顏凌云

（廈門住宅建設(shè)集團有限公司，福建 廈門 361004）

1 大廈空調(diào)系統(tǒng)介紹

本文對廈門廈禾路旁某高層建空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化,該高層建的主機采用LSZPLC 系列冷水機組:機組的兩大換熱器均為殼管式,其中蒸發(fā)器采用整體雙螺紋翅片管,冷凝器為整體內(nèi)槽外翅片管。冷水系統(tǒng)為定流量系統(tǒng),末端為表冷器,新風(fēng)比為0.3。對于廈禾路某高層建的空調(diào)系統(tǒng),其冷水系統(tǒng)是定流量系統(tǒng),通過冷水機組、沿程各管路及末端裝置的水量是一定的,符合變化時冷水流量不變。

2 優(yōu)化模型的建立

2.1 目標函數(shù)的建立

常見的水冷壓縮式空調(diào)系統(tǒng)中,空調(diào)系統(tǒng)能耗一般包括三部分,即:①冷水機組;②冷卻泵和冷水泵;③末端裝置。這三部分能耗中,冷熱源能耗約占總能耗的1/2左右,冷凍水水泵、冷卻水水泵、冷卻塔風(fēng)機的耗電量約占整個能耗的1/4。本文以給定制冷量時冷卻水泵、冷水泵和冷水機組總的能耗最小為目標函數(shù),選取便于控制的冷卻水流量率和冷水出口溫度兩個參數(shù)做為優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的獨立變量。

2.2 約束條件

空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化就是在給定的外部條件下,適當(dāng)?shù)剡x擇能耗目標函數(shù)中的各個獨立變量,使系統(tǒng)總能耗也就是目標函數(shù)的值最小。但一般的,目標函數(shù)中的各個獨立參數(shù)必須滿足一定的關(guān)系式或條件,也就是約束條件。

2.2.1 制冷量約束

影響表冷器熱工性能的因素有很多,包括表冷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、空氣入口溫濕度、冷水供水溫度、風(fēng)量、水流量、排數(shù)等。當(dāng)送風(fēng)量、冷水流量一定時,對給定的表冷器,制冷量只與冷水供水溫度有關(guān),那么當(dāng)表冷器的送風(fēng)量不變時,要滿足用戶需冷量的要求,符合率與冷水出口溫度必須滿足。

2.2.2 冷凝壓力約束

制冷裝置運行時,冷凝壓力對系統(tǒng)性能有很大影響。當(dāng)冷凝壓力偏高,壓縮比增大,容積效率減小,制冷量減小,耗功率增大,排氣溫度升高;冷凝壓力過低時,膨脹閥前后壓差太小,膨脹閥容量減小導(dǎo)致供液能力不足,系統(tǒng)制冷量大幅度下降。因此,必須將冷凝壓力控制在合理的范圍之內(nèi),才能充分保證制冷裝置的性能。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)確定時,冷凝壓力是冷卻水流量率和冷卻水進口溫度的函數(shù),而當(dāng)室外濕球溫度不變時,冷卻水進口溫度變化不大。

2.2.3 蒸發(fā)壓力約束

外界條件變化和符合變化時,會引起制冷裝置蒸發(fā)壓力變化。蒸發(fā)壓力的波動,會使被控對象的控制精度降低,蒸發(fā)溫度過低,不僅導(dǎo)致系統(tǒng)能效降低,而且會導(dǎo)致蒸發(fā)器結(jié)霜、冷凍水凍結(jié)等故障;蒸發(fā)溫度過高,又會出現(xiàn)壓縮機過載、除濕功能降低等現(xiàn)象。對于冷水定流量系統(tǒng)冷水出口溫度和蒸發(fā)溫度之差與制冷量成正比例變化,當(dāng)制冷量降低時,這一溫差也減小。

3 優(yōu)化結(jié)果分析

該空調(diào)系統(tǒng)的最大符合為226.95kW,表冷器的新風(fēng)量占總風(fēng)量的30%。假設(shè)冷凝器符合與蒸發(fā)器制冷量的比值取1.3、冷卻塔濕球溫度取26℃,表冷器進風(fēng)口的干球溫度為27℃,選取5個不同的符合率進行優(yōu)化計算,空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化值及節(jié)能效果如表1所示。

由表1 可以看出經(jīng)過優(yōu)化以后:

3.1 當(dāng)兩個優(yōu)化參數(shù)在最佳值運行時,空調(diào)系統(tǒng)的總功率比額定功率明顯下降25.5%到38.3%不等,節(jié)能效果明顯。優(yōu)化后空調(diào)系統(tǒng)總功率與額定功率關(guān)系可以繪制成圖1。

3.2 冷水出口溫度最優(yōu)值隨符合率的減小而增大。

3.3 當(dāng)符合減小時,冷卻水流量率最優(yōu)值首先隨著符合率減小而增大,隨后又隨著符合率減小而減小。冷卻水流量率最優(yōu)值與符合率的關(guān)系可繪制成圖2。

