淺談建筑暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略

厲建海

【摘要】近幾年，我國時代經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，促進(jìn)國民生活水平的逐漸提高，國民對生活質(zhì)量的要求愈來愈嚴(yán)格，空調(diào)不僅可以為室內(nèi)提供舒適的溫度，在一定程度上還能夠清潔室內(nèi)空氣。由于暖通空調(diào)在具體使用過程中消耗大量的能源，經(jīng)濟(jì)成本較高，同時可能會帶來一定程度的污染。因此，重視節(jié)能環(huán)保，既是為了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，也是為了人類的長久發(fā)展。本文介紹了暖通空調(diào)在使用過程當(dāng)中所存在的問題，也分析了關(guān)于暖通空調(diào)節(jié)能環(huán)保的必要性，并給出了相應(yīng)的建議。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào);制冷系統(tǒng);環(huán)保節(jié)能;優(yōu)化

中圖分類號：TU83文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，選擇綜合性多功能的暖通空調(diào)作為調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的人越來越多，暖通空調(diào)的生產(chǎn)數(shù)量在不斷增加，產(chǎn)品型號也在不斷更新。暖通空調(diào)發(fā)展中除了常規(guī)的溫度調(diào)節(jié)和空氣交換作用外，環(huán)保節(jié)能性同樣是很多消費者極為關(guān)注的內(nèi)容。暖通空調(diào)環(huán)保節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用一方面有利于節(jié)約能源，減少電費的消耗，為用戶創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)價值，另一方面節(jié)能技術(shù)的使用也從客觀上實現(xiàn)了環(huán)保價值，減少碳排放，打造綠色低碳生活。在這一過程中，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)是極為重要的組成部分，當(dāng)前針對暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)環(huán)保節(jié)能措施的討論以及技術(shù)的創(chuàng)新也在不斷發(fā)展。

1、建筑暖通空調(diào)制冷體系的工作原理

建筑暖通空調(diào)在工作進(jìn)程中，制冷效果通過熱量交換來實現(xiàn)。通過制冷劑在蒸發(fā)器、節(jié)流閥、壓縮機(jī)及冷凝器四大設(shè)備設(shè)施中持續(xù)循環(huán)工作，促進(jìn)制冷劑本身狀態(tài)改變的同時實現(xiàn)對熱量的吸收與釋放。蒸發(fā)器具有吸收熱量的價值，在大規(guī)模熱量的采集項目中，制冷劑發(fā)生變化從原先的液體轉(zhuǎn)化為低溫低壓氣體，該氣體流入到壓縮機(jī)中，壓縮機(jī)作用轉(zhuǎn)化為高壓高溫的氣體，此部分氣體流入到冷凝器之中，將自身熱量傳送給水與空氣的同時轉(zhuǎn)化成液體。多次循環(huán)，通過交換熱量來完成降溫的目標(biāo)。暖通空調(diào)工作過程中，不僅制冷劑的循環(huán)，還包含冷凍水、冷卻水、室內(nèi)空氣的循環(huán)，制冷劑通過壓縮機(jī)將壓縮成為液體后進(jìn)入蒸發(fā)器之中，接著和冷凍水實現(xiàn)熱量交換，接著通過冷凍泵，此時冷凍水來到風(fēng)機(jī)封口的冷卻盤管之中，通過風(fēng)機(jī)吹送進(jìn)行降溫處理。制冷劑通過冷凝器蒸發(fā)作用轉(zhuǎn)化為氣體，由冷水泵進(jìn)行冷卻水將其輸送到冷卻塔中，通過水塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行噴淋冷卻，最后通過與空氣間的熱量交換來完成熱量釋放。在熱量轉(zhuǎn)換與循環(huán)進(jìn)程中，制冷劑均參與其中，且進(jìn)行熱量交換，通過多次循環(huán)才可以實現(xiàn)制冷效果。把室內(nèi)氣溫進(jìn)行下調(diào)，為居民提供舒適的室內(nèi)溫度。從上述的制冷工作原理可看出：制冷體系是實現(xiàn)空調(diào)運行的重要過程，起到尤為重要的作用，也是能源消耗的主要部件。

2、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)存在的缺陷

2.1施工材料

暖通空調(diào)工程制冷系統(tǒng)的管道施工材料必須與工程實際要求相符，否則會造成材料浪費、材料更換頻繁或材料應(yīng)用不安全的問題。在實踐中，相關(guān)工作人員應(yīng)該從施工材料的生產(chǎn)和購買兩方面著手，加強材料選購管理，從根本上杜絕材料浪費和無法使用的問題。當(dāng)然，還需要不斷優(yōu)化施工技術(shù)，確保施工材料能發(fā)揮最大價值。

