时间：2023-03-17 18:07:09
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关键词锅炉房/计算机控制/供暖
AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.
Keywordscomputercontrol，heating，boiler
5.1供暖热水锅炉房内监测与控制的主要目的应为：
·提高系统的安全性，保证系统能够正常运行；
·全面监测并记录各运行参数，降低运行人员工作量，提高管理水平；
·对燃烧过程和热水循环过程进行有效的控制调节，提高锅炉效率，节省运行能耗，并减少大气污染。
对于热水锅炉，可将被监测控制对象分为燃烧系统和水系统两部分分别进行讨论。整个计算机监测控制管理系统可按图5-1形式由若干台现场控制机（DCU）和一台中央管理机构成。各DCU分别对燃烧系统、水系统进行监测控制，中央管理机则显示并记录这两个系统的在线状态参数，根据供热状态况确定锅炉、循环泵的开启台数，设定供水温度及循环流量，协调各台DCU完成各监测控制管理功能。
5．1．1燃烧系统监测与控制
图5-1锅炉房计算机的监控系统
对于链条式热水锅炉，燃烧过程的控制主要是根据对产热量的要求控制链条速度及进煤挡板高度，根据炉膛内燃烧状况及排烟的含氧量及炉膛内的负压度控制鼓风机、引风机的风量，从而既根据供暖的要求产生热量，又获得较高的燃烧效率。为此需要监测的参数有：
·排烟温度：一般使用铜电阻或热电偶来测量；再配之以相应的温度变送器，即可产生4～20mA或0～10mA的电流信号，通过DCU的模拟量输入通道AI即接入计算机。
·排烟含氧量：目前较多采用氧化锆传感器，可以对0.1%～21%范围内的高温气体的含氧量实现较精确的测量，其输出通过变送器后亦可转换为4～20mA或0～10mA电流信号。
·空气预热器出口热风温度：同上述测温方法。
·炉膛、对流受热面进出口、省煤器出口、空气预热器出口、除尘器出口烟气压力：测点可根据具体要求增减，一般采用膜盒式或波纹管式微压差传感器，再通过相应的变送器变为4～20mA或0～10mA电流信号，接入DCU的AI通道。
·一次风、二次风风压，空气预热器前后压差：测量方法同上。
·挡煤板高度测量：通过专门的机械装置将其转换为电阻信号，再变成标准电流信号，送入DCU的AI通道。
·供水温度及产热量：由水系统的DCU测出后通过通讯系统送来。
燃烧系统需要控制调节的装置为：
·炉排速度：由可控硅调压，改变直流电机转速
·挡煤板高度：控制电机正反转，通过机械装置带动挡板运动
·鼓风机风量：调鼓风机各风室风阀或通过变频器调风机转速
·引风机风量：调引风机风阀或通过变频器高风机转速
为了监测上述调节装置是否正常动作，还应配置适当的手段测试上述调节装置的实际状态。炉排速度和挡煤板高度可通过适当的机械机构结合霍尔元件等位置探测传感器来实现，风机风量的调节则可以通过风阀的阀位反馈信号或变频器的频率输出信号得到。
燃烧过程的控制调节主要包括事故下的保护，启停过程控制，正常的燃烧过程调节三部分。
·事故保护：这主要是由于某种原因造成循环水停止或循环量过小，以及锅炉内水温太高，出现汽化。此时最重要的是恢复水的循环，同时制止炉膛内的燃烧。这就需要停止给煤，停止炉排运行。停止鼓风机，引风机。DCU接收水温超高的信号后，就应立即进入事故处理程序，按照上述顺序停止锅炉运行，并响铃报警，通知运行管理人员，必要时还可通过手动补入冷水排除热水，进行锅炉降温。
启停控制：启动点火一般都是人工手动进行，但对于间歇运行的锅炉，封火暂停机和再次启动的过程则可以由DCU控制自动进行。封火过程为逐渐停止炉排运动，停掉鼓风机，然后停止引风机。重新启动的过程则是开启引风机，慢慢开大鼓风机，随炉温升高慢慢加大炉排进行速度。
正常运行调节：正常运行时的调节主要是使锅炉出口水温度维持在要求的设定值，同时达到高燃烧效率，低排烟温度，并使炉膛内保持负压。这时作为参照的测量参数有炉膛内的温度分布、压力分布、排烟含水量氧量等。锅炉的给煤量可以通过炉排速度和挡煤板高度（即煤层厚度）确定，鼓风机则可以根据空气预热器进出口空气的压差判断其相对的变化，此时可以调整控制量有炉排速度、煤层厚度（调整挡煤矿板高度）、鼓风机转速、各风室风阀、引风机转速或风阀。上述各调节手段与各可参照的测量参数都不是单一的对应关系，因此很难用如PID算法之类的简单控制调节算法。目前，控制调节效果较好的大都采用"模糊控制"方法或"规则控制"法，都是根据大量的人工调节运行经验而总结出的调节运行方法。
当燃烧充分时，锅炉的出力主要取决于燃煤量，因此锅炉出口水温的控制主要靠炉排速度及煤层厚度来调节，煤层厚度与煤种有很大关系，炉膛内燃烧状况可以通过炉膛内温度分布及煤层风阻来确定。燃烧充分时炉膛内中部温度最高，炉排尾部距挡渣器前煤已燃尽，温度降低。鼓风机则应根据进煤量的增减而增减送风量，同时通过观测排烟的含氧量最终确定风量是否适宜。引风机则可根据炉膛内负压状态决定运行状态，维持炉内微负压，从而既保证煤的充分燃烧，又不会使烟气和火焰外溢。根据如上分析，可采用如下调节规则：
每h一次，根据炉膛内温度分布调整煤层厚度及炉排速度，最高温度点后移，则将炉排速度降低5%，同时将挡煤板提高5%，当最高温度点前移时，则将炉排速度提高5%，同时将挡煤板降低5%。
每2h一次：若出水温度高于设定值2℃以上，则将炉排速度降低5%，若出水温度低于设定值2℃以上，则将炉排速度加大5%，加大和减小炉排速度的同时，还要相应地将鼓风机转速开大或减小。当采用风阀调整鼓风量时，则调阀，观察空气预热器前后压差使此压差增大或减少10%。
每15min一次：若排烟含氧量高于高定值，则适当减少鼓风同风量（降低转速或关小风阀），若低于高定值，则增加鼓风机风量。
每15min一次：若炉膛负压值偏小（或变为正压），加大引风机转速或开大风阀，若负压值偏大，则降低引风机风量。
以上调节规则中，所谓"合理的炉膛温度分布"取决于锅炉形式及测温传感器安装位置，需通过具体运行实测分析后，给出"合理"，"最高温度前移"，"最高温度后移"的判据，然后将其再写入DCU控制逻辑中。同样，排烟含氧量的设定值，含氧量出现偏差时对鼓风机风量的修正等参数也需要在锅炉试运行后，根据实际情况摸索，逐步确定。当然这几个修正量参数也可以在运行过程中通过所谓"自学习"的方法得到，在这里不做过多的讨论。
5．1．2锅炉房水系统的监测控制
锅炉房水系统的计算机监测控制系统的主要任务是保证系统的安全性；对运行参数进行计量和统计；根据要求调整运行工况。
·安全性保证：保证主循环泵的正常运行和补水泵的及时补水，使锅炉中循环水不会中断，也不会由于欠压缺水而放空。这是锅炉房安全运行的最主要的保证。
·计量和统计：测定供回水温度和循环水量，以得到实际的供热量；测定补水流量，以得到累计补水量。供热量及补水量是考查锅炉房运行效果的主要参数。
·运行工况调整：根据要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速，调整循环流量，以适应供暖负荷的变化，节省运行电费。
图5-2为由2台热水锅炉、4台循环水泵构成的锅炉房水系统示意图。图中还给出建议的测量元件和控制元件。
2台锅炉的热水出口均安装测温点，从而可了解锅炉出力状况。为了了解每台锅炉的流量，最好在每台锅炉入口或出口安装流量计，一般可采用涡街式流量计。涡街式流量计投资较高，可以按照图5-2那样在锅炉入口调节阀后面安装压力传感器，根据测出的压力p3，p4与锅炉出口压力p1之压差，也可以间接得到2台锅炉间的流量比例。2台锅炉入口分别安装电动调节阀来调整流量，可以使在2台锅炉都运行时，流量分配基本一致，而当低负荷工况下1台锅炉停止或封火，循环水泵运行台数也减少时，自动调节流量分配，使运行的锅炉通过总流量的90%以上，封火的锅炉仅通过总流量的5%～10%，仅维持其不至于过热。
图5-2锅炉房水系统原理及其测控点
