智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的改進對策探究

史源源

（上海航天控制技術(shù)研究所）

1 引言

智能建筑需要增強建筑內(nèi)部各個應(yīng)用系統(tǒng)的性能，切實采取節(jié)能化和綠色化的新型建筑材料和設(shè)備[1]。通常在智能建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)是非常重要的組成部分，具有通風(fēng)、采暖和空氣調(diào)節(jié)的作用。這個暖通空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中直接關(guān)系到智能建筑內(nèi)部的使用環(huán)境，而這個系統(tǒng)也是一個非常耗能的系統(tǒng)，所以深入探究智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)具有非常重要的意義。

2 智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)簡析

2.1 智能建筑的概念

在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，信息技術(shù)與廣大人民群眾的實際生活緊密相關(guān)。智能建筑便是在這樣的背景下所產(chǎn)生的，這樣通過靈活的融入電氣自動化控制技術(shù)和電子計算機技術(shù)，便能夠真正達到優(yōu)化建筑內(nèi)部各項管理的目的。通常情況下，智能建筑內(nèi)部的各個控制系統(tǒng)具有較強的服務(wù)功能，如辦公自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)和監(jiān)控自動化系統(tǒng)等等[2]。通過在智能建筑中融入各種電力電子設(shè)備和機電設(shè)備，全面優(yōu)化智能服務(wù)系統(tǒng)，讓整個建筑的服務(wù)性能能夠真正得到強化。

2.2 暖通空調(diào)系統(tǒng)

在整個智能建筑控制系統(tǒng)的運行過程中，暖通空調(diào)系統(tǒng)是非常重要的組成部分。其中，暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是由通風(fēng)、采暖和換氣等多個環(huán)節(jié)共同組合而成，且各個組成部分通過優(yōu)化調(diào)節(jié)，便能夠為廣大住戶創(chuàng)設(shè)一個健康舒適的生活環(huán)境。通常情況下，職能建筑內(nèi)部的暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是由現(xiàn)場層、控制層和管理層三個部分共同組合而成。現(xiàn)場層在應(yīng)用的過程中，需要將各種傳感器和執(zhí)行器、儀器儀表等共同連接起來，讓傳感器的數(shù)據(jù)采集和傳輸功能能夠更好的凸顯出來。其中，控制層和管理層則主要是由DDC（直接數(shù)字控制器）控制器共同組合成為，具有上位機完成各項控制的功能，具有良好的數(shù)據(jù)分析和處理功能，能夠真正達到強化暖通空調(diào)系統(tǒng)智能化控制效果的目的。管理層則主要是由數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器和操作員等共同組合而成，且在應(yīng)用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)人機對話、數(shù)據(jù)存儲和管理。因此，在整個暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，便需要統(tǒng)籌整合智能建筑在應(yīng)用過程中的實際要求，這樣才能夠保證室內(nèi)溫度控制和空氣流通的正常性[3]。

3 智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化策略

3.1 DDC 控制器的優(yōu)化

DDC 是整個智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部非常重要的組成部分。通常大型的DDC 控制器主要是應(yīng)用于冷凍機房和熱力站等較為密集的場所內(nèi)，這樣能夠避免暖通空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中出現(xiàn)故障，切實保證各種控制器的通信質(zhì)量。其中，將DDC 控制器應(yīng)用到新風(fēng)機和通風(fēng)機、空氣處理機的運行過程中，其具備的體積小、抗干擾性強的優(yōu)點，讓其的應(yīng)用范圍不斷擴大。這種控制器已經(jīng)不再僅僅局限于工業(yè)領(lǐng)域中，并逐步應(yīng)用到了智能建筑的使用過程中。因此，DDC 控制器便能夠逐步取代空調(diào)通風(fēng)現(xiàn)場內(nèi)部的控制工程[4]。

整個暖通空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中能夠為廣大住戶提供不同功能的數(shù)字控制器。通過將人流量大和人群較為密集的地方采取空調(diào)控制，并靈活的使用冷凍機房內(nèi)部的熱力監(jiān)控點來進行控制，以此達到減少暖通空調(diào)發(fā)生故障的次數(shù)，讓整個系統(tǒng)能夠更加正常的運行。

