暖通空调系统在智能建筑中的应用分析

1.唐永登 2.谷孟强

（1.郑州永越电子科技有限公司，河南 郑州 450000；2.竹林松大科技股份有限公司，河南 郑州 450000）

智能建筑发展是当前节能减排的迫切要求，是我国建筑事业发展的一个重点课题。建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、通风、热水供应、家用电器等方面的能耗，其中，以建筑采暖和空调能耗为主，占建筑总能耗的50%左右。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，暖通空调新产品、新技术、新材料的发展与创新起着至关重要的作用。因此，积极的发展暖通空调技术在智能建筑中的应用成为必要趋势。

一、暖通空调系统的应用原则

（一）建筑规划与设计。合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计；合理设计建筑形体，以改善既有的微气候；合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分庄要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空问的合理分隔设计得以实现。同时川一借助相关软件进行优化设计。

（二）围护结构。建筑维护结构组成部件的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有分本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%}6%，而节能却可达20%-40%0通过改善建筑围护结构的热工性能，在夏季可减少建筑冷、热消耗。首先提高围护结构组成部件的热工性能，一般通过改善其组成材料的热工性能实现，然后，根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向，选择围护结构组合优化设计方案。最后，评估围护结构各部件与组合的技术经济可能性，以确定技术可行、经济合理的围护结构。

（三）提高能源利用效率。节能建筑与绿色建筑是密不可分的，绿色建筑的含义为在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染为人们提供健康，适用和高效的使用空问，与自然和谐共生的建筑。集中体现为：可再生能源利用，热回收技术与设备，建筑本体节能，被动式建筑。利用低位热能和水源、土壤热源的热泵；高能效设备。分散式个别空调；变风量、变水量系统；置换通风及相关系统研究和应用；住宅空调方式；新风利用、蒸发冷却技术应用。暖通空调能耗模拟、能量分析；建筑自动化技术；暖通空调与智能建筑。空调相关制冷技术研究应用进展；新型制冷型、天然制冷剂、含氯氟烃制冷剂替代物；新型制冷循环。

二、暖通空调系统在智能建筑中的应用

由于暖通空调技术的发展和变化，特别是建筑市场竞争激烈，业务需求日益现代化和多样化，我们充分重视国外技术的移植与引进。而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整，对暖通空调设计的挑战越来越严峻，因此，在暖通空调设计时要注重建筑节能的考虑。据相关数据显示，采取周密有效的建筑技术措施可以降低2/3--3/4的建筑能耗。因此在建筑规划设计建造和使用过程中，在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件卜，采取合理有效的建筑节能技术，有利于实现建筑节能和环保共进的目标。一般来说，实现建筑节能的技术途径为：尽量减少建筑内能源总需求量的同时，大力开发利用可再生的新能源，从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。目前，我国的采暖空调能量近期增长速度已经明显高于能量生产的增长速度，因此，减少建筑的冷、热能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。

（一）控制策略。空气处理机的DDC通常采用PID控制，选择合适的PID参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。PID系数高，空调对室内温度波动的反应特性曲线陡，达到设定温度的过渡过程较短；相反PID系数低，达到设定温度的过渡过程较长。但并不是PID系数越高越好，否则易引起DD(控制系统失稳，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。PID能解决大部分场合的空调控制，但对于大热惯性空调场合，仅仅依靠高的PID系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。这时可以采用双级控制，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DD(根据风道温度传感器和主DDC的指令完成，由于风道温度变化速度快于房问温度的变化，这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。在实际的工程设计中，BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用，工程设计中可以视需要灵活运用，以达到最优的效果。

（二）控制权。通常BA遵循的是中央控制站集中管理的原则。有时也有其不便的一面。在某些场合(如会议彭将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能，需要专门部件来实现。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房问的使用者带来极大的便利和舒适性，必要时应积极采用。

（三）直接数字控制器(DDC}。主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DD(，冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器，以减少故障率和控制器问的通讯。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年来，可编程逻辑控制器件进步很快，其应用不再局限于工业场合，在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。

（四）控制网络优化。在满足扩展性和灵活性的前提卜，控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰，无论基于RS485总线或基于LonTalk总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。LonTalk总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络，这种布线设计的随意性如果运用不当，在工程实践中仍然是有技术风险的，并可能增加系统的投资。

（五）BAS监控中心。BAS监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统，一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房，在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站，由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能，并且该分站功能受权局限为冷热源设备。