浅谈智能建筑暖通空调能耗管理与优化

王彦

摘要：在经济繁荣发展的现代社会，智能建筑已经成为了十分常见的建筑类型之一。其中，智能建筑的节能环保工作对于生态环境的可持续发展有着十分重要的作用。而暖通空调是智能建筑中能源消耗的重要部分，因此在智能建筑暖通空调设计、管理过程中，要充分考虑如何提升能源利用率，以实现智能建筑的节能环保。现文章主要针对智能建筑暖通空调能耗管理与优化进行研究，以期能够为智能建筑暖通空调能耗管理与优化提供一定的借鉴与参考。

关键词：智能建筑；暖通空调；能耗管理

中图分类号：TU831.6文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）02-0013-02

引言

智能建筑节能是世界件的大潮流和大趋势，同时也是中国改革和发展的迫切要求，是21世纪中国建筑事业发展的一个重点和热点。节能和环保是实现持续发展的关键。从可持续发展理论出发。建筑节能的关键又在于提高能量效率，因此无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计，都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。智能建筑也不例外。业主建设智能化大楼直接动闪就是在高度现代化、高度舒适的同时能实现能源消耗大幅度降低，以达到节省大楼营运成本的目的。

暖通空调是智能建筑运行、使用的重要组成部分，同时也是智能建筑消耗能源最多的部分，大约占据60%左右。如果对智能建筑暖通空调能源消耗进行管理优化，能够显著减少智能建筑的能源消耗，在达到节约能源目的的同时提升经济效益。可以看出，针对智能建筑暖通空调能耗进行管理与优化十分关键。

1.智能建筑暖通空调能耗管理优化原则

在智能建筑暖通空调能耗管理过程中应该始终围绕着下述原则进行：

第一，在满足暖通需求的基础上进行节能降耗。一般情况下，建筑热舒适度的影响因素包括温度、湿度、风量、辐射温度等等。要实现智能建筑暖通空调能耗管理则需要找到不同影响因素之间存在的最为合理、最为平衡的比例，并且对其进行科学的排列组合，以便在满足智能建筑热舒适度的情况下减少能源消耗。

另外，对智能建筑外部維护结构的热传导性进行利用，以降低外界温度与建筑室内环境的影响也能够降低智能建筑中的能源消耗。智能建筑空调系统管道设计应该尽量简约，以便在节约建筑材料的同时便于施工，从而降低前期投资成本。

第二，平衡整体与局部的关系。在智能建筑环境允许的情况下可以在建筑中采用集中供暖机制，从而显著减少暖通系统所消耗的能源。然而由于建筑内部个体之间必然存在一定的需求差异，如果过度要求建筑内部供暖的整体性，则必然会对建筑内部的个体供暖造成影响。因此，在智能建筑暖通空调系统节能设计过程中不单单要兼顾到整体的供暖节能效果，同时还要落实个体对热舒适度的需求，以便尽量实现整体与局部的平衡。

2.智能建筑暖通空调能耗管理与优化特点

智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统，实现信息共享，进行综合管理，其作用和效益是巨大的，要实现这些作用和效益，就必须实施优化，建筑智能化工程的最优化设计与常规设计相比，有以下特点：

（1）可以从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配。使整体效能最佳，从而提高系统的效率，降低投资和运行费用：

（2）可以对系统及其过程进行定量化的状态模拟，减少控制环节，提高可靠性与稳定性，发故障概率降到最低可能限度，系统响应输出最优化；为通过优化控制办案达到节能目的的是一种“主动节能”，它有别于墙体结构、门窗的形式和设置的改造的“被动节能”。智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化措施见表1。

3.智能建筑暖通空调能耗管理与优化

3.1使用热能回收节能技术

当前智能建筑中的热能一般都是通过高温蒸汽的方式排出，由于高温蒸汽自身温度较高，热量较大，如果无法直接回收则不单单会导致能源的浪费，还会导致生态环境污染。因此，热能回收技术是一项十分重要的能耗管理与优化技术。热能回收技能技术主要有双冷凝器回收技术、热泵回收技术等。其中，双冷凝器回收技术即为在智能建筑设备的压缩机与冷凝器中间安装热回收设备，利用热回收设备将冷凝器中的剩余热量回收利用。通常来说，双冷凝器回收技术应用在智能建筑中央暖通空调机组中优势较为明显。热泵回收技术即为将热泵与制冷装置组合在一起，是完整的热回收设备。当冷水机组与热泵机组一起工作时，则通过调整冷却塔风机工作状态来控制冷却水的温度。该技术对于当前智能建筑中的空调系统改造来说较为适用，但前期装设成本投入较高，运行管理成本也较高。