4 安裝工程控制原則

4.1 樹立創(chuàng)優(yōu)意識、計劃從嚴組織

優(yōu)質(zhì)工程不能靠吃老本、拍腦袋干出來而是靠嚴密計劃、精心組織、嚴格管理獲得的成果,因此在工程準備階段就要高起點嚴要求,把每一個工程任務(wù)都當(dāng)作創(chuàng)優(yōu)項目來對待,在思想上高度重視,在編制計劃方案時,嚴格按照操作規(guī)程和國家各項標準要求編制《建設(shè)項目質(zhì)量目標計劃表》,具體要求是:單位工程均確定為優(yōu)良,每個分部工程均要求為優(yōu)良,其中分項工程的優(yōu)良率至少不應(yīng)低于60%,在分項工程中保證項目全部合格,基本項目全部合格,允許偏差項目的一次合格率不低于90%,其中主要分部、分項工程的質(zhì)量必須達到優(yōu)良。

表1 空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化值及節(jié)能分析

4.2 設(shè)計深化管理

深化設(shè)計是在擴初設(shè)計圖、招標圖紙或“施工圖”及設(shè)計變更的基礎(chǔ)上,依據(jù)國家現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范和施工現(xiàn)場實際情況,深化繪制出能夠正確指導(dǎo)工程施工的施工圖。為具體每個工程配置的設(shè)計深化人員,一般要求具有五年以上相關(guān)專業(yè)工程經(jīng)驗,并于近年負責(zé)或參加過重大施工圖深化設(shè)計工作。

廈門廈禾路某高層建工程前期應(yīng)將設(shè)計人員編排成地上部分和地下部分兩組人員同步展開設(shè)計深化工作,以保證預(yù)留、預(yù)埋管線施工配合圖紙超前于結(jié)構(gòu)施工,從而保證工程進度。同時根據(jù)設(shè)計單位提供的圖紙進行機電各系統(tǒng)設(shè)計深化工作,報業(yè)主、設(shè)計單位審批。依據(jù)國家現(xiàn)行設(shè)計標準及技術(shù)指標對機電各系統(tǒng)及其設(shè)備的參數(shù)進行復(fù)核,熟悉機電各系統(tǒng)的設(shè)計意圖和技術(shù)要求,并在此基礎(chǔ)上與原相關(guān)設(shè)計單位進行技術(shù)交流和交底,同時要了解本工程的建筑結(jié)構(gòu)和建筑功能布置,是否與機電系統(tǒng)的設(shè)備布置和管線走向相“匹配”。與建筑裝修設(shè)計進行充分的技術(shù)交流,以保證各機電系統(tǒng)的“終端”定位準確。與土建總承包進行充分的技術(shù)交底,以了解土建結(jié)構(gòu)的施工工藝和方法,保證設(shè)計深化后使機電系統(tǒng)的施工工藝與土建施工交叉配合的矛盾最小化。

4.3 確立安全管理目標

重大設(shè)備、重大火災(zāi)、重大爆炸、重大生產(chǎn)、重大交通、重大人身傷亡事故等六大安全管理目標確立為零,即不允許在工程施工期間出現(xiàn)以上重大安全事故。輕傷事故率低于4‰。

4.4 加強施工人員素質(zhì)培訓(xùn)

在工程準備階段,針對目前工程施工人員多為農(nóng)民工,素質(zhì)參差不齊,技術(shù)高低不同的現(xiàn)狀,結(jié)合工程設(shè)計要求和具體施工情況,及時有計劃有針對性的組織施工人員進行培訓(xùn),主要內(nèi)容應(yīng)包括施工進程計劃、質(zhì)量要求、安全管理要求、技術(shù)規(guī)范要求等幾大部分,做好人員的準備工作。

5 結(jié)論

綜上所述，本文以空調(diào)系統(tǒng)總能耗為目標函數(shù),建立了廈門廈禾路某高層建筑空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化模型。并計算出空調(diào)系統(tǒng)不同符合率時,冷卻水流量率和冷水出口溫度的最優(yōu)運行值。

通過對優(yōu)化結(jié)果的分析可以得出:（1)經(jīng)過優(yōu)化后空調(diào)系統(tǒng)的總功率比額定功率明顯下降,節(jié)能效果明顯。（2)冷水出口溫度最優(yōu)運行值隨著符合率的減小而增大,同時符合減小時冷水出口溫度運行值的增大不僅可以滿足用戶制冷量的要求,還可以提高冷水機組的運行效率。（3)當(dāng)符合減小時,冷卻水流量率最優(yōu)運行值首先隨著符合率的減小而增大,隨后又隨著符合率的減小而減小。

[1]方芳.民用建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的噪聲控制[J].廣東土木與建筑，2005-02-15.

[2]賀愛萍，孫紹春.商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與節(jié)能[J].現(xiàn)代節(jié)能，1997-12-30.