多源暖通空调通风联合智能施工控制技术

文｜海军某工程代建管理办公室 张升

0.引言

随着我们国家经济的快速增长，使人们的生活水平也日益地提高，这就导致在建筑领域的能量消耗方面也有着很明显的提升。根据中研网数据可知，我们国家建筑行业全部的能量消耗占比在48%左右，这其中多源暖通空调的能量消耗占整个建筑行业总消耗的60%以上，而且其占整个社会总消耗的25%左右。这就导致我们国家现阶段仍然处于能源与电力均异常紧张的两方面压力的影响下，加上人们对于空调的使用频率也在随之而增加，这就让其成为需要解决的主要能源问题之一。所以，在大规模建筑工程建设时，就需要实现空调智能控制，降低我们国家能量总消耗的同时，也可以解决我们国家电力异常的问题，这样就可以实现资源的优化，从而提高能源的使用率[1]。在众多智能的建筑项目工程中，多源暖通空调在基础上就担任着检测周围环境的功能，并且还需要在中央的控制系统之下，以动态的形式来对其它功能之间的环境指标进行有效调节。合理地运用多源暖通空调的智能通风系统来进行节能，达到以智能化和生态化为主的工程建设目标。多源暖通空调主要就是利用多源热泵技术，将低阶段热源所产生的热能进行有效收集后，逐渐地转移到高阶段热源中，从而可以让供暖达到更高品质。由于传统的暖通空调系统使用的设备造价较高，而运行能耗大，长此以往就制约了其推广与使用。因此，就需要研究多源暖通空调通风联合智能施工控制技术。

1.工程概况

本文以某商业建筑为例，对上述技术进行实例的分析与验证。该商业建筑项目的位置在某道路的交叉路口，该商业建筑工程造价为5.25 亿元，建筑工程总工期为911 天。该商业建筑总面积为6 万m2，分为地上、地下两个部分，其中地面上方的建筑面积为45568m2，而地面下方的建筑面积则为14432m2，商业建筑总体高度在75m，内部空间分别为办公区域以及文化展示区域等，并且文化展示区域在进行暖通空调的设计过程中，需要遵循着“绿色环保”的设计理念，并在其中增加智能通风以及节能等技术，将整个区域打造成绿色建筑的典范[2]。该商业建筑的空调系统主要集中在地下负一层的空调室内，以夏季某个月统计的数据为例，对该商业建筑的多源暖通空调进行分析，具体如下表1 所示。

表1 某商业建筑下的多源暖通空调能耗

2.智能施工控制技术概况

2.1 调整空调处理机组

多源暖通空调的系统通常是由通风、供暖以及空气调节所组合而成，它是大型建筑工程中自动化的重要组成部分。通常情况下，空调系统内部构成的回路是由空调机组、灰尘滤化器、输风管道、加热盘以及冷却盘所组合而成，各个零件所构成的系统被称为综合处理系统。在大型建筑进行装修的过程中，因为所涉及到的多源暖通空调的系统结构相对较为复杂，而且内部整体的变量会相对多一点，这样就使其无法准确对空调的联合通风进行智能控制[3]。因此，就需要对空调的处理机组进行有效的调整，在了解其主要组成零件、参数以及运行原理等相关内容，从而可以达到更好的控制效果，下图1 则为多源暖通空调系统中空调处理机组的基本构成。

通过图1 可以看出，调整之后的空调处理机组主要是由控制风量阀门、调节阀门、滤化器、冷却盘以及送风机所组合而成[4]。

图1 多源热泵系统内部原理示意图

2.2 增加多源暖通空调模式

使用多源热泵机组作为空调联合通风系统中，可以提供主要冷热源的设备，在进行使用过程中，同样需要太阳能来作为辅助的设备进行冬季提供暖风保障，具体工作模式如下图2 所示。

图2 多源暖通空调工作模式示意图

在夏季的时候，经由水源热泵机组的制冷热能所直接释放的热水。其剩余的热能就会经由翅片的换热器加以释放，而同时又经由水源的换热器来对在空气中所需的冷冻水量加以调整而制取[5]。而采用的中央空调冷冻源系统，则通过出空气储水桶进行贮存，之后再利用热泵、室内风机、中央空调的系统管网进行循环系统，同时又为直接供给空气的装置提供了冷冻源，如此就可以达到直接制冷的效果了。而在冬季的时候，通过使用多源热泵机组则可以把冷凝过程中形成的热能全部释放，中央空调系统的热水水泵就可以与直接供应热水的水箱相互联系，这就可以给中央空调系统带来大量热水，并通过水换热器吸取水箱内水源和空气源产生的热能，以此增加了在冬季制热系统中的能效比[6]。

