时间：2023-03-07 15:20:08
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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
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。
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。
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。
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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。
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
1温丽，锅炉供暖运行技术与管理，北京：清华大学出版社，1995。
2陆耀庆主编，实用供热空调设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1993。
3李祚启，集中供热管理微机自控优化系统，建设电子论文选编，北京：中国建筑工业出版社，1994。
4江亿，集中供热网控制调节策略探讨，区域供热，1997，（2）。
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,..
7YiJiang,teal.Leakageandblockagedetectioninwaternetworkofdistrictheatingsystem,ASHRAETrans.,1996,102Pt1.
在制造企业中，有几类比较典型的生产方式，其中，单件生产和其它方式有明显的不同，如：大批量生产企业，由于其有规模的优势，所以，在成本、质量和时间方面容易见到成效。
对于单件小批量生产的企业，如：造船、飞机制造、特种机床等，以单件生产为主。在生产进度安排上，多以项目管理的方式推进。
一般的观念里，单件小批量生产不具有成本控制的优势，只有批量大的生产才有成本控制优势。但是，经济形势发生了变化，现代企业产品中的科技含量的增加，使得产品的制造成本并非与产品生产数量直接相关，或者说至少不是只与产品数量直接相关。
那么，为什么这样说呐？准确控制产品的成本，就应该从成本的多重动因入手。产品成本的发生，有些与产品数量（生产工时）相关，有的与非产品数量相关，那么，我们就必须按与成本发生相关的其它因素去追溯计算成本。而不是单纯从产品数量上判断，那什么是成本动因呢？是企业的各项作业，而不是产品本身导致消耗（成本）的发生。如何有效地控制成本，使企业的资源利用达到最大的效益，就应该从作业入手，力图增加有效作业，提高有效作业的效率，同时尽量减少以至于消除无效作业，这是现代成本控制各方法的基础理念。
一、国内企业成本管理的现状分析
美国企业注重策略成本管理和价值链分析，中国企业偏向单一成本控制。
在市场上，真正有意义的是整个经济过程的成本，企业须清楚与产品有关的整个价值链中的所有成本。因此，公司需要从单纯核算自身的经营成本，转向核算整个价值链的成本，与处于价值链上的其他厂商合作共同控制成本，寻求最大收益。
美国企业在成本管理上，能够运用信息论和控制论方法，实行以价值链分析为主要内容的策略成本管理模式，所谓价值链分析就是通过分析和利用公司内部与外部之间的相关活动来达成整个公司的策略目的，实现成本的最低化，它把影响产品成本的每一个环节，从项目调研、产品设计、材料供应、生产制造、产品销售、运输到售后服务都作为成本控制的重点，进行逐一的作业成本分析，使管理人员对产品的生产周期和每一环节的控制方法都有充分的了解，从而使产品的利润在整个生产周期最大化。尽管我国国有企业一直在寻找一条有效的成本降低途径，许多企业都提出全员、全方位、全过程的成本管理模式，而在成本管理的现实操作中，大部分企业把成本降低的着力点放在对生产成本的单一控制上，忽视了项目调研、工艺设计、产品设计对产品成本的影响，实际上以上三阶段决定了产品成本的90％，足以决定企业命运。
“尽可能少的成本付出”与“减少支出、降低成本”在概念是有区别的。“尽可能少的成本付出”，不就是节省或减少成本支出。它是运用成本效益观念来指导新产品的设计及老产品的改进工作。如在对市场需求进行调查分析的基础上，认识到如在产品的原有功能基础上新增某一功能，会使产品的市场占有率大幅度提高，那末，尽管为实现产品的新增功能会相应地增加一部分成本，只要这部分成本的增加能提高企业产品在市场的竞争力，最终为企业带来更大的经济效益，这种成本增加就是符合成本效益观念的。
二、如何控制成本
对于单件小批量生产企业而言，由于生产一种产品的工艺、工装设备投入相对比较多，无疑增加了产品的成产成本。不能从批量和规模上取得优势，要降低成本。如何来控制？笔者建议可以从以下几个方面考虑：
（1）产品设计阶段的成本控制
第一次就把事情作对，首先在产品设计阶段充分考虑工艺的制造成本，采用工艺性好的产品设计方案，这需要在产品设计时工艺人员的早期参与时必不可少的，采取并行工程的方法，优化产品的设计从而降低成本。
美国企业在成本管理上，能够运用信息论和控制论方法，实行以价值链分析为主要内容的策略成本管理模式，所谓价值链分析就是通过分析和利用公司内部与外部之间的相关活动来达成整个公司的策略目的，实现成本的最低化，它把影响产品成本的每一个环节，从项目调研、产品设计、材料供应、生产制造、产品销售、运输到售后服务都作为成本控制的重点，进行逐一的作业成本分析，使管理人员对产品的生产周期和每一环节的控制方法都有充分的了解，从而使产品的利润在整个生产周期最大化。尽管我国国有企业一直在寻找一条有效的成本降低途径，许多企业都提出全员、全方位、全过程的成本管理模式，而在成本管理的现实操作中，大部分企业把成本降低的着力点放在对生产成本的单一控制上，忽视了项目调研、工艺设计、产品设计对产品成本的影响，实际上以上三阶段决定了产品成本的90％，足以决定企业命运。
降低成本可以有两种实现方式，一种是在既定的经济规模、技术条件、质量标准条件下，通过降低消耗、提高劳动生产率等措施降低成本。这种方式的成本降低以现有条件为前提，是日常成本管理的重点内容。降低成本的第二种方式是改变成本发生的基础条件。在既定条件下，成本改善会有一个极限幅度，在这个幅度内，改进的逐步增加最后可能会达到收益递减点，最后使得降低成本异常艰难。在这种条件下，进一步的成本改进有赖于新的技术和新的观念。改变成本发生的基础条件为进一步的成本降低提供新的基础。企业成本优势最常见的来源就是采用与竞争对手有显著差异的价值链。正因如此，所以企业进一步降低成本常依赖于第二种方式，依赖于新技术和新观念，依赖于重构价值链。产品设计包含着重新设计诸多重构价值链的因素，如改变生产工艺、采用新的原材料等，因此产品设计对成本控制有着关键性的影响，是系统成本管理的核心。因为产品成本的20％—80％在设计阶段已经确定，待产品投入生产后，降低成本的潜力并不太大。为了最大限度的压缩成本，产品设计必须着眼于目标成本和目标利润。若完成产品全部作业成本低于目标成本，则该产品设计是可行的，否则不行。只有这样才能控制成本，最终才能保证产品在市场上的竞争力。（2）原材料采购阶段的成本控制
其次，在原材料的采购阶段，由于单件生产在原材料的采购方面也不具有规模优势，所以，原材料的成本也是居高不下。如果，把产品的原材料分成几类：通用原材料，可委托中间商进行采购，利用他们的渠道优势来降低成本；特殊材料，可以和同行进行联合采购，来降低成本。
在企业里，采购部门常常控制着40％—50％的销售金额，减少材料成本也许是整个降低成本计划中最有效的一步。所有经营者应明三个关键性的采购原则：
①不要害怕采购部门。要学习各种成本降低方法，学习采购。最重要的是，不要使自己和采购部门及采购负责人隔离开来，要参与进去。
②把力量集中在“一号”部件上。要保证你的采购部门在代价较高的“一号”部件的选择、交货和周转上花费最多的时间。在这方面，有效的采购、替代或重新设计会产生大的影响。
③不要超速完成采购。要允许企业的采购部门运用其创造力，想象力和专业经验，以尽可能低的价格采购部件和材料。不要像你定一份咖啡那样对待采购部门。不要根据蹩脚的预测或因为缺少正确的销售和生产制造计划而让采购部门迅速办理。
④不要吊死在一棵树上。对采购部门来说，往往习惯于和一个特定的供应商维持关系，因为他们在一起做生意已有多年了。事实上，经营者完全可以挑起供应商之间的竞争，这样可以刺激他们降低某些材料的价格。
⑤能作出准确的预测。企业必须能对原材料未来的走向及产品的趋势作出预测，特别是那些较为短缺的原材料，许多往往需要进口，短缺常会发生。如果经营者不能准确地预测，采取相应的措施，也许最需要一种材料的时候，正是它价格最高的时候。
（3）产品制造过程中的成本控制
在制造构成中的成本控制，则是靠企业的管理基础水平的提升才能够见到效益的。在制造过程中的成本控制，与企业的质量管理和交货期的联系比较紧密。可以通过几种主线来推进成本控制工作。
传统的成本降低基本是通过成本的节省来实现的，即力求在工作现场不浪费资源和改进工作方式以节约成本将发生的成本支出，主要方法有节约能耗、防止事故、以招标方式采购原材料或设备，是企业的一种战术的改进，属于降低成本的一种初级形态。
但是，这种的成本降低是治标不治本的，只是成本管理的一种改良形式。现代企业需要寻求新的降低成本的方法，力图从根本上避免成本的发生。现代的JIT（JustInTime，适时生产系统），以“零库存”形式避免了几乎所有的存货成本；TQC（TotalQualityControl，全面质量控制），以“零缺陷”的形式避免了几乎所有的维修成本和因产品不合格带来的其它成本。成本避免的思想根本在于从管理的角度去探索成本降低的潜力，认为事前预防重于事后调整，避免不必要的成本发生。这种高级形态的成本降低需要企业在产品的开发、设计阶段，通过重组生产流程，来避免不必要的生产环节，达到成本控制的目的，是一种高级的战略上的变革。
