关于工业建筑大空间的采暖通风空调工程的节能减排措施探究.pdf

第 22 卷 第 7 期2023 年 7 月中国建筑金属结构CHINA CONSTRUCTION METAL STRUCTUREVol22 No7Jul2023100 引言21 世纪以来，我国大型工业建筑数量逐年攀升，其作为能源消耗的主要对象，每年所消耗的总资源量占据总体资源消耗量的40%左右，足以看出工业建筑大空间能耗控制的必要性。作为工业建筑能耗的主要对象，周胜1的研究认为采暖通风空调能耗占比最大，因此，为达成节能减排目标需从空调改造设计着手。在能源规划方面，我国已经进入到第四阶段气候变化时期，即要通过提高资源利用率和变频控制的方式对接节能减排指标，由此可见，邹惠芬等2的研究认为在空调改造设计过程中，针对智能控制系统和变频控制系统的设计工作十分重要。本文在此研究的基础上，提出一种包含暖通通风子系统、温湿度智能控制子系统和变频控制子系统的节能减排空调系统，并对总体系统的框架和硬件设备进行阐述，通过实践证明，经过设计改造的工业建筑大空间的采暖通风空调符合节能减排的要求，符合节能减排的目标，具有一定的市场价值。1 设计工业建筑大空间的采暖通风空调节能减排系统1.1 暖通通风子系统该子系统属于多源暖通空调系统类型，由送风机冷却盘、滤化器、调节阀门和控制风量阀门组成，能够提供主要冷热源，发挥空调联合通风作用。同时，在冬季将太阳能作为主要暖风热源保障系统，以此达到正常工作状态。水源热泵机组是释放热水的关键机组，剩余热能由翅片换热器释放。系统在感知空气中的水量和温度后，自动调控冷冻水量，并由水源换热器完成以上操作。空气储水桶贮存冷冻水，并经由系统管网、室内风机、热泵等无限循环，以此满足制冷和通风作用。在冬季时期，冷凝过程所产生的热能将释放于空气中，在多源热泵机组的支持下，联系热水水箱，以此输送大量热水。将控制器、电子执行器、传感器等设备加设在太阳能循环、空气循环子系统中，提高多源热泵机分级管理控制能力。各项数据参数由传感器收集，能够为决定如何调控流量湿度和温度提供支持。同时，在电动执行器输出控制指令的作用下，多源暖通空调系统内部接收指令，并在系统执行模块的操作下，决定是否开启水泵以及供水阀门等，联合中央系统中的智能通风模块，在多方指令被接收的前提下，自动设定相关参数，满足设备内部以及外部环境状态。当系统处于制热状态时，全部关闭二次泵和集水器的阀门，开启一次泵小阀门，由此实现有一次泵控制水流量的目标。1.2 温湿度智能控制子系统该子系统以光电传感器为基础，具体改造设计过程如下。1.2.1 温度采集采集温度的原理是：当温度变化时，双层悬臂梁发生形变，频率数值代表温度变化状态。假定矩形悬臂梁的长宽高为 a、b、c，悬臂梁坐标为（x，y），则控制方式满足：1.2 温湿度智能控制子系统该子系统以光电传感器为基础，具体改造设计过程如下。1.2.1 温度采集采集温度的原理是：当温度变化时，双层悬臂梁发生形变，频率数值代表温度变化状态。假定矩形悬臂梁的长宽高为 a、b、c，悬臂梁坐标为,，则控制方式满足：?4?4+?2?2=0（1）式中，?为悬臂梁截面积；为转动惯量；为杨氏模量；为控制量。悬臂梁曲率半径与曲率间的关系为：=1=6 121+2 3 1+2+1+?2+1?（2）式中，为曲率半径；为曲率；1、2为不同材料的膨胀系数；?为谐振频率；为两种材料厚度的比值；为温度变化。通过计算谐振频率，即可分析温度的变化情况，实时测定温度。1.2.2 湿度采集考虑到气体的热导率与湿度息息相关，在大空间环境中若包含 h 种气体，计算导热率的公式为：?=1/1+=1,?,/（3）式中，,为组分；?,为组分的结合参数；、为占全部气体的百分比；为单一气体的热导率；?为混合气体的热导率。