2.2管道安裝質(zhì)量控制不到位

由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的組成復(fù)雜，有很多管道安裝是需要在前期主體結(jié)構(gòu)施工時需要提前預(yù)埋的，所以這對于工作人員的專業(yè)水平要求較高，需要做好協(xié)調(diào)工作。但是當(dāng)前很多專業(yè)施工人員在制冷管道安裝前，沒有做好統(tǒng)一協(xié)調(diào)施工，使得制冷管道的安裝存在很多問題。有一些需要提前預(yù)埋、開孔的位置也沒有做好處理，這樣增加了后期的施工難度，不利于制冷管道安裝工作的順利開展。

2.3空調(diào)噪聲振動問題

（1）目前建筑工程中暖通空調(diào)設(shè)備沒有做到嚴(yán)格控制，市場競爭激烈，設(shè)備噪音現(xiàn)場實測指標(biāo)明顯高于廠家提供產(chǎn)品參數(shù)值，同時，施工技術(shù)和施工質(zhì)量管理力度不足，直接導(dǎo)致暖通空調(diào)設(shè)備噪音超標(biāo)，因此，在安裝暖通空調(diào)設(shè)備之前，要現(xiàn)場進(jìn)行通電測試，測試噪聲指標(biāo)。（2）空調(diào)管道安裝過程中沒有進(jìn)行除銹、清理焊渣、麻絲，過濾器堵塞以及管道清洗不規(guī)范，致使運行時管道內(nèi)產(chǎn)生雜聲。（3）在安裝施工中，沒有嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行布設(shè)，容易使管道交叉、管道坡度設(shè)置不符合要求，導(dǎo)致管網(wǎng)出現(xiàn)氣囊，管道運行時水流堵塞而產(chǎn)生噪音問題。

3、建筑暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略

3.1排風(fēng)余熱回收技術(shù)

夏季空調(diào)的排風(fēng)溫度響度和室外新風(fēng)溫度都相對較低，并且室內(nèi)含濕量還低于室外新風(fēng)含濕量。因此，在降低新風(fēng)的溫度和濕度時，可以借助熱風(fēng)回收裝置達(dá)到冷熱交換的目的。反之，在冬季時節(jié)可用同樣的方式增加新風(fēng)的濕度和溫度。目前最常用的兩種熱回收設(shè)備為顯熱回收型和全熱回收型，其不但適用于中央空調(diào)，在其他建筑行業(yè)中也有著良好的發(fā)展前景，在節(jié)能的同時還能有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。盡管這項技術(shù)在我國各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中仍停留在初期階段，但經(jīng)大量實踐與探究，這項技術(shù)在應(yīng)用過程中已取得了明顯成效，在未來發(fā)展階段中也會繼續(xù)研發(fā)出更新穎、高效的產(chǎn)品。

3.2完善優(yōu)化制冷機(jī)

暖通空調(diào)制冷技術(shù)中廣泛應(yīng)用CDF技術(shù)，采用這一技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)暖通空調(diào)中相關(guān)信息數(shù)據(jù)的剪力模型與復(fù)雜運算等，對提高暖通空調(diào)的研究成效具有較大支持與幫助，大幅度節(jié)約研究時間與資金成本投入。CDF技術(shù)的優(yōu)點全面呈現(xiàn)在精準(zhǔn)、有條不紊的運算暖通空調(diào)的每項信息數(shù)據(jù)，盡可能的確保信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性與可靠性，為改善優(yōu)化暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)奠定堅實的基礎(chǔ)與幫助。改善優(yōu)化暖通空調(diào)制冷體系的重點在于實行海量可視化、信息化數(shù)據(jù)判斷后，通過專業(yè)技術(shù)工作人員對其進(jìn)行分析與應(yīng)用。不過需注意一點：工作人員在應(yīng)用CDF技術(shù)以前，需多次明確壓縮機(jī)的應(yīng)用狀況，把握壓縮機(jī)處于正常工作背景下的轉(zhuǎn)動率，把室內(nèi)吸收冷氣過程中的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行全面記載，研究工作人員從這些信息數(shù)據(jù)著手，建立針對性的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，制冷氣溫與制冷體系實際工作狀況、輸入量息息相關(guān)，通過把控壓縮機(jī)出入口的負(fù)荷數(shù)值，較好地掌握壓縮機(jī)工作狀況，換而言之，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出數(shù)值就是制冷劑體系的吸氣壓力值。

3.3蓄冷技術(shù)的改進(jìn)