（4）通过严格成本核算管理控制成本
在成本核算管理上，全力推行全员成本核算与层层控制，抓好单件产品核算，真正了解每种产品的制造成本，从原材料、水、电、气的消耗到工时订额等的核算，作到准确，这是成本管理的基础和成本控制的根本点。
在库存的控制上，争取消除中间库，采取公司集中统一的库存与物流配送体系，从内部的资源集中配置的角度，提高效率，压低库存，降低库存资金的占用。同时，控制在制品的数量。
（5）工艺设计上的成本控制
工艺设计上尽量考虑工艺方法的通用性、标准化，采用合理的加工手段，提高材料及设备的利用率，严格审核确保工艺方案的合理性。
（6）质量成本控制
对于不良品损失的控制，防止为了只追求交货期和产品质量而不顾及产品的成本的提升。严格控制质量成本，把内部损失和外部损失降到最低，作到质量、成本和交货期三方面协调推进。如果是实行项目管理方式为主的企业，建议采取项目经理全权负责的方式对质量指标、成本费用指标和交货期统一考核，建立完善的奖惩机制。
三、我国企业采用现代成本管理方法应注意的问题
产生于日本及欧美的现代成本管理理念与方法已逐渐被我国企业所采用，实践证明，我国企业在运用这些方法时要注意以下几点：
（1）要以人为本。在现代成本管理这个系统工程中，人是具有主观能动性的。企业如何设计适当的激励制度以调动全体员工的能动性是管理者运用现代成本管理方法首先要考虑的问题。无论如何完美无缺的管理方法，如果不能使员工自愿、积极主动参与，也只会适得其反。因此，现代成本管理方法一定要与“以人为本”的现代管理思想相结合。
（2）注意全面性。成本管理活动是复杂的系统工程，在进行成本管理系统设计时，一定要注意全面性，要全员参加，落实到生产和管理的全过程，不能采取武断的命令下达式，特别是作业成本法制度设计，必须取得各级管理人员和基层车间工人的全力支持才能顺利进行。
（3）注意综合性。由于现代成本管理方法是一个系统整体，所以在设计时一定要综合运用，不可断章取义。如只为加快存货流通速度而不顾企业具体情况盲目采取零存货方法，其结果可能是灾难性的。
关键词：建筑节能；建筑噪声；传热系数；隔声量；围护结构
1前言
众所周知，能源问题是当前世界各国普遍重视的问题。在全世界总的能源消耗中，建筑能耗约占25%~40%。近年来，我国的建筑节能工作已进入全面实施阶段，随着一系列关于建筑节能的国家法规及地方标准的颁布和实施，整个建筑行业从业人员不仅从观念上对建筑节能有了一定的重视，而且在具体工作中取得了一定成果。使建筑节能在理论研究和实践操作上均获得了一定效果。但是，与世界发达国家相比，还有相当大的差距。关于建筑节能，我们尚有许多工作要做。
同时，随着我国的社会和城市建设到了一个飞速发展的时期，人们开始对影响我们工作、生活的一个重要问题——噪声问题投入更大的关注，噪声问题已经成为可持续发展战略中的一个重要环节。从我国目前的整体状况来看，我国的建筑声环境长期以来未能得到应有的重视。而建筑噪声控制工作在整个建筑行业中也处于起步阶段，往往是建筑噪声出现后，进行噪声治理，而对于建筑噪声的防护和控制，虽有一定的理论研究成果和方法。但在实践操作上并不普及。
本文试浅谈在夏热冬冷地区（以湖南地区为例）建筑设计中综合考虑建筑节能与建筑噪声的一些技术手段，借此对建筑节能与建筑噪声控制的实践操作产生积极的现实意义和实用价值。
2从理论上谈谈建筑节能与建筑噪声控制的原理和措施
节能方面，湖南省属于夏热冬冷地区，不论从冬季保温还是夏季隔热方面，建筑能耗构成主要是通过围
护结构（墙、屋顶、楼板、门和窗）的传热及空气渗透。关于围护结构的传热，与围护结构的传热系数（K[W/m2·K]）紧密相关，而解决空气渗透在于增强建筑的密闭性，密闭主要是在门窗这一块，门窗要有很好的气密性。噪声控制方面，主要考虑建筑围护结构的隔声，为使所设计建筑达到允许的噪声标准，必须使围护结构具有足够的隔声性能，以防止来自外界的噪声干扰。同时，建筑的密闭性对建筑隔声也有明显的影响，墙体等围护结构上的孔洞（例如门窗缝隙等）会使其隔声性能明显下降。
因此，在建筑围护结构中采用传热系数较低而又可提高围护结构隔声量的材料（例如离心玻璃棉等）或构造，可取得节能和隔声两方面的效果。另一方面，虽然增强窗的气密性与减少围护结构的孔洞、缝隙面积是不同的概念，但是，对建筑密闭性的要求使其在构造上具有某些相近的措施。
其他某些建筑设计相关方面，例如建筑绿化也同样在节能和隔声两方面有着积极的含义和作用。建筑绿化可起改善局部热气候；调节空气湿度；降低城市噪声污染；防止灰尘侵袭等作用。
由此可见，在建筑设计中采取某些综合考虑建筑节能与建筑噪声控制的技术手段从理论上说具有可行性及现实意义。本文综合考虑的途径主要从围护结构的材料和构造方式上着手，并思考建筑绿化的作用。下面从具体细节上讨论。
3可综合考虑节能和隔声的围护结构
可综合考虑节能和隔声的围护结构主要有外墙，外门、窗等，下面谈谈在这些围护结构的构造和材料的选取上具体如何兼顾节能和隔声。
3.1外墙。现阶段湖南地区建筑外墙以240厚粘土空心砖为主，分层增加约20~60厚膨胀聚苯板或聚苯颗粒保温砂浆等材料形成外墙保温构造以满足整个建筑节能设计要求。而砖墙本身面密度大，隔声较好，240厚砖墙双面抹灰的计权隔声量达到54.5dB，完全能满足建筑隔声要求。但建筑外墙有提倡使用加气混凝土砌块的趋势，这种材料虽导热系数较低，约0.2~0.3，可很大程度上降低墙体传热系数。但其隔声性能不如砖墙，200厚加气混凝土墙双面抹灰的计权隔声量为44.5dB，这与其面密度有关（质量定律）。此时，若只采用200或240厚加气混凝土砌块外墙自保温则可能在某些情况下难以达到隔声要求，须采取增加其他材料或设空气层等构造措施来提高隔声量。在设计中应注意此类情况。
3.2门窗
3.2.1外窗
a.窗墙比：不同朝向的窗墙比的大小对能耗有很大影响（由于外窗的传热系数一般来说比外墙小很多，影响护结构的综合传热）。随着窗墙面积比的增大，外窗的传热系数要求更小，以达到相近的节能效果。不同朝向、不同平均窗墙面积比的外窗传热系数见表1。
同样，窗墙比对护结构的综合隔声能力也是有很大影响的。窗户的隔声性能不好，如果窗户的面积不大，隔声性能与窗面积大、隔声性能非常好的窗几乎差不多（见表2）。
由此可见，在适当范围内减小窗墙比可使节能和隔声均更易满足要求。
b.窗体材料：节能方面，湖南地区窗框材料木、塑料、断热铝合金优于钢、铝合金（见表3）。但木、塑料非现代建筑所青睐，断热铝合金由于造价较高，使得铝合金成为应用最为广泛的窗框材料，同时采用复合层玻璃（如中空玻璃窗）等方法提高窗的节能效果。
隔声方面，同济大学声学研究所对于不同的窗框材料的隔声性能做了测试，可从其实测结果得出结论：铝合金窗框与塑钢窗框在1KHz以下，两者隔声量基本接近，但铝合金窗框在中高频隔声性能优于塑钢窗。而关于玻璃，我们知道可以单纯增加玻璃厚度来提高隔声量。但在实际应用中，往往使用复合层玻璃来替代，可以取得窗扇重量大为减轻的优点。在随复合层玻璃的变化，隔声性能的数据对比中，可以得出一个很有实用意义的结果，即在玻璃+空气层+玻璃的复合层中，单层玻璃的厚度宜控制在4~6mm，空气层厚度约在10mm左右。经过对比，若节能设计时的采取相近的中空玻璃参数，可以取得节能和隔声两方面的效果。
c.双层窗：双层窗对节能和隔声都有利，双窗的间距受到建筑物外墙厚度的限制，可供采用的间距一般为10cm左右。实验测量表明，双窗间隔10cm的计权隔声量为33dB。在双窗间隔作吸声处理后，其隔声量达36dB。隔声效果较好，而双层普通玻璃窗的节能效果可见表3，而从造价来说，双层窗的工程造价约为复合玻璃窗的50%。
3.2.2住宅外门及阳台门
湖南地区住宅外门及阳台门在节能设计中可采用多功能户门（具有保温、隔声、防盗等功能）及夹板门等。夹板门一般中间填充玻璃棉或矿棉等作为保温材料，而玻璃棉或矿棉等同时也是吸声材料，节能设计中应用较多的如：双层金属门板，中间填充15mm厚玻璃棉板，可考虑适当增加填充厚度来提高隔声量。而门的密缝处理对于门的隔声也有很大影响，在防止空气渗透上也能起一定作用。
4建筑绿化
建筑绿化在节能上的含义及作用已是众所周知的，而利用绿化减弱噪声，也是常用的噪声控制方法。
4.1节能方面，绿化可以调节温度，尤其是降低夏季温度，树木枝叶形成浓荫可以遮挡太阳辐射和地面、墙面和相邻物的反射热。经过测试，夏季林地及草坪的气温与普通场地气温比较，平均降温值约为2.5~3℃。而西墙外有绿化的房间的室温低于无绿化的房间约3℃，同时在11~16时段内的升温速率有绿化房间也明显优于无绿化房间。不同的建筑绿化布置方法对节能均能起到一定效果。如：临街绿化，楼间绿化，楼旁绿化，建筑本体绿化等。
4.2减噪方面，在噪声源与建筑之间的大片草坪或是种植由高大常绿乔木与灌木组成的足够宽度且浓密的绿化带，是减弱噪声干扰的措施之一。值得注意的是，运用绿化来防止和减少噪声对建筑的干扰时，应考虑到噪声的衰减量随植物配置方式、树种及噪声的频率范围的变化而变化。一般来说，绿化对于低频噪声的隔声能力优于高频；混植林带的隔声能力优于纯植林带；而植物本身的吸声能力，一般以叶面粗糙、面积大、树冠浓密的为强。在建筑绿化布置方法上，临街绿化对减噪的作用较大。在道路边设置1.8~2.4m宽的灌木绿带+6m宽的大乔木绿带，其隔声量可达8~10dB。
湖南地区的植物基本属于常绿植物，以香樟最为常见，香樟属于常绿乔木，一般来说，可形成浓密的树冠及浓荫，在建筑绿化中以香樟与灌木绿带的结合布置较为普遍，设计得当，在节能与减噪方面均能产生效果和作用。
参考文献：
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[2]项端祈.实用建筑声学.中国建筑工业出版社，1992.