温度传感器t3，t4，t5和流量传感器F1一起构成对热量的计量。用户侧供暖热量为，GF1cp(t3-t4)，其中GF1为用流量F1测出的流量。锅炉提供的热量则为GF1cp(t3-t5)，二者之差是用于加热补水所需要的热量。长期记录此热量并经常对其作统计分析，与煤耗量比较，既可检查锅炉效率的变化，及时发现锅炉可能出现的问题，与外温变化情况相比较，则又可以了解管网系统的变化及供热系统的变化，从而为科学地管理供暖系统的运行提供依据。
泵1～4为主循环泵。压力传感器p1，p2则观测网路的供回水压力。安装4台泵时的一般视负荷变化情况同时运行2台或3台水泵，留1台或2台备用。用DCU控制和管理这些循环水泵时，如前几讲所述，不仅要能够控制各台泵的启停，同时还应通过测量主接触器的辅助触点状态测出每台泵的开停状态。这样，当发现某台泵由于故障而突然停止运行时，DCU即可立即启动备用泵，避免出现因循环泵故障而使锅炉中循环水停止流动的事故。流量传感器F1也是观察循环水是否正常的重要手段。当外网由于某种原因关闭，尽管循环水泵运行，但流量可以为零或非常小，此时也应立即报警，通过计算机使锅炉自动停止，同时由运行值班人员立即手动开启锅炉的旁通阀V4，恢复锅炉内的水循环。
泵5，6与压力测量装置p2，流量测量装置F2及旁通阀V3构成补水定压系统，当p2压力降低时，开启一台补水泵向系统中补水，待p2升至设定的压力值时，停止补水。为防止管网系统中压力波动太大，当未设膨胀水箱时，还可设置旁通阀V3来维持压力的稳定。长期使一台补水泵运行，通过调整阀门V3来维持压力p2不变。补水泵5，6也是互为备用，因此DCU要测出每台泵的实际启停状态，当发现运行的泵突然停止或需要启动的泵不能启动时，立即启动另一台泵，防止系统因缺水而放空。流量计F2用来计算累计的补水量，它可以是涡街流量计，也可以采用通常的冷水水表，或有电信号输出的水表。
5．1．3锅炉房的中央管理机
如图5-1所示，可采用一台中央管理计算机与各台DCU连接，协调整个锅炉房及热网的运行调节与管理。中央机主要工作任务为：
·通过图形方式显示燃烧系统、水系统及外网系统的运行参数，记录和显示这些参数的长期变化过程，统计分析耗热量、补水量、外温及供回水温度的变化。
·根据外温变化情况，预测负荷的变化，从而确定供热参数，即循环水量及泵的开启台数、供水温度、锅炉运行台数。将这些决定通知相应的DCU产生相应原操作或修改相应的设定值。负荷的预测可以根据测出的以往24h的平均外温w来确定：
(5-1)
式中为Q0设计负荷，t0为设计状态下的室外温度，Q为预测出的负荷。考虑到建筑物和管网系统的热惯性，采用时间序列的方法来预测实际需要的负荷，可能要更准确些。
式（5-1）中的负荷尽管每h计算一次，但由于是取前24h的平均外温，因此它随时间变化很缓慢。每hQ的变化ΔQ仅为：
（5-2）
其中tw,τ-tw,τ-24为两天间同一时刻温度之差，一般不会超过5℃，因此ΔQ的变化总是小于Q的1%，所以不会引起系统的频繁调节。
根据预测的负荷可以确定锅炉的开启台数Nb：Nb≥Q/q0，其中q0为每台锅炉的最大出力。由此还可确定循环水泵的开启台数。
要求的总循环量G=max（Q/(Δt·cp）Cmin)，其中Gmin为不产生垂直失调时要求的最小系统流量，Δt为设定的供回水温差。由于多台泵并联时，总流量并非与开启台数成正比，因此可预先在计算机中预置一个开启台数成正比，因此可预先在计算机中预置一个开启台数与流量的关系对应表，由此可求出要求的运行台数。
·分析判断系统出现的故障并报警。锅炉及锅炉房可能出现的故障及由计算机进行判断的方法为：
--水冷壁管或对流管爆管事故此时补水量迅速增加，炉膛内温度迅速下降，排烟温度下降，炉膛内温度迅速下降，排烟温度下降，炉膛内压力迅速由负压变为正压。
--水侧升温汽化事故此时锅炉热水出口温度迅速提高，接近达到或超过出口压力对应的饱和温度。
--锅炉内压力超压事故测出水侧压力突然升高，超过允许的工作压力；
--管网漏水严重测了水侧压力降低，补水量增大；
--锅炉内水系统循环不良测出总循环水量GF1减少很多，压差p3-p1或p4-p1加大；
--除污器堵塞测出总循环水量GF1减少，当阀门V1、V2全开时压差p3-p2、p4-p2仍偏小，说明压力传感器p2的测点至循环水泵入口间的除污器的堵塞。
--炉排故障测出的炉排运动速度与设定值有较大差别；
--引风机、鼓风机、水泵故障相应的主接触器跳闸，或所测出的空气压差或水循环流量与风机、水泵的设计状况有较大出入。
利用计算机根据上述规则及实测运行参数不断进行分析判断，即可及时发现上述事故或故障，并立即采取报警和停炉等相应的措施，从而防止事故的进一步扩大或故障转化为事故，提高运行管理的安全性。
5．2蒸汽-水和水-水换热站的监测与控制
对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源，通过换热站向小区供热的系统来说，换热站的作用就同上一节的供暖锅炉房一样，只是用热交换器代替了热水锅炉。
图5-3为蒸汽-水换热站的流程及相应的测控制元件。水侧与图5-2一样，控制泵5、6及阀V2根据p2的压力值补水和定压；启停泵1～4来调整循环水量；由t2，t3及流量测量装置F1来确定实际的供热量。与锅炉房不同的是增加了换热器、凝水泵的控制以及蒸汽的计量。
图5-3蒸汽-水换热站的测量与控制
蒸汽计量可以通过测量蒸汽温度t1、压力p3和流量F3实现，F3可以选取用涡街流量计测量，它测出的为体积流量，通过t1和p3由水蒸气性质表可查出相应状态下水蒸气的比体积ρ，从而由体积流量换算出质量流量。为了能由t和p查出比体积，要求水蒸气为过热蒸汽。为此将减压调节阀移至测量元件的前面，如图5-3中所示，这样即使输送来的蒸汽为饱和蒸汽，经调节阀等焓减压后，也可成为过热蒸汽。
实际上还可以通过测量凝水量来确定蒸汽流量。如果凝水箱中两个液位传感器L1、L2灵敏度较高，则可在L2输出无水信号后，停止凝水排水泵，当L2再次输出有水信号时，计算机开始计时，直到L1发出有水信号时，计时停止，同时启动凝水泵开始排水。从L2输出有水信号至L1开始输出有水信号间的流量可以用重量法准确标定出，从而即可通过DCU对这两个水位计的输出信号得到一段时间内的蒸汽平均质量流量，代替流量计F3，并获得更精确的测量。当然此处要求液位传感器L1、L2具有较高灵敏度。一般如浮球式等机械式液位传感器误差较大，而应采取如电容式等非直接接触的电子类液位传感器。
加热量由蒸汽侧调节阀V1控制。此时V1实际上是控制进入换热器的蒸汽压力，从而决定了冷凝温度，也就确定了传热量。为改善换热器的调节特性，可以根据要求的加热量或出口水温确定进入加热器的蒸汽压力的设定值。调整阀门V1使出口蒸汽压力p3达到这一设定值。与直接根据出口水温调整阀门的方式相比，这种串级调节的方式可获得更好的调节效果。
供水温度t3的设定值，循环泵的开启台数或要求的循环水量的确定，可以同上一节一样，根据前24h的外温平均值查算供热曲线得到要求的供热量，并算出要求的循环水量。供水温度的设定值t3,set可由调整后测出的循环水量G、要求的热量Q及实测回水温度t2确定：
t3,set=t2+Q/（cp·G）
随着供水温度t3的改变，t2也会缓慢变化，从而使要求的供水温度同时相应地改变，以保证供出的热量与要求的热量设定值一致。
对于一次网为热水的水-水换热站，原则上可以按照完全相同的方式进行，如图5-4。取消二次供水侧的流量计F1，仅测量高温热水侧的流量F3，再通过即可和到二次侧的循环水量，一般高温水温差大，流量小，因此将流量计装在高温侧可降低成本。测量高温水侧供回水压力p3、p4可了解高温侧水网的压力分布状况，以指导高温侧水网的调节。
图5-4水-水换热站的测量与控制
调整电动阀门V1改变高温水进入换热器的流量，即可改变换热量。可以按照前述方法确定二次侧供水温设定值，由V1按此设定值进行调节。在实际工程中，高温水网侧的主要问题是水力失调，由于各支路通过干管彼此相连，一个热力站的调整往往会导致邻近热力站流量的变化。另外，高温水侧管网总的循环水量也很难与各换热站所要求的流量变化相匹配，于是往往造成外温降低时各换热站都将高温侧水阀V1开大，试图增大流量，结果距热源近的换热站流量得到满足，而距热源远的换热站流量反而减少，造成系统严重的区域失调。解决这种问题的方法就是采用全网的集中控制，由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位或流量，各换热站的DCU则仅是接收通过通讯网送来的关于调整阀门V1的命令，并按此命令进行相应的调整。高温水侧面管网的集中控制调节。将在一下节中详细介绍。
