高哲

（安徽理工大學(xué)）

淺談智能化管理功能在空氣調(diào)節(jié)中的應(yīng)用

高哲

（安徽理工大學(xué)）

傳統(tǒng)的一對一的機(jī)械開關(guān)方式控制空調(diào)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量已不再能滿足需求。論文講述了一種能實時監(jiān)測并控制空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)空氣環(huán)境的智能化管理系統(tǒng)，以滿足人們對室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量的要求。而隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)各部分之間以物聯(lián)網(wǎng)的形式進(jìn)行自動化連接以達(dá)到智能化管理功能的理念更容易被人們所接受。

空氣調(diào)節(jié)； 智能化； 物聯(lián)網(wǎng)

1 引言

隨著當(dāng)今城市化的社會結(jié)構(gòu)變化和人們對生活不斷要求進(jìn)步，城市人口密度急劇增大，隨之帶來的是城市人均占有的建筑面積越來越少，建筑物內(nèi)單位面積人員的密度也越來越大，高層建筑不斷增多，但其內(nèi)部空氣環(huán)境質(zhì)量能否達(dá)到要求，成為人們熱切關(guān)注的問題。由于建筑物在建成之后就不能隨意改變其中中央空調(diào)系統(tǒng)布局，因此一套能實時監(jiān)測并通過控制空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)高層建筑物內(nèi)空氣質(zhì)量的智能化的管理系統(tǒng)，就能有效地解決這一難題。

2 傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)方式與智能化管理空氣調(diào)節(jié)方式的比較

2.1 傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)方式及其分類

傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)方式中的所有空調(diào)設(shè)備都是以靜態(tài)、被動的方式通過空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能來滿足人們對室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量的要求，而且由于設(shè)定者本身對室內(nèi)環(huán)境舒適度度量的模糊，經(jīng)常出現(xiàn)室內(nèi)溫濕度、風(fēng)速及潔凈度不符合人體舒適度的要求，這就導(dǎo)致了不必要的能耗。另外建筑物內(nèi)都存在著不同種類的電器，部分是不定時地工作運(yùn)行，單一地從耗能散熱方面而言，無疑凸顯了傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的局限性和被動性，而且會造成建筑物內(nèi)空氣質(zhì)量的不穩(wěn)定，對室內(nèi)人員產(chǎn)生直接影響。

傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)方式包括一次回風(fēng)式系統(tǒng)和二次回風(fēng)式系統(tǒng)，稱為定風(fēng)量系統(tǒng)（CAV）。一次回風(fēng)式系統(tǒng)是新風(fēng)與回風(fēng)在空氣冷卻器前混合，二次回風(fēng)系統(tǒng)是新風(fēng)與回風(fēng)在空氣冷卻器前混合經(jīng)處理后再與回風(fēng)混合。這兩種調(diào)節(jié)方式以固定的冬夏季兩種冷熱工況確定調(diào)節(jié)的新風(fēng)量及冷熱量，不能滿足全年有效運(yùn)行的要求,既浪費熱量，又浪費冷量。

2.2 智能化管理空氣調(diào)節(jié)方式

當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)水平快速發(fā)展，越來越多的智能化控制設(shè)備進(jìn)入市場，被人們接受并逐步進(jìn)入其生活中。建筑物內(nèi)多樣化的房間構(gòu)造、多樣化的功能需求也越來越多地被人們所設(shè)計使用。智能化管理功能空氣調(diào)節(jié)就是通過使用一系列傳感器，將傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)備靜態(tài)、被動的運(yùn)行方式進(jìn)行智能化管理，從控制功能上進(jìn)行自動調(diào)節(jié)優(yōu)化，并且將各個房間分散的空調(diào)設(shè)備控制裝置集中到同一個控制器裝置上。由傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)“逐個、就近”地開啟方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾悄芗敖K端控制設(shè)備為基礎(chǔ)的全自動智能化空氣調(diào)節(jié)方式。即由各個房間溫濕度傳感器、CO2傳感器、人體傳感器所捕獲的室內(nèi)空氣的各項參數(shù)傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備，計算得到冬夏季設(shè)計工況所需新風(fēng)量及冷熱量，再由控制設(shè)備控制壓縮機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)及節(jié)流閥的開度來改變冷熱負(fù)荷及確定需要送入室內(nèi)的新風(fēng)量。避免了傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備由于存在延時性造成的干擾和能耗，實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)各項功能的實時調(diào)節(jié)、動態(tài)控制，也避免室內(nèi)不確定因素如電器、人體等和室外輻射以及外部空氣在調(diào)節(jié)過程中對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響，實現(xiàn)了以人體舒適度為度量的空氣質(zhì)量來控制空調(diào)系統(tǒng)的工作運(yùn)行。