[3]房志勇.建筑节能技术.中国建材工业出版社，1998.
2结合施工组织及施工工艺，控制工程成本
做为开发单位的预算合同人员应做到“三多”，即“多看、多问、多思考”。“多看”，就要多看工程的施工组织方案、施工工艺流程、现场的实际情况。如施工中常见的基坑全断面锚喷支护，由于受周围建筑物基础情况及治水、地质等开挖实际情况的不确定因素影响，难免有些地方需要加强锚护，同时有些地方也要减少锚筋，甚至在距离坑底一定调试内或毗邻建筑物的局部地方不用锚喷，对于加强锚护部分施工单位自然会提出补偿，但对于减少锚筋及不用锚喷的部分就需要建设单位的细心观察和监督，以便以确凿的证据和充分的理由榔头工程量。“多问”就是对于预算中不常遇到的较边缘的工程问题，或是对自己经验不充分的问题不匆忙作定论，要向现场的工程师进行咨询。在项目开发过程中不可避免的市政工程，由于行业的垄断，大多数的造价人员很少遇到这类预算，因此这类问题就更需要多问。如在一次室外消防管道的预算中，就曾遇到了防滑卡箍使用数量问题，如果按定额常规用量参考值（0.338个/m）去测算，全小区2000m管张，共需用676个防滑卡箍，而实际上只在变径、变高、管线拐弯处使用，全小区共使用16个，两项相差560个，以每个228元计算，仅防滑卡箍一项避免的直接费损失就高达10多万元。“多思考”，不可不论定额仍是目前建设市场确定造价的主要依据，但也应客观地认识到定额不可能囊括市场，由于新工艺、新材料地不断涌现，工程现场的特殊情况都使得子目组价、项目组价仍为目前造价中不可避免的工作。如在外电源工程中，施工单位往往习惯以地下人孔检查井每座多少元报价、防水硅胶以每平方米多少元报价，究竟每座实际有多少土方量，有多少砌筑量，有多少混凝土量，能不能组价到施工单位的报价水平，防水硅胶具体用量及操作工艺是什么，能不能组价到每平方米报价，都需要造价人员去推敲、思考。
3做好市场材料及市场工艺价格的，建立寻价体系
项目的工程材料费一般要占圬工工程总成本的60%左右，显然材料成本是成本控制的重头戏。项目开发过程中，建设单位为控制成本及确保材料质量，对某些材料均会采用甲方指定或限价方式。首先，企业应系统关注机构公布的价格，与社会咨询机构保持联系。建立起企业自身的价格信息网络，保持信息渠道的畅通，及时准确地把握不同地区及不同规格的材料、半成品的价格信息，保证工作人员可随时随地地调用及监督，做到资源共享。需强调一点，政府公布的价格是市场的平均价，详细的价格管理远不能简单停留在这一深度，要进一步利用长期与商家建立起的经济往来关系和社会公开渠道，寻找物美价廉的产品；其次，控制材料的采购单价，企业还应把握大势，在系统价格的基础上，定期绘制主要材料时间——价格曲线图。
分析材料的周期变化规律，结合技术曲线的分析及市场经济的运行状况，委托人的通货膨胀或通货收缩状态，研究判断不同地区、不同材料的短期及中斯走向，在参照价格信息的基础上，增加理性分析的因素，把握材料的走向趋势，将其分析成果应用在开发生产中。
4建议采用工程量清单形式确定工程造价
工程量清单是指按照招标文件和施工图纸的要求与规定，依据统一的工程量计算规则，结合现行预算定额子目分项要求，将拟建招标工程的全部项目和内容，按工程部位、性质或构件分部分项，并计算实物工程量，列成清单，作为招标文件的组成部分，供投标单位受苦填写单价的一种工程量计价方法。目前市场上常用形式是将脚手架使用费、遇、模板使用费等非实体性消耗费用，以及企业管理费、利润和此部分的税金列于开办费中，一般开办费为总价包干不变，工程量清单中的单价只包含了实体性消耗中的直接费及其税金，此部分价款随工程量的培养而变化。采用工程量清单的形式，对建设单位而言，首先工程单价易与市场价进行竞争性比较，挤掉单价中的水份，堵住漏洞；其次可控制设计变更引起的工程价款的增加，变更培养的工程量，只能引起实体性消耗中的直接费及其税金部分的变化，非实体性消耗费用及企业管理费、利润及此部分的税金，仍保持原有水平。总之，采用工程量清单对于建设单位来说是一项既易于操作，又利于成本控制的有效途径。
5做好反索赔工作
近几年来有关索赔的文章随处可见，而反索赔的文章却不多，许多建设单位把重点放在了如何应对施工单位的索赔，而常常忽视了反索赔条款的应用。施工单位由于措施不当，延误了承诺的工期；交叉作业中，一方因现场清单不及时防碍了另一方正常的工作程序，或因泼水等情况损坏了工程成品；使用了非业主指定的新产品等待，对此建设单位均可进行反索赔。做好反索赔工作，需要有充分有力的证据，并利用监理的作用，保存好现场工程图片和现场稠人广众等原始资料。
在分析蓄冰系统优化控制的基础上，提出了基于专家系统的新方法。该算法的数学基础是运筹学的目标规划，通过一系列简化而成为一个整数规划问题，进而提出标准运行模式的概念，并由专家系统方法建立外温等影响热负荷的因素与标准运行模式的对应关系，这个关系是统计的和动态的。
关键词：优化控制整数规划标准运行模式专家系统方法
Abstract
Putsforwardamethodbasedamethodbasedontheexpertsystemafteranalyzingtheoptimizingcontroloficestoragesystems.Themathematicalbaseofthesolutionisobjectprogramminginoperationalresearch,throughaseriesofsimplifyingitbecomesanintegralprogrammingproblem.Givesstandardrunningmodels.Therelationshipisstatisticalanddynamic.