3.2 PID 控制的優(yōu)化

在整個智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行過程中，DDC 主要是借助PID 控制原理的空氣處理機，所以合理的設(shè)置PID參數(shù)具有非常重要的作用。通過全面分析空調(diào)系統(tǒng)的使用情況，靈活的借助PID 參數(shù)，便能夠保證空調(diào)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。當(dāng)PID 系數(shù)較高的情況下，整個室內(nèi)的溫度特性便能夠呈現(xiàn)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，這樣將會在一定程度上影響DDC 控制器的穩(wěn)定性。當(dāng)PID 系數(shù)較低的情況下，溫度出現(xiàn)波動的曲線則會緩慢的呈現(xiàn)出來，而設(shè)定溫度的過程也相對較長。因此，便需要根據(jù)實際情況進行PID 參數(shù)調(diào)節(jié)和設(shè)計，統(tǒng)籌優(yōu)化PID大型場所的控制系統(tǒng)，這樣才能夠在負(fù)荷變化響應(yīng)效率較低的情況下安裝室內(nèi)溫度傳感器。這樣當(dāng)DDC 控制器發(fā)出響應(yīng)的指令時，才能夠最大限度調(diào)動起DDC 控制器的驅(qū)動水平，讓溫度波動的回應(yīng)速度得到有效提升。

3.3 能量管理的優(yōu)化

智能建筑暖通空調(diào)在應(yīng)用過程中為了能夠真正達到節(jié)能降損的作用，便需要靈活的使用能量管理和控制技術(shù)。同時，由于能量管理和控制技術(shù)在應(yīng)用的過程中具有系統(tǒng)性的功能，這樣能夠達到降低智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量和變風(fēng)量空調(diào)儲壓，真正達到節(jié)能降損的目的。其中，在能量管理和控制優(yōu)化的過程中，需要采取下列幾項措施。

①合理的將溫度裝置設(shè)備運送到空調(diào)系統(tǒng)的低風(fēng)端中，優(yōu)化調(diào)節(jié)送風(fēng)量和空氣溫度，并根據(jù)實際情況合理的設(shè)定送風(fēng)靜壓和新風(fēng)量。

②全面合理的控制空調(diào)水系統(tǒng)，并靈活的借助水溫的數(shù)值來進行能源供應(yīng)調(diào)節(jié)，這樣才能夠更好的將溫度控制在合理的范圍內(nèi)，有效防止溫度發(fā)生異常的情況。

③感應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù)在使用的過程中能夠讓感應(yīng)設(shè)備真正實現(xiàn)智能化的運行，如各類傳感器的使用，其主要是通過合理的調(diào)節(jié)，從而更好的將室內(nèi)溫度的人性化凸顯出來。

3.4 網(wǎng)絡(luò)控制的優(yōu)化

智能建筑內(nèi)部的暖通空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中具有全方位和多角度的功能，所以便需要全面優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這樣才能夠在保證網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)合理性的同時讓網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量得到有效增強，有效保證信息傳輸?shù)膶嵭?。基于RS485 總線或 Lon Talk 總線的控制網(wǎng)絡(luò)，便需要在智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中得到切實優(yōu)化。其中，通常在小型工程的應(yīng)用過程中，針對RS485 類型的總線控制網(wǎng)絡(luò)，便可以靈活的使用“手拉手”布線的方式，這樣通過對網(wǎng)絡(luò)進行分級管理，以各個樓層為主要單位進行處理，強化控制總線網(wǎng)絡(luò)，合理的將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合起來，這樣才能夠更好的避免運行成本和技術(shù)風(fēng)險。因此，相關(guān)人員便需要謹(jǐn)慎的使用各類技術(shù)。

3.5 控制權(quán)優(yōu)先調(diào)節(jié)

通過嚴(yán)格按照控制原則來對智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)進行控制，這樣才能夠更好的達到溫度、風(fēng)量的協(xié)調(diào)控制和集中化管理的目的。然而，由于智能建筑在不同區(qū)域內(nèi)的使用功能不盡相同，所以對溫度的要求也不盡相同。例如，通常在一些大型的會議廳中，可以單獨的設(shè)立空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。通過采取集中化管理模式，優(yōu)先調(diào)節(jié)暖通空調(diào)系統(tǒng)，并根據(jù)所需求的配置，合理的挑選儀器設(shè)備。這樣便能夠借助VRV 控制面板，真正達到分項控制的目的，真正為廣大建筑用戶創(chuàng)設(shè)良好的室內(nèi)環(huán)境，讓整個室內(nèi)的暖通空調(diào)系統(tǒng)的便捷性和舒適性能夠真正得到增強。當(dāng)前部分建筑主要采用的是參數(shù)控制系統(tǒng)，統(tǒng)籌安排現(xiàn)場數(shù)字設(shè)定設(shè)備，從而達到對現(xiàn)場環(huán)境控制的目的。

