夠?qū)⑷聼釢癍h(huán)境應(yīng)用到空調(diào)系統(tǒng)中，并且選擇合適的空調(diào)方式，則能夠有效地提高輻射熱度，從而營造一種健康、環(huán)保的空調(diào)運行方式。

2.2.4 選擇靈活的管理操作口

暖通空調(diào)的容量確定主要是根據(jù)具體的投入使用環(huán)境來確定。一般來說，暖通空調(diào)的容量都是以該地全年中最不利的氣象條件作為標(biāo)準(zhǔn)。例如，在南方的冬天主要以濕冷氣候為主，因此，暖通空調(diào)的容量則需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，合理地設(shè)置容量值，以適應(yīng)南方地區(qū)全年負荷的不斷變化。管理操作靈活方便也能夠更好地滿足用戶的使用需求。因此，相關(guān)設(shè)計人員在進行系統(tǒng)設(shè)計的過程中應(yīng)該盡量選擇靈活的管理操作口。

例如，暖通空調(diào)在工廠生產(chǎn)過程中，其系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該不斷地提高自動化程度，從而有利于節(jié)省人力資源。工廠以噪聲控制主風(fēng)管的最大允許速度為12.5 m/s，送風(fēng)主管為15.0 m/s，回風(fēng)主管為9.0 m/s。尤其是對于需要大型空調(diào)系統(tǒng)來進行調(diào)節(jié)時，相關(guān)工作人員應(yīng)該采用自動控制的方法以最大限度地降低工作量。當(dāng)工廠中的暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)中由于季節(jié)的變換而不能進行自動調(diào)節(jié)時，工廠需要根據(jù)實際情況安排人員進行相關(guān)閥門的操作，因而對操作人員的思想素質(zhì)也提出了一定要求。暖通空調(diào)在工廠的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。尤其是在一些設(shè)計武器彈藥的廠房中，要求空調(diào)設(shè)備具有極大的安全性，不僅要求具有防火安全、人員環(huán)境安全，而且還需要重要設(shè)備物品環(huán)境安全以及易燃易爆環(huán)境安全。在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，還需要考慮暖通空調(diào)在運行中出現(xiàn)故障的情況，尤其是對室內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備以及周圍環(huán)境所產(chǎn)生的影響。一旦空調(diào)系統(tǒng)引發(fā)安全問題，將會給整個工廠造成巨大的經(jīng)濟損失。

3 結(jié)語

綜上所述，暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計對提高整體性能具有重要作用。因此，在實際工作中，需要相關(guān)設(shè)計人員在改進空調(diào)的運行模式的基礎(chǔ)上，充分地結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)所運行的環(huán)境特點，從而設(shè)計出一套切實有效的控制系統(tǒng)。只有這樣，我國的暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)才能夠積極健康地發(fā)展。

參考文獻

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[4] 周志強.中國能源現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及對策[J].能源與環(huán)境，2011，6（6）：9-10.endprint