Keywords：optimizingcontrolintegralprogrammingstandardrunningmodelexpertsystemmethod
0引言
蓄冰系统常见的控制策略有制冷机优先、蓄冰罐优先、均匀融冰和优化控制等。优化控制是指提出一经济性目标函数，然后在一定的约束条件下求解以使该目标函数达到最小值的方法。
清华大学建筑技术科学系于1997年推出了一套蓄冰系统优化控制算法，笔者在该算法的基础上作了进一步研究。
1优化控制算法基本思路及在工程应用中存在的主要问题
1．1基本思路
①温度预测：根据历史数据和天气预报（最高温和最低温）预测第二天的24h温度曲线。
②负荷预测：根据历史数据在每日供冷开始前预测当天的负荷曲线。
③负荷优化分配：建立负荷优化的数学模型，用单纯的型法求解。
1．2存在的主要问题
①上述优化优化控制给出的逐时负荷分配结果常常使制冷机承担的负荷值逐时变化较大，导致制冷机启停频繁。这不仅造成运行管理不便，而且由于制冷机的启停带来的供冷量突然变化使得控制系统的稳定性下降。
②不易准确实测负荷。
③负荷预测过程中的大量矩阵运算，影响控制系统的可靠性。
2优化控制算法的数学模型的分析和简化
2．1负荷优化分配的数学模型
设用户k时刻的负荷为qk，其中制冷机负担qrk，蓄冰罐负担qik，冷冻机出力qrk的费用为R(qrk)，蓄冰罐出力qik费用为I(qik)，则全天的运行费M为
(1)
优化的目标是从经济性考虑全天的运行M最小化，优化的约束条件是：
0≤qrk≤qrkmax0≤qik≤qikmax
qrk+qik=qk(2)
其中qrkmax为冷冻机k时刻的最大制冷能力；qikmax为蓄冰罐k时刻的最大融冰供冷能力。
进一步分析，按电价结构、用户负荷、系统性能给出具体目标函数：
（3）
qikmax=r
假设蓄冰罐k时刻的最大融冰供冷能力与剩冰成线性关系：
（4）
其中ak是制冷机单位供冷负荷的费用；bk是冰罐单位冷负荷的费用；c，d是蓄冰罐k时刻的最大融冰供冷能力与剩冰之间的线性关系的两个常量，可根据蓄冰罐的融冰特性曲线求得；常量r是制冷机的最大制冷能力。
可见，优化负荷分配的数学模型是一个线性规划问题。求解上述线性规划问题的结果即可得到各时刻冷冻机和蓄冰罐分别负担的冷负荷qrk，qik。
2．2线性规划问题的多解性
上述问题为线性规划问题，其经典求解方法是单纯型法。例：某地电价结构如表1所示。
表1某地电价
时段8：00～11：0011：00～18：0018：00～22：0022：00～8：00
电价/元/kWh1.20.81.20.3
共3台制冷机，总最大出力1000kW，蓄冰总量8000kWh。
供冷时间为8：00～17：00，逐时负荷和由单纯型法求得的逐时负荷分配表2。
表2由单纯型法求得的制冷机和蓄冰罐的逐时负荷分配
时段8：00～9：009：00～10：0010：00～11：0011：00～12：0012：00～13：0013：00～14：0014：00～15：0015：00～16：0016：00～17：00
电价/元/kWh1.21.21.20.80.80.80.80.80.8
负荷/kW80010001400180020002200240020001400
qik/kW70040011008001000120014001000400
Qrk/kW100600300100010001000100010001000
上述给出的解，使制冷机在上午的运行负荷从100kW，变为600kW，后为300kW，不断变化。
但进一步分析发现，表3所示的负荷分配也是方程的一个解，但单纯型法没给出。
表3由优化方程得出的制冷机和蓄冰罐的逐时负荷分配
时段8：00～9：009：00～10：0010：00～11：0011：00～12：0012：00～13：0013：00～14：0014：00～15：0015：00～16：0016：00～17：00
负荷/kW80010001400180020002200240020001400
qik/kW50070010008001000120014001000400
qrk/kW333333334100010001000100010001000
我们还能发现上述方程的很多解。其实只要保证上午8：00～11：00制冷机供冷1000kW，而其余的负荷由融冰来承担，这样的分配就是优化方程的一个解。可见上述问题有无穷多个解。
常规的线性规划问题一般只有惟一解，但这里的优化方程有无数个解。这是因为我们所研究的线性规划问题有其特殊性：电价结构分段，而非逐时不同，从而导致在很多程度上，制冷机的出力可以在同一个电价段内进行平移，而不影响经济性。
比较优化方程的无数人解，可分出其"优劣"。
在上例中，制冷机的出力（kW）逐时为333，333，334，1000，1000，1000，1000，1000，1000是一个最优解，这个解对应的逐时的运行方式为：前3h1台制冷机全工况、后6h3台制冷机全工况运行。
2.3规划的改进全工况运行
如果从数学的角度分析上述例子，可以在原有的线性规划问题中地加下述约束：
qr9=qr10=qr11，qr12=qr13=qr14，qr15=qr16=qr17
3数学模型的离散近似解：标准运行模式
3．1数学模型的离散近似解
改进的数学模型用单纯型法求解，就能得到一个较满意的解。但如果从工程的角度考虑，有一个全新的解决之道，即离散近似解的解决方法。
从工程的角度看，把qrk求解准确到小数点后多少位并不重要。把qrk限制为制冷机最大出力的0，1/10，1/5，3/10，2/5，1/2，3/5，7/10，4/5，9/10，1等就已足够了，更为简单的处理是将qrk限制为冷机最大出力的0，1/4，1/2，3/4，1，或0，1/3，2/3，1，对经济性影响较小。
如果在新的规划总是中，把逐时的制冷机出力限制在若干个点上，就成了线性整数规划问题。由于解的可能组合并不多，因而完全可以采用试算法求解：把所有的可能组合代入整数规划的函数中，符合要求的就是要求的解。
为叙述方便，以qrk限制制冷机最大出的0，1/4，1/2，3/4，1作进一步的讨论。以上一个实例分析所有可能的组合有5×5×5=125种。求解时只要遍历所有这些可能就可以选择到需要的解。
3．2标准运行模式
引进标准运行模式的概念，就可以使问题更加简化。
就上述例子，qrk限制为制冷机最大出力的0，1/4，1/2，3/4，1，共有125种可能的运行方式，我们把每一种运行方式称为一个运行模式，而标准运行模式就是运行模式的一个子集，如表4所示。
表4不同运行模式
8：00～11：0011：00～14：0014：00～17：00
模式1000
模式2001/4
模式301/41/4
模式401/41/2
模式501/21/2
模式601/23/4
模式703/43/4
模式803/41
模式9011
模式101/411
模式111/211
模式123/411
模式13111
以上这些模式对应于负荷从小到大时运行模式的更替。原有125种可能，而表3中给出的仅为13种，它的特殊性在于每一种模式对应于一定负荷范围内的最经济（或接近最经济）的运行方式。也就是说考虑经济性的情况下，原有的125种可能性变成了10余种。
标准运行模式是这样一个解集：在运行模式中去掉大量的不可能是最经济的模式，由剩下的模式所构成的解集。
日逐时负荷千变万化，然而对应的运行模式却仅有10余种。显然每一种运行模式都要对应一组千变万化的日逐时负荷分布。这种对应关系可以通过"典型总负荷"来说明。从另一角度看，可以把日逐时负荷分布按运行模式进行分类。
可以定量地分析上述的标准运行模式的划分是否最佳，从而对其进行一定的修改。
4初值条件到运行模式的统计的对应关系--计算机专家系统方法的应用
4．1离散化和对应关系
有了标准运行模式的概念，就可以直接建立室外最高温和最低温与标准运行模式（运行方案）的对应关系。
以北京的夏季供冷为例，假设最高温度tmax∈[28，42]，最低温度tmin∈[18，35]。注意tmax>tmin。则这样的[tmax，tmin]组合共有2000余种。
如果假设逐时负荷决定于该日最高温和最低温，每一种可能的组合[tmax，tmin]惟一地对应于某一逐时负荷图，某一逐时负荷图又对应标准运行模式。
4．2统计的动态的对应关系
上述的对应关系基于这样的假设：负荷决定于室外最高温和最低温。而实际上系统负荷除主要与室外温度有关外，还与天气阴晴、建筑物的使用情况、建筑内的人员情况，甚至与星期几和季节等因素有关。如果把这些相关因素成是一个随机的变量，这些因素会导致负荷的波动，使得室外温度和负荷的对应关系呈现一种概率的现象，最终使得室外温度与最佳运行模式的对应关系带有一种统计性。
由于制冷机、蓄冰槽等设备本身在长期使用中性能会慢慢改变，建筑物的功能也会变化，因此对应关系是动态的。
以上的分析完成了整个工作的一半，应用专家系统方法建立外温、星期等与运行模式之间的对应关系是整个工作的另一半，此处不作介绍。
参考文献
1王勇，蓄冰系统优化控制研究：[硕士学位论文]。北京：清华大学，1997
2郑大钟，线性系统理论。北京：清华大学出版社，1990
一、银行结算成本的构成
结算业务涉及的成本内容比较广泛，考查结算业务的成本，既要考虑传统意义上的成本，又要考虑到管理会计意义上的成本。总起来讲，银行结算业务的成本包括以下八个方面。