圖1 集中式智能空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖

對于智能化管理功能空氣調(diào)節(jié)，若要使房間空氣環(huán)境的各項參數(shù)維持在準(zhǔn)許的可變范圍內(nèi)，需要對空調(diào)機(jī)器露點溫度及加熱前后的溫濕度等參數(shù)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。在室內(nèi)余熱、余濕均變化的設(shè)計工況下，對一般中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況進(jìn)行分析。

原室內(nèi)狀態(tài)N，變化后室內(nèi)狀態(tài)N′，通過對室內(nèi)通風(fēng)、采暖、換氣等環(huán)節(jié)的綜合持續(xù)地調(diào)節(jié)，以期達(dá)到設(shè)定的理想狀態(tài)N′，必須設(shè)計不同的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，以組成集中式智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖1。其中，控制器為直接數(shù)字控制（DDC），具有P、PI、PID等多種控制模式，結(jié)合傳感器能實現(xiàn)其各項功能。

通過智能化管理空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的使用，使得人們生活和工作環(huán)境的各項參數(shù)更加接近人體舒適度。而且從經(jīng)濟(jì)效益方面來說，管理者只需簡單地維護(hù)極少的設(shè)備本體（如傳感器和控制裝置）就能滿足要求，也響應(yīng)了國家“十二五”規(guī)劃環(huán)保、節(jié)能、減排的號召。智能化管理空氣調(diào)節(jié)的使用不僅僅提高了人們的生活品質(zhì)，更是現(xiàn)代社會人們對生活工作環(huán)境不斷要求進(jìn)步的間接體現(xiàn)。

3 智能化管理空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

我國智能化管理功能系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)的起始時間較西方發(fā)達(dá)國家晚，雖然自國外空調(diào)行業(yè)先進(jìn)的智能化管理空氣調(diào)節(jié)理念進(jìn)入我國以來，我國空調(diào)領(lǐng)域在得到快速的發(fā)展，同時也存在很多本質(zhì)方面的問題，如設(shè)計人員極度匱乏、管理人員水平普遍較低。在行業(yè)各層人員的不懈努力下，現(xiàn)今我國的智能化空氣調(diào)節(jié)設(shè)計水平已進(jìn)入新的發(fā)展和推廣階段，人們已經(jīng)能夠接受智能化對工作和生活帶來的便利。

近年來，在新的發(fā)展趨勢及政策下，各大空調(diào)公司紛紛響應(yīng)國家“十一五”規(guī)劃的節(jié)能減排要求，因此和智能化管理相關(guān)的各類產(chǎn)品已經(jīng)逐漸進(jìn)入人們的生活及工作中，并產(chǎn)生極深的影響。但智能化管理系統(tǒng)技術(shù)不成熟和推廣程度低仍是一個迫切需要解決的問題。在這樣一個大的發(fā)展趨勢下，各大空調(diào)公司不失時機(jī)地開展了對設(shè)計和管理人員的培養(yǎng)及智能化管理功能空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研制設(shè)計，勢必會將中國智能化管理功能系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)推向一個新的發(fā)展階段。

就目前而言，低耗能、低初投資、高精度和簡結(jié)構(gòu)的智能化管理系統(tǒng)更容易被人們選擇。其中，以智能傳感器為代表的智能化管理系統(tǒng)必然成人們最普遍的需求，并且將成為今后發(fā)展的主流。

在能源問題短缺日益凸顯的當(dāng)下，建設(shè)新能源城市將會成為今后城市發(fā)展的趨勢。在未來新能源城市的發(fā)展過程中，建設(shè)一系列能充分利用當(dāng)?shù)氐奶柲?、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉吹墓?jié)能設(shè)施，從而減少對化石能源的使用，甚至擺脫對化石能源的依賴。智能化管理空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)能與新能源城市的能源結(jié)構(gòu)密切結(jié)合，從根本上解決城市能源及空調(diào)節(jié)能問題，符合科學(xué)發(fā)展觀的要求。另外，二者的結(jié)合增強(qiáng)了城市可持續(xù)發(fā)展能力，在未來城市建筑節(jié)能中將起到重要的作用。

4 結(jié)束語

空調(diào)是人類生活中不可缺少的成分，依托于智能傳感器的管理系統(tǒng)是建筑節(jié)能可期的發(fā)展途徑，并且在將來會成為一種趨勢。在能源問題日益凸顯及國家對節(jié)能減排號召的當(dāng)下，研究智能化管理功能在空氣調(diào)節(jié)中的應(yīng)用在給人們提供方便的同時也勢必會給社會帶來極其可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

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The Application of Intelligent Management Function in Air Conditioning

GAO Zhe

(Anhui University of Technology)

The traditional one-to-one mechanical switch to control the operation of air conditioning equipment to regulate the air quality in the building can no longer meet the demand. At this time, a kind of intelligent management system which can monitor and control air conditioning system in real time to adjust the air environment in the building to meet the requirements of indoor air quality is met. With the development of Internet technology, it is easier to accept the idea of automatic connection between parts of the air-conditioning system in the form of Internet of things to achieve intelligent management function.

air conditioning; intelligent; the internet of things