修正?,，得到：?,=141+34+122+（4）式中，、为 Sutherland 常数；、为分子量；、为组分粘度；为时间常数。随着加热传感器电阻，湿度随之上升，从而使得热导率增加，促使电阻值随之下降。通过测定电阻两侧的电压变化能够确定采暖通风空调周围的湿度3。1.2.3 温湿度控制基于温度和湿度测量，在蛙跳算法和 PID 控制器的作用下，设计温湿度智能控制办法。优化 PID控制器的算法为 SFIA，能够起到参数调节的作用。当暖通空调所处环境的温度和湿度发生变化时，控制参数随着环境变化被调节，按照适应度函数最小的模式运行，以此保障系统的控制状态最佳4。子系统性能指标影响系统各项指标的状态，因此，在最佳性能指标下控制系统作用效果最优。所设计的子系统中，以 ISTAE、ISE 作为评判性能的关键指标，分别代表时间平方乘以误差绝对值的积分以及误差平方积分。智能控制流程为：在 PID 控制参数被 SFIA 算法优化后，初始化各项参数，设置全局迭代次数、（1）式中，A 为悬臂梁截面积；I 为转动惯量；E 为杨氏模量；为控制量。悬臂梁曲率半径与曲率间的关系为：1.2 温湿度智能控制子系统该子系统以光电传感器为基础，具体改造设计过程如下。1.2.1 温度采集采集温度的原理是：当温度变化时，双层悬臂梁发生形变，频率数值代表温度变化状态。假定矩形悬臂梁的长宽高为 a、b、c，悬臂梁坐标为,，则控制方式满足：?4?4+?2?2=0（1）式中，?为悬臂梁截面积；为转动惯量；为杨氏模量；为控制量。悬臂梁曲率半径与曲率间的关系为：=1=6 121+2 3 1+2+1+?2+1?（2）式中，为曲率半径；为曲率；1、2为不同材料的膨胀系数；?为谐振频率；为两种材料厚度的比值；为温度变化。通过计算谐振频率，即可分析温度的变化情况，实时测定温度。1.2.2 湿度采集考虑到气体的热导率与湿度息息相关，在大空间环境中若包含 h 种气体，计算导热率的公式为：?=1/1+=1,?,/（3）式中，,为组分；?,为组分的结合参数；、为占全部气体的百分比；为单一气体的热导率；?为混合气体的热导率。修正?,，得到：?,=141+34+122+（4）式中，、为 Sutherland 常数；、为分子量；、为组分粘度；为时间常数。随着加热传感器电阻，湿度随之上升，从而使得热导率增加，促使电阻值随之下降。通过测定电阻两侧的电压变化能够确定采暖通风空调周围的湿度3。1.2.3 温湿度控制基于温度和湿度测量，在蛙跳算法和 PID 控制器的作用下，设计温湿度智能控制办法。优化 PID控制器的算法为 SFIA，能够起到参数调节的作用。当暖通空调所处环境的温度和湿度发生变化时，控制参数随着环境变化被调节，按照适应度函数最小的模式运行，以此保障系统的控制状态最佳4。子系统性能指标影响系统各项指标的状态，因此，在最佳性能指标下控制系统作用效果最优。所设计的子系统中，以 ISTAE、ISE 作为评判性能的关键指标，分别代表时间平方乘以误差绝对值的积分以及误差平方积分。智能控制流程为：在 PID 控制参数被 SFIA 算法优化后，初始化各项参数，设置全局迭代次数、（2）式中，r为曲率半径；k为曲率；1、1为不同材料的膨胀系数；q为谐振频率；m为两种材料厚度的比值；T为温度变化。通过计算谐振频率，即可分析温度的变化情况，实时测定温度。1.2.2 湿度采集考虑到气体的热导率与湿度息息相关，在大空间环境中若作者简介：吕蒙（1991-），男，工程师，研究方向：通风；空调；采暖；防排烟。关于工业建筑大空间的采暖通风空调工程的节能减排措施探究吕 蒙中城院（北京）环境科技股份有限公司，北京 100120摘 要：为满足工业建筑大空间对空调采暖通风的需求以及绿色建筑工程建设的背景，本文就采暖空调的节能减排系统改造设计进行研究。