5．3小区热网的监测与调节
小区热网指供暖锅炉房或换热站至各供暖建筑间的管网的监测调节。小区热网的主要问题也是冷热不均，有些建筑或建筑某部分流量偏大，室内过热，而另一些建筑或建筑的另一部分却由于流量不足而偏冷。这样，计算机系统的中心任务就是掌握小区各建筑物的实际供暖状况，并帮助维护人员解决冷热不均问题。
测量各户室温是对供暖效果最直接的观测，但实际系统中尤其是对住宅来说，很难在各房间安装温度传感器。比较现实的方法就是测量回水温度，根据各支路回水温度的差别，就可以估计出各支路所负责建筑平均室温的差别。如果各支路回水温度调整到相同值，就意味着各支路所带散热器的平均温度彼此相同，因此可以认为室温也基本相同。一般住宅的回水温度测点可选在建筑热入口中的回水管上。对于大型建筑，可选在设备夹层中几个主要支路的回水干管上。
要解决冷热不均问题就需要对系统的流量分配进行调整，在各支路上都安装由计算机进行自动调节的电动调节阀成本会很高，同时一旦各支路流量调节均匀，在无局部的特殊变化时，系统应保持冷热均匀的状态，不需要经常调整。因此可以在各支路上安装手动调节阀，通过计算机监测和指导与人工手动调节相配合的方法实现小区供暖系统的调节和管理。为便于人工手动调节，希望各支路的调节阀有较准确的开度指示。目前国内推广建研院空调所等几个单位研究开发流量调配阀，有准确的阀位指示，阀位可锁定，并提供较准确的阀位-阻力特性曲线，采用这种阀门将更易于计算机指导下的人工调节。
根据上述讨论，计算机系统要测出各支路的回水温度，并将其统一送到供暖小区的中央管理计算机中进行显示、记录和分析。测出这些回水温度的方法有如下两种方式：
集中十余个回水温度测点设置1台DCU。此DCU仅需要温度测量输入通道。再通过专门铺设的局部网或通过调制解调器经过电话线与小区的中央管理联接。当这十几个温度相互距离较远时，温度传感器至DCU之间的电缆的铺设有时就有较大困难，温度信号的长线传输亦会有一些干扰等影响。这种方式仅在建筑物较集中、每一组联至一台DCU的测温点相距不太远时适用。
采用内部装有单片机的智能式温度传感器，可以连接通讯网通讯或通过调制解调器搭用电话线连至中央管理计算机。这样，可以在距测点最近的楼道墙壁上挂上一台带有调制解调器的温度变送器，通过一根电缆接至回水管上的温度传感器，再通过一根电缆搭接邻近电话线。目前这类设备每套价格可在1000～1500元人民币之间。如果每1000～3000m2建筑安装一个回水温度测点，则平均每m2供暖建筑投资在0.50～1元间。
小区的中央管理计算机采集到各点的回水温度后，可在屏幕上通过图形方式显示，使运行管理人员对当时的供热状况一目了然。还可根据各支路间回水温度的差别计算各支路阀门需要的调整量。对于一般的带有阀位指示的调节阀，这种分析只能采用某种基于经验的规则判断法，下面为其一例：
找出温度最高的10%支路的平均温度max，温度最低的10%支路和的平均温度min，全网平均回水温度。
若max-min<3℃，不需要再做调节。
若max->2℃，将温度最高的10%支路阀门都关小，与相比温度每高1℃关小3%5～%；
若max-<-2℃，将温度最低的10%支路阀门都开大，与相比温度每高1℃开大3%～5%；
根据上面的分析结果，计算机显示并打印出需要调节的支路及其调节量。运行管理人员根据计算机的输出结果到现场进行手动调节。在供暖初期每3天左右进行一次这种调节。一般经过6～8次即可使一个小区基本实现均匀供热。
采用流量调配阀时可以使调节效率更高，效果更好。此时需要将现场各流量调配阀的实际开度、流量调配阀的开度-阻力特性性能曲线及小区管网的连接关系图输入中央管理计算机，有专门的算法可以根据调整阀门后回水温度的变化情况识别出管网的阻力特性及热用户的热力特性，从而可较准确地给出各流量调本阀需要调整的开度[4]，每次调整后，调整人员需将实际上各调节阀的调整程度输入计算机。计算机进而计算了下一次需要的调整量，像这样一次高速可间隔2～5d。模拟分析与实验结果表明，一般只要进行3～4次调节，即可使各支路的回水温度调整到相互间差值都在3℃以内，实现较好的均匀供热[8]。
目前，许多供热公司和有关管理部门开始提出装设热量计，以按照实际供热量收供暖费，各种采用单片计算机的热量计相应出台。这种热量计多是由一台转子式流量计和两台温度传感器配一台单片计算机构成。转子式流量计每流过一个单元流量即发出一个脉冲，由单片机测出此脉冲，得到流量，再乘以当时测出的供回水温差，即可行到相应的热量，由单片要对此热量值进行累计和其它统计分析就成为热量计。目前的单片机稍加扩充就可以具有通讯功能，通过调制解调器将它与电话线连接，就能实现热量计与小区供暖的中央管理机通讯。这样，不但各用户的用热量能够及时在中央管理机中反映，各用户的回水温度状况还能随时送到中央管理计算机中，从而可以对网的不平衡发问进行分析，给出热网的调节方案。这样，将热量计、通讯网与小区中央管理计算机三者结合，就可以全面实施小区热网的热量计量、统计与管理、运行调节分析三部分功能，较好地解决小区热网的运行、管理与调节。
5．4热电联产的集中供热网的计算机监控管理
热电联产的集中供热网可以分成两部分：热源至各热力站间的一次网，热力站至各用户建筑的二次网。后者的控制调节已在前几节讨论，本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。
一次网有蒸汽网和热水网两种形式，对于蒸汽网，各热力站为前面讨论过的蒸汽-热水换热站，一次网的管理主要是各热力站蒸汽用量的准确计量，这在前面也已讨论。下面主要研究热水网的监测控制调节。
若忽略热网本身的惯性，则系统各时刻和热力站换热量之和总是等于热源供出的总热量，此外各热力站一次网循环水量之和又总是等于热源循环泵的流量，不论是冷凝式、抽汽式还是背压式热电厂，其输出到热网的热量都不是完全由各热力站的调节决定，而是由热电厂本身的调节来决定，取决于进入蒸汽-水换热器的蒸汽量。由于热电厂控制调节输出热量时很难准确了解各热力站对热量的需求，同时还要兼顾发电的要求，不能完全根据各热力站需要的热量调整，于是热源供出的热量就很难与各热力站实际需求的热量之和一致，这样，就导致控制调节上的一些矛盾。
为简单起见，假设热电厂向蒸汽-水加热器送入固定的蒸汽量Q0，如图5-5，若此热量大于各热力站需要的热量，则各热力站二次侧调节纷纷关小。以减小流量。由此使总流量相应减少，导致供回水温差加大。如果电厂维持蒸汽量Q0不变则各热力站调节阀的关小并不能使总热量减少，而只是根据网的特性及各热力站调节特性的不同，有的热力产流量减少的多，使得供热量有所减少；有的热力站流量减少的幅度小，则供热量反而电动阀加。同样，如果Q0小于各热力站需要的总热量时，各热力站的调节阀纷纷开大，使流量增加，由此导致供回水温差减小。热力站1，2可能由于热量增大的幅度大于水温降低的幅度，供热量的需求得以满足，但由于流量增大，泵的压力降低，干管压降又减小，导致3，4的资用压头大幅度下降，阀门开大后，流量也增加不多，甚至还要下降，这样，供热量反而减少。由此可见在这种情况下各热力站对一次侧阀门的调节实际是对各热力站之间的热量分配比例的调节，而不是对热量的调节，如果各热力站都是这样独立地根据自己小区的供热需求进行调节，而热电厂又不做相应的配合，则整个热网不可能调整控制好。实际上热电厂也会进行一些相应的调节，例如发现t供升高时会减少蒸汽量，t供降低时会增加蒸汽量，但Q0总是不可能时刻与各热力站总的需求量一致，上述矛盾是永远存在的。
图5-5热电厂与各热力站之间的平衡
