公司PKPM智能空調(diào)水力計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)

1、PKPM智能空調(diào)水力計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)d摘要：介紹了PKPM智能空調(diào)水力計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)的根本情況,讓用戶(hù)輸入盡量少的圖形信息也能得出比較全面的計(jì)算結(jié)果是智能化軟件的操作特點(diǎn),節(jié)省操作時(shí)間提高工作效率的是軟件開(kāi)發(fā)目的。關(guān)鍵字：水力計(jì)算；建筑智能化；功能模塊； 1 引言水泵風(fēng)機(jī)消耗的電力占暖通空調(diào)系統(tǒng)電力消耗的比例很大,大型公共建筑這一比例甚至到達(dá)60%70%,但是這種能耗是可以降低的,降低的主要方法是對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的水力計(jì)算。但是空調(diào)系統(tǒng)水力計(jì)算的復(fù)雜性以及計(jì)算過(guò)程的煩瑣性,使得暖通設(shè)計(jì)師不愿意花費(fèi)時(shí)間和精力做水力計(jì)算。實(shí)際工程中設(shè)計(jì)師根本上是憑借工程經(jīng)驗(yàn)或者估算選擇設(shè)備以及管徑,長(zhǎng)此以往形成了暖通

2、工程設(shè)計(jì)中管徑水泵風(fēng)機(jī)偏大的問(wèn)題,這種行業(yè)性問(wèn)題不斷造成了投資的浪費(fèi)和系統(tǒng)運(yùn)行本錢(qián)的提高,同時(shí)也造成了暖通設(shè)計(jì)領(lǐng)域的混亂。伴隨著以節(jié)能為目的建筑智能化、綠色化的浪潮的興起,這種以經(jīng)驗(yàn)為主估算為輔的粗放型設(shè)計(jì)已經(jīng)跟不上現(xiàn)代建筑前進(jìn)的步伐,唯一能加快暖通工程師步伐的方法是借助專(zhuān)業(yè)的計(jì)算軟件,PKPM智能空調(diào)水力計(jì)算軟件就是在這種背景下立項(xiàng),并研發(fā)出第一個(gè)版本(HCVAC 2021) 。2 軟件概況目前許多設(shè)計(jì)師在估算管道阻力時(shí)候,首先是估算管道尺寸以及管道沿程阻力，然后對(duì)管道構(gòu)件(閥門(mén)、過(guò)濾器、彎頭、三通等)的局部阻力也估算，籠統(tǒng)地以管路總沿程阻力乘某一比例系數(shù)確定，顯然采用這種估算方法得出的局部

3、阻力是極不準(zhǔn)確的，有時(shí)用這種方法估計(jì)風(fēng)系統(tǒng)的局部阻力會(huì)產(chǎn)生很大的偏差。但是在當(dāng)今這個(gè)電腦技術(shù)飛速開(kāi)展的時(shí)代，如果讓設(shè)計(jì)師按照先統(tǒng)計(jì)管路上各個(gè)局部阻力構(gòu)件的規(guī)格和數(shù)量,再逐個(gè)查閱手冊(cè)確定局部阻力系數(shù)，然后逐項(xiàng)疊加整個(gè)管路的局部阻力的方法是不現(xiàn)實(shí)的。電腦技術(shù)的日益普及為暖通設(shè)計(jì)師提供了詳細(xì)計(jì)算阻力的工具?？照{(diào)水力計(jì)算軟件HCVAC是PKPM設(shè)備系列集成化CAD軟件的組成局部。軟件采用系統(tǒng)原理圖直接進(jìn)行水力計(jì)算，計(jì)算繪圖一體化，防止了建模計(jì)算的煩瑣性、克服了傳統(tǒng)的表格計(jì)算方法的不直觀性。布置完設(shè)備和管道后，程序自動(dòng)從圖形中提取計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行水力計(jì)算,應(yīng)用方便、直觀、塊捷。軟件自動(dòng)化程度高，可