提出一种包含暖通通风子系统、温湿度智能控制子系统和变频控制子系统的节能减排空调系统，就以上子系统的设计和应用效果予以分析，阐明总体系统的框架和硬件设备。并分别给出子系统和总体系统的应用效果，经分析，证明本文设计改造的工业建筑大空间的采暖通风空调符合节能减排作用目标，值得推广。关键词：工业建筑；大空间；采暖通风；空调；节能减排中图分类号：TU83 文献标识码：ADOI：10.20080/ki.ISSN1671-3362.2023.07.00511第 7 期中国建筑金属结构包含 h 种气体，计算导热率的公式为：1.2 温湿度智能控制子系统该子系统以光电传感器为基础，具体改造设计过程如下。1.2.1 温度采集采集温度的原理是：当温度变化时，双层悬臂梁发生形变，频率数值代表温度变化状态。假定矩形悬臂梁的长宽高为 a、b、c，悬臂梁坐标为,，则控制方式满足：?4?4+?2?2=0（1）式中，?为悬臂梁截面积；为转动惯量；为杨氏模量；为控制量。悬臂梁曲率半径与曲率间的关系为：=1=6 121+2 3 1+2+1+?2+1?（2）式中，为曲率半径；为曲率；1、2为不同材料的膨胀系数；?为谐振频率；为两种材料厚度的比值；为温度变化。通过计算谐振频率，即可分析温度的变化情况，实时测定温度。1.2.2 湿度采集考虑到气体的热导率与湿度息息相关，在大空间环境中若包含 h 种气体，计算导热率的公式为：?=1/1+=1,?,/（3）式中，,为组分；?,为组分的结合参数；、为占全部气体的百分比；为单一气体的热导率；?为混合气体的热导率。修正?,，得到：?,=141+34+122+（4）式中，、为 Sutherland 常数；、为分子量；、为组分粘度；为时间常数。随着加热传感器电阻，湿度随之上升，从而使得热导率增加，促使电阻值随之下降。通过测定电阻两侧的电压变化能够确定采暖通风空调周围的湿度3。1.2.3 温湿度控制基于温度和湿度测量，在蛙跳算法和 PID 控制器的作用下，设计温湿度智能控制办法。优化 PID控制器的算法为 SFIA，能够起到参数调节的作用。当暖通空调所处环境的温度和湿度发生变化时，控制参数随着环境变化被调节，按照适应度函数最小的模式运行，以此保障系统的控制状态最佳4。子系统性能指标影响系统各项指标的状态，因此，在最佳性能指标下控制系统作用效果最优。所设计的子系统中，以 ISTAE、ISE 作为评判性能的关键指标，分别代表时间平方乘以误差绝对值的积分以及误差平方积分。智能控制流程为：在 PID 控制参数被 SFIA 算法优化后，初始化各项参数，设置全局迭代次数、（3）式中，i,j 为组分；Ai,j为组分的结合参数；Xi、Xj为占全部气体的百分比；i为单一气体的热导率；max为混合气体的热导率。修正 Ai,j，得到：1.2 温湿度智能控制子系统该子系统以光电传感器为基础，具体改造设计过程如下。1.2.1 温度采集采集温度的原理是：当温度变化时，双层悬臂梁发生形变，频率数值代表温度变化状态。假定矩形悬臂梁的长宽高为 a、b、c，悬臂梁坐标为,，则控制方式满足：?4?4+?2?2=0（1）式中，?为悬臂梁截面积；为转动惯量；为杨氏模量；为控制量。悬臂梁曲率半径与曲率间的关系为：=1=6 121+2 3 1+2+1+?2+1?（2）式中，为曲率半径；为曲率；1、2为不同材料的膨胀系数；?为谐振频率；为两种材料厚度的比值；为温度变化。通过计算谐振频率，即可分析温度的变化情况，实时测定温度。1.2.2 湿度采集考虑到气体的热导率与湿度息息相关，在大空间环境中若包含 h 种气体，计算导热率的公式为：?=1/1+=1,?,/（3）式中，,为组分；?,为组分的结合参数；、为占全部气体的百分比；为单一气体的热导率；?为混合气体的热导率。修正?,，得到：?,=141+34+122+（4）式中，、为 Sutherland 常数；、为分子量；、为组分粘度；为时间常数。