智能楼宇建筑暖通空调系统节能技术应用与优化论文_区怀穗

智能楼宇建筑暖通空调系统节能技术应用与优化论文_区怀穗

摘要: 智能建筑由多项自动化控制系统组成, 暖通空调自动化系统是其中之一,它又包括通风、空调、供暖等系统。负责对建筑物内湿度、温度、空气质量等进行控制与调节,确保大楼居民生活在舒适的环境中。暖通空调系统在运行过程中会产生大量的能耗,需要对控制系统进行优化,应用节能技术,以实现建筑物低碳、环保、节能的目的。

关键词:智能建筑;暖通空调;自动化控制系统;节能;

前言

智能建筑大楼需要较大能耗,当中暖通空调占了近三分之一,在夏季高温期间,比例更高。为实现低碳、节能环保,实现可持续发展,需要通过采取多项节能措施和技术应用,对智能楼宇中各系统进行优化和调整,以达到充分利用能源,满足时代发展需要。

一、智能建筑暖通空调系统需要遵循的两大基本原则

1、节能减排

智能建筑暖通空调系统中,应遵循节能的基本原则。它是确保智能建筑实现绿色、节能环保长远发展的途径,通过应用不同的节能技术和措施,提高资源利用率,减小能耗。

暖通空调系统可以通过优化设计,采用调节阀、温控器、传感器、气候补偿器等相关设备,达到节能目的的同时,又能保证住户的舒适度。

在对系统进行优化设计和调整时,应根据建筑物的结构形式、室内外所存在的温差情况,尽量采用绿色能源如太阳能、空气能等,并降低对电能、石化能源等的依赖和消耗,实现节能减排。

2、舒适性

智能建筑中,暖通空调所承担的功能,包括对建筑物内部进行通风换气,并调整室内的温度、湿度等,为居民营造舒适、宜居的生活空间。为此,所采用的暖通空调系统,在使用制冷剂时,应摒弃传统所采用的氟氯代烷类材料,采用现代绿色环保材料,使暖通空调系统,运行设计上更要以人为本,减小对环境的破坏及对人体的伤害。

二、 智能建筑暖通空调系统节能技术应用与优化

智能建筑运行过程中需要使用大量的智能化和自动化控制设备,以促进建筑物内各部分包括设备间实现信息资源共享。智能楼宇在运行过程中,需要大量能耗。必须对各类设备进行优化控制,减小对能源的依赖,需要对暖通空调系统的节能问题展开深入研究,对系统和相关设备进行优化处理和控制,使运行更加科学合理,节约能源。智能建筑有着严格的能耗标准和要求,要达到低碳环保、节能效果,通过长期的实践研究,可以采用以下节能技术和方法进行优化。

1、蓄能系统优化。

(1)智能建筑中,对室内温度调节,是由暖通空调中的蓄热和蓄冷两个系统完成的,它们会产生较大能耗。因此,必须对蓄能系统进行优化。例如在考虑蓄冷系统结构时可以采用 “串并联”的方式,这种方式能够充分利用和存储冷能;蓄热系统中应重视研究对水进行加热的加热系统,应采用能耗较低。

(2)应用热能回收技术,回收和利用冷凝和排风过程中产生的余热。

(3)运用采集、蓄能等相关设备,提高对太阳能等的利用率,降低

暖通空调系统对电能和石化能的依赖程度。

(4)供暖系统结构优化。

楼宇内需要设置供暖系统时,可在系统内调协温控调节阀, 动态控制

水流量。

(5)对变频空调、通风系统等设计、结构等进一步优化。改善变频调速运行状态,使空调系统更加具有节能效果。

2、BA控制系统中暖通空调的优化控制

BA控制系统也就是楼宇设备自动控制系统。它能够对智能建筑内的各类自动化设备包括对暖通空调系统等的运行进行监控。如果空调系统及相关设备如冷热源、通风等设备运行过程出现异常情况,BA控制系统能及时监测到,并利用RTU实行监控处理。

要优化BA控制系统对暖通空调系统的控制,关键环节是对VAV和VRV进行分析,找出它们存在的不足,并进行优化。

暖通空调系统在运行过程中,新风和送排风是其主要工作内容,并且工作量较大,在进行节能优化时,应把这部分工作作为重点研究。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在确保系统正常运行基础上,可采用DDC控制器进行工作,完成对系统的运行和维护,这种方法,可降低系统设备的的损坏程度和运行异常问题。