4、以自動(dòng)連接盤(pán)管和干管以及風(fēng)口與風(fēng)管、自動(dòng)標(biāo)注管徑、自動(dòng)分析圖形連接錯(cuò)誤、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)閥門(mén)附、自動(dòng)標(biāo)記出最不利管路。計(jì)算方法靈活,水系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定流速、比摩阻或兩者結(jié)合計(jì)算其管徑和系統(tǒng)的阻力;風(fēng)系統(tǒng)可以可根據(jù)假定流速、靜壓復(fù)得或等壓損法計(jì)算管徑，計(jì)算過(guò)程詳細(xì)包括了閥門(mén)，三通，彎頭等管道附件的阻力計(jì)算。對(duì)于程序的計(jì)算結(jié)果，用戶(hù)可以隨時(shí)修改,生成DOC計(jì)算表，軟件自動(dòng)把計(jì)算結(jié)果賦回圖形實(shí)體。軟件具有靈活方便的編輯修改功能，如平移、平移復(fù)制、動(dòng)態(tài)拖動(dòng)、刪除等。軟件開(kāi)放性強(qiáng)，計(jì)算過(guò)程中用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置、修改所有管道設(shè)備計(jì)算參數(shù)。計(jì)算結(jié)果以圖形和表格的形式輸,校對(duì)核查方便。2.1 軟件運(yùn)行模式 軟件

5、分為風(fēng)-水兩個(gè)獨(dú)立的主要功能模塊，軟件研發(fā)過(guò)程中風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)是作為兩個(gè)獨(dú)立的模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，用戶(hù)可以根據(jù)需要通過(guò)菜單在不同的模塊之間無(wú)縫切換，或者只加載其中一個(gè)模塊，各個(gè)模塊運(yùn)行的結(jié)果互不受影響,軟件運(yùn)行更加靈活。所有與PKPM圖形庫(kù)有關(guān)的模塊都采用了PKPM最新的擴(kuò)展數(shù)據(jù)技術(shù)，產(chǎn)生的圖形更加簡(jiǎn)潔,從而克服了PKPM早期軟件文件過(guò)多用戶(hù)管理困難的弊端。模塊運(yùn)行原理見(jiàn)圖 1。 圖 1 模塊運(yùn)行原理2.2 軟件操作流程 軟件的計(jì)算工作還是以圖形為根底的,因此設(shè)計(jì)師需要交互完成下面圖形輸入工作:風(fēng)口(盤(pán)管)布置與定位，管道布置，風(fēng)口(盤(pán)管)與管道連接，閥門(mén)附件布置，管道以及設(shè)備參數(shù)設(shè)置(可以采用默

6、認(rèn)參數(shù))，選擇一種計(jì)算方法(如假定流速法、壓損平均法、靜壓復(fù)得法(風(fēng))等)進(jìn)行水力計(jì)算。輸入管道和設(shè)備時(shí)可以選擇組合布置(快速)也可以選擇單個(gè)手動(dòng)布置,連接設(shè)備和管道時(shí)利用窗口式快速操。軟件整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)潔、快速、高效，操作流程見(jiàn)圖 2。圖 2 軟件操作流程只要草圖完成軟件就可以自動(dòng)提取數(shù)據(jù)進(jìn)行水力計(jì)算,當(dāng)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，增加或減少風(fēng)口(風(fēng)機(jī)盤(pán)管)數(shù)量、改變風(fēng)口風(fēng)量、調(diào)節(jié)風(fēng)口位置、改變風(fēng)口連接關(guān)系時(shí)，軟件能重新計(jì)算。計(jì)算過(guò)程中軟件會(huì)自動(dòng)檢查管路的連接情況、并且反響最終的計(jì)算信息,這種反響機(jī)制有利于設(shè)計(jì)師查找圖形的錯(cuò)誤以及參數(shù)輸入的錯(cuò)誤。3 軟件智能化功能介紹3.1 智能化的圖形輸入功