随着加热传感器电阻，湿度随之上升，从而使得热导率增加，促使电阻值随之下降。通过测定电阻两侧的电压变化能够确定采暖通风空调周围的湿度3。1.2.3 温湿度控制基于温度和湿度测量，在蛙跳算法和 PID 控制器的作用下，设计温湿度智能控制办法。优化 PID控制器的算法为 SFIA，能够起到参数调节的作用。当暖通空调所处环境的温度和湿度发生变化时，控制参数随着环境变化被调节，按照适应度函数最小的模式运行，以此保障系统的控制状态最佳4。子系统性能指标影响系统各项指标的状态，因此，在最佳性能指标下控制系统作用效果最优。所设计的子系统中，以 ISTAE、ISE 作为评判性能的关键指标，分别代表时间平方乘以误差绝对值的积分以及误差平方积分。智能控制流程为：在 PID 控制参数被 SFIA 算法优化后，初始化各项参数，设置全局迭代次数、（4）式中，Si、Sj为 Sutherland 常数；Mi、Mj为分子量；i、j为组分粘度；T 为时间常数。随着加热传感器电阻，湿度随之上升，从而使得热导率增加，促使电阻值随之下降。通过测定电阻两侧的电压变化能够确定采暖通风空调周围的湿度3。1.2.3 温湿度控制基于温度和湿度测量，在蛙跳算法和 PID 控制器的作用下，设计温湿度智能控制办法。优化 PID 控制器的算法为 SFIA，能够起到参数调节的作用。当暖通空调所处环境的温度和湿度发生变化时，控制参数随着环境变化被调节，按照适应度函数最小的模式运行，以此保障系统的控制状态最佳4。子系统性能指标影响系统各项指标的状态，因此，在最佳性能指标下控制系统作用效果最优。所设计的子系统中，以 ISTAE、ISE 作为评判性能的关键指标，分别代表时间平方乘以误差绝对值的积分以及误差平方积分。智能控制流程为：在 PID 控制参数被 SFIA 算法优化后，初始化各项参数，设置全局迭代次数、最大局部搜索半径、青蛙种群可改变区域的最大值、组内蛙数、空间维度等，排列青蛙顺序，按照降序排列青蛙适应度的方式，获取青蛙的实际位置。运用最优解计算方法，求出初始控制参数，并将PID控制器开启，得到暖通空调温湿度的控制量和性能指标值。在智能系统依据所设定的理想控制目的，判定性能指标是否达标后，确定是否执行温湿度继续控制操作。当指标处于超出 0.1%RH 和 0.1后，进入到搜寻最优控制参数的阶段。在符合参数标准后，迭代操作停止，达到采暖通风空调温湿度智能控制的目标。1.3 变频控制子系统1.3.1 水泵节能改造改造前运用管路阀门调节的方式调控流量，实现流量可控目标。但此种方式长时间作用于暖通空调系统中，易出现随时间增加，能耗并未降低的情况。因此，需对水泵节能方式予以改造设计。就闭式冷冻水循环方式而言，变频前后的流量与其他参数的关系为：最大局部搜索半径、青蛙种群可改变区域的最大值、组内蛙数、空间维度等，排列青蛙顺序，按照降序排列青蛙适应度的方式，获取青蛙的实际位置。运用最优解计算方法，求出初始控制参数，并将PID 控制器开启，得到暖通空调温湿度的控制量和性能指标值。在智能系统依据所设定的理想控制目的，判定性能指标是否达标后，确定是否执行温湿度继续控制操作。当指标处于超出 0.1%RH 和 0.1后，进入到搜寻最优控制参数的阶段。在符合参数标准后，迭代操作停止，达到采暖通风空调温湿度智能控制的目标。1.3 变频控制子系统1.3.1 水泵节能改造改造前运用管路阀门调节的方式调控流量，实现流量可控目标。但此种方式长时间作用于暖通空调系统中，易出现随时间增加，能耗并未降低的情况。因此，需对水泵节能方式予以改造设计。在闭式冷冻水循环方式而言，变频前后的流量与其他参数的关系为：12=12（5）12=122（6）12=123（7）式中，1、2为变频前后的转速；1、2为变频前后的功率；1、2为变频前后的扬程；1、2为变频前后的流量值。