2.3 智能通风与节能控制

2.3.1 分级控制通风系统

智能通风的控制器所采取的都是对现场工作区域的分级管理措施，其要求控制系统的装置主要包括了多源热泵机、空气循环系统和太阳能循环等主要的热供应设备，并且在此基础上还添加了各种各样的感应器、电子执行器和现场设备中的控制器等。传感器的作用主要就是用来收集多源暖通设备内部所包含的各项数据参数，例如温度、湿度、以及流量等相关数据指标，这些数据正好可以为软件控制提供主要决策依据。电动执行器主要就是将系统内部输出的相关控制指令，传输到多源暖通空调系统内部，并且可以作为系统执行过程中，改变被控制对象自身的质量以及相关参数见，例如管道中的供水阀门、水泵是否开启等。根据控制系统的内部状态，控制器可以跟多源暖通空调中智能通风系统的中央管理系统进行联合，这样就可以接收来自多方发出的指令，而当多源暖通空调中智能通风系统发出指令时，控制器仍旧可以根据设备内部当前的状态，而对相关参数进行重新设定，目的就是为了让其能够对整个设备运行过程中的状态进行控制。要想实现对通风进行智能的控制，还需要使用利用I/O 数据接口、系统运算模块以及显示模块等共同组成[7]。当多源暖通空调处于制冷状态时，空调分集水器的电子阀门就处于全部开启状态，而二次泵旁边的小阀门就一定是处于关闭的状态，这样就可以是一次泵与二次泵利用温度传感器来实现频率变换的控制；当多源暖通空调处于制热状态时，空调分集水器的电子阀门与二次泵的全部阀门均处于全部开关闭状态，只有一次泵旁边的小阀门是处于开启的状态，这样就可以是一次泵利用温度传感器来实现水流量的控制。

2.3.2 增加智能控制指令

在对多源暖通空调进行通风联合智能控制的过程中，最主要的一个部分就是需要基于通风情况增加智能的联合控制指令。在利用传感器进行相互转换的过程中，可以将联合控制过程中的相关数据信息进行采集，将其作为进行智能控制的稳定性因子。如式（1）所示。

其中：K 代表着联合控制过程中产生的信息；H 代表着全部数据信息。然后，在进行联合控制的过程中得到的数据信息，主要是需要传感器来进行输出，并传输到智能控制系统中的信息单元进行处理。而其与智能控制的检修相关负载功率可以表现为式（2）和式（3）。

其中：W 代表着某个采样时间内输出的数据值；T 代表着某个采样时间内存在偏差的数据值；M 代表着联合控制过程中产生的某一特征信息；N 代表着全部数据中的某一特征信息；F 代表着等比例常数。最后，可以得到其控制输出指令为式（4）所示。

3.应用与分析

为了测试此次提出多源暖通空调通风联合智能施工控制技术的可靠程度和实际使用效果，选择某商业建筑的通风智能控制系统作为测试对象，总体高度为75m，建筑总面积为6 万m2，1层办公大堂、商场大堂、高端办公大堂休息厅、2～6 为商场区均采用全空气空调系统，全空气系统为一次回风双风机系统，气流组织为上送上回或上送下回，送风口采用旋流风口。在所选择的商业建筑内部，随机选择两个区域分别使用多源暖通空调通风联合智能控制技术以及两种传统的空调通风控制技术，测试室内的温度控制情况与人体舒适度（25℃）之间的差别，具体结果如图3 所示。

图3 不同方法下通风联合智能温度控制结果

由上述图3 可以看出，图中只有一条传统的空调通风控制技术结果，表示两种传统的空调通风控制技术在温度控制方面，所得到的温度基本上是属于重合的状态，所以使用传统的空调通风控制技术对室内的温度进行控制时，温度会在17℃～29℃之间；而使用多源暖通空调通风联合智能控制技术来对室内温度进行控制时，基本上温度会保持在23℃～27℃之间。通过上述的数据显示出，使用多源暖通空调通风联合智能控制技术进行控制时，平均温度为25.67℃；而使用传统的空调通风控制技术进行控制时，平均温度为22.42℃。明显可以看出，使用多源暖通空调通风联合智能控制技术来对室内温度进行控制时，平均温度更加接近于人体最舒适的温度25℃。综上所述，使用了多源暖通空调通风联合智能控制技术之后，可以对室内的温度环境进行有效控制，从而可以满足人体所能接受最舒适的温度，从而使源暖通空调通风联合智能控制技术达到更好的控制效果。

4.结语

综上所述，经过对多源暖通中央空调通风与热智能管理控制技术的研发，除了能够降低热电用量耗能过高的现象外，还能够使有关部门人员更为轻松、便捷的对中央空调系统进行热智慧管理。而多源暖通中央空调控制技术不但完成了对多源热泵发电机组的管理和控制，而且完成了整个中央空调和热水系统的控制和管理，有效控制了中央空调和热水系统的能源状况。所以，多源暖通空调通风和智能建筑控制的运用，为我们城市建立健康的环保型城市发挥着相当大的意义。但在实际应用的过程中，多源暖通空调仍然会存在一定程度上的问题，所以，就需要相关技术人员加强对该项技术的研究，从而可以让多源暖通空调被更多领域所应用。