暖通空调控制系统设计研究

暖通空调控制系统设计研究

发表时间：2019-09-11T14:38:01.673Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：罗毓

[导读] 摘要：由于天气对人生活的影响较大，暖通空调能够起到调节室温的作用，得到越来越广泛的应用。

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摘要：由于天气对人生活的影响较大，暖通空调能够起到调节室温的作用，得到越来越广泛的应用。但是暖通空调目前存在能耗大、效率低的突出问题，不符合环保节约的理念。本文以介绍暖通空调的基本工作原理入手，介绍了暖通空调设计要点，最后结合工程实例对暖通空调控制系统设计进行了分析讨论。

关键词：暖通空调；控制系统；设计

随着人们生活水平的不断提高，暖通空调系统被逐渐应用于各大高层公共建筑中。然而，伴随着许多暖通空调设备的不断投入使用，其暴露出的不足也引起了广泛的关注。暖通空调的设计，应该在遵循相关要求的基础上，借助标准的技术手段，对各个控制系统进行仔细地安装和调试，才能够更好地满足人们的需要。因此，在实际的工作中，做好暖通空调控制系统的相关设计工作，对提高暖通空调的整体性能具有积极的作用。

1 暖通空调系统工作原理

暖通空调的微观运作流程需要经历如下几个步骤：具有制冷功效的物质和零度以下的水进行汽化的物理过程，该物理过程发生后会产生能量转化，原先的水温会有一个变低的反应。此过程结束后，制冷功效的物质由于要形成低温，因此具有较强的挥发性，在制冷物质全部变成气态后，压缩装置会使气体的温度和压力得到较大的提高。被压缩的气体后经冷却装置，又会变成液体，其温度和压力会有很大程度的下降。该过程进行时，原先的低温水会被泵到空气处理单元的能量转换装置里。这些水在能量转化装置中的作用是制造冷风，经过一定的疏导吹向目标地点。不断地重复以上过程，就能实现在夏季吹出冷风。

2暖通空调的相关设计要点

2.1 暖通空调系统自动化设计

暖通空调设计使用自动控制系统来完成整个空调系统的所有操作条件和自动操作，使各种重要的操作参数不超过安全值，保证建筑物内的空气环境状态参数达到设计值。因此，暖通空调系统自动化设计为了确保设备运行处于安全状态，为了保证设备和设备的自动启动和停机状况良好，当出现异常的运行状态或者发生事故，能够发出警报并能够给予适当的处理，以防止事故的发生和扩大。暖通空调系统是为人类生活和生产活动进行服务，确保人类生活具有一定的舒适度，确保正常生产活动和科学工作。然而，随着外部条件的变化，控制参数的暖通空调控制系统将发生变化，确保受控参数始终保持在所需的范围内，设备必须配备智能暖通空调系统。

2.2 暖通空调水系统的平衡调节

在空调系统输配系统中由于系统中的水量分配不均从而使导致建筑物内室温不均匀，以及室温持续波动；近冷（热）源处房间过冷（热），距离远的则室温偏高（低）；另外流量偏大的环路的房间相对较快地达到要求的室温，流量偏小的环路的房间需较长时间才能达到要求的室温。这种系统水力失调会对于正在运行当中的管网造成不良影响。因此，水力平衡的空调系统运行起来是高效率的、是节约能耗的，同时仅仅为了达到最不利环路的设计参数而增大系统流量的做法是盲目的，是浪费的，所以空调水系统的平衡调节在整个空调系统中也占有非常重要的地位。

3案例分析

3.1工程概况

某高层建筑建筑面积可达12万m2，设3层地下室，地上部分共51层，地下部分主要为车库和设备房，地上1层为大厅，地上2层至地上4层用于餐饮和商业，地上5层至地上51层均为办公区，此外建筑还设有3层避难层，分别位于地上7层、地上22层和地上37层。现围绕本建筑实际情况，对其暖通空调设计进行如下分析。

3.2建筑功能区暖通设计参数

该建筑主要有三个功能区，分别为餐饮、商业和办公区。其中，餐饮夏季温湿度为 26-28℃、55%-65%，冬季温度为21℃ -23℃；商业夏季温湿度为 26-28℃、55%-65%，冬季温度为19℃ -21摄氏度；办公区夏季温湿度为24℃ -26℃、45%-55%，冬季温湿度为 21℃ -23℃、30%-45%。在设计中，必须严格按照以上参数进行。

