摘要：本文首先概述了暖通控制系統(tǒng)的使用特點(diǎn)，然后詳細(xì)的分析了暖通控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景。隨著人們生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注室內(nèi)空氣品質(zhì)，因此，暖通控制系統(tǒng)受到特別的重視。

關(guān)鍵詞：暖通；控制系統(tǒng)；高層民用建筑

前言

由于高層民用建筑的暖通控制系統(tǒng)具有時(shí)滯和大慣性，當(dāng)前的控制信號(hào)要等到很長(zhǎng)時(shí)間才能在系統(tǒng)的輸出中反映，而廣義預(yù)測(cè)控制可以利用現(xiàn)在時(shí)刻的控制變量使未來(lái)時(shí)刻系統(tǒng)的輸出快速準(zhǔn)確的跟蹤期望的輸出。

一、高層民用建筑中暖通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)問(wèn)題分析

高層民用建筑中暖通控制系統(tǒng)將建筑內(nèi)所有設(shè)備集成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享，進(jìn)行綜合管理，其作用和效益是巨大的，要實(shí)現(xiàn)這些作用和效益，就必須實(shí)施優(yōu)化，高層民用建筑中暖通控制系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)相比，具有可以從系統(tǒng)的各種可能結(jié)構(gòu)和參數(shù)中找到最佳匹配，使整體效能最佳，從而提高系統(tǒng)的效率，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。

1、改善暖通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。暖通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：一是供暖系統(tǒng)應(yīng)保證各個(gè)房間（樓梯間除外）的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控；二是便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室（區(qū)）熱量（費(fèi)）分?jǐn)偟墓δ埽蝗枪苈废到y(tǒng)簡(jiǎn)單、管材消耗量少、節(jié)省初投資。暖通控制系統(tǒng)特別是中央暖通控制系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。暖通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。對(duì)于暖通控制系統(tǒng)而言，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成的熱損失在整個(gè)暖通控制系統(tǒng)能耗中占有很大比重，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定圍護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)消耗的能耗所占暖通負(fù)荷的大小。因此，提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能在暖通控制系統(tǒng)節(jié)能中是十分必要的。

2、改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失。對(duì)于暖通控制系統(tǒng)而言，通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的暖通負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的暖通負(fù)荷的大小。所以在國(guó)家出臺(tái)的高層民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，首先要求的就是提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。

3、提高系統(tǒng)控制水平。采用舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)即體感指標(biāo)作為暖通控制系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)，不僅可以解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病，而且可以實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能。據(jù)研究表明，采用這種控制方法可使暖通控制系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能 30%左右。

二、暖通控制系統(tǒng)的優(yōu)化方法分析

1、控制策略的優(yōu)化。目前，高層民用建筑中空氣處理機(jī)的控制系統(tǒng)通常采用 PID 控制，選擇合適的 PID 參數(shù)對(duì)暖通系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。PID 系數(shù)高，暖通對(duì)室內(nèi)溫度波動(dòng)的反應(yīng)特性曲線陡，達(dá)到設(shè)定溫度的過(guò)渡過(guò)程較短；相反 PID 系數(shù)低，達(dá)到設(shè)定溫度的過(guò)渡過(guò)程較長(zhǎng)。但并不是 PID 系數(shù)越高越好，否則易引起控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)失穩(wěn)，表現(xiàn)為室內(nèi)溫度的振蕩和水側(cè)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥周期性的來(lái)回運(yùn)動(dòng)無(wú)法在固定開度上運(yùn)行。PID 能解決大部分場(chǎng)合的暖通控制，但對(duì)于影劇院等大熱慣性暖通場(chǎng)合，靠高的 PID 系數(shù)來(lái)提高暖通機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化的響應(yīng)速度是不足以解決問(wèn)題的。這時(shí)可以采用雙級(jí)控制，即分別在暖通的送風(fēng)道和室內(nèi)安裝溫度傳感器，室內(nèi)的溫度設(shè)定由主控制系統(tǒng)控制器完成，水閥的驅(qū)動(dòng)由副控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)道溫度傳感器和主控制系統(tǒng)的指令完成，由于風(fēng)道溫度變化速度快于房間溫度的變化，這一控制方式加速了系統(tǒng)對(duì)溫度波動(dòng)的響應(yīng)。