1.固定资产折旧和递延资产摊销成本。每个对外办理结算业务的营业机构都需要营业用房、运输车辆、计算机具等等，这些都需要固定资产投入，并以分期折旧的形式构成成本，形成银行经营成本的一部分。而随着金融竞争的日益激烈，各商业银行越来越重视其形象建设，在硬件上着力改善对外营业环境，各营业机构的装修支出呈递增趋势，这项费用支出以递延资产摊销的方式按年度分期摊入经营成本之中。
2.物质材料的消耗。要维持结算业务的正常运转，需要消耗大量的低值易耗品。办公文具、账表凭证、车船燃料、封装材料、计算机配套部件及纸张等等构成了银行经营成本的重要内容。尤其是随着计算机应用的普及，物料消耗的成本将越来越大。
3.人工成本。尽管计算机已有相当程度的普及，但从总体上看，目前商业银行的结算业务仍明显具有劳动密集型的性质。而且随着结算业务量的增加和结算业务新品种的不断涌现，一些银行的结算人员仍在扩张。人力投入越多，工资、福利、人员管理费用越高，对银行经营成本总量的压力也就越显著。
4.维持结算业务正常运转所支付的公用事业费用。主要包括水、电、邮政电信、取暖降温、安全保卫等一系列费用种类。
5.营销成本。营销成本是指流通领域为推销产品而发生的各项成本。银行结算服务作为一种特殊的没有具体形态的“产品”，要为社会公众所接受并为商业银行创造良好的经济效益，也需要开展必要的营销活动，从而形成营销成本，例如各种形式的广告宣传费、业务试办初期为客户提供的收费减免以及银行与客户之间的联谊费用支出等等。
6.沉没成本。沉没成本是指过去投资所形成的资产因经营状况的变化而不再适用所带来的成本。考查沉没成本的内容，重点应放在总投入中未能得到成本补偿的那一部分，例如，因营业地点搬迁，变卖原营业用房的收入不足以弥补未提足折旧的差额成本。
7.机会成本。机会成本并不构成真实的成本支出，不在任何会计账户中登记。它是指为开办一项业务而牺牲的开办另一项业务的成本代价。
8.质量成本。一项结算业务是否为更多的公众所接受，至关重要的因素是业务质量。质量高，客户就欢迎；质量低，则少有人问津。所谓质量成本就是指为保持或提高业务质量所支出的一切费用，以及因质量未达到规定水平所产生的一切损失。它包括三个方面的内容：预防成本（为保证业务质量达到规定水平而发生的各种成本）、检验成本（为评估和检查业务质量而发生的费用）和损失成本（在业务过程中因质量问题而发生的损失或者在业务形成后，因业务质量缺陷而引起的一切费用支出）。具体到每项成本，质量成本的种类比较广泛，主要有结算新业务试办费用、人员培训和质量奖励费用、结算业务事前事中事后监督费用、已实现操作因失误而作废形成的费用、结算差错引起的客户索赔损失等等。
二、银行结算成本的控制
针对日益增加且对银行经营总成本影响日益加大的结算业务成本，各商业银行应该进行全面成本控制，挤压成本支出。
1.通过大力增加收入抵补日益扩张的结算业务成本。增加收入的形式有两种：一是结算业务手续费收入，尽管目前的收费标准还比较低，但在既定成本水平下，结算业务量越大，手续费收入也就越高，况且某些业务品种的单笔手续费收入还是较高的，例如银行承兑汇票的承兑手续费、个人小额汇款手续费等等。关键是要保证如期足额收进每笔手续费，避免漏收少收，促使收入累增。另一种形式是通过结算业务创造的间接效益来增加收入。众多客户在某家银行营业机构办理结算业务不仅可以增加银行业务量，为银行创造可观的手续费收入，而且可以为银行带来可观的存款。存款是银行生存之本，而结算业务所带来的利率最低的活期存款，以及结算过程中可能产生的临时性无息存款，对银行效益的作用更为明显。间接效益创造的收入，往往大大高于直接的手续费收入，因此大力推广结算业务意义重大。
2.量化成本管理。在操作结算业务的过程中，重点是控制固定资产折旧成本、物质材料成本、人工成本和营运管理费用。（1）控制固定资产扩张规模，降低折旧成本。为维持营业机构正常营业的固定资产投入是必要的，但应该把固定资产购置规模与营业机构自身的结算业务量、业务服务对象（客户群）以及成本承受能力挂起钩来。银行的营业用房、运输车辆、计算机具以及其他固定资产投入，首先应以满足业务需求并能够在较短时期内得到成本补偿为标准。（2）控制物质材料的消耗。各种物质材料消耗量的多少，对银行成本的高低有着极大的影响，因此必须严格控制。对物质材料的消耗管理应引入科学的标准成本计划，确立合理的消耗定额，同时建立一套完善的物资采购、验收、保管和领用制度，防止积压和浪费。（3）控制人工成本，为控制日益爬升的人工成本，需要各营业机构严格按照结算业务的特点和要求，合理安排人员，合理用工，实行定员定额，防止人浮于事，同时加强职工管理，提高工作效率，压缩人员需求。（4）控制营业管理费用支出。各营业机构应始终注重增收节支，节约每一滴水、每一度电；应出台一套适当的管理制度，防止各种跑冒滴漏现象，严惩浪费行为。对于各项费用，均要建立严格的审批制度，抑制管理费用扩张。
关键词：PBL3717ADSP步进电机控制系统
引言
步进电机是数字控制系统中的一种重要执行元件，广泛应用于各种控制系统中。它是一种将电脉冲信号转换为位移或转速的控制电机，输入一个脉冲信号，电机就转动一个角度或前进一步。其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例，可以通过改变脉冲频率在大范围内调速，易于与计算机或其它数字元件接口，适用于数字控制系统。随着超大规模集成电路技术的迅速发展，DSP（DigitalSignalProcessor数字信号处理器）的性能价格比得到很大提高，使得DSP在电机控制领域的应用愈来愈广泛。本文介绍由美国TI公司的数字信号处理器TMS320LF2407和SGS公司的步进电机驱动芯片PBL3717A构成的两相混合式步进电机的控制系统。
1DSP性能简介
美国TI公司的TMS320LF2407A是专为马达控制而设计的一款DSP。它采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减少了控制器的功耗；40MIPS的执行速度使指令周期缩短到25ns(40MHz)，从而提高了控制器的实时控制能力。两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：2个16位通用定时器；CAN总线接口模块；16位的串行外设（SPI）接口模块；基于锁相环的时钟发生器；内置正交编码脉冲（QEP）电路；3个捕获单元；16通道A/D转换器；8个16位的脉宽调制（PWM）通道。它们能够实现：三相反相器控制；PWM的对称和非对称波形；当外部引脚PDPINTx出现低电平时，快速关闭PWM通道；可编程的PWM死区控制以防止上下桥臂同时输出触发脉冲；事件管理器模块适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、开关磁阻电阻、步进电阻、多级电机和逆变器。
2PBL3717A原理与步距控制方法
2.1PBL3717A的原理简介
PBL3717A是SGS公司设计生产的步进电动机单相绕组的驱动电路，内部采用的是H-桥脉宽调制电路。利用外部逻辑电路构成的逻辑分配器或微处理器分配信号，由若干片这种电路和少量无源元件可组成一个完整的多相步进电动机驱动程序，可实现整步（基本步距）、半步或微步距控制。控制方式是双极性、固定OFF（关断）时间的斩波电流控制。下面简要介绍一下PBL3717A的各引脚功能。如图1所示，它采用16脚双列直插塑料封装。1脚（OUTPUTB）和15脚（OUTPUTA）为输出端，分别接一相绕组线圈的两端；2脚（PULSETIME）外接RC定时元件；3、14脚（Vs）是绕组线圈供电电源，可在10～46V的范围内选择；4、5、12、13脚（GND）接地端，可接至热片；6脚（Vss）是IC供电电源接+5V；7、9脚（INPUT1，INPUT0）用于选择绕组线圈电流；8脚（Phase）为相位输入端，用于控制转动方向；16脚（SenseResistor）外部绕组电流采样电阻，采样信号通过RC低通滤波器送至10脚（ComparatorInput），与内部电压比较器的基准电压进行比较；11脚（Reference）外接参考电压，改变Reference可实现微步距控制，例如用1片单片机和2片DAC08088bitD/A转换电路即可实现256细分控制。在整步、半步、1/4步工作方式下，REFERENCE接固定的+5V，本文仅讨论这种情况。
2.2PBL3717A的步距控制方法
本文所设计的是两修配混合式步进电机的控制系统，具体驱动电路如图2所示。其中，PHASE、INPUT1、INPUT0（图中简写为PH、I1、I0）为输入端，OUTPUTA、OUTPUTB（图中以MA、MB表示）为输出端。因为本文不考虑细分的情况，所以可以把图中的DAC（11引脚）直接接+5V电源。
PHASE的作用是控制步进电动机定子绕组中电流的方向。当PHASE=0时，电流从MB流向MA；当PHASE=1时，电流从MA流向MB。PBL3717A对步距的控制是通过选择I1、I0的不同组合，从而控制绕组电流，达到步距控制的目的。电流的具体数值由VR、RS决定。计算公式如下：Im=(Vr*0.083)/Rs[A],100%级别；
Im=(Vr*0.050)/Rs[A],60%级别；
Im=(VR*0.016)/Rs[A],20%级别。