转速和频率间的关系为：=60 1（8）式中，为磁极对数；为转差率；为水泵运行频率；为水泵转速。通过以上两式可以看出，改造设计水泵结构要从降低消耗功率、改变水泵转速、改变运行频率着手。1.3.2 分段速变频控制设计变频控制模块（见图 1）中由以下几个程序组成：（1）自动/手动切换控制：设有转换按钮，点击按钮转换继电器的控制模式，同时，当系统中接收到功率、转速和频率变化后，自动调节继电器状态；（2）全速运行程度：实际运行中，容易产生不充分交换温度的情况，增加了此项功能将在系统运行前维持 5min 的换热操作，在此过程中全速运行。在控制器感知到温度变化后，调整水泵的运行速度；（3）控制模拟量输入/输出程序：将三线制的 PT100 与?3 4?的全部通道连接后，收集供回水温度值，以 D01、D02、D03、D04 分别代表冷却水回水、冷却水供水、冷冻水回水、冷冻水供水温度。借助减法运算，得到数据寄存器内的各类水的温差值，并存储于中。变频器内部电（5）最大局部搜索半径、青蛙种群可改变区域的最大值、组内蛙数、空间维度等，排列青蛙顺序，按照降序排列青蛙适应度的方式，获取青蛙的实际位置。运用最优解计算方法，求出初始控制参数，并将PID 控制器开启，得到暖通空调温湿度的控制量和性能指标值。在智能系统依据所设定的理想控制目的，判定性能指标是否达标后，确定是否执行温湿度继续控制操作。当指标处于超出 0.1%RH 和 0.1后，进入到搜寻最优控制参数的阶段。在符合参数标准后，迭代操作停止，达到采暖通风空调温湿度智能控制的目标。1.3 变频控制子系统1.3.1 水泵节能改造改造前运用管路阀门调节的方式调控流量，实现流量可控目标。但此种方式长时间作用于暖通空调系统中，易出现随时间增加，能耗并未降低的情况。因此，需对水泵节能方式予以改造设计。在闭式冷冻水循环方式而言，变频前后的流量与其他参数的关系为：12=12（5）12=122（6）12=123（7）式中，1、2为变频前后的转速；1、2为变频前后的功率；1、2为变频前后的扬程；1、2为变频前后的流量值。转速和频率间的关系为：=60 1（8）式中，为磁极对数；为转差率；为水泵运行频率；为水泵转速。通过以上两式可以看出，改造设计水泵结构要从降低消耗功率、改变水泵转速、改变运行频率着手。1.3.2 分段速变频控制设计变频控制模块（见图 1）中由以下几个程序组成：（1）自动/手动切换控制：设有转换按钮，点击按钮转换继电器的控制模式，同时，当系统中接收到功率、转速和频率变化后，自动调节继电器状态；（2）全速运行程度：实际运行中，容易产生不充分交换温度的情况，增加了此项功能将在系统运行前维持 5min 的换热操作，在此过程中全速运行。在控制器感知到温度变化后，调整水泵的运行速度；（3）控制模拟量输入/输出程序：将三线制的 PT100 与?3 4?的全部通道连接后，收集供回水温度值，以 D01、D02、D03、D04 分别代表冷却水回水、冷却水供水、冷冻水回水、冷冻水供水温度。借助减法运算，得到数据寄存器内的各类水的温差值，并存储于中。变频器内部电（6）最大局部搜索半径、青蛙种群可改变区域的最大值、组内蛙数、空间维度等，排列青蛙顺序，按照降序排列青蛙适应度的方式，获取青蛙的实际位置。运用最优解计算方法，求出初始控制参数，并将PID 控制器开启，得到暖通空调温湿度的控制量和性能指标值。在智能系统依据所设定的理想控制目的，判定性能指标是否达标后，确定是否执行温湿度继续控制操作。当指标处于超出 0.1%RH 和 0.1后，进入到搜寻最优控制参数的阶段。在符合参数标准后，迭代操作停止，达到采暖通风空调温湿度智能控制的目标。1.3 变频控制子系统1.3.1 水泵节能改造改造前运用管路阀门调节的方式调控流量，实现流量可控目标。