因此，就不宜对各个热力站按照第5.1、5.2节中的讨论的，根据外温独立调节。既然各热力站一次侧阀门的调节只解决热量的分配比例，那么对它们的调节亦应该根据对热量的分配比例来调节。一种方式是如果认为供热量应与供热面积成正比，则测出每个热力站的瞬时供热量，根据各热力站的供热面积，计算每个热力站的单位面积q。对q偏大的热力站关小调节阀，对q偏小的则开大调节阀，这样不断修正，直至各热力站的q相同为止。再一种方式则是认为各散热器内的平均温度相同，房间的供热效果就相同。由于散热器的平均温度等于二次侧的供回水平均温度，因此可以各热力站二次侧供回水平均温度调整成一致目标，统一确定热力站二次侧供回水平均温度的设定值，根据此设定值与实测供回水平均温度确定开大或关小一次侧调节阀。按照这一思路，对各热力站的调节以达到热量的平均分配为目的，以实现均匀供热。热电厂再根据外温变化，统一对总的供热量进行调整，以保证供热效果并且不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物效果并不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物均处在同一外温下，因此，一旦系统调整均匀，对各热和站调节阀的调整很少，热源的总的供热以数随外温改变，各热力站的调节阀则不需要随外温而变化，只当小区二次系统发生一些变化时才需要进行相应的调节。
要实现这种调节方式，就必须对全网各热力站的调节阀实行集中统一的控制调节。可以在每个热力站设一台DCU现场控制机，测量一、二次侧的水温、压力、流量及二次侧循环泵状态，并可控制一次侧电动调节阀。通过通讯网将各热力站连至中央管理计算机。由于热力站分布范围很大，通讯距离较过远，这时的通讯可通过调制解调器搭用电话线，也可以随着供热干管同时埋设通讯电缆，使用双绞线按照电流环方式通讯。中央管理机不断采集各热力站发送来的实测温度、压力、流量，定期计算热力站发送来的实测温度、压力、流量，定期计算热力站发送来的实测温度的设定值与和各热力站实测值的比较，直接命令各热力站DCU开大/关小电动调节阀。各热力站二次侧回水温度的变化是一惯性很大且缓慢的过程，因此应采有0.5～1h以上的时间步长进行调节，以防止振荡。
除对热网工况进行高速外，计算机控制系统还应为保证系统的安全运行做出贡献。当热力站采用直连的方式，不使用热交换器时，最常见的事故就是管道内超压导致散热器胀裂，DCU可直接监视用户的供回水管压力，发现超压立即关闭供水阀，起到保护作用。无论直连还是间连网，另一类严重的事故就是一次网漏水。严重的管道漏水如不能及时发现并切断和修复，将严重影响供热系统和热电厂的运行。根据各热力站DCU监测的一次网供回水压力分布，还可以从其中的突然变化判断漏水事故及其位置，这对提高热网的安全运行有十分重要的意义，这类系统压力分析与事故判断的工作应属于中央管理机的工作内容。
5．5参考文献
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5江亿，城市集中供热网的计算机控制和管理，区域供热，1995（5）。
6YiJiang,Faultdetectionanddiagnosisindistrictheatingsystem.Pan-pacificsymposiumonbuildingandurbanenvironmentalconditioninginAsia.Nagoya,Japan,1995,..
21世纪，全世界政治家和学者讨论得最多的热点话题之一便是地球温暖化与气候变迁。近一万年中，地球大气平均温度仅升高不到2℃，但最近的两百年中，全球的平均温度却上升了1.6℃。照此速度发展下去，到2030年或2050年全球平均气温将升高1.5至4.5℃，是过去的5至10倍。据统计，建筑能耗占各类总能耗的30以上，因此，在减少温室气体排放和节约自然资源，减缓全球变暖方面，建筑节能职责重大。
2004年末，我国各地区城市实有住宅建筑面积共96.2亿m2，2004年全国城镇又新建住宅竣工面积5.7亿m2，此外，全国农村还新建住宅面积6.8亿m2，规模十分巨大。而建设部部长指出，我国建筑能耗是相同气候条件发达国家的2至3倍，在全面建设小康社会的进程中，建设系统资源节约的任务十分艰巨。因此，节能便成为我国实现与自然和谐发展、进而实现可持续发展战略的重要组成部分。由于以暖通空调为主的建筑能耗在总能耗中占有举足轻重的作用，因此建筑节能就具有保护地球环境更深层次的意义。据估算，我国一栋20000m2的使用热泵空调的办公楼，其温室气体排放量达700t/a，而日本仅为390t/a，我国的建筑用能水平不高（例如上海的人均用电量仅为发达国家的几分之一），室内环境的标准也不高（例如办公楼内照明标准仅100-200xl，而日本则在500xl以上），在这样的前提下，温室气体的排放量却几乎是日本的一倍。则只能说明我国的能源转换效率低下，建筑节能技术落后，这些都急需改进。
2、CFC对环境的影响
所谓CFC（chloroflurocarbons），即氯氟烃类物质，也就是人们常提及的氟里昂。由于其化学性能的稳定，近百年来被广泛的应用于空调、制冷行业的保温与传热。当随着人们知识的日益丰富，人们也逐渐开始意识到CFC的大量使用与排放，对自然造成力极大的伤害。1974年，美国加州大学的Molina和Rouland教授首先提出，CFC的排放会造成臭氧层的破坏（所谓臭氧层是指在大气平流层距地20km处，地球上80的臭氧集中于此，形成一低浓度的臭氧层，它吸收了太阳光中99的高强度紫外线，使地球成为适宜人类生存的空间），而此前后的一系列研究也表明了上述观点：1969年，美国宇航局首次发现大气臭氧呈下降趋势；1985年，英国南极考察队发现南极上空臭氧空洞面积几乎相当于美国国土总面积，臭氧浓度约下降40；1987年北极联合考察队也发现CFC浓度高于预计50倍，并发现臭氧空洞；同时，我国的研究表明，华南和东北臭氧浓度下降约3，西北出现臭氧空洞。这一切都给人类敲响了警钟。
研究同时表明，臭氧浓度每下降1，紫外线强度将增加2.紫外线强度的增加，直接影响人体健康：使人体免疫力下降，体内蛋白质及DNA受破坏，是皮肤癌及白内障增加。同时它还影响海洋生物、植物的生长生存：紫外线的过量照射引起海洋生物死亡将破坏自然界的食物链。此外，CFC在生产使用过程中造成的能量消耗及CO2引起温室效应，紫外线的增加还会加剧高分子化合物的产生。
3、观点与对策
当前世界面临的巨大环境挑战亟待解决，暖通空调制冷行业也不例外。在温室气体排放方面，为了拯救人类的家园，1997年12月，联合国气候变化框架公约缔约方第3次大会通过艰苦的谈判，终于在日本京都通过了《京都议定书》。议定书规定了各缔约方到2010年所承担的包括CO2在内的6种温室气体的减排量。尽管中国作为发展中国家没有减排义务，但作为占地球村居民总数1/5的大国，保护人类家园是我们义不容辞的义务，它同样关系到我们将留给子孙后代一片怎样的天空。作为暖通空调行业，我们当前应做的就是制定适合于我国国情的建筑节能标准，提高能源利用效率。我国政府也正是这样做的，2001年，我国出台了自己的建筑节能标准，各省建筑节能标准也陆续出台。
在CFC问题上，国际上有识之士也做出了不懈的努力。1985年9月，维也纳会议首次就CFC问题发表了维也纳公约；1987年9月，联合国外长会议达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定》，1989年9月，发表了保护臭氧层的赫尔辛基宣言，并提出发展中国家问题；1991年6月，中国首次参加了内罗毕会议，修正了蒙特利尔协定；1992年12月，在哥本哈根会议上，HCFC列入了受控范围。从目前情况来看，在发达国家，1995年底发达国家CFC已被禁用，发展中国家也将在2005禁用。就近期来说，暖通空调行业主要以CFC的回收和再利用为主，在其基础上尽量减少CFC的排放；就长远而言，则应积极寻找替代工质。
3、结论
自改革开放以来，我国的经济持续高速发展，人民生活水平日益提高。但与此同时也应看到，与成两位数增长的经济相伴随的是对环境的毁灭性破坏。温室效应、臭氧空洞、工业污染、水污染及以土地荒漠化都是与市场的慷慨赠与相伴而来的一些主要危害。每年，我国大城市由环境污染而造成的患病人数大幅增加。“十一五”期间，我国经济仍将保持高速增长，有专家认为，如果不采取有力措施，2010年主要污染物排放总量将比2005年增加10～20，因此，在各行各业中，环境保护，与自然界协调发展已显示出越来越重要的地位。对于暖通空调制冷行业，必须树立起一种跨时空的全新道德观以约束我们的行动，在考虑到我们需求的同时，决不能对子孙后代满足他们需要的可能性构成危害。从一定意义上说，协调发展就是可持续发展。从目前来说，应当本着事实就是的态度，努力解决好建筑能耗及CFC方面的问题，为自己和子孙后代留下一片蓝天。
