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暖通空调信息技术及其发展

作者:磨石学校 | 来源:磨石学校 | 最后更新:2014-01-20  | 点击:
文章导读:

暖通空调 信息技术包括计算机软硬件、自动控制、人工智能、网络技术等方面,它们共同构成了暖通空调领域一个重要的发展方向,本文就这些技术本身及其发展作一个简要的回顾。 从控制的角度看,空调从一开始就是对室内温...

 

  暖通空调信息技术包括计算机软硬件、自动控制、人工智能、网络技术等方面,它们共同构成了暖通空调领域一个重要的发展方向,本文就这些技术本身及其发展作一个简要的回顾。 从控制的角度看,空调从一开始就是对室内温湿度等参数的控制,使之达到设计要求。
 
  以前,人们只能采用手动控制,随着电子技术的发展,人们开始在空调设备上采用自动控制。自1946年第一台电子计算机诞生以来,科学技术发生了一场深刻的革命,计算机不仅有惊人的运算速度和很高的计算精度,还具有记忆、判断等功能,随着计算机技术的不断发展和完善,它的可靠性不断提高,价格不断降低,从而在数据处理和工业控制方面得到了越来越广泛的应用,计算机技术用于空调系统控制已经取得了喜人的成绩。
 
  与此同时,自动控制技术也在不断发展,出现了诸如自适应控制、最优化控制、模糊控制和神经网络控制等新的控制方法和技术,这些控制方法已经或正在给空调技术的发展带来新的活力。七十年代以后,出现了大规模的集成电路、单片机和微型计算机,它与自动控制技术相结合,在空调技术实验室、空调设备生产车间、恒温恒湿空调房间及智能化大楼等空调领域得到了广泛的应用。
 
  暖通空调信息技术
 
  楼宇自动化系统(BAS) 空调设备控制的发展经历了由手动到自动、由单体到系统的过程。在智能化大楼中,集成了各种带自控终端的空调部件,并由中央控制系统协调运行。 为了节约能源,冷冻机上必须装备完善的自动控制模块。由于冷水机组是空调系统的冷源,耗能的主要设备,而且,由于整个空调系统的冷负荷是随着室外气象条件和季节的变化而变化的,因此冷水机组的控制任务除了保证要求的冷量以外,还要使机组的冷量随空调负荷的变化而变化,保持机组在部分负荷运行时仍然具有较高的效率。在活塞式机组内部,往往通过各气缸的起停来改变制冷量。
 
  离心式、螺杆式冷水机组采用变频调速技术已经能够实现制冷量的无级调节。对溴化锂吸收式制冷机组来说,需要具备完善的自控系统使各部分协调工作,并实现冷量的调节。就市场上销售的冷水机组来看,自控程度越高的产品越受到用户的欢迎,进口产品几乎全部采用计算机模块控制,并能实现参数的自动显示、记录和打印,操作人员可以修改控制参数和程序,机组本身也可以连接到主控计算机上,通过控制总线和通信协议成为整个智能化控制中心的一个终端。 当大楼的空调负荷改变时,系统中的各个部件,如风机、水泵、空调机组、风机盘管等设备在负荷也要发生相应的变化,因此这些设备也需要有较好的控制模块。
 
  模糊控制和变频调速空调设备 对于空调器的常规控制方法,当室外气象参数和室内负荷变化较大时,这些方法的控制效果较差,主要表现为所控制的室内温湿度波动较大,使人有忽冷忽热的感觉,因而总体舒适感受到一定的限制。为了使所控制的室内温湿度相对稳定,提高空调房间的舒适性,近几年来,在空调器领域引进了模糊控制方法。模糊控制是一种全新的控制技术,它特别适用于室外气象参数和室内负荷变化频繁的场合。与常规控制方法相比,模糊控制具有以下优点: 
 
  1.所控制的室内温湿度比较稳定,模糊控制空调器能够根据室外气象参数和室内负荷的变化,及时地调整制冷量或室内送风量,就象有一位经验丰富的空调专家在指挥一样,始终能够保持空调房间要求的舒适度。
 
  2.当采用变频压缩机时,可以减少压缩机的启停次数,从而可以节能并延长家用空调器的使用寿命。 
 
  VAV和VRV空调系统和设备 随着计算机技术、自动控制技术和变频技术的发展,空调系统和设备的控制变得更加精确和容易,同时,随着办公大楼智能化程度的提高,人们要求相应的空调系统更加舒适、安全和节能,并具备智能化功能,于是一种新的空调设计技术-VAV空调系统得以迅速发展。 在整个VAV空调系统中,自动控制和调节是关键技术,从以下的VAV空调系统的特点可以看出: 
 
  (1)能实现局部区域或房间的灵活控制,可根据负荷的变化或个人的舒适要求自动调节自己的工作环境;不用再热方式或双风管方式就能适应多种室内舒适要求和工艺设计要求,并完全消除再热方式和双风管方式所带来的冷热混合损失。 
 
  (2)自动调节各房间的送入能量,在考虑同时使用系数的情况下空调器总装机容量可减少10~30%。 
 
  (3)室内无过热过冷现象,由此可减少空调负荷15~30%。
 
   (4)部分负荷运转时可大量减少送风动力,当全年平均空调负荷率为60%时,VAV空调系统(变静压法控制)可节约风机动力78%。
 
  建筑工程一元化:即建筑工程各工种(建筑、结构、水、暖、电等)在同一软硬件环境下工作,特别是在网络环境下,优势更为明显。各工种互提资料、互传信息,成为一个完整的设计系统,不仅可大大提高设计效率,而且还可使设计质量更加满意。
 
  计算绘图一体化:单纯的计算软件或单纯的绘图软件的应用范围和发展前途将受到限制,优秀的设计软件应当实现计算与绘图一体化,即计算与绘图有机地结合成为一个整体;当需要进行计算时就能计算,计算的结果能用于绘图,如此循环直至工程设计完成。
 
  空调CAD的应用范围不限于空调工程的设计,它还用于空调新产品的开发。 空调能耗分析软件,例如美国能源部开发的DOE软件,已经能够对已经建成的和将要建造的大楼空调系统的运行进行全年负荷动态分析、能量消耗模拟和技术经济分析,设计人员可以由此判断空调设计的优劣,并提出空调系统的最佳控制和管理办法。 空调设计专家系统也取得了较大的成果,它能给出特定建筑物的空调系统的各种可能的设计方案,并评判它们的优劣,从而可以得到最好的空调设计。
 
        气流模拟软件的发展经历了以下几个阶段: 
 
  (1)从简单的单个送风口气流状态,到多风口相互影响下的室内气流组织; 
 
  (2)从二维到三维; 
 
  (3)从稳态到动态; 3 总结 现代空调有两个发展方向:走可持续发展之路与充分利用信息技术为暖通空调服务。这两者并不是孤立的,而是相互促进、相互联系的,空调技术走可持续发展之路要求充分利用信息,充分利用信息技术为空调技术走可持续发展之路提供了保障。
 
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