但此种方式长时间作用于暖通空调系统中，易出现随时间增加，能耗并未降低的情况。因此，需对水泵节能方式予以改造设计。在闭式冷冻水循环方式而言，变频前后的流量与其他参数的关系为：12=12（5）12=122（6）12=123（7）式中，1、2为变频前后的转速；1、2为变频前后的功率；1、2为变频前后的扬程；1、2为变频前后的流量值。转速和频率间的关系为：=60 1（8）式中，为磁极对数；为转差率；为水泵运行频率；为水泵转速。通过以上两式可以看出，改造设计水泵结构要从降低消耗功率、改变水泵转速、改变运行频率着手。1.3.2 分段速变频控制设计变频控制模块（见图 1）中由以下几个程序组成：（1）自动/手动切换控制：设有转换按钮，点击按钮转换继电器的控制模式，同时，当系统中接收到功率、转速和频率变化后，自动调节继电器状态；（2）全速运行程度：实际运行中，容易产生不充分交换温度的情况，增加了此项功能将在系统运行前维持 5min 的换热操作，在此过程中全速运行。在控制器感知到温度变化后，调整水泵的运行速度；（3）控制模拟量输入/输出程序：将三线制的 PT100 与?3 4?的全部通道连接后，收集供回水温度值，以 D01、D02、D03、D04 分别代表冷却水回水、冷却水供水、冷冻水回水、冷冻水供水温度。借助减法运算，得到数据寄存器内的各类水的温差值，并存储于中。变频器内部电（7）式中，n1、n2为变频前后的转速；P1、P2为变频前后的功率；H1、H2为变频前后的扬程；Q1、Q2为变频前后的流量值。转速和频率间的关系为：最大局部搜索半径、青蛙种群可改变区域的最大值、组内蛙数、空间维度等，排列青蛙顺序，按照降序排列青蛙适应度的方式，获取青蛙的实际位置。运用最优解计算方法，求出初始控制参数，并将PID 控制器开启，得到暖通空调温湿度的控制量和性能指标值。在智能系统依据所设定的理想控制目的，判定性能指标是否达标后，确定是否执行温湿度继续控制操作。当指标处于超出 0.1%RH 和 0.1后，进入到搜寻最优控制参数的阶段。在符合参数标准后，迭代操作停止，达到采暖通风空调温湿度智能控制的目标。1.3 变频控制子系统1.3.1 水泵节能改造改造前运用管路阀门调节的方式调控流量，实现流量可控目标。但此种方式长时间作用于暖通空调系统中，易出现随时间增加，能耗并未降低的情况。因此，需对水泵节能方式予以改造设计。在闭式冷冻水循环方式而言，变频前后的流量与其他参数的关系为：12=12（5）12=122（6）12=123（7）式中，1、2为变频前后的转速；1、2为变频前后的功率；1、2为变频前后的扬程；1、2为变频前后的流量值。转速和频率间的关系为：=60 1（8）式中，为磁极对数；为转差率；为水泵运行频率；为水泵转速。通过以上两式可以看出，改造设计水泵结构要从降低消耗功率、改变水泵转速、改变运行频率着手。1.3.2 分段速变频控制设计变频控制模块（见图 1）中由以下几个程序组成：（1）自动/手动切换控制：设有转换按钮，点击按钮转换继电器的控制模式，同时，当系统中接收到功率、转速和频率变化后，自动调节继电器状态；（2）全速运行程度：实际运行中，容易产生不充分交换温度的情况，增加了此项功能将在系统运行前维持 5min 的换热操作，在此过程中全速运行。在控制器感知到温度变化后，调整水泵的运行速度；（3）控制模拟量输入/输出程序：将三线制的 PT100 与?3 4?的全部通道连接后，收集供回水温度值，以 D01、D02、D03、D04 分别代表冷却水回水、冷却水供水、冷冻水回水、冷冻水供水温度。借助减法运算，得到数据寄存器内的各类水的温差值，并存储于中。变频器内部电（8）式中，p 为磁极对数；s 为转差率；f 为水泵运行频率；n为水泵转速。通过以上两式可以看出，改造设计水泵结构要从降低消耗功率、改变水泵转速、改变运行频率着手。