参考文献：
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1提升建筑运行管理水平的重要性自
GB50378—2006《绿色建筑评价标准》颁布以来，国内绿色建筑发展迈上了一个崭新的台阶。但是标准是否得到有效合理的实施，依据标准获得绿色建筑标识的项目是否“真绿”，结果却不尽如人意。标准有效实施的关键在于查看绿色建筑技术、设计、施工是否同步，绿色建筑理念是否在运营阶段得到落实。联合国环境规划署(UNEP)指出一栋建筑的能源分别消耗在建材生产、运输、施工、日常运行、维修保养、拆除及废弃物处理，其中建筑运行阶段能源占整个建筑全生命时限消耗的80%~90%以上。屈宏乐指出良好的节能设计、精细的节能施工固然重要。但运行阶段管理不到位，就会产生“节能建筑不节能”的现象。因此，从建筑全生命周期角度出发，提升绿色建筑在运行阶段的节能水平，切实展现规划设计建造阶段所提倡的绿色理念，才能充分发挥绿色技术应有的特点，并确保建筑的可持续发展。
2国内外绿色建筑重视运行管理的成功案例
国外绿色建筑重视运行管理策略，从而实现节约资源、减少运行能耗。日本东京一处房屋安装了可感知室外气候变化的感应器，可智能调节室内门窗启闭和空调开关情况，为居住者提供人性化使用空间和舒适的室内环境；美国德克萨斯州倡导以节能运行为导向的建筑用能模式，采用智能技术参与建筑运行时期的能耗管理，建筑内用能设备根据室内环境状况自动调节运作模式，不仅节约能耗20%，同时也体现了以人为本的绿色理念。随着各种新型低碳建筑技术涌现，我国建筑运行整体管理技术和水平也呈现出更新和进步的态势。在上海市建筑科学研究院的带领下，某办公楼研究探索出了一套绿色建筑运行管理策略：室内采用自然采光辅以人工照明；夏季夜间自然通风运行；过渡季节自然通风运行等，既充分享受到自然环境带来的舒适优质的室内环境，又实现了零能耗方式所带来的节能减排效果。
二加强绿色建筑运行实效的核心
开展绿色建筑运行检测“绿色”运行体现出了绿色理念贯穿于抽象的规划设计阶段、具体的建造实施阶段以及实际的运营管理阶段。如何鉴定建筑的绿色运行效果，判断建筑的实际节能减排效果，这些判定结果若仅依靠文字表述作出的定性解释无法完全说明问题，需要真实数据作为量化指标配合方能进行精确评估。“实践是检验真理的唯一标准”———现场实测的检验数据才能给出绿色建筑是否处于真正“绿色”运行的最科学公正的评价。
1《绿色建筑检测技术标准》保障绿色建筑检测顺利进行
中国绿建委为规范和指导绿色建筑检测活动，出台了CSUS/GBC05—2014《绿色建筑检测技术标准》(下称“标准”)。该标准作为我国第一本具有针对性的关于绿色建筑评价体系支撑的检测标准，填补了相关标准的空缺，将规范整个绿色建筑行业的检测活动，提高绿色建筑检测效率和质量，从而推进地方和国家绿色建筑检测市场的发展。
2绿色建筑检测
对实现绿色建筑高效运行管理的必要性以笔者所在夏热冬冷地区为例，绿色建筑中的暖通空调系统和照明系统为主要节能运行管理对象，因此，下面主要以这两大耗能系统为例，讨论绿色建筑检测对于实现建筑运行节能的必要性：
2.1暖通空调系统检测设计文件
对暖通空调系统的冷热源设计参数都有节能性限制，但是却依然存在实际能源利用效率不高的现象。2005年清华大学、中国建筑科学研究院调研发现，大型政府公建的中央空调系统能耗竟超过公共建筑节能设计标准规定指标的10~20倍之多，属于典型的“大马拉小车”。在建筑物运行期间，对空调系统实际运行性能系数进行相应检测，用真实数据凸显问题的症结所在，李东平，等：我国绿色建筑发展现状及相应检测技术研究那么上述不合理的运行方式将会得到及时纠正。标准中规定绿色建筑暖通空调系统检测内容包括：(1)空调水系统性能，反映冷热源机组能源效率的主要指标之一，是建筑节能考察的重点对象；(2)空调通风系统性能，风机是暖通空调系统中主要的耗能设备之一，查看风机运行能耗是检查冷热源机组是否高效运转的有效途径之一；(3)空调热回收装置，可根据实测风量、热交换效率，分析运行期间空调系统排风中能量利用是否取得了良好的节能、环境效益；(4)锅炉热效率，主要核查锅炉效率、锅炉容量以及台数；(5)耗电输热比，主要考察集中供暖系统热水循环水泵效率；(6)热电冷联供系统性能，核查热电冷联供系统年平均综合利用情况。前期合理选择，设计阶段科学分配节能设备和系统，配合后期高效运行管理，才能真正展现出暖通空调系统的节能潜力。开展暖通空调系统检测，可为设备节能量化评估提供实测数据，同时，现场核查可有效检验节能设备是否节能运行。
2.2照明系统检测照明系统运行的重要性
往往被建筑使用者忽视。英国某知名绿色建筑，设计有良好的自然采光系统，但建筑使用者仍然习惯开启人工照明。国内也有类似情况，特别是办公楼照明能耗浪费严重：在非工作时间室内照明全开。照明系统的高耗能运行不仅使绿建生态技术沦为摆设，同时，也造成了不必要的能源浪费，因此，照明运行管理需要得到合理重视。实现对照明系统的检测，能有效避免能源浪费现象的产生，为科学、合理地制定照明系统运行方案提供依据，达到预期的节能设计目标。标准中规定绿色建筑照明系统检测包括：(1)一般显色指数。(2)眩光值。这二进制个参数均反映照明环境的质量，即是否适宜人员工作和生活。(3)照度值，反映室内光照强弱大小，不同使用功能的室内房间都有相应的照明标准。此参数可保证室内人员拥有安全可靠的照明环境。(4)照明功率密度值，作为照明节能的评价指标，核查建筑物是否采用高效照明光源、灯具和电器配件。这四项检测指标的选取依据蕴含了一定的绿色理念———绿色照明不能因单纯地实现节能而牺牲照明质量、降低照明标准，而是应在优质高效的照明环境基础上实施能源节约。选用高效照明用具，依靠科学、合理的设计方法，仅仅提供了照明系统节能的可行性，采取节能的照明运行措施是落实节能的关键步骤，运行检测则可有效检验这一步骤的实施效果，评判整个照明系统的实际节能情况，并为后期制定运行方案提供指导和依据。
3小结
标准对绿色建筑中其余项目的检测也提出了相关要求，这里不再鏊述。绿色建筑检测检测内容广、检测工况复杂、检测周期长，比常规建筑检测实施难度较大。但是随着标准的颁布，规范了整个绿色建筑行业的检测活动，为绿色建筑检测朝着健康有序的方向发展保驾护航。
三结论
关键词：暖通空调系统 节能 问题 对策
中图分类号：TE08文献标识码： A
近年来，随着现代人们的生活理念和方式的多样化细节化，对于建筑物内的环境要求也日益增加。暖通空调在给人们带来舒适和高品质的居住环境的同时，亦成为建筑能耗中的大户。然而，暖通空调的能耗占全国总耗能的15%以上，随着经济水平的不断提高，这一比例还在逐年提高，暖通空调耗能必将对我国的能源消耗造成长期的、巨大的影响。可见，降低暖通空调耗能势在必行。
一、暖通空调系统节能的重要性
随着社会的发展，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，在发达国家已达到40%，而在建筑能耗里，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%~50%，且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环境问题，如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重之势，对生态环境和可持续发展带来了很大影响。所以，暖通空调系统节能势在必行。
二、暖通空调系统节能方面存在的问题
（一）暖通空调系统的设计问题
暖通空调系统的设计对暖通空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅期初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。据实测，有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60%，足见设计方面的先天不足导致的能耗问题有多么严重。