3.6 BAS 監(jiān)控中心

BAS 監(jiān)控中心主要涉及到空調(diào)、通風(fēng)和動力系統(tǒng)幾個部分。通常BAS 監(jiān)控中心可與消防控制和安保監(jiān)控等共同作業(yè)，但因為這個機房在設(shè)置的過程中一般會選擇遠(yuǎn)離冷凍機房和鍋爐房，所以在選取遠(yuǎn)程操作方式的時候并不科學(xué)。因此，可在冷凍機房和鍋爐房外建立監(jiān)控分站，并主要是負(fù)責(zé)冷凍機和鍋爐的監(jiān)控工作，且整個分站的功能依然受到冷熱源設(shè)備的限制。

基于RS485 總線或基于Lon Talk 總線，構(gòu)建清晰的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這樣整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被分為多個支條和分級，這樣會在一定程度上讓網(wǎng)絡(luò)的可靠性降低。通過從理論上分析Lon Talk 總線，建立起拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，這樣便會因為運用不恰當(dāng)而誘發(fā)技術(shù)風(fēng)險性，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的運行成本增加。針對RS485 總線所建立起來的控制網(wǎng)絡(luò)，將其合理的應(yīng)用到小型工程中，便需要采用“手拉手”的方式來進行布線；如果要想應(yīng)用到大型工程中，便需要以網(wǎng)絡(luò)分級的方式來安排布線工作。整個建筑的核心控制室也就是BAS 監(jiān)控中心，發(fā)揮著重要的中樞作用，具有通風(fēng)和監(jiān)控整個空調(diào)的作用。然而，將BAS 監(jiān)控中心和消防控制室進行合并，便能夠達到節(jié)約使用面積的作用。

冷凍機房和鍋爐房是一個大型的商業(yè)綜合體內(nèi)重要的組成部分。然而，當(dāng)出現(xiàn)距離較遠(yuǎn)的情況時，一些關(guān)鍵的設(shè)備便無法正常進行運行。這樣便可以將監(jiān)控分站設(shè)置在另外的一個運行現(xiàn)場中，以此保證冷凍機房和鍋爐房的正常運行，全面掌握各個設(shè)備的運行情況。這樣當(dāng)設(shè)備一旦出現(xiàn)故障的時候，便能夠及時解決，有效保證冷凍機房內(nèi)設(shè)備能夠正常運行。

4 暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能設(shè)計

4.1 回收利用系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱與廢熱，提高能量利用效率

熱回收技術(shù)，就是利用熱量回收裝置，對于系統(tǒng)所產(chǎn)生的余熱或廢熱，加以回收利用，減少能量損失，提高能源利用效率，是一種變廢為寶的思想。例如，空調(diào)系統(tǒng)在對周圍環(huán)境進行制冷時會從環(huán)境中吸收大量的熱量，以及空調(diào)壓縮機在工作過程中會產(chǎn)生大量的廢熱，如果，風(fēng)冷機組通過冷凝器將這些熱量直接排放到空氣中，不僅產(chǎn)生了熱量的損失，還對周圍環(huán)境造成了熱污染，余熱回收技術(shù)可以對這部分能量進行回收，用于制造生活熱水，實現(xiàn)熱量重復(fù)利用的目的，達到節(jié)能的效果。

4.2 推廣可再生清潔能源在暖通空調(diào)領(lǐng)域的使用

“節(jié)能減排”已被列為一項基本國策，國家鼓勵，支持開發(fā)和利用新能源，可再生能源。使用低品質(zhì)可再生能源，已經(jīng)成為暖通空調(diào)領(lǐng)域的一項重要課題。低品質(zhì)可再生能源代替高品質(zhì)非可再生能源，對于節(jié)約能源，保護環(huán)境，降低污染具有顯著效果。在暖通空調(diào)領(lǐng)域，已涉及的低品質(zhì)能源有太陽能，空氣能，風(fēng)能等，其中，最具代表性的就是對太陽能資源的應(yīng)用。太陽能與空氣能熱泵聯(lián)供系統(tǒng)，太陽能與地源熱泵冷暖聯(lián)供系統(tǒng)，以及適用于農(nóng)村地區(qū)的太陽能與沼氣的聯(lián)供系統(tǒng)等，可將兩種低品位能量結(jié)合起來，優(yōu)劣互補，提高了能源利用效率，可為人們營造更為舒適的生活環(huán)境。

5 結(jié)語

總之，在現(xiàn)代建筑行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，節(jié)能減排和綠色環(huán)保是非常重要的標(biāo)準(zhǔn)。智能建筑內(nèi)部主要應(yīng)用的是智能化控制系統(tǒng)，這樣通過充分利用先進的設(shè)備和技術(shù)，優(yōu)化節(jié)能設(shè)置，這樣便能夠優(yōu)化調(diào)節(jié)各個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，切實保證智能建筑的整體效益。