PBL3717A能实现三种运行方式。在以下讨论中，以A、B表示二相绕组正向电流工作，以A、B表示二相绕组反向电流工作。
（1）基本步距（整步）工作方式
可用二相激励四拍方式，即ABABABAB实现，也可用单相激励四拍方式，即ABAB实现。
（2）半步距工作方式
半步距方式采用二相，单相交替激励的二相八拍方式，即ABBABAABBABA，这种工作方式是两相激励和单相激励交替出现，每一找不到的转距不相等。在二相激励时的转距是单相的1.4倍，这是因为二相激励时的转距是单相激励时转距的矢量合成。如果两相激励时，采用I1I0=01方式，使电流降到60%，由于磁路原先有饱和效应，此时每相转距可能增大到70%左右，两相合成的转距接近于1。这样电机就可以近似实现恒转距运行。图3示出了在第一象限的转矩矢量图。
（3）1/4步距工作方式
为了实现1/4步距工作方式，要在整步与半步间插入一个1/4步的状态（如图3）。例如上方的1/4步状态，A相绕组取100%电流，B相绕组取20%电流。在第一象限由半步A状态到半步B状态要经过4步，即AA0.2BAB0.2ABB。知道第一象限的矢量图不难推出其它三个象限的矢量图，一个循环需6步完成，即AB0.2ABB0.2ABABA0.2BAA0.2BAB0.2ABB0.2ABABA0.2BAA0.2B，其中0.2A、0.2B分别表示A相、B相绕组取20%电流。
3硬件部分
因为DSP采用3.3V供电，而PBL3717A的工作电压是+5V，所以要考虑3.3V和5V的电平转换问题。如图4所示，为5VCMOS，5VTTL和3.3VTTL电平的转换标准。其中，VOH表示输出高电平的最低电平，VIH表示输入高电平的最低电平，VIL表示输入低电平的最高电压，VOL输出低电平的最高电压。从图中可以看出5VCMOS和3.3VTTL的电平转换标准不同，因此，3.3V器件（LVC）引脚不能直接与5VCMOS器件引脚相连接。在这种情况下，可以采用双电压（一边是3.3V供电，另一边是5V供电）供电的驱动器，如TI公司的SN74ALVC164245，SN74LV4245等。而5VTTL和3.3VTTL的电平转换标准相同，所以它们可以直接相连。因为PBL3717A是TTL兼容电路，所以可以直接将DSP的I/O口和PBL3717的相应引脚相连。在这里，我们选DSP的端口B中的IOPB0，IOPB1，IOPB2，IOPB3，IOPB4，IOPB4分别与PBL3717A的I1B，I0B，I1A，I0A，PhaseA,PhaseB相连接（见图5）。
4软件部分
本文以步进电机工作在1/4步为例设计DSP控制软件。DSP控制软件采用C语言编写。从第一拍到第十六拍的控制字分别为：0x0000、0x0004、0x000c、0x0014、0x0010、0x0011、0x0013、0x0031、0x0030、0x0034、0x003C、0x0024、0x0020、0x0021、0x0023、0x0001。将以上数值存放到数组Run_Table[]中，可通过循环程序调用数组中的相应值赋给端口B的数据和方向控制寄存器PBDATDIR，从而通过DSP的端口B来驱动控制PBL3717A的相应引脚来实现步进电机旋转运行。通过修改run_delay(intcount)延时子程序的count的值可改变电机的运转速度。下面给出了两相步进电机1/4步方式下正转的控制程序清单。
/*Filename:Step.c*/
/*IOPB0=I1B,IOPB1=I0B,IOPB2=I1A,IOPB3=10A,IOPB4=PhaseA,IOPB5=PhaseB*/
#include"f2407_c.h"
staticintRun_Table[]={0x0000,0x0004,
0x000C,0x0014,0x0010,0x0011,0x0013,0x0031,0x0030,0x0034,0x003C,0x0024,0x0020,
0x0021,0x0023,0x0001};
voidmain()
{inti;
InitCPU();
while(1)
{
for(i=0;i<=15;i++)
{
*PBDATDIR=Run_Table[i]|0xff00;
run_delay(10);
}
}
}
1仿形运动分析
对于仿形加工，仿形仪压偏量的大小影响加工的稳定性和精度。在仿形加工中总要设定一个预期的压偏量，仿形过程中实际压偏量越接近预期压偏量，仿形稳定性和精度就越高，反之，仿形稳定性和精度就越低。
图1和图2是仿形过程中模型型面、仿形速度及压偏量的关系曲线图，图1a，图2a为沿仿形方向截得的模型表面轮廓曲线图，两轮廓基本相同，图1b、图2b为与之对应的仿形仪压偏量变化图，但速度不同。仿形过程中预期压偏量为400μm。分析图1和图2的实验结果，可以得到如下结论：
·平面仿形精度高于曲面仿形，且仿形精度受仿形速度的影响较小；
·曲面过渡越平缓，实际的压偏量越接近预期压偏量，仿形精度也越高；曲面过渡越剧烈，实际压偏量偏离预期压偏量的值越大，精度就越低；
·曲面仿形速度对仿形精度的影响较大，在同样的曲面上，仿形速度越大，仿形精度越低；
·模型曲面上的形状急剧变化处，如棱角、直壁、边缘等处，仿形仪压偏量变化很大，严重时会造成不正常的离模现象。
2仿形控制的改进方法
仿形加工过程中，在模型曲面过渡平缓的位置时，可以采用较高的仿形速度，而当仿形头在接近模型曲面变化剧烈的位置时，通过特殊控制方法使之减速，这时仿形头的速度较低，惯性较小，这样就可以使超调和欠调减小到最低限度，进而提高仿形加工的稳定性和精度。同时也可提高仿形加工的效率。
1）软减速电位线法
在仿形过程中，在模型棱角部分、曲面急剧变化等特殊位置附近设置软减速电位线(图3)。当仿形头在软减速线控制范围中时，以较低的速度进行仿形加工，其余均采用较高的理想仿形速度。以XOZ平面扫描，Y方向周期进给仿形方式为例进行讨论。软减速电位线的节点用Point来表示：
structPoint｛
floatX;∥节点的X方向坐标
floatY;∥节点的Y方向坐标
｝P［n］;∥N个节点
根据模型的特点，输入num≤n个节点坐标，就可以确定软减速电位线的位置。考虑到模型型面的复杂程度，可以最多设置m条软减速电位线。下面讨论中软减速电位线个数取为m，节点个数取为n。软减速电位线用Line表示：
structLine｛
structP［n］∥软减速电位线的节点
floatrg;∥软减速电位线的控制范围
｝L［m］;∥m条软减速电位线
2）自记录控制法
在仿形加工过程中，利用自记录控制法，记录第一次扫描路径中模型表面的形状急剧变化处，如直壁、边缘、折角等的位置。在以后的扫描路径中，遇到这些位置，仿形速度提前降低，进而避免仿形仪压偏量的大幅度波动，提高仿形加工稳定性和精度。该控制方法针对的模型有一定局限性，比较适合图3中的在某方向截面有类似性的模型，但其程序实现较为简单，并且实际中的模型也多为此种情况。
当然，也可以边仿形边记录模型表面的特殊位置，即把新的特殊位置按一定格式(该格式应与仿形方式相对应，以便于查找)插入到记录点的序列中去，并且始终检查本采样周期记录点处压偏量的变化情况，当其实时值与预定压偏量的差值小于某设定值时，便认为该记录点处的模型表面情况已平缓，进而把该记录点剔除。该过程要占用相当的CPU时间，由于该控制模块嵌在伺服控制模块中，为中断执行方式，所以会对控制过程产生一定影响，比如数据采集的速度。程序实现也较复杂。
在此，仍以XOZ平面扫描、Y方向周期进给仿形方式为例。记录采用偏差控制，仅记录第一次仿形路径上的特殊位置。在仿形过程中，当实际仿形压偏量Dact与预期压偏量Ddes的偏差|Dact-Ddes|≥Dlim(其中Dlim是预定的偏差量)，则记录该位置点。为了避免记录点记录得过密，而占用过多内存，且在实际应用上不具意义，通过实验人为设定一个最大记录距离，当本采样点与前一记录点的距离小于该最大距离时，该点不作为被记录点。利用链表结构有利于节省内存，且便于记录和查找，可节省时间。记录点用以下Learn表示
structLearn｛
floatX;∥记录点的位置
intDir;∥减速的方向
structlearn*next;
｝;
该控制方法的程序实现见图5、图6。其中Fdir为仿形方向，Flg为减速标志，Xact为实时的仿形头位置。
3实验
对这两种控制方法进行实验，仍采用图1、2中的模型截面进行仿形，理想仿形速度为2000mm/min，低速度为1000mm/min。在“软减速电位线法”中，两条软电位线对应于截面的节点分别在X，Y=10mm和X，Y=75mm处，控制范围为20mm，仿形过程中记录实时压偏量变化情况，得到图7的压偏量与位置关系图。通过分析可以得出，在0～10mm、30～75mm及最终路径上，虽采用较高速度，但由于模型型面变化较为平缓，压偏量波动较小。在10～30mm、75～95mm型面变化较为剧烈的特殊位置上，由于采用了低速度，压偏量波动情况明显好于图2中的情况。在“自记录控制法”中，预定的偏差量为50μm，记录压偏量波动情况，会得到同图7极为类似的图形，在此不再赘述。
4结束语
1）实验证明，利用“软减速电位线法”和“自记录控制法”可以较好地解决由于模型表面形状带来的仿形加工不稳定问题，提高了仿形加工精度，同时也提高了仿形加工的效率；
关键词：温湿度独立控制新风高温冷源
1引言