（二）运行管理中的节能问题
除设计施工外，运行管理对建筑暖通空调系统的节能也起着重要的作用。在实际中有些单位认为设计施工达标完成就可以了，因此不注意对暖通空调操作人员的培训，很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识、不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。一年四季只有开机、关机和冬季、夏季转换操作，显然系统达不到相应的节能效果。
（三）公众对空调系统作用的理解观念问题
对于舒适性空调系统，从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念：认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上，这样不仅大大增大了空调系统的能耗，同时由于室内外温差的增大，也使人体对不同环境的适应性下降，身体免疫力降低。
（四）使用可再生能源空调系统的开发推广应用问题
利用可再生能源的暖通空调系统，如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统，不仅有着显著的环境和社会效益，有的还有着显著的经济效益，应大力开发推广。当然，和其他任何新技术一样，这些技术也存在着一些问题，也需要进一步研究完善，也需要政府部门的重视和支持。
三、上述问题的相关对策
（一）重视暖通空调系统的设计
暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如暖通空调系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那系统的能耗是很大的。设计部门和设计人员在设计过程中要精心设计，采用最佳的设计方案，确保系统在高效、经济的状况下运行。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。
（二）运行管理中的节能控制
运行管理对暖通空调系统节能有很重要的作用。暖通空调系统运行中的节能控制，可以一定程度弥补由于管理模式或能源设计本身不合理的缺陷，加强对设备运行的控制能力，使能源更加合理、精确地消耗。这种运行管理中的节能控制手段，理想的是通过完善的楼宇自控系统完成。楼宇自控系统的主要功能是对建筑物内各类设备的监视、控制、测量、管理，以求做到使设备运行安全、可靠、节省能源、节省人力。借助于楼宇自控系统，可实现建筑运行的节能管理。
（三）采用新型节能舒适健康的空调方式
影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果改变传统的空调方式，增加辐射热，此时所需要的空气温度降显著下降，显然后者比前者具有显著的节能效果。
（四）推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统
随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的，它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值，使得同等制热或制冷量下的系统能耗大幅度下降。另外，利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。
结论：随着新能源、新产品的开发，以及现有节能技术的充分利用，暖通空调已由原来的高能耗向着低碳环保转变。在全球能源日益紧缺的今天，暖通空调系统的节能环保性能对实现我国可持续发展有着重要意义。所以，积极推广节能环保技术，不断地完善节能环保设施的建设，是每一个暖通工作者的责任。
参考文献：
1.室内设计计算温度的取值
通常来说，进行暖通空调设计，首先就是进行建筑物室内温度的计算取值，要从实际情况出发，根据建筑物所在地区的自然环境、室内温度进行取值，室内温度取值如何直接影响着暖通空调系统的耗能大小，通过对夏季制冷环境下的室内温度调查得出，室内温度升高一摄氏度，能源消耗就会降低10%左右；而在冬季制热的条件下，温度每降低一摄氏度，耗能就会较少8%左右。所以说室内温度取值必须要做到科学、严禁、精确。这样是为了能够将我国的每一份资源都得到最大限度的使用。在我国的《公共建筑节能设计标准》中对一般民用建筑室内供暖温度取值以及制冷取值都进行了明确规定，具体为：夏季民用建筑供暖和制冷温度不能低于二十五摄氏度，而冬季制热的温度则不能够高于二十摄氏度。
2.冷热负荷计算
冷热负荷计算也是非常关键的一个环节，一般来说，暖通空调系统的设计上针对冷热管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都应该进行科学地设计，而冷热符合计算为这些设计提供了不可缺少的可靠依据，这些计算数据的准确与否，直接关系到系统地耗能问题，因此针对这方面的计算，必须要做到可靠、准确，这样才能够达到耗能优化，同时也为后期维修减少成本。另外，在实际的设计过程中，设计人员应该借鉴大量成功的例子以及经验，将普遍规律进行分析，采用统计分析回归计算来实现设计指标的确定，它虽然在具体的设计中不具有精确性但是胜在具有代表性。
二、采暖与空调冷冻水系统设计
1采暖系统设计
采暖系统设计的合理与否关系着建筑暖通空调系统是否能实现节能运行的功能。管路系统结构简单，易于操作，相关设备耗材使用量少，前期建设成本低后期维护费用少；能够实现不同建筑空间温度独立调节控制；实现热量消耗分户分摊功能；以上三个原则是民用住宅和公共建筑科学合理设计暖通空调系统的原则。在具体的设计过程中应当依据不同的情况而定。
2空调冷冻水系统设计
依照相关国家标准，设置多台冷冻水系统节能设计时，以能够跟随负荷变化实现自动改变系统流量为目标，尽量降低系统运行中的能耗。当前我国常用的空调冷水系统有一次泵变流系统一次泵定流量系统，二次泵变流量系统，两管制及四管制系统等。
三、采暖与空调水系统的补水及定压设计
在实际工程设计中应当根据系统的整体规模和不同系统的实现形式按系统的用水容量来计算。封闭式采暖空调系统补水定压点应当设置在循环水泵入口处。
四、风系统设计
空调风系统的设计关系着空调系统能耗的大小和运行的成本，同时也关系着人体的舒适度。对于人员分布比较集中的地区可以进行相应的集中供暖，这样可以提高能源的利用率。而对于建筑面积大人员多的场合要进行集中的供暖控制时，应当采用全空气空调系统；通风系统设计中热量是一个主要问题，由于电气设备在运行的过程中，必然会大量的产生的热量，一旦这些热量无法得到及时排除，那么就会对设备的这样运行带来影响，从而导致故障的发生，这样一来节能目标要求也随之降低。所以说做好通风系统设计，是及时排除热量的有效手段，设计的最终目的就是将热量全部排出，是整个系统得以有效运行的前提调教。集中空调通风系统的排风热回收应当符合相关规定要求。在排风热回路设备型号的选择上也需要严格依据国家规定进行。
五、冷热源设备选型
在整个暖通空调设计上，冷热源设备的选型是最为重要的部分。这部分应该严格的根据建筑功能、规模以及造价等进行。具体为：充分利用毗邻工业余热，将其作为冬季热源，采用溴化锂吸附式冷水机组进行工业热水降温，降低成本，将其引入到空调系统中使用，这样一来资源得到了二次利用；要根据当地的能源结构进行选择，科学利用当地的富余能源，比如：采用风能、地热能以及太阳能等可再生、清洁型的能源。
六、保温与保冷
【关键词】暖通空调 变流量水力系统 平衡措施
中图分类号： TU96+2 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
空调水系统具有以下特点：空调设备绝大部分时间内在远低于设计负荷情况下运转；空调水系统供回水温差远低于供暖系统的温差，无法进行质调节，流量调节才是合理的做法；空调水系统设计有定流量系统与变流量系统之分，两种方式均是就负荷侧而言，对于冷源侧，则应根据制冷方式不同具体分析对待。主要关注的是变流量水系统的全面平衡。
