暖通空调优化设计方法分析

蔡少铭

摘 要：节能一直是社会中不断提及的重要话题，而随着全球化能源的紧缺，节能更是人们不可忽视的重要问题。在社会的总能耗中，建筑能耗占有较高的比例，而在建筑能耗中空调系统能耗又占有一半以上。随着节能技术的快速发展，对暖通空调进行优化，从而使其在保证人们室内环境舒适的同时，实现节约，提升能源的利用率。文章对暖通空调进行了概述，同时对暖通空调工程设计优化的重要性进行了分析，并进一步对暖通空调工程的优化设计方法进行了具体的阐述。

关键词：空调系统；节能优化；消耗；方法

前言

目前建筑事业发展的一个重点问题即是智能建筑，这不仅是当前建筑节能的潮流，而且也是未来建筑节能的发展趋势，同时建筑节能也与我国发展的要求相符合，是实现发展可持续的基础。但在节能问题上，无论是在节能标准还是具体工程项目的设计上，提高能量效率都是建筑节能的关键点及出发点，只有如此，才能实现节能的目标。

1 暖通空调概述

1.1 暖通空调的工作原理

暖通空调在工作时，其利用制冷剂使其在蒸发器中实现气化后，与蒸发器中的冷冻水实现热量交换，而且交换过程中冷却水的温度会降低，而气化后的制冷剂则会形成高压、高温的气体，而这部分气体在冷凝器中被来自冷却塔的冷却水冷却，从而由气化状态转化了低湿、低压的液体，而这部分被降温的冷冻水则会由水泵被送至空气处理机的热交换器中，与混风进行冷热交换后形成冷风源，经过送风管送到每个房间中。由于夏季室内的温度较高，热量较多，所以在暖通空调的整体工作过程中，会将室内的热量被冷却水带走后经冷却塔后释放到空气当中。

1.2 空调供水系统

空调供水系统即是指冷却水系统，其不仅是循环式系统，而且还是变流量系统，所以可以根据其组成装置的不同分为相对变流量和真正变流量两种，由于变流量系统具有节能的功效，但只有真正变流量系统才可以有效的发挥出节能的功效来。

1.3 空气处理单元

新风和部分回风在空气处理单元中经混合后形成混风，而这部分混风在热交换器冷却水热交换后则形成送风。这就实现了在冬季混风吸收能量后温度升高，而且夏季，混风温度降低后，送风进入到室内后会与室内的空气进行热量人均产值，从而实现对室内空气进行调节的目的。而且在排风机作用下，室内气体与新风进行混合，然后重复这一个循环过程。在这个过程中，热交换器发挥着非常重要的作用，所以在空气处理单元中，热交换器的作用极为关键。但在暖通空调设计时，会对热交换器的工况有个标准的设计，在实际运行过程中，热交换器许多时候都是处于部分负荷状态下，而无法与所设计的工况相符，所以也很难达到所设计的工况效果，对于这一点，需要设计人员在进行热交换器设计时要及时进行了解，把握热交换器的特点。

2 暖通空调工程设计优化的重要性

其一，对暖通空调工程进行优化设计，不仅可以满足人们对工作和生活环境舒适性的要求，而且还可以使工作效率和生活质量有所提高.

其二，由于暖通空調工程属于整个建筑中能耗较高的部分，所以对其进行优化设计，可以起到节约能源、提高能源利用率的作用.