2、控制權(quán)的優(yōu)化。通常高層民用建筑的暖通控制系統(tǒng)遵從的是中央控制站集中管理的原則。有時(shí)也有其不便的一面。在某些場(chǎng)合將暖通、通風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)的設(shè)定功能放置在現(xiàn)場(chǎng)可能更符合使用者的需要?？刂葡到y(tǒng)本身并不提供這樣的功能，需要專門部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這類功能接近 VRV 控制面板的設(shè)定器給房間的使用者帶來(lái)極大的便利和舒適性，必要時(shí)應(yīng)積極采用。

3、直接數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)化。主流高層民用建筑的暖通控制系統(tǒng)供貨商都能提供大中小不同處理能力的控制系統(tǒng)，冷凍機(jī)房、熱力站監(jiān)控點(diǎn)是密集場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先采用大型控制器，以減少故障率和控制器間的通訊。對(duì)空氣處理機(jī)、新風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)一般采用中型或小型的控制器即可。近年來(lái)，可編程邏輯控制器件進(jìn)步很快，其應(yīng)用不再局限于工業(yè)場(chǎng)合，在暖通通風(fēng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制工程中不應(yīng)將其排斥在外。

4、控制網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。在滿足擴(kuò)展性和靈活性的前提下，控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化、清晰，無(wú)論基于 RS485總線或基于 LonTalk 總線的控制網(wǎng)絡(luò)都是如此。分支、分級(jí)多的網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜、可靠性低。LonTalk總線在理論上可以組成任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，這種布線設(shè)計(jì)的隨意性如果運(yùn)用不當(dāng)，在工程實(shí)踐中仍然是有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的，并可能增加系統(tǒng)的投資。小型高層民用建筑工程盡可能運(yùn)用基于 Rs485 總線的控制網(wǎng)絡(luò)，采用“手拉手”的布線方式，大型工程可以考慮樓層網(wǎng)絡(luò)分級(jí)。

三、加強(qiáng)可再生能源暖通系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題分析

隨著高層民用建筑中暖通控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，暖通對(duì)不可再生能源的消耗將大幅度上升，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也在日趨加劇。如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。

1、太陽(yáng)能的熱利用。太陽(yáng)能的熱利用是目前高層民用建筑中利用太陽(yáng)能的主要利用形式，其主要包括：被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種形式。被動(dòng)式太陽(yáng)能房的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。造價(jià)低、不需要任何輔助能源，通過(guò)高層民用建筑方位合理布置和建筑構(gòu)件的恰當(dāng)處理，以自然熱交換方式來(lái)利用太陽(yáng)能。它是太陽(yáng)能建筑發(fā)展的主流。主動(dòng)式太陽(yáng)房結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造價(jià)較高，需要用電作為輔助能源。采暖降溫系統(tǒng)由太陽(yáng)集熱器、風(fēng)機(jī)、泵、散熱器及儲(chǔ)熱器等組成。此外，太陽(yáng)能集熱板、太陽(yáng)能光電板發(fā)電技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)在高層民用建筑節(jié)能領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在高層民用建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中還可采用太陽(yáng)能集熱墻，利用太陽(yáng)能采暖。

2、地源熱泵的利用。地源熱泵是一種利用地下淺層土壤的熱資源，通過(guò)輸入少量的高位能源（如電能）將低溫位能向高溫位能轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)既可供熱又可制冷的高效節(jié)能中調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用地能一年四季溫度穩(wěn)定的特點(diǎn)，冬季把地能作為熱泵供暖的熱源，即把高于環(huán)境溫度的地能中的熱能取出來(lái)供給室內(nèi)采暖。夏季把地能作為暖通的冷源，即把室內(nèi)的熱能取出來(lái)釋放到低于環(huán)境溫度的地源中。在地源熱泵系統(tǒng)中大地起到了蓄能器的作用，進(jìn)一步提高了暖通控制系統(tǒng)全年的能源利用效率。

四、結(jié)語(yǔ)

高層民用建筑節(jié)能是世界性的大潮流和大趨勢(shì)，同時(shí)也是中國(guó)改革和發(fā)展的迫切要求，是21 世紀(jì)建筑事業(yè)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)。節(jié)能和環(huán)保是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。從可持續(xù)發(fā)展理論出發(fā)，高層民用建筑節(jié)能的關(guān)鍵又在于提高能量效率，因此無(wú)論制訂建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還是從事具體工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，都應(yīng)把提高能量效率作為建筑節(jié)能的著眼點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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