3.3建筑暖通空调负荷

3.3.1室外风速修正

风速对建筑放热系数有较大影响。因风速和建筑高度有正相关的关系，当风速较大时，会产生很大的漩涡气流，导致放热系数有所增加。基于此，根据现有资料，在进行冷负荷计算分析时，不考虑风速带来的影响；在进行热负荷计算分析时，取15层为竖向分区，每增加一个竖向分区就提高5%的放热系数。

3.3.2 热压修正

冬季时，因存在热压作用，室外冷空气将持续进入室内，降低底层房间温度。为避免冷空气大量进入，保证使用舒适度，需进行以下设计：其一，建筑出入口应安装旋转门；其二，

楼梯间进出门采用弹簧门；其三，地上1层敷设供暖设施。

3.3.3 冬季温度计算修正

相关资料表明，高度每增加 100m，气温将下降约 1℃。基于此，在进行热负荷计算分析时，需进行温度修正。虽然这对建筑并不会造成太大影响，但与暖通空调系统运行有直接关系，必须引起设计人员的高度重视。

3.4 建筑暖通空调水系统分区设计

对水系统而言，一般按照工作压力进行分区，随建筑高度的增大，水静压升高，资料表明，如果管材及设备实际工作压力大于

2.0MPa，则会大幅增加造价成本。此次设计将水系统分成三个区域，即高区、中区和低区。其中，高区为地上38层至地上51层；中区为地上23层至地上37 层；低区为地上 2 层至地上 22 层。于地上 22 层布置换热站。通过这样的设计，能有效将工作压力限制在2.0MPa 之内。为

防止高区二次供水的实际温度较高，将高区换热设置同样设于地上22层，采用制冷机组进行一次水的提供，具体做法为：其一，供回水系统的温差确定为65℃，低区主要由制冷机组进行供回水；其二，中区和高区均由地上22层处换热站进行换热供回水。通过这样的设计，不仅能满足高区供水温度要求，还能提供制冷机组实际运行效率。

3.5 建筑暖通空调通风控制

3.5.1冷水机组与水系统

对于建筑冷冻机房，其控制主要为就地控制，辅以中控室监控。机组、水泵和冷却塔采用连锁运行模式，按以下顺序启动：水泵→冷凝器→冷却塔→风机→一次泵→蒸发器→二次泵→机组。空调系统的自动控制以供回水总管实际温度为依据，对空调负荷进行计算，同时控制机组与水泵数量及其组合，累计机组及水泵实际运行时间，以此实现轮时启动。蒸发器出水管处应安装水流开关，并和主机之间实现连锁。如果管中的水不再流动，则主机将自动停止。对于空调水系统，主要利用二次泵实现变流量控制，而一次水系统采用定流量控制，总管之间设置平衡管，以水环路压差为依据实施变频调节，这样能使系统处在理想的运行状态，取得良好的节能效果。

3.5.2空调处理装置与风系统

新风处理装置控制主要为中央控制，辅以就地控制。机组加湿器、风阀与水阀都和送风机实现连锁，在出水管设置平衡阀，以水流量的改变来实现送风温度有效控制。风机盘管控制方式主要为中央控制，在中控室完成远程群控。整个控制系统由三部分组成，分别为电动二通阀、温控装置和三速开关。系统运行过程中，温控装置对温度信号进行对比，同时以对比结果为依据输出电压，对二通阀实际动作予以控制，通过对水流量的实际改变来实现室内温度准确控制，由三速开关对出风的风速进行调节。通过对二氧化碳探测装置和温湿度传感器等的安装，实时采集并对比各项参数，包括二氧化碳实际浓度以及新风的温度和湿度，进而对风阀开度进行自动调整，确保系统运行在最佳状态。

4 结语

总而言之，暖通空调系统作为建筑物的重要组成部分，对于提高建筑物的使用功能具有重要的意义。因此，设计人员要提高对暖通空调系统设计的重视程度，积极的采取先进的设计方法和管理措施，以提高暖通空调设计的科学性和合理性，只有这样才能提高建筑物的使用功能，实现经济效益和社会效益的统一。

参考文献：

[1]张鹏.对民用建筑暖通空调系统节能设计措施的探讨[J].居舍，2018（33）：90.

[2]计楠.绿色建筑中暖通空调设计方法探析[J].建材与装饰，2018（43）：130-131.

[3]郑彬.展馆工程暖通空调设计中相关要点及注意问题[J].住宅与房地产，2018（21）：136.