頓玉環(huán)

摘 要：文章介紹了建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能源浪費(fèi)的現(xiàn)狀及節(jié)能措施，著重論述了一種基于DSP的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制，并對(duì)該智能控制系統(tǒng)的節(jié)能性進(jìn)行了分析。通過對(duì)比分析得出，基于DSP的暖通空調(diào)系統(tǒng)控制具有高集成性、高精度、在節(jié)能的同時(shí)不會(huì)降低使用人群的舒適性，還會(huì)給用戶帶來更大的便利。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；DSP；節(jié)能；控制系統(tǒng)

前言

隨著技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)已成為建筑必不可少的組成部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)代大型公共建筑多數(shù)起重空調(diào)、制冷與供熱設(shè)備占40%，約占社會(huì)總能耗的20%。[1]因此，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能需加以重視，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中以舒適節(jié)能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，同時(shí)減少建筑系統(tǒng)的總能耗，對(duì)緩解用電緊張局面，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提高能源利用具有十分重要的意義。目前節(jié)能主要采取的措施包括：（1）改善建筑熱工性能，降低冷熱負(fù)荷；（2）利用新能源作為暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源；（3）暖通空調(diào)系統(tǒng)自身節(jié)能設(shè)計(jì)；（4）智能控制實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。[2]本文從智能控制的角度出發(fā)，基于DSP設(shè)計(jì)了暖通空調(diào)系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)，并對(duì)其應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行了分析。

1 空調(diào)系統(tǒng)控制原理

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)，主要包括風(fēng)系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)，其控制基本類似。由于房間內(nèi)冷熱負(fù)荷隨時(shí)間不斷的變化，采用定流量控制會(huì)浪費(fèi)很多能源，因此在暖通空調(diào)系統(tǒng)中通過水泵、風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組等行變流量控制。通過采集溫度、濕度、流量、風(fēng)速等參數(shù)，通過PID模糊運(yùn)算得到與之對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)。各空調(diào)末端機(jī)組、風(fēng)機(jī)及風(fēng)口根據(jù)控制指令改變系統(tǒng)的流量、風(fēng)速等，從而改變室內(nèi)環(huán)境，保證室內(nèi)人員舒適的前提下合理配置能源。

2 基于DSP的暖通空調(diào)智能控制系統(tǒng)

傳統(tǒng)控制大多是簡(jiǎn)單的室內(nèi)溫濕度的反饋來改變獨(dú)立的水流量或新風(fēng)機(jī)風(fēng)速，以此改變室內(nèi)環(huán)境，雖然控制簡(jiǎn)單，但是實(shí)際效果卻不理想，節(jié)能效果不顯著。此外，傳統(tǒng)的控制集成性差，精度不高。而目前先進(jìn)的控制系統(tǒng)大多采用以DSP為芯片的智能化控制器，因?yàn)镈SP具有集成度高、運(yùn)算速度快、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，可以處理較復(fù)雜的控制模型較大的數(shù)據(jù)量。

基于以上考慮，研究開發(fā)基于DSP控制的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

整個(gè)控制系統(tǒng)的核心是DSP控制板，DSP控制板包括：壓縮機(jī)控制（包括電流、電壓、壓力、壓縮機(jī)排氣溫度、蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度）電流、電壓、壓力、壓縮機(jī)排氣溫度、蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度控制。與其他DSP控制系統(tǒng)不同之處，在于本控制系統(tǒng)不僅考慮了壓縮機(jī)的影響因素，同時(shí)兼顧了室內(nèi)環(huán)境及設(shè)備參數(shù)的控制，使得整個(gè)控制更加的符合人性化，同時(shí)具有很好的節(jié)能性。其控制結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 基于DSP的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

整個(gè)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)冷熱源、末端機(jī)組及新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)測(cè)及控制，整個(gè)控制系統(tǒng)由新型控制器來實(shí)現(xiàn)，該控制器不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)節(jié)功能，還可以對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)中采用的分布式冷熱源進(jìn)行監(jiān)控調(diào)節(jié)，分布式能源與電網(wǎng)的并網(wǎng)功能。

3 控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析

基于圖1所示控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，分別對(duì)控制系統(tǒng)的各參數(shù)檢測(cè)所需電路進(jìn)行逐一設(shè)計(jì)并檢測(cè)，檢測(cè)電路主要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，顯示電路則是顯示系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)。各個(gè)電路相互銜接構(gòu)成了整個(gè)控制系統(tǒng)。

該暖通空調(diào)系統(tǒng)控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）全面掌握系統(tǒng)信息；測(cè)量建筑內(nèi)空氣溫度，空氣濕度，水流量，空調(diào)送風(fēng)風(fēng)速等參數(shù)；（2）動(dòng)態(tài)能耗計(jì)量分析：實(shí)現(xiàn)建筑水、電、熱量、燃?xì)獾饶芎牡淖詣?dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)量控制調(diào)節(jié)和節(jié)能分析：（3）當(dāng)氣象條件等因素發(fā)生變化時(shí)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化；（4）改善設(shè)備管理：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)進(jìn)行故障診斷和事故報(bào)警。

4 建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

建筑暖通空調(diào)的控制需要與建筑中窗墻等元素的功能結(jié)合起來，形成一個(gè)有機(jī)的整體，通過控制器處理反饋回來的各個(gè)參數(shù)值然后再對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行整定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣條件的調(diào)節(jié)，達(dá)到舒適的室內(nèi)環(huán)境。

未來的智能建筑中建筑單體本身的節(jié)能應(yīng)該得到更多的重視，將蓄能、熱轉(zhuǎn)化、節(jié)能等措施進(jìn)行合理的整合，暖通空調(diào)根據(jù)建筑單體的動(dòng)作來做出相應(yīng)的調(diào)整，建筑設(shè)備與建筑融合成一體，綠色智能建筑必將給我們的生活帶來更大的便利。

5 結(jié)束語

5.1 DSP芯片的PID控制算法控制器，可以實(shí)現(xiàn)提前對(duì)室內(nèi)環(huán)境條件的編程設(shè)定，運(yùn)算更加的準(zhǔn)確。

5.2 本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，控制精度高，完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，現(xiàn)場(chǎng)智能化、小型化、響應(yīng)速度快。

5.3 本控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，使能源得到充分的利用。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭鈞升，候菊.公共建筑空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)探討[J].建筑科學(xué)，2008No.31.

[2]寇九貴.建筑節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展.建筑技術(shù)，2005，4.

[3]龍惟定.試論我國暖通空調(diào)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[J].暖通空調(diào)，1999，29（3）.

[4]李志生，張國強(qiáng)，劉建龍.故障檢測(cè)與診斷技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用和展望[J].流體機(jī)械，2006，34（6）.

[5]張從力，楊新麗，張玨，李曉霞.HVAC系統(tǒng)多傳感器數(shù)據(jù)融合研究[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2009，22（12）.