其三，随着直接数字控制器（DDC）、变频技术以及能源管理控制系统等的广泛应用，使暖通空调工程的优化设计策略和控制技术相辅相成，在节能降耗的同时，能够更好的对暖通空调系统进行指导和控制。

其四，在暖通空调工程设计时，对于一些外界因素导致的冷负荷变化缺乏考虑，所以不可避免的出现高能耗的情况，所以通过优化设计可以有效的弥补这一问题，有效的降低事故的发生率。

其五，暖通空调设备在选型时，都是按照设备的最大负荷及固定工作时间来进行选择的，但在实际工作中，暖通空调的运行达不到满负荷运行的情况，而且在多种因素影响下，如果采用固定工作时间运行则会影响设备的使用，造成能源的浪费，所以需要施工单位与设计人员进行有效的配合，通过对暖通空调运行时间的调整来对设计进行优化，有效的提升暖通空调的运行效率，从而实现节能的目标。

3 暖通空调工程的优化设计方法

3.1 控制策略的优化

暖通空调工程中其空气处理机都是利用PTD来进行控制的，所以要想确保空调系统运行的稳定性，则需要选择一个较为适合PTD参数，通常情况下，PTD参数越高，则会使室内温度较快的达到预定的值，如果PTD参数低，则会导致达到预定值的时间较长，但PTD参数值也并不是越高越好，因为如果这个参数达到一个较高值时，则会导致数字控制器的支宪地出现不稳定的情况，在很多场所中，利用PTD都能够实现空调的有效控制。但对于一些特殊场所，则仅仅依靠PTD参数则是无法使空调系统的负荷变化进行提升的，如在一些大的、热惯性场所，则需要利用双级控制系统来有效的提高暖通空调的响应速度。在实际工程设计中，可以根据不同情况的需要，选择不同的优化控制，从而达到最优的效果。

3.2 控制权的优化设计

在某些特定的场合，如会议室，如果可以将空调或是通风系统的参数设定功能放置在现场，那么则能够更加符合用户的需要。然而DDC本身却并不具备这样的功能，必须添设专门的部件才能实现。为了实现这一功能必要时可以添设VRV控制面板的设定器，它可以给用户带来极大的方便和舒适性。

3.3 DDC的优化

由于DDC控制系统的处理能力是不同的，所以应根据各个场合不同的需要，选择合适处理能力的DDC，如热力站监控点、冷冻机房等密集场合应优先考虑采用大型的DDC控制器，以减少控制器间的通讯和故障发生的频率；对于通风机、新风机、空气处理机等通常采用中型或小型的DDC即可满足使用需要。目前，可编程逻辑控制器（PLC）的发展速度较快，其应用范围也越来越广泛，因此，在暖通空调现场设备优化控制工程中，可适当加以采用，优化效果也是比较明显的。

3.4 控制网络的优化设计

在满足灵活性和可扩展性的基础上，空调系统控制网络的拓扑结构应尽量清晰、简化，无论是采用RS485总线或是LonTalk总线的控制网络都应如此。由于分级多、分支多的网络管理较为复杂，而且可靠性也比较低，虽然LonTalk总线在理论上能够组成任意的网络拓扑结构，但由于这种设计方式成熟度还不够，存在着较大的随意性，在实际工作中极易导致技术风险的发生，增加空调系统的成本，所以通常情况下还是采用RS485总线的控制网络，并利用手拉手环网的布线方式。

3.5 BAS监控中心

暖通空调系统中的空调、通风和动力系统的工作状态都需要由BAS监控中心来进行负责，但很多情况下，BAS监控中心是与安保监控和消防控制系统共同使用一间机房的，而且机房与冷冻机房和锅炉房的距离都较远，所以要想实现对空调系统的关键设备进行操作存在着一定的不合量性，在这种情况下，进行具体优化时则可以设置一台监控分站，将其设置在冷冻机房和锅炉房内，其主要负责冷冻机房和锅炉房的监控任务，而且该分站只授权冷热源设备。

4 结束语

近年来，由于人们物质文化生活水平的提升，空调的使用数量不断增加，这对于臭氧层的破坏及高能源等环境带来了更严重的影响，所以加强对空调节能的研究具有迫切性，需要设计人员不断加强自身技能水平的提升，从而实现节能的目标。

参考文献

[1]王刚.风机盘管空调系统冷水最佳供回水温度的计算[J].建筑科学，2011（6）.

[2]袁东立，张钦，朱娜.某冰蓄冷空调系统优化设计探讨[J].暖通空调，2007（05）.