消防排煙風機的主要能耗部件是冷凍泵(如圖2)和供風風機(如圖3)，根據(jù)有關資料可知，本文將在圖3中建立一個模型來詳細模擬空氣處理系統(tǒng)的能耗問題。在采用多項式逼近法建立系統(tǒng)模型時，由于消防排煙風機的空氣質量流量與風機的輸出功率以及冷凍水的空氣質量流量與泵在冷凍水的輸出功率之間具有嚴格的單調性，采用最小二乘法求出系統(tǒng)模型的主要參數(shù)是可行的。

泵和風機的功率模式如下：上式中的水泵功率，是指水泵的額定功率，指實時冷凍水的質量流量，是指水泵運行時冷凍水的質量流量，風機的功率，風機的額定功率，是指風機的空氣質量流量，是指水泵負荷運行時的空氣質量流量，是指風機符合運行條件下的系數(shù)。

所以本文接下來就可以用以上所建立的模型來研究空氣處理系統(tǒng)的優(yōu)化問題。冷凍機和凍泵在實際建筑中一般是在同一空調房間內(nèi)，因此在研究過程中選擇一臺凍泵作為研究對象。從中央空調空氣處理系統(tǒng)的構成出發(fā)，提出了能耗優(yōu)化問題，并在此基礎上建立了系統(tǒng)優(yōu)化的目標函數(shù)及相應的外部約束條件。其目標函數(shù)也即：消防排煙風機系統(tǒng)中主要能耗部件冷凍泵和多臺風機的總功率。可適用的目標函數(shù)有：

約束條件如下：

由以上公式可知，影響風機、水泵能耗的主要因素有供風量、冷凍水流量和冷凍水溫度，以及進入風機盤管的混合風溫。假定中央空調的風機、水泵均配有變頻器，其頻率在實際運行中可調。以下是各種情況下節(jié)能優(yōu)化工作點的詳細計算。

在消防排煙風機系統(tǒng)運行過程中，若要保證冷卻水在給水過程中的溫度不發(fā)生變化，就必須控制壓縮機的出口壓力，即要改變系統(tǒng)中壓縮機的運行頻率；若要保證通風管道中的溫度不發(fā)生較大變化，就必須控制中央系統(tǒng)中回風風機的運行頻率。此外，對于供風機的工作頻率和冷凍泵的工作頻率，還需要有專門的控制器來控制。為使實際運行取得較滿意的效果，可將PID控制算法應用于系統(tǒng)內(nèi)部。

本文首先從消防排煙風機系統(tǒng)的構成入手，詳細分析了其工作原理和特點，然后針對中央空調運行過程中能耗較大的問題，提出了相應的優(yōu)化研究策略，并對中央空調系統(tǒng)在運行過程中的關鍵設備進行了建模分析，通過相應的計算，找出了消防排煙風機系統(tǒng)的最佳工作點。認為通過對消防排煙風機進行優(yōu)化，可以在很大程度上降低其能耗，進一步緩解能源危機帶來的壓力和迫切感，切實提高老百姓的生活水平和生活質量。