在我國，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，水電等資源的需求量增加的前提下，不同的時間段用電用水需求不同，而不同時間段的水費電費標(biāo)準(zhǔn)也不同。借鑒百度大廈冰蓄冷技術(shù)，利用階梯電費的特點，借助自動控制系統(tǒng)程序來安排制冷工作，在夜間電力負(fù)荷低谷期制備冷量，在白天電力負(fù)荷高峰期間用制備的冷量為中央空調(diào)系統(tǒng)供冷，減少用電高峰期的電網(wǎng)負(fù)荷，有效減少電網(wǎng)峰谷差異，實現(xiàn)電力的“移峰填谷”，提高電網(wǎng)的負(fù)荷率，并有效節(jié)約企業(yè)的實際用電支出。通過“移峰填谷”，在收費低的時段進(jìn)行正常制冰工作，在收費較高的時期可以將冰轉(zhuǎn)化成水，利用水和冰進(jìn)行正常工作，可以降低電能消耗，進(jìn)而降低經(jīng)濟(jì)成本。

3.4變頻節(jié)能技術(shù)

暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中定頻模式讓空調(diào)處于額定功率狀態(tài)進(jìn)行工作，這種情況下空調(diào)的功率基本沒有變化，而用戶在使用空調(diào)時如果需要低負(fù)荷狀態(tài)很容易造成資源浪費。而變頻節(jié)能的應(yīng)用可以幫助彌補傳統(tǒng)暖通空調(diào)制冷中冷熱交換、通氣排風(fēng)等工藝設(shè)計上的不足，通過變頻的方式改變原本定頻模式的不足之處。變頻節(jié)能技術(shù)主要利用了空調(diào)運行的不同負(fù)荷狀態(tài)適應(yīng)的功率變化，當(dāng)空調(diào)低負(fù)荷狀態(tài)時智能化的降低能耗，能夠有效地節(jié)約資源，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。變頻節(jié)能技術(shù)也是當(dāng)前暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計中最常使用的節(jié)能技術(shù)，但需要注意的是，盡管變頻節(jié)能技術(shù)可以智能調(diào)節(jié)空調(diào)低負(fù)荷狀態(tài)下的工作狀態(tài)，達(dá)到節(jié)約能源的作用，這種節(jié)能情況在用戶長期使用空調(diào)制冷的情況下表現(xiàn)較好，若用戶制冷使用時間較短其節(jié)能效果可能無法達(dá)到預(yù)期。

3.5管道運維管控

暖通空調(diào)工程制冷系統(tǒng)管道施工環(huán)節(jié)的運維管控，是保證管道施工質(zhì)量的重要方式，也是施工環(huán)節(jié)的技術(shù)應(yīng)用重點。此時，應(yīng)從管道清理、管道檢驗兩方面著手：一方面，采用吹掃技術(shù)完成管道系統(tǒng)清理，以免管道內(nèi)部存在雜物。此時，可選用壓縮空氣吹污的方式，清除管道系統(tǒng)中的鐵屑、泥沙、灰塵或炭渣;為保證吹污質(zhì)量，可將吹掃壓力控制在0.6MPa，并采取多口分段排污方式清除雜質(zhì);吹污后，還應(yīng)拆洗閥門閥芯。另一方面，采用檢漏試驗的方式，對暖通空調(diào)工程制冷系統(tǒng)管道施工技術(shù)成果進(jìn)行檢驗，找出需返工位置，保證工程的最終質(zhì)量。在實踐中，檢漏工作主要以氣密性試驗和真空試驗方式開展，前者是基于氮氣沖入后觀察壓力值的方式判斷制冷系統(tǒng)是否存在漏氣問題;后者則是通過加注氟利昂排出系統(tǒng)內(nèi)氣體的方式確定系統(tǒng)是否存在漏氣問題。開展氣密性試驗檢漏時，施工人員需從壓縮器排氣截止閥的旁通孔注入氮氣，然后關(guān)閉液閥觀察24-48h間系統(tǒng)的壓力值情況;開展真空試驗檢漏時，施工人員需要根據(jù)系統(tǒng)的實際組成情況來選用抽氣手段，比如以真空泵抽取全封閉壓縮機(jī)組成的氟利昂制冷系統(tǒng)，這種方法也同樣適用于氨制冷系統(tǒng)和由半封閉壓縮機(jī)組成的氟利昂系統(tǒng)。

結(jié)語：

在新時代建筑項目施工過程中，建筑暖通空調(diào)已經(jīng)成為不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，對國民的日常生活生產(chǎn)環(huán)境起到至關(guān)重要的影響。不過在開展建筑暖通空調(diào)制冷體系運行過程中，普遍情況會消耗極高的能源，與我國可持續(xù)良好的發(fā)展理念背道而馳，對環(huán)境造成負(fù)面影響。因此相關(guān)行業(yè)的研究工作人員需深入完善優(yōu)化建筑暖通空調(diào)制冷體系，從而加強有效控制該系統(tǒng)力度。

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