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摘要：暖通空调的系统一般是非直线性、多变量、大滞后的空调系统。它的运行一般是“两低一高”，在过渡季节建筑负荷降低导致的冷热源机组运行效率的降低，与冷热水流量降低导致的循环水泵运行效率降低，能耗比较高。为了解决这一项问题，本文章在确定设备运行高效的基础之上，制造出效率优化的模型，并给予效率优化的策略。本文结合暖通空调的在节能优化方面存在的问题，结合相关计算方法，对此提出相应的优化策略。
关键词：暖通空调；变频调速；节能；优化策略
暖通空调的系统设备在选型的时候都会按照建筑物逐时最大负荷来进行计算，并且采取采取定点运行的方式，一般情况下都会将暖通空调设置在一定的负荷下，会受到外在环境以及房间内部分负荷的影响而发生变化。如果采取系统定点工作的方式，一定会造成系统功效的降低，严重浪费能源。因此，暖通空调系统在优化过程中要时刻注意调整系统的运行点，注重提升系统的运作效率以达到节约能源的作用。
1.现阶段我国暖通空调工程节能优化设计中存在的问题
1.1 设计人员对暖通空调设计不够重视
在暖通空调的研究过程中，研究人员和相关部门都缺乏对暖通空调节能研究与设计的重视，没有这方面的研究设计没有给予支持和鼓励，导致现在我国有很多的暖通空调系统工程的周期相对比较短，因此也就不能进行充分的建筑物全年负荷模拟与系统选型的优化配置设计如果研究人员与有关部门对暖通空调的设计与研究无法引起足够的重视，就不会促进节约能源技术获得创新性突破，正因为这样暖通空调工程的投资在我国占比例较大的情况下，还是没能做到真正的节能优化。
1.2 系统运行维护存在问题
集中空调的运行维护需要耗费大量的人力物力，也需要具有一定经验素质的维护管理人员对设备进行检测、调试、维护等工作。而许多业主缺乏这方面的实力或意识，导致系统运行效率低下甚至年久失修失检运行性能大打折扣。施工的过程当中，由于研究人员缺少相关的节能优化意识，导致了在实际上对暖通空调的系统设计过程中，没有满足暖通空调在实际中施工的需求。同时，一部分施工单位在暖通空调的设计中并没有考虑到具体的施工环境，也没有对具体的情况进行分析与研究，施工的同时也比较随便。这样会对暖通空调的安全性造成很大程度的影响，由于研究人员对施工的流程不够了解与认知，太过与注重美观，得不到最大的节能效果，并且也会对暖通空调施工过程带来相对较大的安全性问题。
1.3 设计人员的个人能力和素质有待提高
在对于暖通空调节能的设计中，影响最终设计质量重要因素还是设计人员的专业能力和水平。现在我国有一部分建筑工程公司或企业中的设计员并不是没有专业能力与水平，而是只掌握了暖通空调节约能源的专业能力，只是缺少理论联系实际的意识，单纯的停留在对图纸的设计上。而缺乏对现场施工程序的了解，更缺乏对已建成项目的实际运行情况的检测分析，因此在设计时过于理论有失偏颇，导致系统的运行不符合实际情况，所以在最后建成项目的呈现上，设计人员最初的想法不能如愿的实现，所以暖通空调在节能优化的进展上也比较慢。
2.冷负荷的计算方法介绍
怎样计算暖通空调的负荷是系统设计的基础，在设计中占有非常重要的地位。它关联着空调系统在建筑物中如何的分布、如何选用设备及型号与控制方案的确定以及经济效益的分析等许多方面的问题。
热平衡的方法是建立在复杂表面的求解的热平衡方程组的基础上的。接下来用六面空间来模拟解释一下热平衡法。其中，六面空间有四面墙、屋顶和地板。热量在这个区域是通过屋顶和外墙的热传导作用将热量传入室内，太阳辐射带来的热量从窗户传入，还包括灯具、器械、人员活动等散热的内部热量。一面单墙或者屋顶表面内、外的热平衡示意图，如图1所示。
通过对上面热平衡方法的描述，要知道热平衡的方法是要确保每一片区域内所有的能量流平衡，并要解每一墙面和屋顶以及楼板里外表面和区域内的空气能量平衡方程。
