公共建筑暖通空调自控系统与节能运行

何杰辉

摘要：对公共建筑，暖通空调系统的节能减排需从冷热源系统、管道输配系统、末端设备等方面入手，建筑的节能设计也是影响暖通空调系统的重要因素。在工程设计前期，需要考虑不同的影响因素、不同形式应用的影响及系统能耗问题，尤其是后期运行过程中的动态因素，选择最优的暖通空调系统，使拟建建筑在全生命周期内达到节能减排目标。

关键词：公共建筑；暖通空调；自控系统；节能运行；

引言

我国在近十年时间里，建筑业的增加值占国内生产总值的比重在7%上下浮动，建筑业总产值由2011年的11.65万亿增长至2021年的29.31万亿。随着社会经济的发展，人民生活水平的提高及对建筑环境与品质的不断改善，导致建筑的能耗，特别是公共建筑的能耗占比不断上升，据资料统计，在建成运行期，公共建筑内暖通空调系统的能耗占建筑能耗的一半以上。在节能减排计划实施之后，暖通空调系统在建筑中的应用更应考虑自控系统的设计与节能运行的优化，不断发掘节能潜力。

1暖通空调自控系统简介

暖通空调自控系统是在日常运行中对暖通设备进行监测与控制，使得其运行参数与实际需求一致或基本一致的自动控制系统。

自动控制系统要能够对这些参数进行自动调节，使之保持在设定值附近。在对这些参数进行控制的同时，还要对主要参数进行集中显示、记录、打印，并能监测各设备的运行状态。对于系统中具有代表性的参数，除了要进行集中显示以外，还应当在现场便于观察的地点就地显示，随时向工作人员提供系统运行情况的数据。在设备发生故障时，自动控制系统要能够显示并记录故障设备及其状态，及时隔离故障设备，停止其运行，做好设备的安全保护工作；同时启动备用设备，将故障的影响降至最低程度。

在对制冷系统自动控制的基础上，通过集中监控系统记录各子系统的数据，分析及制定合适的节能运行策略，建立系统日常维护数据，确保系统在运行期间能高效节能的运行。

2公共建筑暖通空调自控系统设计原则

2.1满足人员舒适性的原则

公共建筑的暖通设计主要的目的就是立足于系统的能力进行设计(按照最大的负荷需求来设计) ，设计过程中需根据业主的需求，对建筑近期及中远期的人员密度，设备运行情况做合理的估算，是整个系统能在满足人员舒适性的情况下，尽可能降低机组的装机容量，减少初投资及后期的运行费用。

2.2节能减排原则

所谓节能减排，指应在满足建筑需求的暖通空调系统基础上，对传统设备或技术进行优化，充分提高能源的利用效率，节能整个空调系统的运行能耗。建筑行业本身对能源的消耗就比较大，因此，相关企业和技术人员在处理暖通空调系统工作上，必须遵守国家要求节能减排原则，并采取必要的节能技术或措施来提升能源的利用率。同时，还要遵守建筑规范的相关要求，尽可能地降低设备运转过程中排放物对周边环境的污染和破坏。

2.3动态性原则

运行过程中遵循动态性原则，综合考虑多项因素的影响与变化，确保暖通系统的安全运行、降低维保人员的操作强度、保证室内人员的安全、提高系统的可靠性与可调性。通过不断优化和改进系统参数，确保系统的高效运行，保障节能减排的效果与效益。随着政策和标准的变化与更新，新系统和新技术的不断应用，以及环境参数和使用需求的多变，自控系统更应遵从此原则，以满足日益严格的环保要求。