3.2智能建筑暖通空调系统控制优化

要对智能建筑的暖通空调进行最优化控制，最为基础的就是按照系统最低能耗标准来对冷冻机进行优化管理，利用泵与空调末端设备回路的设定点来进行管理。为了让用户电能符合与制冷量相匹配，在满足客户对暖通空调温度需求的基础上尽量提升暖通空调的运行效率，从而实现节约能源消耗，就需要对暖通空调系统的回路设定进行合理的优化控制。在基于暖通空调运行模式与设备构成特点的情况下，针对不同结构部门建设数学模型，需要建设数学模型的结构部分包括冷冻机、冷却塔、泵、风扇等。智能建筑暖通空调系统的具体优化控制可以分为两大结构，分别为调节子系统的控制优化以及制冷子系统的控制优化。

第一，调节冷却水水温

在同等制冷量的环境下，冷却水供水温度越高则制冷系数也会相应降低，冷却水的供水水温每增加1摄氏度，制冷机组的制冷系数会相应的下降4%。因此，要调节冷却水水温，尽可能的降低冷却水的温度就需要强化对冷却塔的管理。对于智能建筑中没有运行的冷却塔应该关闭进出水管的发布，避免由于停止使用的冷却塔水温温度较高而导致冷却水水温的增加。

在夏季等炎热季节，冷却塔内部十分容易出现湿热的情况，往往会形成大量菌藻类附着在冷却塔上，从而减弱冷却塔的导热性能，降低冷却塔的换热效率。针对这一情况，需要及时使用水处理技术，定期对冷却塔进行清洁，有需要时可以在冷却水中适当添加除菌藻类药物，从而降低冷却水水温，提升制冷系数，实现能耗管理优化。

第二，制冷子系统的控制优化

智能建筑暖通空调的能耗接近某一固定值时，暖通空调能量管理模块则会利用设备开关来对能耗进行管理调节，以降低暖通空调系统的能源消耗。在控制优化制冷子系统的过程中，首先要优化开关控制。对开关控制进行优化管理即为通过目标温度范围的的设定以及与实际环境温度的差来区别空调设备的最佳开关时间，在满足建筑内部暖通需求的基础上提升暖通空调的工作待机比例，从而达到节能降耗的目的。

其次，进行荷载循环。荷载循环实现一般要在某一固定周期中利用关闭特定设备来达到减少能源消耗的目的。通过选择冷冻机类型以及冷却符合的最优组合来提升暖通空调的工作性能与工作效率。再次，能量管理统计。用户通过能量管理统计模块能够核对电能消耗以及历史电能消耗记录，计算电能使用成本。

同时，还可以从数据库中获取历史数据，生成图表以对电能消耗的历史记录进行分析研究。最后，夜間气洗。夜间气洗是一项十分重要的辅助工作。在夜间室外温度较低的时候结合智能建筑实际功能及舒适度要求，利用室外的空气来对建筑进行清洗。

利用智能建筑送排风系统，兼顾房间各区域功能，控制送排风时间，将室外温度较低的空气输送至暖通系统，这样一来不单单可以降低冷却混合风的能源消耗，同时还能够显著改善建筑室内的空气质量。

3.3控制权的优化

通常遵从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（如会议室）将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场能更符合使用者的需要。其本身并小提供这样的功能，需要专门部件来实现。这类功能接近控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性，必要时应积极采用。

4.结论

对智能建筑的分析瓤评价应坚持节能的原则。确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义。系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。智能建筑控制方案的优化是整个智能建筑节能优化方案实施的具体体现。它包含了建筑物内部主要耗能单元的节能优化。通过控制系统（主要是暖通空调系统）的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的探讨，力图使系统更好地服务于受控的空调通风系统，最大限度地节约建筑物能源。

5.结束语

总的来说，智能建筑暖通空调能耗管理与优化工作必须要始终坚持满足暖通需求基础以及平衡整体与局部关系两大原则，针对智能建筑的暖通使用需求有针对l生的使用冰蓄冷空调节能技术以及智能建筑暖通空调系统控制优化，来实现对智能建筑暖通空调能源消耗的管理与优化，进而实现节能降耗、保护生态环境的目的。

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现代物业杂志社

2020-09-13