要优化智能建筑暖通空调系统,需要量深入研究系统运行时的情况,找出最佳参数范围,并对系统的运行过程做状态模拟(定量化),

简化控制环节,提升系统响应速度。

3、直接数字控制系统优化

(1)直接数字控制系统(DDC)对暖通空调系统进行控制时,宜采用设定方式(简称 PID)进行。要提高DDC对暖通空调的控制效果,

要设定的 PID系数要科学合理。运行过程中,如果PID 系数较高时,

空调以较短时间达到设定温度;如果PID 系数过低,则需要较长时间才能达到设定温度。但实践表明,PID 系数不是越高越好,因为这样会导致DDC 控制系统不能稳定运行,表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动,无法在固定开度上运行。由此可见,要结合具体情况,选定合理的PID 系数,才能达到对暖通空调系统的优化控制。

(2) 确定 PID 系数时, 要考虑两个因素:一是系统运行期间,具有良好的负荷变化响应速度;二是使用双级控制方式,

即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器,室内的温度设定由主 DDC 控制器完成,水阀的驱动由副 DDC 控制器进行控制。

4、空调系统优化选择

在选择智能楼宇的暖通空调系统时,要进行优化选择,以充分发挥

智能建筑的使用价值:

(1)合理选择多联机空调系统,可以有效减小其占地面积,又可实现对系统运行期间室外机的灵活控制。

(2)在具体选择系统时,要结合工程节能以及网络控制等实际需要,

可以选择多联机空调系统,其性能更加可靠,在智能建筑应用效果更良好。

5、网络控制优化

智能建筑中,要保证暖通空调系统能够进行全方位、对各个区域都能控制的功能,需要对系统网络拓扑结构进行优化,在对其进行简化基础上,有效提升网络通讯效果,更好地进行信息传输。

在智能建筑暖通空调系统中,基于RS485总线或LonTalk总线的控制网络需要进一步优化。对于RS485类型的总线控制网络,如应用在规模较小的工程时,布线方式以 “手拉手”为合适,如应用在规模较大的工程时,就要分级管理网络,如处理时应以楼层为单位展开各项工作。

对于LonTalk总线的控制网络,由要结合工程的实际情况,从技术风险和运营成本等方面谨慎考虑,确定是否采用拓扑结构的相应组合形式,进行多分支、多分级的网络控制结构。

6、优先调节控制权

智能建筑内部,是必须按照统一控制的原则,去操控暖通空调系统,

以达到协调控制温度、风量等,并进行集中化管理。

但由于智能建筑内部分别存在不同的使用功能,因而对温度、风量的使用要求也不同,如内部设有大型会议厅时,需要对其单独设置空调通风系统参数时,需要调整暖通空调系统中集中化管理模式有关内容。

近年来,随着对暖通空调技术的深入研究,市场上已出现了一些数字设定设备,具有手控参数系统设定功能,可以在现场进行安装控制,

可以对现场环境进行实时。

7、BAS监控中心

监控中心作用主要是实时监控整体智能建筑的空调系统、通风、动力等的运行情况,在具体安排时,通常会把其与消防控制、安保监控等设置在同一间房子内。

但由于房子普遍与冷冻机房、锅炉房存在一定距离,要对上述设备进行精准监控不容易,因此,比较可行的办法是冷冻机房或锅炉房现场控制室附近调协监控分站,通过监控分站,可以实现对锅炉、冷冻机以及其他冷热源设备的实时监控,有效节省能耗。

三、 结语

建筑领域节能减排是一项长期措施,在考虑智能楼宇暖通空调系统节能技术应用时,要结合楼宇的实际情况及智能建筑发展方向,选择合适的暖通空调控制系统,运用节能技术与方法,不断对系统进行优化,完善系统控制功能,使其在满足运行功能的基础上,实现节能、环保,促进暖通空调行业实现可持续发展。

参考文献

[1]孔振华, 智能楼宇建筑暖通空调系统节能技术措施,企业科技与发展, 2019,10

[2] 丁金涛,徐海蓉.浅析智能建筑暖通空调系统优化策略[J].智能建筑与智慧城市,2018(8):

论文作者:区怀穗

论文发表刊物:《建筑实践》2019年 24期

论文发表时间:2020/4/26

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