从热舒适与健康出发，要求对室内温湿度进行全面控制。夏季人体舒适区为25ºC，相对湿度60%，此时露点温度为16.6ºC。空调排热排湿的任务可以看成是从25ºC环境中向外界抽取热量，在16.6ºC的露点温度的环境下向外界抽取水分。目前空调方式的排热排湿都是通过空气冷却器对空气进行冷却和冷凝除湿，再将冷却干燥的空气送入室内，实现排热排湿的目的。现有的热湿联合处理的空调方式存在如下问题。
（1）热湿联合处理的能源浪费。由于采用冷凝除湿方法排除室内余湿，冷源的温度需要低于室内空气的露点温度，考虑传热温差与介质输送温差，实现16.6ºC的露点温度需要约7ºC的冷源温度，这是现有空调系统采用5~7ºC的冷冻水、房间空调器中直接蒸发器的冷媒蒸发温度也多在5ºC的原因。在空调系统中，占总负荷一半以上的显热负荷部分，本可以采用高温冷源排走的热量却与除湿一起共用5~7ºC的低温冷源进行处理，造成能量利用品位上的浪费。而且，经过冷凝除湿后的空气虽然湿度（含湿量）满足要求，但温度过低，有时还需要再热，造成了能源的进一步浪费与损失。
（2）难以适应热湿比的变化。通过冷凝方式对空气进行冷却和除湿，其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化，而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。一般是牺牲对湿度的控制，通过仅满足室内温度的要求来妥协，造成室内相对湿度过高或过低的现象。过高的结果是不舒适，进而降低室温设定值，通过降低室温来改善热舒适，造成能耗不必要的增加；相对湿度过低也将导致由于与室外的焓差增加使处理室外新风的能耗增加。
（3）室内空气品质问题。大多数空调依靠空气通过冷表面对空气进行降温除湿，这就导致冷表面成为潮湿表面甚至产生积水，空调停机后这样的潮湿表面就成为霉菌繁殖的最好场所。空调系统繁殖和传播霉菌成为空调可能引起健康问题的主要原因。另外，目前我国大多数城市的主要污染物仍是可吸入颗粒物，因此有效过滤空调系统引入的室外空气是维持室内健康环境的重要问题。然而过滤器内必然是粉尘聚集处，如果再漂溅过一些冷凝水，则也成为各种微生物繁殖的最好场所。频繁清洗过滤器既不现实，也不是根本的解决方案。
（4）室内末端装置的问题。为排除足够的余热余湿同时又不使送风温度过低，就要求有较大的循环通风量。例如每平方米建筑面积如果有80W/m2显热需要排除，房间设定温度为25ºC，当送风温度为15ºC时，所要求循环风量为24m3/hr/m2，这就往往造成室内很大的空气流动，使居住者产生不适的吹风感。为减少这种吹风感，就要通过改进送风口的位置和形式来改善室内气流组织。这往往要在室内布置风道，从而降低室内净高或加大楼层间距。很大的通风量还极容易引起空气噪声，并且很难有效消除。在冬季，为了避免吹风感，即使安装了空调系统，也往往不使用热风，而通过另外的暖气系统通过采暖散热器供热。这样就导致室内重复安装两套环境控制系统，分别供冬夏使用。
（5）输配能耗的问题。为了完成室内环境控制的任务就需要有输配系统，带走余热、余湿、CO2、气味等。在中央空调系统中，风机、水泵消耗了40~70%的整个空调系统的电耗。在常规中央空调系统中，多采用全空气系统的形式。所有的冷量全部用空气来传送，导致输配效率很低。
此外，随着能源问题的日益严重，以低品位热能作为夏季空调动力成为迫切需要。目前北方地区大量的热电联产集中供热系统在夏季由于无热负荷而无法运行，使得电力负荷出现高峰的夏季热电联产发电设施反而停机，或者按纯发电模式低效运行。如果可以利用这部分热量驱动空调，既省下空调电耗，又可使热电联产电厂正常运行，增加发电能力。这样即可减缓夏季供电压力，又提高能源利用率，是热电联产系统继续发展的关键。由于空调负荷在一天内变化显著，与热电联产电厂提供热能并不是很好匹配，如何实现有效的蓄能，以协调二者的矛盾也是热能使用当中存在的问题。
综上所述，空调的广泛需求、人居环境健康的需要和能源系统平衡的要求，对目前空调方式提出了挑战。新的空调应该具备的特点为：
加大室外新风量，能够通过有效的热回收方式，有效的降低由于新风量增加带来的能耗增大问题；
减少室内送风量，部分采用与采暖系统公用的末端方式；
取消潮湿表面，采用新的除湿途径；
不用空气过滤式过滤器，采用新的空气净化方式；
少用电能，以低品位热能为动力；
能够实现高体积利用率的高效蓄能；
从如上要求出发，目前普遍认为温湿度独立控制系统可能是一个有效的解决途径。
2温湿度独立控制空调系统
空调系统承担着排除室内余热、余湿、CO2与异味的任务。研究表明：排除室内余热与排除CO2、异味所需要的新风量与变化趋势一致，即可以通过新风同时满足排余湿、CO2与异味的要求，而排除室内余热的任务则通过其他的系统（独立的温度控制方式）实现。由于无需承担除湿的任务，因而可用较高温度的冷源即可实现排除余热的控制任务。对照前言中现有空调系统存在的问题，温湿度独立控制空调系统可能是一个有效的解决途径。温湿度独立控制空调系统中，采用温度与湿度两套独立的空调控制系统，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。由于温度、湿度采用独立的控制系统，可以满足不同房间热湿比不断变化的要求，克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求，避免了室内湿度过高（或过低）的现象。
温湿度独立控制空调系统的基本组成为：处理显热的系统与处理潜热的系统，两个系统独立调节分别控制室内的温度与湿度，参见图1。处理显热的系统包括：高温冷源、余热消除末端装置，采用水作为输送媒介。由于除湿的任务由处理潜热的系统承担，因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调系统中的7ºC，而是提高到18ºC左右，从而为天然冷源的使用提供了条件，即使采用机械制冷方式，制冷机的性能系数也有大幅度的提高。余热消除末端装置可以采用辐射板、干式风机盘管等多种形式，由于供水的温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。处理潜热的系统，同时承担去除室内CO2、异味，以保证室内空气质量的任务。此系统由新风处理机组、送风末端装置组成，采用新风作为能量输送的媒介。在处理潜热的系统中，由于不需要处理温度，因而湿度的处理可能有新的节能高效方法。
图1温湿度独立控制空调系统
在温湿度独立控制空调系统中，采用新风承担排除室内余湿、CO2、室内异味，保证室内空气质量的任务。一般来说，这些排湿，排有害气体的负荷仅随室内人员数量而变化，因此可采用变风量方式，根据室内空气的湿度或CO2浓度调节风量。由于仅是为了满足新风和湿度的要求，如果人均风量40m3/hr，每人5平方米面积，则换气次数只在2~3次/hr，远小于变风量系统的风量。这部分空气可通过置换送风的方式从下侧或地面送出，也可采用个性化送风方式直接将新风送入人体活动区，参见图2。
图2个性化送风
而室内的显热则通过另外的系统来排除（或补充）。由于这时只需要排除显热，就可以用较高温度的冷源通过辐射、对流等多种方式实现。当室内设定温度为25℃时，采用屋顶或垂直表面辐射方式，即使平均冷水温度为20℃，每平米辐射表面仍可排除显热40W/m2，已基本可满足多数类型建筑排除围护结构和室内设备发热量的要求。由于水温一直高于室内露点温度，因此不存在结露的危险和排凝水的要求。此外，还可以采用干式风机盘管通入高温冷水排除显热。由于不存在凝水问题，干式风机盘管可采用完全不同的结构和安装方式，参见图3。这可使风机盘管成本和安装费大幅度降低，并且不再占用吊顶空间。这种末端方式在冬季可完全不改变新风送风参数，仍由其承担室内湿度和CO2的控制。辐射板或干式风机盘管则通入热水，变供冷为供热，继续维持室温。与变风量系统相比，这种系统实现了室内温度和湿度的分别控制。尤其实现了新风量随人员数量同步增减。从而避免了变风量系统冬季人员增加，热负荷降低，新风量也随之降低的问题。与目前的风机盘管加新风方式比较，免去了凝水盘和凝水排除系统。彻底消除了实际工程中经常出现问题的这一隐患。同时由于不再存在潮湿表面，根除了滋生霉菌的温床，可有效改善室内空气品质。由于室内相对湿度可一直维持在60%以下，较高的室温（26℃）就可以达到热舒适要求。这就避免了由于相对湿度太高，只得把室温降低（甚至到20℃），以维持舒适要求的问题。既降低了运行能耗，还减少了由于室内外温差过大造成的热冲击对健康的危害。
3新风处理方式
温湿度独立控制空调系统中，需要新风处理机组提供干燥的室外新风，以满足排湿、排CO2、排味和提供新鲜空气的需求。前言已阐述了现有的低温露点除湿的热湿联合处理方式所带来的问题，如何采用其他的处理方式排除室内的余湿，如何处理出非露点的送风参数，如何实现对新风有效的湿度控制是新风处理机组所面临的关键问题。
图4转轮除湿方式
