简谈建筑设备系统运行最优化

对于我们生活的环境，现在出现的问题越来越多，也越来越严重，因此保卫同一个地球成为国际热议的话题。二氧化碳排放量超标这一事实警戒着我们，必须从各行各业加紧设施改善进度，减少二氧化碳排放量，作为暖通空调专业的学生，更应当将这一重任挑起。既要在空调设计上进行努力，也要对空调投入使用的节能效果进行全面跟踪分析。建筑能耗管理系统的出现使建筑设备系统最优化运行技术的实现成为可能，其不仅提供了数据记载与收集的资料库，而且还提供了更为宽广的容量。

1、建筑设备系统实际运行数据的采集

对于建筑设备系统实际运行数据的采集，可以分为两种情形，一种是智能楼的数据采集，另一种是非智能楼的数据采集，前者采集数据相对简便，因为楼宇中往往已经配备了供电和配电设施，同时还有一个相对集中的空调系统以及一些其他的数据存储设备，而这些存储设备会将所有数据记录下来，我们使用时只需提取便可；另一种楼宇就相对繁琐一些，由于它们没有能耗管理设备，所有无法对楼宇的数据进行采集和存储，所以我们需要采用现场收集数据的方式。这种方式一般要借助一些仪器，比如说温度采集记录仪、、钳型电力数据记录仪等等，这些仪器可以对楼宇的室内外温度、湿度、电压等数据进行准确测量，且将数据整合计算之后，就能准确的得出我们想要的数据，虽然需要亲自动手操作，但这也是一个采集数据的好方法。

2、建筑设备系统建模

在实践中，通常会使用通用模型和专用模型两种方式做基底，然后再进行系统的组装，最后进行全面的验证，从而完成整个建模过程。

2.1通用模型

所谓通用模型，即依靠生产厂家提供的资料来计算出建筑设备系统常用风机、冷水机等设备的制作精密度，然后再进行生产。其中，冷冻水流量一般用 表示，冷负荷则用 表示，冷冻水出口温度用 表示； 冷却水入口温度 则用 表示，这样一个完整的吉田函数就精确的表达出来了（函数如下）。这一计算方式非常的精密，所以它已经被国内外大多数国家所使用，且目前还没有任何人发现新的比它更好的计算方式。

2.2专用模型

除了适用通用模型的设备外，还有许多系统细节设备并不使用通用模型，此时就需要用到专用模型。例如为了使地桩更加稳固，更加具有耐热寒性，就可以利用传热学方式对其温度进行改变，使其保持在自己的温度里面。同样，在蓄能空调的设计中我们也要尽可能的注意细节，将空调运行耗能降低到最低限度，这就要运用到冷热负荷模拟子模块[2]，将整个设备进行最优化设计。

2.3系统模型的组装与验证

模型的组装是一项相对简单的工序，只需将前述设备进行首尾相接即可，而且程序也已经规范化，所以操作起来简单方便。主要包括四个流程，首先对建筑物的真实运行条件进行全面了解，在此基础上设置冷水进出口温度等数据，然后将计算结果进行统计，使结果系统化；其次，在数据清楚的基础上，再将冷负荷等数据结合起来，计算出整个系统的所有数据的总值，包括总的制热及制冷量等等；再次，将刚刚的模拟参数与现在时间运行的参数进行对比。[3] 最后是对数据进行验证，将数据不符的地方进行修正，将误差降低到最小数值，这样整个组装与验证程序就完成了。

3、目标函数下的最优化运行数值分析

对数值的分析也是建立在前述模拟图的基础之上，要实现系统最优化，首先要实现模拟数据的最优化，然后将模拟数据与实际运行数据相衔接。所以我们在选定目标函数前，应该先找到目标，这个目标可以是使系统能耗最小化，也可以是使cop最大化，只要符合系统最优化这一目标，都可以作为具体目标来看待。

从空调的蓄能最优化这一设计来看，将制冷机与其他设备建立一个模拟系统，然后在计算系统最优化途径，最后将其运用在实际制作空调上，就能够实现空调系统数值的最优化。这一方式同样适用于土壤蓄热空调系统。此外，现行的系统设计及组装过程中存在着制冷中能用普通空调能解决的，却上中央空调；供暖中能用其它经济热源的，自建热源；能用室外消防水池的，却建地下室内消防水池；能用简单控制的，却用自动监控等问题，这是非常不明智的，如前文所述，建筑设备的使用者更希望物美价廉的设备，如果安装者只顾自己的私利，而不顾消费者的利益，最终会失去人们想信任，终有一日会被社会所淘汰。

人们消费的目的是希望设备能够长期使用，且不容易受干扰和破坏，并且在一个很长的时期它的运行都是最优化的。要实现这一目标，就需要设计者，生产

者，销售者及安装者的联合努力，当然，将系统最优化技术运用在建筑设备上是保证建筑设备质量的最好方式。

4、最优化运行技术的工程嵌入

只要是最优化的运行技术，其运用在工程上的方式就非常的多，既可以作为整个工程运行的方式，也可以只做部分运行方式使用，由于它们被运用到不同的载体上面，所以在技术操作上往往有一些差别，但是它们仍然保持着共性，即必须是针对建筑工程，否则就没有实际意义。

由于需要保证建筑设备运行最优化的长久性，所以需要对运行中的设备进行再检测，相当于人类的复检，以保证系统确实健康的运行着，如果发现问题，也能够及时的解决。而且对设备运行阶段检测必须是现实检测，而不能采取模拟的形式，因为模拟检测是无法表现设备运行的真实情况的，毕竟设备的运行会受到不同因素的干扰，且干扰或大或小，无法预知。只有这一技术才能将实际情况记录下来，并可以作为以后对系统进行评价的依据，且最优化技术也能够为其他设备的设计与运行系统的最优化提供参考。

5、 结语

综合全文，我们可以对建筑设备系统最优化技术有一个全面的了解，虽然这一技术还有较大的发展空间，但它现在给社会带来的巨大社会效益已经显而易见了，为了拯救日益“枯萎”的环境，我们应该将这一技术进行普遍推广，而不应该埋没它的强大作用。相信只要人类协同努力，共同进步，我们的未来会更加美好。

参考文献：

[1] 王福林，吉田治典，小野永吉等.复合热源最低运行方法研究[J].空气调和.衡生工学会大会学术讲演论文集. 2007（11）.2029～2132.

[2] 山口弘雅，吉田治典.蓄热式空调的最低运行方法[M].空气调和.衡生工学会论文集，2005（105）.1～11.

[3] 中原信生，河路有也，工藤良一.蓄热最低化例题分析[C].空气调和.衡生工学会大会学术讲演论文集，2008（3）.681～684.