3.暖通空调水系统优化研究
由于计算机高科技的发展，越来越多的高新控制方法得到应用，也在逐渐优化控制空调水系统的方法。以往存在的传统局部的优化途径，以其控制方法简单和对设备性能的要求较低的优势而广受青睐。而现代暖通项目的设计情况是，体量大系统大，这时若再采用传统局部的控制方法，就无法满足系统增大的载荷范围。变频技术的高科技可以满足多个方面的操作需求，促进暖通空调水系统流量转变的发展。定流量系统是指多台泵共同工作的操作工程，调节流量其实是改变同时运作的工作泵的台数，但是此种调节方式毕竟有限制范围，因此无法实现无极调速的目的，而且增多泵的数量能明显降低系统的工作效率，增大功耗。实现变频控制后，调速可以通过可无机的泵流量，并且速度调节的范围广，控制较人容易，还提高了系统的运行效率，实现节能的最终目的。暖通空调是通过控制恒定远端压力和水温的方法实现了水系统的变频。
暖通空调通常采用同时配置几台冷机的方法，通过并联连接模式来连接机组的运行，要想提高系统的整体运行效率，就要提升机组泵的功率，并且提高冷机的运行效率，来最大限度地减少启动暖通空调时消耗的电流，减少一定的能耗损失，提高系统的灵活性，坚决杜绝当只运行一台冷水泵时，由于机器损坏造成的系统无法正常运转的现象发生。通过分析各个因素对暖通系统冷水机的影响，建立优化空调冷水机组能耗的模型，模型的变量参数主要包括每台冷机的效率和水泵的开启状态与运行功耗，通过模型求解优化和提高系统运行的效率，实现大大降低能耗的目标。影响空调冷水机组的效率有很多因素，包括降低冷水的出口和入口的温度差、空调冷水机组的其他负载荷等，在研究这些因素时发现，求解模型是非常困难。研究表明冷却水的出口和入口之间的温度差，和空调冷水机组的其他负载荷具有一定的函数关系。通过对冷水机组中的负载荷还有运行效率进行研究，了解冷却水的温差和负载荷的关系，从而得出对系统运行效率在系统的各个变量的情况下的情况。由于冷水机组的效率是通过控制冷却泵出入口之间的温度以及泵的开启状态来实现控制的，甚至可以降低冷水机组的能耗损失，可以看出来，该优化方法因为易于操作和简单实用的特点，能够节约能量大约15%左右，与常规的方法相比，本系统的节能效果也很明显。
在开式空调的过程中，空调水系统中实现开启式系统循环的水泵的扬程比较大，那么在相同的情况下可能会消耗更多的资源和能量，因此本文
建议采用闭式循环水系统。但是这种系统也有弊端，此种循环共同流出，很容易造成资源的浪费，因此这种系统也应该小心使用。在确立系统管径的时候，我们首先要考虑工程资金的问题，还有运行费用的问题，考虑它们是否满足目前的需求，以便于及时调整整体的资金运转情况。当遇到较大系统而且面对特殊情况时，根据工程实际状况考虑是否采用双机泵。用户侧和冷热源侧分别设置可以循环的水泵，有效的将电耗降到最低。
4.结论
暖通空调的能耗部分在建筑能耗中所占的比例相当重，因此，若想达到节约能源的目的，就必须有效地降低暖通空调系统的能耗和损失，真正提高空调的运作效率，这方面需要不断地提高创新意识，增强研究和设计。其中，针对暖通空调水系统方面，冷却水机组的连接属于并联连接，想要提高系统的各项工作功率，就要有效的配置冷机的台数与容量，增强系统的运作灵活性，才能实现节约能源的目标。
参考文献：
[1] 杨晓平.暖通空调优化控制技术研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2005.
[2] 李建兴，涂光备，涂岱听.多泵并联水系统的技术经济分析[J].流体机械，2004，32（10）：38-41.
论文作者:刘鑫民
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/16
标签：系统论文; 暖通空调论文; 效率论文; 节能论文; 暖通论文; 方法论文; 载荷论文; 《基层建设》2016年30期论文;