二、水力平衡的概念及分类
1、静态水力失调和静态水力平衡
由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比值与设计要求的管道特性阻力数比值不一致，从而使系统各用户的实际流量与设计要求的流量不一致引起的水力失调，叫做静态水力失调。静态水力失调是稳态的、根本性的，是系统本身所固有的。通过增设静态水力平衡设备，在水系统初调试时对系统管道特性阻力数比值进行调节，使其与设计要求的管道特性阻力数比值一致，从而使系统总流量达到设计总流量，同时使各末端设备流量达到设计流量，可以实现静态水力平衡。
2、动态水力失调和动态水力平衡
系统实际运行过程中当某些末端阀门开度改变引起水流量变化时，系统的压力产生波动，其他末端的流量也随之发生改变，偏离末端要求流量，引起水力失调，这种水力失调叫做动态水力失调。动态水力失调是动态的、变化的，它不是系统本身所固有的，是在系统运行过程中产生的。
3、全面水力平衡
全面水力平衡就是消除了静态和动态水力失调，使系统同时达到静态和动态水力平衡。
三、变流量系统的全面水力平衡方法
1、静态水力平衡的实现
通过在对应部位安装静态水力的平衡设备，使系统达到静态水力平衡。当系统所有的自力式阀门均设定到设计参数位置，所有末端设备的温控阀均处于全开位置时，系统所有末端设备的流量均达到设计流量：实现静态水力平衡的目的是使系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备，并保证末端设备同时达到设计流量。
2、变流量系统几种典型动态水力平衡方式分析
供热系统典型的变流量水力平衡方式垂直双管、水平双管并联分户设环供热系统，在垂直立管回水管上设压差调节器PV1，当其它立管的管道特性发生变化时，由于立管底部压差调节器PV1 的调节作用，垂直立管底部接干管处的压差保持不变；在各层水平支管回水管上设压差调节器PV2，当其它不同楼层水平管管道特性发生变化时，由于压差调节器的调节作用，水平支管供回水连接立管处的压差保持不变。这时当该环路某一散热器所在房间负荷变化引起温控阀开度变化时，由于压差调节器的调节作用，关键点PV2 的压差不变，这样该环路其余散热器的流量并不会随之变化。通过对变流量供热系统关键点压差的层层整定，使系统中每个散热器的流量只会因为自身负荷变化而通过温控阀的调节来改变，并不会因为系统中其它散热器流量变化而发生变化。这样，系统真正地实现了动态水力平衡。垂直双管、带分集水器的散热器及地暖分户设环系统也是变流量系统，其水力平衡特性同以上是一致的。对于单、双管组合系统，分支管为单管串联的按定流量系统进行分析，分支管为双管并联及主管、机房部分按变流量系统进行分析。
（一）空调系统典型的变流量水力平衡方式：带电动二通阀的风机盘管变流量水力平衡方式：目前市场上有一种自动平衡电动调节阀，其功能和上述方式是一致的，均能保证每个风机盘管达到动态水力平衡。它将上述功能和电动二通阀集成到一个阀内，安装在每个风机盘管支路上，其缺点是价格较高；带电动调节阀的空气处理机组（或柜式换热机组）变流量水力平衡方式：在回水管上安装压差调节器，当系统其它分支管路的管道特性发生变化时，通过压差调节器的调节作用，使压差保持不变。这时如果电动二通阀 的开度不变，则空气处理机的水流量保持不变，系统实现动态水力平衡；带动态平衡电动调节阀的空气处理机组（柜式换热机组）变流量水力平衡方式：动态平衡电动调节阀是一种新颖高效、调节性能极佳的电动调节阀，它实质上是压差调节器与电动调节阀的集成。当空气处理机组回风温度T 发生变化时，输入到调节计的测量回风温度与设定回风温度相比较，输出一个控制信号去控制电动调节阀的开度，以调节水流量，保证回风温度与设定温度一致。这种电动调节阀比普通的电动调节阀具有更好的调节特性。
（二）变流量水系统的控制方法
在变流量系统中，用户末端盘管采用二通阀调节，整个系统循环流量随负荷变化而成比例变化。无论对于一级泵系统还是二级泵系统，冷源侧均为定流量。一级泵的变流量系统是靠分、集水器之间的旁通实现的。二级泵变流量系统中，常见的负荷侧变流鼍方法是通过供回水压差对二次泵进行台数控制。真正意义上的变流量系统，是靠移动水泵工作点使之沿管路特性曲线移动，保持水泵在最高效率点运行。使用传感器的型式及其安装位置对于一个变速泵系统运转顺利与否，有着决定性的影响。压差传感器是最适用于HVAC系统、密闭回路的传感器。压差传感器的位置对系统的运行和系统能耗量都有影响。当压差传感器装在末端设备附近时，水泵的扬程随着系统用水量的减少，在调节阀上的能耗也有所减少。可以节约很多能源。
4、对空调变水量系统全面平衡的控制方法，得出了以下几点结论：
（一）末端定压差控制方法是目前先进的空调变水量系统的控制方法，它在实际中已经得到应用，并且在实际应用中取得了良好的运行效果，大大节约了能源。通过理论分析和实验验证，末端定压差控制方法是空调变水量系统的可靠控制方法，相信它在实际应用中将得到更广泛的应用。
（二）末端变压差控制方法是在末端定压差控制方法基础上提出的一种更为节能的空调变水量系统的控制方法。目前，对于这种方法的研究尚处于理论阶段。提出了两种末端变压差控制方法：控制器根据各个流量计测得的流量与各自相应的设计流量相比得到的流量百分比取平均值，然后根据平均值调整末端压差传感器的压差的设定值，控制器再根据新的末端设定压差与实际末端压差的大小关系调整泵的转速；将阀门的开启度作为一种参考指标，根据阀门的开启度调整定压值的大小的控制方法。即控制器根据各个阀门的开启度调整末端压差传感器的设定值。使至少一个阀门全开。
（三）变压差的控制理念，提出一种集中控制的方法。这种方法不同于传统的控制方法．调节阀对流量进行自主调节，阀门的开启度是不能人为控制．而是在运行过程中利用测量仪器测出各种需妻的数据收集到控制器后．由控制器进行处理，然后对阀门的并启度直接进行调节。这种控制方法比起传统的末端定压差控制方式宥更大的节能空间。它可以用最小的泵的耗能提供系统最适合的流量，同时能满足系统的供回水的温差始终与设计温差相符合。另外美手阀门的阻抗系数和开度的变化的关系式还需要进行事前进行大量的实验工作才能得到。就像泵的性能曲线一样需要厂家来提供。
（四）末端定压差控制方法中的控制曲线在流量非等比例变化时，并不是一条曲线，而是一个区间，称之为“控制带”。控制带的确存在。而它的存在使末端定压差和末端变压差控制方法更为复杂，所以控制带的存在为以后进一步研究空调变水量系统的控制方法提出了新的课题。
结论
目前,我国的空调系统中大多存在水力失调现象,容易造成供热(冷)质量差,增加了能耗，浪费资源。对在实际的工作中，应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡设备。到目前为止，水力平衡技术是改善供热(冷)现状和促进节能的最有效途径。在暖通空调水系统中，既要满足工程设计和技术规范要求，同时又应采用合理的方案，使系统接近或达到水力平衡，从而既为系统的正常运行提供了保证，同时又节省了能源，使系统经济高效地运行。
【参考文献】
关键词:暖通空调；节能；设计；管理
Abstract: with the accelerating of urbanization in our country and the promotion of people's living standard, China's building energy wastage is in a state of increasing, yet in the hvac system on building energy consumption occupies a key position, therefore, in this paper, hvac system and its characteristics, energy loss and the hvac system energy saving problem related, this paper also introduces the correspondence of the deal.