采用转轮除湿方式，是一种可能的解决途径，参见图4。用硅胶、分子筛等吸湿材料附着于轻质骨料制作的转轮表面。待除湿的空气通过转轮的一部分表面，空气中的部分水分被吸附于表面吸湿材料，实现除湿。吸了水的转轮部分旋转到另一侧与加热的再生空气接触，放出水分，使表面吸湿材料再生，再进行下一个循环。吸湿过程接近等焓过程，减湿加热后的空气可进一步通过高温冷源（18℃）冷却降温，从而实现温度与湿度的独立控制。但转轮除湿的运行能耗难以与冷凝除湿方式抗衡。从热能利用效率看，图4所示的转轮除湿机除掉的潜热量与耗热量之比一般难以超过0.6，同时高温冷源还要提供1.1~1.2倍于空气除热总量的冷量。这样就无法与采用低温热源（约90℃）、COP可达0.7，冷却温度可达30℃的吸收制冷机相比。即使采用多级热回收方式，热能利用效率仍难以提高到与吸收制冷机抗衡。此外，还有转轮的除湿空气与再生空气间的渗透问题，这似乎是很难解决的工艺问题。转轮除湿机热能利用效率低的实质是除湿与再生这两个过程都是等焓过程而非等温过程，转轮表面与空气间的湿度差和温度差都很不均匀，造成很大的不可逆损失，这可能是由转轮结构本身决定的很难克服的缺陷。
再一种除湿方式是空气直接与具有吸湿的盐溶液接触（如溴化锂溶液、氯化锂溶液等），空气中的水蒸气被盐溶液吸收，从而实现空气的除湿，吸湿后的盐溶液需要浓缩再生才能重新使用。因此，溶液式除湿与转轮式除湿机理相同，仅由吸湿溶液代替了固体转轮。由于可以改变溶液的浓度、温度和气液比，因此与转轮相比，这一方式还可实现对空气的加热、加湿、降温、除湿等各种处理过程。改善吸湿式空气处理方式的关键就是变等焓过程为等温过程，吸收或补充空气与吸湿介质间传质产生的相变潜热，从而减少这一过程的不可逆损失。由于转轮是运动部件，很难在转轮内部接入能够吸收热量或提供热量的换热装置，这种方法实现起来在工艺上有很大困难。采用溶液吸湿，可以使空气溶液接触表面同时作为换热表面，在表面的另一侧接入冷水或热水，实现吸收或补充相变热的目的，从而实现接近等温的吸湿和再生过程；还可以采用带有中间换热器的溶液空气热湿交换单元，参见图5。由溶液泵作为动力使溶液循环喷洒在塔板上与空气进行湿交换，同时溶液的循环回路中还串联一个中间换热器，吸收湿交换过程中产生的热量或冷量。通过控制调节中间换热器另一侧的水温水量，就可使空气在接近等温状态下减湿或加湿。溶液和水之间是交叉流，不可能实现真正的逆流，但如果单元内溶液的循环量足够大，空气通过这样一个单元的湿度变化量又较小时，其不可逆损失可大大减少。
图5热湿交换单元模块图6自带热泵的溶液热回收型新风机组
可以将图5所示的多个单元模块构建各种不同的空气处理流程，图6为热泵驱动的溶液热回收型新风机[1]，热泵的制冷量用于降低除湿溶液的温度从而提高其除湿性能，热泵的排热量用于溶液的浓缩再生。图7给出了一种以热源作为驱动能源的溶液除湿新风处理系统[2]，由再生器统一制备的浓溶液送入各个新风机组中，利用溶液的吸湿性能实现新风的处理处理过程。溶液的蓄能密度很大（高于冰蓄冷），从而降低了对于持续热源的需求，除湿与再生可以分别运行。由于在除湿过程中，采用室内排风蒸发冷却等冷却手段，可以降低对溶液浓度的要求，因此可以采用低品位的热能作为驱动能源，如城市热网的热水、热泵冷凝器的排热、热电联产系统的排热等等。溶液具有杀菌、除尘作用，可以起到净化空气的作用。除了消除冷凝表面，避免霉菌滋生外，采用溶液式空气处理方式还可以有效解决空气中可吸入颗粒物的消除[3]。使用溶液式空气处理方式，粉尘颗粒却可以被有效地带入溶液中。通过合理的设计溶液与空气接触的塔板形式，就可在获得优良的传热传质效果的同时获得好的除尘效果。溶液中的灰尘可通过溶液过滤器捕捉收集，更换和清洗溶液过滤器远比更换和清洗空气过滤器容易。对于大颗粒粉尘，进入溶液式空气处理器后会导致堵塞，因此应在入口安装粗效过滤器进行捕捉收集。这一般比较容易并不易造成对空气的二次污染。
a.溶液热回收新风机b.再生器
图7热水再生的溶液除湿新风处理系统
4高温冷源的制备
由于潜热由单独的新风处理系统承担，因而在温度控制（余热去除）系统中，不再采用7ºC的冷水同时满足降温与除湿的要求，而是采用约18ºC的冷水即可满足降温要求。此温度要求的冷水为很多天然冷源的使用提供了条件，如深井水、通过土壤源换热器获取冷水等，深井回灌与土壤源换热器的冷水出水温度与使用地的年平均温度密切相关，我国很多地区可以直接利用该方式提供18ºC冷水。在某些干燥地区（如新疆等）通过直接蒸发或间接蒸发的方法获取18ºC冷水。
即使采用机械制冷方式，由于要求的压缩比很小，根据制冷卡诺循环可以得到，制冷机的理想COP将有大幅度提高。如果将蒸发温度从常规冷水机组的2~3ºC提高到14~16ºC，当冷凝温度恒为40ºC时，卡诺制冷机的COP将从7.2~7.5提高到11.0~12.0。对于现有的压缩式制冷机、吸收式制冷机，怎样改进其结构形式，使其在小压缩比时能获得较高的效率，则是对制冷机制造者提出的新课题。图8是三菱重工（MHI）微型离心式高温冷水机组[4]的工作原理，采用“双级压缩＋经济器”的制冷循环形式和传热性能优异的高效传热管，优化设计离心式压缩机叶轮和轴承，不仅突破了离心式冷水机组难以小型化的误区，而且还具有非常高的性能系数COP。图9示出了利用该微型离心式冷水机组制备高温冷水时的性能计算值。从图中可以看出：当冷冻水进、出水温度为21/18ºC、冷却水进、出水温度为37/32ºC时，其COP=7.1，在部分负荷条件下或冷却水温度降低时，其性能则更为优越。
图8微型离心式高温冷水机组图918ºC高温冷水机组的性能曲线
5温湿度独立控制系统工程案例
采用溶液式空调系统去除潜热负荷的温湿度独立控制空调系统安装在北京某办公楼[2]，如图10(a)所示。该工程2003年3月开始施工，至10月工程竣工。建筑面积约2000m2，共5层，建筑高度18.6m。该示范工程的温湿度独立控制空调系统由溶液除湿/再生系统、电压缩制冷机及城市热网组成，参见图10(b)。溶液系统处理新风，承担新风负荷和室内潜热负荷，夏季电压缩制冷机制备的18ºC冷冻水承担室内显热负荷，城市热网的热水夏季供给溶液系统用于溶液的浓缩再生，冬季供给室内采暖。空调系统的全年运行测试结果表明：该系统可提供健康、舒适的室内环境；夏季，溶液系统的综合能效比可达1.5，再生效率0.85；冬季，溶液式新风机的全热回收效率约为50%。在现有的电价和热价水平下，该温、湿度独立控制空调系统的运行费仅为常规电压缩制冷空调系统的60~70%，具有很好的节能潜力与应用前景。同时，溶液式空调系统可采用低温热源驱动，为低品位热源的利用提供了有效途径，对降低空调电耗，改善城市能源供需结构，解决楼宇热电联产系统的负荷匹配问题都可起到重要作用。
a.建筑照片b.温湿度独立控制空调系统原理
图10示范工程概况
在清华大学超低能耗示范建筑[5]中，采用热电联产废热驱动的溶液除湿系统处理新风承担建筑的潜热负荷，处理后的干燥新风通过置换通风方式与个性化送风方式送入室内；采用电动制冷机制备18ºC冷水去除建筑的显热负荷，冷水送入室内辐射板与干式风机盘管中。此外，这种系统还在上海建研院的节能示范楼[6]中试运行。新疆某办公楼、南京某住宅小区的空调也是温湿度控制的空调形式。更多的试点工程的不断尝试，将为我国的建筑环境控制探索出一条新的更完美的解决方式。
6结论
本文分析了现有热湿联合处理方式的空调系统存在的问题，继而提出热湿分开、独立处理的空调运行策略：采用新风去除室内的余湿、承担室内空气质量的任务，采用高温冷源去除室内的余热。分析了温湿度独立控制空调方式对室内末端装置、制备高温冷源的要求与影响，并重点介绍了基于溶液除湿的新风处理机组，给出了温湿度独立控制系统的应用实践工程。与目前普遍使用的风机盘管加新风方式或全空气方式相比，基于溶液除湿方式的温湿度独立控制系统的特点可总结如下：
适应室内热湿比的变化。温湿度独立控制系统分别控制房间的温度和湿度，能够满足建筑热湿比随时间与使用情况的变化，全面控制室内环境。并根据室内人员数量调节新风量，因此可获得更好的室内环境控制效果和空气质量。
末端方式不同。可采用辐射式末端或者干式风机盘管吸收或提供显热，采用置换通风等方式送出干燥的新风去除显热，冬夏共用同样的末端装置。
不再需要低温冷冻水。整个系统只需要18℃的冷水，这可通过多种低成本的和节能的方式提供，降低了运行能耗。
采用溶液除湿方式处理新风，可有效的控制室内湿度。溶液采用低温热量（60℃）驱动。使利用城市热网夏季供应热量驱动空调，也可使制冷用热泵的热端排热得到应用。同时，浓溶液还可以高密度蓄存，从而使热量的使用与空调的使用不必同时发生。这对降低空调电耗，改善城市能源供需结构，解决热电联产系统的负荷匹配问题都可起到重要作用。
采用溶液吸湿完成空气除湿。无论在新风处理机还是风机盘管处，都不存在凝水，根除了霉菌，军团菌等病菌的滋生条件，溶液本身具有杀菌除尘作用，增强了系统健康安全性。采用溶液与空气直接接触，由溶液捕捉空气中的可吸入颗粒物，再通过溶液过滤器去除，避免了中效过滤器清洗，更换的一系列问题。
参考文献
1.刘晓华,李震,江亿.溶液全热回收装置与热泵系统结合的新风机组.暖通空调,2004,34(11):98-102
2.陈晓阳.溶液式空调系统的应用研究,硕士学位论文,清华大学,2005
3.张伟荣,曲凯阳,刘晓华,常晓敏.溶液除湿方式对室内空气品质的影响的初步研究.暖通空调,2004,34(11):114-117
4.MitsubishiHeavyIndustries,LTD.Highefficientchiller"MicroTurbo"isthebestsuitedforbuildingenergyefficiency,TheFirstBuildingenergyefficiencyForuminTsinghuaUniversity.Mar22-25,2005,TsinghuaUniversity,Beijing,China
