高哲

（安徽理工大學）

淺談智能化管理功能在空氣調(diào)節(jié)中的應用

高哲

（安徽理工大學）

傳統(tǒng)的一對一的機械開關方式控制空調(diào)設備的運轉，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)運轉來調(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)的形式進行自動化連接以達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

隨著當今城市化的社會結構變化和人們對生活不斷要求進步，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)量能否達到要求，成為人們熱切關注的問題。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)運轉來調(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、風速及潔凈度不符合人體舒適度的要求，這就導致了不必要的能耗。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)方式包括一次回風式系統(tǒng)和二次回風式系統(tǒng)，稱為定風量系統(tǒng)（CAV）。一次回風式系統(tǒng)是新風與回風在空氣冷卻器前混合，二次回風系統(tǒng)是新風與回風在空氣冷卻器前混合經(jīng)處理后再與回風混合。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)的新風量及冷熱量，不能滿足全年有效運行的要求,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

當今社會，科學技術水平快速發(fā)展，越來越多的智能化控制設備進入市場，被人們接受并逐步進入其生活中。建筑物內(nèi)多樣化的房間構造、多樣化的功能需求也越來越多地被人們所設計使用。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)設備靜態(tài)、被動的運行方式進行智能化管理，從控制功能上進行自動調(diào)節(jié)優(yōu)化，并且將各個房間分散的空調(diào)設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”地開啟方式轉變?yōu)橐灾悄芗敖K端控制設備為基礎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備，計算得到冬夏季設計工況所需新風量及冷熱量，再由控制設備控制壓縮機的運行臺數(shù)及節(jié)流閥的開度來改變冷熱負荷及確定需要送入室內(nèi)的新風量。避免了傳統(tǒng)的空調(diào)設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)維持在準許的可變范圍內(nèi)，需要對空調(diào)機器露點溫度及加熱前后的溫濕度等參數(shù)進行有效的調(diào)節(jié)。在室內(nèi)余熱、余濕均變化的設計工況下，對一般中央空調(diào)系統(tǒng)運行工況進行分析。

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、采暖、換氣等環(huán)節(jié)的綜合持續(xù)地調(diào)節(jié)，以期達到設定的理想狀態(tài)N′，必須設計不同的調(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)濟效益方面來說，管理者只需簡單地維護極少的設備本體（如傳感器和控制裝置）就能滿足要求，也響應了國家“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)達國家晚，雖然自國外空調(diào)行業(yè)先進的智能化管理空氣調(diào)節(jié)理念進入我國以來，我國空調(diào)領域在得到快速的發(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)設計水平已進入新的發(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的各類產(chǎn)品已經(jīng)逐漸進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)公司不失時機地開展了對設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、高精度和簡結構的智能化管理系統(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下，建設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，建設一系列能充分利用當?shù)氐奶柲?、風能、地熱能等可再生能源的節(jié)能設施，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構密切結合，從根本上解決城市能源及空調(diào)節(jié)能問題，符合科學發(fā)展觀的要求。另外，二者的結合增強了城市可持續(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)能減排號召的當下，研究智能化管理功能在空氣調(diào)節(jié)中的應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