3公共建筑暖通空调节能设计及运行措施

3.1精确负荷计算

在对公共建筑暖通空调自动系统的设计过程中，应该将室内空气温度以及温度相关参数作为重点，在将这些数据确定后，才能保证负荷计算更加精准。夏季，如果室内温度降低了1℃，冬季室内温度上升1℃时，便会增加公共建筑暖通空调成本，大约在6%左右，同时，能源的消耗大约会增加8%左右。所以在夏季时，有效调节室内温度是可以将能源消耗控制在合理范围内的，具体计算时可采用以下公式：tn=22+(tf-21)/3，公式中所提及的tf指需要计算的区域在夏季的时候室内温度数值。如果tf=32℃的时候，将其带入公式进行计算，进而得出了相应的等式tn=22+(32-21)/3=25.6℃，由此可以得出公共建筑暖通空调自动系统若是自动调节到26℃是最佳的状态，并且符合国家所规定的《公共建筑节能设计标准》相关要求，在此规范中明确指出了夏季温度保持在26～28℃。为确保公共建筑暖通空调系统节能设计的科学性、合理性、高效性，要以公共建筑舒适度作为重要基准以及前提条件，在夏季合理选择上限值，而在冬季则要科学选用下限值，以此为重要标准，严格调节以及控制空调系统，优化温度及湿度参数，在湿度计算方法的选择上要合理，避免出现环境、空间需求与能源使用不匹配情况的发生。

3.2冷水机组和水系统

针对建筑冷冻机房，此该种控制法需要设计师在实际设计环节中采取就地控制方式，继而有效辅助中控室加以严格的监督和控制。机组和水泵等使用连锁运行的模式，根据如下顺序开启，即水泵、冷凝器、冷却塔、风机、一次泵、蒸发器、二次泵、机组。公共建筑暖通空调系统自动化控制将供回水总管温度作为主要依据，准确计算空调负荷数据信息，并且严格把控机组和水泵运行的数目与组合，累计统计机组和水泵运行时间，借此达到轮时启动的目的。蒸发器出水管位置需要设置水流开关，与主机间进行连锁。假设管内的水无法流动，那么主机就会自行暂停运行。对空调水系统，关键采取二次泵严控变流量，一次水系统使用定流量进行控制，而总管之间安装平衡管，将水环路压差当成重要依据进行变频调节，如此可以让系统处在正常的运行状态中，继而获得理想中的节能之效。

3.3提高冷热循环回收利用的工作效率

在进行暖通空调的设计时，应将舒适、舒缓的送风方式视为基本设计原则。基于此，空调系统需要将排风中的热量回收并为新风作预冷（预热）用。这样不仅可以降低暖通空调的新风能耗，还可以减少余热排放到环境中。考虑设置热量回收的设计，需要正确选择设备以确保能量的高效回收。在污染或能耗增加的情况下，设计应基于热回收设备的使用位置来考虑，特别不可遗漏的是要考虑到的是气候条件的影响因素，室内外温差越大的情况下，设备的回收效率越高。

3.4变频技术

变频技术是空调系统中最常见的节能技术，它不仅可以满足空调的正常使用，而且还可以提升整体暖通空调系统的稳定性与安全性。最重要的是，该技术可以对现有的空调系统进行优化，降低暖通空调系统的整体能耗。以常用的变风量空调进行说明：当空调房间的负荷小于设计负荷时，空调房间中的温度传感器就会发出一定的信号，并将这些信号传递给房间变风量末端，变风量末端感知信号后会自动关闭或调节系统中的风阀开关，从而减少房间的送风量。同时，变风量末端中的风阀一旦变小或关闭会引起主风管的压力增大，空调机组则会根据主风管压力的变化使风机实现变频运行，风机变频的过程中会降低风机的功率，因此可以节省很大一部分的电力能源。

结束语

一般情况下，公共建筑中划分的区域较多，所以结构设计复杂，空调系统设计方面较为集中，这也在很大程度上在施工环境方面的要求提高了。所以在暖通空调自动系统设计过程中，应该合理使用资源，坚持环保理念，严格控制能源的损耗，在保证为人们带来舒适环境的前提条件下，实现高效自动控制、节能环保运行、减能降耗的目标。

参考文献

[1]张爱萍.基于暖通工程系统中节能问题的分析[J].山西建筑,2012,(35):223-225.

[2]焦振明.暖通空调设计存在的问题分析[J].科技创新与应用,2012,(6):176.

[3]王桂荣, 王笃强. 变频技术在空调冷冻水变流量系统中的应用及节能分析[J]. 自动化技术与应用, 2011(9):4.

[4]赵晓宇. 公共建筑暖通空调系统的节能控制设计要求[J]. 暖通空调, 2015(10):4.

[5]曹洁.提高公共建筑暖通空调系统能效的措施探究[J].居舍,2021(17):147-148.