Key words: hvac; Energy saving; Design; management
中图分类号：TU831.3+5 文献标识码：A 文章编号：
一 暖通空调系统能源损耗构成及关键性特征
伴随着我国经济的快速发展与进步，我国能源与环境之间的矛盾逐渐凸显出来，随着城市化水平及人们生活水准的提升，建筑能源损耗占据了总体能源损耗的很大一部分，在国外的一些国家中，已经占据到了40%左右。通常我们所讲到的建筑能源损耗指的是，在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应方面所损耗的能源，而暖通空调能源损耗又占据其30%～50%，并且目前处于不断提升的一个趋势。为了能够确保建筑物当中能够拥有最佳的温湿度，当代建筑物中会选用设置暖通空调系统，来达到这一方面的准求，在此过程当中所损耗的能量就是所说的暖通空调系统能耗。暖通空调能耗中包含了：建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备的能耗。而对其产生影响的的因素主要包括：室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明等方面的因素。
暖通空调系统能耗通常还具备以下几方面的特征：首先，暖通空调系统类型的选择、运营经管的不科学性必然会造成资源使用效率降低；其次，保持室内空气温湿度会受到季节性的影响。这里指的是，在具备一定的客观条件下，可以借用天然性能源来满足当下的需求，比如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等；再者，暖通空调系统关乎着冷热量的处理，经过会以交换的方式对其加以处理。以此能够运用冷热量回收的方法来缩减暖通空调系统当中能源的损耗。
二 目前暖通空调系统在节能问题上濒临的矛盾
2.1 暖通空调系统设计及施工管理
针对暖通空调节能来讲，空调系统设计起着十分关键性的作用。但在现实的当中却存在这样一种现象：相关设计单位及设计工作者对于空调系统设计不重视，再加上工程设计时间非常短暂，暖通空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响,然而,在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视,加之工程设计周期普遍较短,再加上工程有关负责人并没有真正的了解到设计对总经济效益的影响度，有关技术上存在的矛盾依然未得到有效的处理等诸多因素，致使暖通空调设计系统出现投入资金大、运行艰难、能源损耗高的现象。远远超出了国家的相关标准。
除此之外，当下建筑工程监理当中，暖通空调专业工作者素质相差很多，大多数的工作者并不是专业人员，更有甚者是一些从来没有经过专业培训的，对于相关专业知识根本不了解，经常凭借之前的一些经验来工作，常会借用其他方案来施工，为此，这就会造成在施工设计当中有许多矛盾的形成，因其他方案根本无法解决实际工作中出现的问题，最后的结果将会不可挽救。给相关单位带来非常巨大的经济损失。
2.2 暖通空调系统节能设计方案
进行暖通空调设计的过程中，其最为显著的特征就是“条条大路通罗马”。伴随着最近几年对于节能及环保方面准求的提升，全新的科学技术方案的形成，无论是哪种技术方案都存在其独特的优势和不足之处。所以在面对各种不同的设计方案的时候，一定要进行多方面的思索，找出每一方案的不同之处。由于很多的设计方案往往只是表现在形式上，具体落到实处的话会有很大的差距，所以怎样挑选出最佳的设计方案成为暖通空调设计者所需要面临的问题。
2.3 暖通空调系统运营管理
在暖通空调系统当中运营管理起着关键性的作用。在现实的工作当中有的部门总会错误的觉得设计只要达到相关标准就行，为此在实际的工作当中不会注重对暖通空调相关操作者的培训，不少的操作者根本不了解暖通空调有关的基础性知识，不会依据外界的参数对其进行相关的调整。在一年的四个季节当中只懂得开关机，很明显这些对于暖通空调系统的操作根本不可能达到节能的最终成果。
三 解决暖通空调系统节能问题的有效方法
3.1 精心设计暖通空调系统
精心对暖通空调系统进行设计，保证其在最高效的状态下可以有效运营。暖通空调系统尤其是中央暖通空调是一个非常巨大的系统工程，其运营质量将直接关乎着系统的使用功能，空调系统设计对于系统的节能效果起到了直接性的影响。
3.2 完善建筑结构保温功能，缩小冷热损失
针对暖通空调系统来讲，经过对暖通空调结构的维护是非常有必要的，因维护结构的保温功能关乎着结构的总传热系数，这就是说，其直接关乎着经过维护结构的空调负荷度。为此，我国出台的建筑节能设计有关规范当中，最先提出的就是一定要提升维护结构的保温隔热功能。
3.3 提升系统掌控水准，改善室内热湿环境参数，尽量减少空调系统能源损耗。
3.4 选用新型节能的空调方式。
对人体舒适热度造成影响的环境参数非常多，不一样的环境参数将会形成完全相同的热舒适感，但是在不相同的热湿环境参数下的空调系统能源损耗是相差很多的。比如说，在寒冷的冬天，假如选用之前传统的空调形式，将室内空气进行加，经过空气促使人体与外界环境的热湿交换，这个时候需要很高的空气温度，在此过程中热度将会损耗特别多。假如我们依据热湿环境探究出的成果，更改之前传统的空调形式，提升辐射热,这个时候所需的空气温度将减少很多，通常能够达到12～14℃,然而之前传统的形式通常是在18～20℃之间，很明显新的方式要比传统方式在节能上有着显著的优势。
3.5 大范围运用可再生能源或者低损耗能源的空调系统
怎样有效运用可再生能源或者低损耗能源逐渐变成目前所探究的重要性课题。在此其中，地源热泵空调系统逐渐得到很好的发展及运用。地源热泵空调系统是运用地下恒温层土壤热来提升空调系统的COP值,促使在同样制热数量的条件下使得空调系统能源损耗值达到最低。除此之外，运用太阳能供热及制冷技术目前在对其进行深入的探究，相信在不久的将来会得以运用。
3.6 对冷热回收运用进行深入探究，争取实现能源的最大程度运用
目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展,如空调系统排风的全热回收器,夏季利用冷凝热的卫生热水供应等,都是对系统冷热的回收利用,显著提高了空调系统能源利用率。
3.7 加强暖通空调系统的运营管理，提升系统掌控水准
这里指的是需要对暖通空调从业者进行定期培训，提升管理工作者的专业水准及相关技术，促使他们具备一定的暖通空调专业知识，针对那些不具备考核标准的工作人员是不能够上岗的。一定要进行再次培训，一定要做到持证上岗。与此同时，提升管理工作人员的专业素养，提升其责任心，只有如此，才能够使得管理人员在发现室外参数产生改变的时候对其开展及时的科学处理，使得有关设计达到一定的节能效果。
结束语：
目前，我们需要不断的去研发新型能源，在建筑过程中有效的使用一些新能源，比如太阳能、地热能、原子能等。上述新能源的运用目前已经收到全世界的注重，它必然能够消除世界性能源危机问题，成为最有力的因素。目前我国开始对新能源问题进行不断的探究及运用，一些高效的节能方法，不仅不会对外界客观环境形成污染，而且可以在一定程度上提升总体的经济效益。
节能问题目前已经成为我国现代化建设当中一项非常关键性的研究课题，对我国的未来发展来讲有着十分关键性的作用。为此，在暖通空调设计当中一定要注重有效的借助天然性能源，对其进行有效的节能掌控，以达到最终的节能效果。
参考文献
