智能建筑中暖通空调系统的能效优化研究

智能建筑中暖通空调系统的能效优化研究

卢丽雯

天津市润实建筑设计有限公司  天津市  300000

摘要：21世纪20年代的到来，代表着人们已经走了一个新的时期，在新时代的人们，对自己生活的环境、居住的质量等各方面都非常关注并提出更高的要求。智能建筑在建筑行业当中是最重要的发展趋势与方向，通过科学合理应用计算机、信息技术等帮助建筑向着更加智能和自动化控制的方向发展和前进。在智能建筑当中，暖通空调系统是非常关键的组成部分，需在多个方面对系统进行优化调整，最终营造出更加智能的建筑、居住环境以及办公环境。因此，本文下面主要对智能建筑暖通空调系统优化措施进行认真地分析，以做参考。

关键词：智能建筑；暖通空调；系统优化；措施；

引言：智能建筑节能是世界性的大潮流和大趋势，同时也是中国改革和发展的迫切要求，是21世纪中国建筑事业发展的一个重点和热点。节能和环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发，建筑节能的关键又在于提高能量效率，因此无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计，都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。智能建筑也不例外，业主建设智能化大楼直接动因就是在高度现代化、高度舒适的同时能实现能源消耗大幅度降低，以达到节省大楼营运成本的目的。

1智能建筑节能概述

1.1智能建筑的概述

智能建筑就是将其自身的使用功能、结构布置、系统服务依据客户的需求进行最大化的组合，从而达到高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑不仅是对传统建筑物功能化的保留更是现代科技日新月异发展的集中体现。智能建筑将建筑技术、计算机终端控制和传输综合运用，将信息进行整理分析，通过各种实质性的指令服务于客户。智能建筑的节能是我国改革和发展的迫切要求，是实现可持续发展的关键。建筑智能化工程由简称5A的自动化组成，包括：CA（通信自动化）、OA（办公自动化）、BA（楼宇自动化）、FA（消防自动化）SA（保安自动化）。智能楼宇将5A形成一个有机的整体，综合管理，共享信息。

1.2BA控制系统介绍

BA控制系统是英文词组BuildingAutomationSystem的简称，它是对楼宇内各种机电设备进行集中管理和监控的综合系统。BA系统由暖通专业的空调新风机组、送排风机；给排水专业的集水坑与排水泵，电器专业的电梯、变配电、照明等构成。在整个楼宇范围内，通过整套楼宇自动控制系统及其内置最优化控制程序和预设时间程序，对所有机电设备进行集中管理和监控。暖通专业的新风，送排风在BA系统中占有很大的分量，它的节能与否关系到整栋建筑的耗能量，因此我们必须在保障日常工作生活的前提下，使用控制器代替日常运行维护，减少设备失控或损坏。

1.3拥有智能化系统的智能建筑

以最大程度地对人的工作效率和创造力进行提高的目标为中心，而且拥有许多的智能化设备的建筑，它的构成是由各种各样的诸如：数字通信、控制、电视、计算机网络、光纤、数据库还有传感器等等的高科技技术，来组成的智能化系统。它可以分为通信自动化的系统、办公自动化的系统、建筑设备自动化的系统、安全自动化的系统、火灾自动报警的系统外加综合布线的系统。

2智能建筑暖通空调优化设计的必要性

随着我国节能型社会的发展，要求在建筑工程空调安装过程中，始终坚持节能环保的要求，降低空调消耗，这成为当前建筑工程建设面临的重要问题。其中暖通空调成为当前智能建筑实现节能环保目标的重要途径；对智能建筑暖通空调进行优化设计符合现代科技发展的要求。暖通空调设计对安装人员技术水平要求比较高，需要建立明确的设计方案。在传统空调运行过程中，由于功能单一，只能改变室内的温度，没有从长远的角度考虑节能问题，并且受到当时科技发展水平的影响，没有考虑其他方面的因素，随着当前社会经济的发展，传统的暖通空调出现了很多弊端，不仅耗费大量的电能，而且节能效果不明显。因此，在智能建筑中，运用节能空调符合当前节能社会发展的需求；随着我国科技进步，经济发展的速度不断加快，人们对生活品质要求越来越高，尤其对生活设备要求上，对设备节能要求标准不断提升。