1.3.2 分段速变频控制设计如图 1 所示，变频控制模块中由以下几个程序组成。图 1 变频控制系统结构图自动/手动切换控制：设有转换按钮，点击按钮转换继电器的控制模式，同时，当系统中接收到功率、转速和频率变化后，自动调节继电器状态；全速运行程度：实际运行中，容易产生不充分交换温度的情况，增加了此项功能将在系统运行前维持 5min 的换热操作，在此过程中全速运行。在控制器感知到温度变化后，调整水泵的运行速度；控制模拟量输入/输出程序：将三线制的 PT100 与的全部通道连接后，收集供回水温度值，以 D01、D02、D03、D04 分别代表冷却水回水、冷却水供水、冷冻水回水、冷冻水供水温度。借助减法运算，得到数据寄存器内的各类水的温差值，并存储于中。变频器内部电压改变将转变水泵转速，实现方式为：将特殊适配器接入，利用 D/A 转换，将数字量为 D100、D101 的水泵频率转变为模拟量信号，同时传递至变频模块中，以此可实现调控 0 10V 内部电压的效果。分段速变频控制是将根据反馈温差，判定是否处于最佳供回水温差范围内，当超出温度范围时，控制器的运行频率加大，升高温度。在频率增加至可将供回水温度控制至最佳范围后停止。反之，系统自动调节频率，使其下降，按照 0.5/周期的降低程度，待温差上升至最佳范围内时停止。通过变频控制水泵转速能够自动调节暖通空调的负荷，整体结构稳定性较强，在保证节能的基础上，降低转换水泵速度的能耗，维持高效电机运行状态。2 工业建筑大空间的采暖通风空调节能减排系统2.1 系统框架以某工业建筑为改造设计背景。此建筑中，框架结构为钢筋混凝土材质，空调系统涵盖送排风机、新风换气机、新风机组、冷却塔风机、冷却塔、冷却泵、冷冻泵、冷机。传感器和中央控制器是针对不同控制对象的设备，所涉及的子系统包括变频12中国建筑金属结构2023 年控制子系统、新风机组控制子系统、温湿度智能控制子系统和送排风子系统。传感器将流量、压力和供回水温度等参数采集，求出负荷值，选择各子系统中的设备类型和台数。结合温度变化调控开关状态，实施自主调节主机运行的操作，控制器将根据电源频率、智能控制器的计算结果调整冷却水泵等系统的运转模式，以此降低能耗。2.2 硬件选择中央控制器、数据采集装置和传感器是主要硬件设备，其中，中央控制器设置多个预置接口，将 270W AC ATX PFC 作为电源，防震驱动器托架能支持 3.5 HDD 和 CD/DVD-RPM，底部开孔维护 CF。数据采集装置编程由 ReadDeviceAD 函数实现，在读取 16 位数据后，转变为 12 位数据。传感器的材质为304SS，自热影响为 Pt1000 0.1 0.3mA，绝缘电阻在 20的条件下，数值超出 100M，精度为不超过5。2.3 运行流程在启动开关后，冷机启动，按照传感器收集的信号判断是否满足热水机组运行=0？的条件。当满足此条件后，自动判断负荷与设定值间的大小关系，当负荷大于设定值时，开启冷却塔、水泵和蝶阀，在得到开启完毕的信号后，结束控制。当负荷小于设定值时，关闭以上设备，并根据信息确定是否结束控制；当不满足冷水机组运行判定条件时，打开水泵和蝶阀，在全部开启后，开启冷却塔，并在能够正常开启后，结束控制。以上所述设备不能准确开启将启动自动报警装置。3 工业建筑大空间的采暖通风空调节能减排系统应用效果3.1 暖通通风子系统将所形成的多源暖通空调通风联合智能控制子系统应用于某商业建筑当中，整个系统送风口为旋流风口，气流组织为上送下回，将传统空调通风控制技术与本文所提出的暖通通风子系统在温度控制方面进行对比，设计试验。通过对比试验数据发现，采取多源暖通空调通风系统的室内温度，可控制在24 27，平均温度为 25.75。而采取传统通风控制技术，经计算后的平均控制温度为 22.42。