智能建筑暖通空调系统优化策略探讨

2021-07-10姚景杰

中国建筑金属结构 2021年6期

姚景杰

暖通空调系统（HVAC 系统）其主要功能体现在供暖，暖通空调系统已经成为智能建筑必不可少的部分，表现在通风和空调等许多方面。除了主要的结构质量，它还是评估建筑物质量以及HVAC系统是否可以为人们提供更舒适的生活环境的标准。这是因为HVAC 系统不仅控制房屋的温度，而且能保持良好的通风，使新鲜空气可以随时进入建筑物。

1.智能建筑暖通空调系统概述

我国倡导绿色建筑，其中智能建筑是科学发展观的建设友好型社会在建筑业中的应用。智能建筑的快速发展不仅可以为生态环境做出更大的贡献，而且可以满足行业的需求，当前在发达国家，智能建筑已广泛用于城市建设中。我国经济持续改善，人们对智能建筑的兴趣也在增加。我国一些智能建筑已经积累了一定的经验，智能建筑在工业发展中越来越被接受，越来越成为一种潮流，智能网络设备和现代技术也促进了工业创新。绿色和环保的建筑材料在智能建筑中的使用，不仅可以为人们创造绿色的生活环境，而且可以促进建筑业自身的健康发展。暖通空调系统是智能建筑的重要组成部分，暖通空调系统包括三个方面：通风，供暖和空气。业界人员应进一步提高建筑水平，为用户创造更舒适的生活环境，以确保房间中始终有新鲜空气[1]。

2.新型暖通空调技术在绿色建筑中应用的必要性

图1 空调机组控制功能

随着经济的快速增长，几乎每个家庭都装有空调，人们越来越追求生活质量。近年来，由温室效应引起的环境破坏加剧。由于空调的使用在一定程度上增加了对生态环境的破坏，空调的设计应该进一步符合可持续发展的概念。尽管空调的高功率消耗的某些缺点已得到一定程度的改善，但是空调的使用技术仍具有一定的局限性，基于此，绿色节能新空调技术的出现和绿色经济的倡导将有效解决这一问题。根据我国的绿色建筑系统标准，可以通过以下五点来减少绿色建筑设计和施工对环境和用户的负面影响：确保良好的室内质量，改善可再生资源的利用并保护环境，使用可移动的本地资源，保护建筑物的水源并合理地使用水资源，选择可持续的建筑工地。有必要进一步减少建筑材料的消耗，提高能源利用率，树立对人的良好环保意识，同时在绿色建筑过程中引入先进的科学技术。为了保护生态环境，建设公司应尽力减少能耗。这也证明了新型HVAC 技术在绿色建筑中的重要性[2]。

3.智能建筑暖通空调耗能管理

3.1 进行节能降耗

通常，有许多因素会影响建筑物的热舒适性，包括室温，湿度，空气质量和辐射温度范围。为了科学地分配智能建筑的能耗，必须严格比较各种因素，分析最合适的安排和组合，以确保智能建筑在更平衡的前提下使用最少的能源。满足最佳的热舒适性要求，必须首先考虑单向性，以满足构造和成本控制的便利。

3.2 平衡整体与局部的关系

只要满足这些条件，就可以使用中央供暖系统，从而大大减少HVAC 系统的资源需求。但是，在这方面，每个人都有不同的要求，中央供暖可以在一定程度上确保房屋供暖的完整性，但不能满足个人的需求。因此，设计者必须考虑整体和局部热舒适性要求的整合。由于粗犷式的发展，导致空气质量的恶化以及臭氧层的破坏，恶劣的自然环境逐渐威胁人们的生命，需要做好环境保护工作。为了追求居住环境的适合性，人们越来越多地使用空调，但是如果不能合理地使用空调，就会加剧对空气的破坏。建筑业对环境保护的贡献之一是将环保技术应用于智能空调并提高空调的节能性能。工程师应研究空调系统，使空调在很大程度上帮助人们的生活受益并保护环境。

3.3 优化控制方式

通常，建筑物的HVAC 系统的运行主要由PID 控制。通过实际应用实践，PID 控制方法具有可以广泛应用于智能建筑的条件，但是在实际应用中仍然存在一些缺陷。换句话说，空调系统过载将影响其稳定性。优化PID 的主要方法是使用两阶段控制方案对其进行改进。从上面的描述可以看出，空调系统中的风道温度在高于室温时会有很大的变化，因此应将其视为温度控制工作的重点。

3.4 优化BAS 监控中心

监控中心的管理过程对于智能建筑的HVAC 系统非常重要。主要任务是实时监控和管理整个建筑物中的通风，电源和空调系统，并优化适当的安全监控和防火措施。通过控制处理模式，可以在一定程度上提高监视和管理过程的完整性。一方面，有必要使用远程监控来建立完整的信息监控模式，以使监控中心能够及时收集和整理信息和数据，优化管理效率，并建立完整的指挥控制平台。改善智能建筑中的HVAC 全面的系统操作和维护水平可提高操作流程的完整性，同时满足智能技术应用程序的要求。同时，有必要建立一个良好的平台，根据具体的应用需求建立监控变电站，提高实时信息采集和综合应用的有效性，进一步执行后续的监控管理任务。例如，监视智能建筑的HVAC系统，必须处理变电站冷却器和锅炉的运行效果，以便冷热源设备可以在变电站监视和管理中发挥真正的作用和价值。改善运营管理和监管，保持控制运营的整体效率，创造更加智能的处理模式。

3.5 优化能量管理

智能建筑HVAC 的主要方向是节能和减少损耗。这可能需要应用能源管理和控制技术。能源管理和控制技术可以通过系统功能优化智能建筑HVAC 系统中的新鲜空气量和可变空气量空调的存储压力。它起着节约能源，减少损失的作用。能源管理和控制的优化措施包括：为了优化送风温度和空气温度，在空调系统的送风端安装了温度装置，科学合理地设定了静态送风压力和新鲜空气量。控制加热和冷却系统的流量，以提高节能效果。控制原理主要是通过调节供热，散热等能量供应来调节水温的实际值。通过根据室内用户的体温实现自动温度控制，可以更加人性化地改善房间的舒适度[3]。

3.6 优化网络控制

当智能建筑中控制网络的配置满足可扩展性和灵活性时，其自身的结构应尽可能简单明了。实际上，由于建筑物的多层，分支和层级，智能建筑的控制网络通常更为复杂。换句话说，它的特点是控制网络系统运行过程中管理复杂且稳定性差。同时，在LonTalk 总线控制网络系统中，该网络系统可以应用于任何网络结构。如果网络结构的设计过程过于随意，则设计的网络结构系统可以有效地工作，但是在实际的实施过程中，技术风险是不同的，还可能产生系统维护成本增加。在一些相对较小的智能建筑中，通常使用RS485 总线控制网络结构，并且“直接”进行布线。在一些大型智能建筑中，在设计网络结构时，要充分考虑楼层网络的分类，并结合各个楼层的实际情况设计网络布线[4]。

3.7 降低输送系统动力能耗

低功耗对于整个空调系统的节能非常重要。工程设计和实践通常使用以下方法来降低功耗。一方面，有必要增加加热和冷却水系统与冷却塔供水系统之间的工作温差，并减少运输能量。应注意冰箱中热交换区域的大小。当冷却塔的盘管热水发生变化时，在采用与储冰有关的技术时，应通过特殊的供气装置直接供气。感应出风口达到室温。另一方面，需要流量控制，水泵和风扇的功耗与流量的平方成正比，低流量可以提高水利工程的稳定性。