3.智能建筑暖通空调系统的优化策略

3.1控制方式的优化

暖通空调系统运行过程中，其控制方式都是采用PID控制方式。实践证明，PID控制方式能够保持整个空调系统的稳定性。并且，利用PID控制方式，能够完成智能建筑中大部分场所的空调控制。在该方式下，系统负荷的变化超过一定的标准时，PID系数变化的波动也比较大。此时，应采取双级控制的方式，完成相关工作。具体来说，就是在空调进风道的位置安装温度传感器，同时，在室内的合闸位置也安装温度传感器，采用DDC控制方式完成室内温度的设置。值得一提的是，由于空调系统中风道内的温度变化比室内的温度变化快，在控制过程中应注重对温度波动变化的控制。

3.2革新直流数字控制器

直流数字控制器还有一个名字就是DDC，其具有复杂性的特点，种类很多，而且不同的直流数字控制器的体积、功能也有着很大的差别，在正常的情况之下，体积越大的话，直流数字控制器的控制能力就会越强；如果体积越小的话，那么直流数字控制器的控制能力就会越弱一些。在那些专业设备数量很多，分布较为复杂的区域，则需要优先使用具有大型特点的直流数字控制器，以此来降低和减少专业设备运行过程当中对于彼此的影响，进一步提高控制的水平。PLC出现，凭借着自身强大的优势与特点，在多个领域当中都得到广泛的应用， 而且在智能建筑暖通空调当中也可以用 PLC，为设计工作人员提高自己设计的水平给予帮助。

3.3合理的负荷计算

考虑到实际情况，我们发现，在大多数舒适性集中空调建筑中，冷源总冷量不足的问题几乎不存在。事实上，大部分冷水机组在一年中几乎不会出现满负荷运行的情况，甚至有些工程的所有机组同时运行的时间也相当短暂，甚至从未出现过。这说明很多冷水机组的总装机容量过大，这不仅导致了不必要的投资，还降低了能源效率。问题的根源在于负荷计算的准确性不足。冷热负荷的精确计算对设备的选择、管道设计和运行调试都至关重要。在进行设计时，必须根据每个房间的具体情况来进行负荷计算。然而，一些设计人员过于依赖设计手册中的估算值，并将其作为选择主机和末端的依据，这往往导致总负荷的计算结果偏大。这样的结果会导致一系列问题，如装机容量过大、水泵配置不当、管道管径过大以及末端设备选型不当等，从而增加了投资和能耗。因此，进行正确的负荷计算是空调系统节能设计的关键要求。此外，围护结构的热工参数也是影响空调节能的重要因素。如果建筑的热工性能不佳，即使空调设计再优秀，节能效果也会有限。因为建筑的初始能耗决定了整栋建筑的能耗水平。除了围护结构的热工性能外，建筑内部的使用标准也是基础能耗的重要组成部分。为了提高围护结构的热工性能，暖通专业和建筑专业需要密切合作，只要条件允许，应尽可能提高建筑本身的热工性能。至于建筑内部的使用标准，我们不应盲目地降低或提高空调的使用程度。

结语

通过对暖通空调系统的能效问题进行深入分析与细致诊断，本研究提出了以设备更新与技术升级、智能控制系统应用为核心的综合性优化方案。在设备更新方面，引入了先进的设备以替代老化和性能不佳的组件，有效提高了系统整体性能和效率，降低了运行成本。技术升级方面通过智能控制系统的应用，充分利用先进感知技术和数据分析算法，实现对系统运行状态的实时监测和精准调控，进一步提升了系统的自适应性和智能化水平，从而取得了显著的能效提升。

参考文献

[1] 陈建国， 范勇. 暖通空调系统性能优化关键技术研究[J]. 暖通空调，2020，50（2）：233-240.

[2] 李明， 王丽. 智能控制在建筑暖通空调系统中的应用与展望[J]. 建筑科学，2019，35（6）：112-117.