接近人体最舒适的温度应当处于 25左右，因此应用暖通通风子系统的暖通空调更为适合人体机能。3.2 温湿度智能控制子系统在原本暖通空调上接入光电传感器，连续采集 72h 下的温湿度数据，分析数据，判断温湿度智能控制子系统单独运行的效果。间隔 9h 采集一次数据，得到的温湿度如下：0h温度：26.0、湿度：65.2%RH；9h温度：26.1、湿度：70.6%RH；18h 温 度：26.0、湿 度：75.0%RH；27h 温度：27.3、湿度：75.3%RH；36h温度：26.9、湿度：75.3%RH；45h 温 度：26.3、湿 度：75.5%RH；54h 温度：25.9、湿度：75.6%RH；63h温度：26.4、湿度：75.1%RH；72h温度：25.9、湿度：75.5%RH。光电传感器（电路平均功耗为 240）的在不同温度点的测量误差：-40为0.02，-30为 0.00、-20为 0.01、-10为 0.00、0为 0.00、10为 0.00、20为 0.00、30为 0.00、40为0.01，整体温度测量误差不超过0.02，说明测温精准，且能够持续保持电路功耗，可实现低耗能运转。在湿度测量控制方面，湿度变化幅度不大，说明运行湿度维持相对稳定状态，适合不同环境湿度，证明具备较强智能控制湿度能力。3.3 变频控制子系统将所设计的变频控制子系统接入原本空调系统中，得到表1 所示的运行参数对比结果。表 1 控制前后变频控制子系统的运行参数对比控制方式PID分段速工频冷却水泵频率/能耗（Hz/W）41.5/261.542/26551/410冷冻水泵频率/能耗（Hz/W）34.8/182.036.2/260.151/452冷却水流量（m3/h）1.7451.7422.01冷冻水流量（m3/h）1.3841.4141.98冷却水温差（）4.84.83.2冷冻水温差（）4.34.23.1总能耗（W）2445.824813084节能率（%）48.241.00能效比2.742.692.14通过读表，改造优化后的子系统其水流量降低、换热温差提高，即便在测试中换热效率受到小容量蒸发器和冷凝器的影响，但换热温差仍旧控制在低于未改造前 5的范围内，说明空调按照小流量大温差的模式运行，符合节能减排目标要求。同时，通过分析水泵节能率可以看出均超过 40%，证明节能效果优良。3.4 总系统将改造后的暖通空调总体系统投入使用，经济效益为：改造前，主机电费平均为 395 062 元/年，辅助设备电费平均为 210 468 元/年，共 605 530 元/年；改造后，主机电费平均为 321 547 元/年，辅助设备电费平均为 120 569 元/年，共443 116 元/年，节能减排水平提升 26.8%，说明改造后的总体系统可作为工业建筑大空间的采暖通风空调的优化系统。4 结论综上所述，本文所设计的工业建筑大空间的采暖通风空调中进行改造的子系统为温湿度智能测量系统和变频控制系统，总系统在子系统经优化设计后完成总体集成。经实验，所设计的子系统和总系统在自动控制、降低能耗和提高经济效益等节能减排目标实现方面具备较高能力，能够应用于实际建筑空间中，满足绿色理念践行标准。参考文献1 周胜.广东某高校建筑运行能耗与节能措施的研究 D.广东工业大学,2020.2 邹惠芬,魏冉,宫丽红,等.公共建筑空调系统能耗分析及节能改造 J.沈阳建筑大学学报(自然科学版),2017,33(04):738-743.3 郭燕飞.基于光电传感器的暖通空调温湿度智能控制技术 J.传感技术学报,2022,35(09):1293-1298.4 罗昊敏,刘伟,张洁雄,等.建筑暖通空调冷水温度节能控制方法设计 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