7、能 水系統(tǒng)管道可以根據(jù)實(shí)際情況選擇兩管制、四管制以及同程、異程等不同形式輸入，風(fēng)系統(tǒng)那么可以選擇不同類(lèi)別的管道。管道與設(shè)備是智能化操作,設(shè)計(jì)師指定需要連接的管道和設(shè)備范圍,設(shè)備和管道就能正確連接到管道上面。自動(dòng)連接方式能自動(dòng)處理兩管制或者四管制以及同程或者異程的水系統(tǒng)與盤(pán)管的連接,風(fēng)系統(tǒng)的連接能自動(dòng)分析出管道類(lèi)別與風(fēng)口類(lèi)別,當(dāng)兩者類(lèi)別一致時(shí)風(fēng)口才能與管道連接。管道與管道的連接也采用智能化操作方法,不斷省時(shí)而且高效。例如用手動(dòng)方法連接水系統(tǒng)四管制同程立管與四管制異程序干管時(shí),如果手動(dòng)連接這種情況不斷費(fèi)時(shí)而且容易出錯(cuò),甚至耽誤工程建度。管道上容易忽略的附件也是自動(dòng)添加,例如兩管道自動(dòng)連接之處自動(dòng)添

8、加三通, 盤(pán)管與管道連接處自動(dòng)添加閥門(mén),風(fēng)管三通管道后面的變徑也是自動(dòng)添加。詳情見(jiàn)圖 3。自動(dòng)添加三通設(shè)備管道連接自動(dòng)添加閥門(mén)管道自動(dòng)連接圖 3 智能化的圖形輸入 3.2 智能化的等效功能暖通工程中的水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)管路設(shè)備一樣的支路重復(fù)率非常高,單純從水力計(jì)算的角度看,這些重復(fù)的管路阻力可以認(rèn)為相等,如果通過(guò)某種規(guī)那么在這些重復(fù)的支路之間建立聯(lián)系, 這些有聯(lián)系的支路就稱(chēng)為阻力等效支路。在進(jìn)行水力計(jì)算的時(shí)候只需要繪制出一處的等效支路,其它的支路都可以用符號(hào)代替,從而提高了繪圖效率。其中已經(jīng)繪制出的那局部定義為“源支路,其它局部定義為“目標(biāo)支路。“源支路的流量信息通過(guò)建立的連接關(guān)系傳遞給“目標(biāo)支路

9、參入后續(xù)的計(jì)算,這種等效替代的方法是以阻力相等為根底,在不影響整個(gè)系統(tǒng)阻力計(jì)算的前提下,盡量減少圖形輸入的工作量到達(dá)提高效率的目的。詳情見(jiàn)圖 4。等效流量源支路目標(biāo)支路圖 4 支路等效示意圖在高層建筑的空調(diào)水系統(tǒng)水力計(jì)算過(guò)程中,等效功能的優(yōu)勢(shì)更為明顯。根據(jù)高層建筑的特點(diǎn),這種類(lèi)型的建筑設(shè)計(jì)一般是由幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層組合而成,水力計(jì)算的時(shí)候如果所有的樓層都繪制出來(lái),不斷重復(fù)工作量大、錯(cuò)誤排查難度大、使用效率低。使用等效功能那么不需要浪費(fèi)時(shí)間繪制過(guò)多的圖形,有限的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層圖形同樣可以計(jì)算出包括立管在內(nèi)的所有管道的阻力。3.3 智能化的管道限值控制功能民用建筑內(nèi)部空間是有限的,提供給風(fēng)管的安裝空間更是有限

10、的,如何在有限的空間里布置多個(gè)專(zhuān)業(yè)的管道線路是每個(gè)工程工程都需要慎重考慮的問(wèn)題,由于風(fēng)管體積龐大、占據(jù)空間較多,因此在風(fēng)管的尺寸限制顯得優(yōu)為重要。設(shè)計(jì)師需要在空間限制和阻力限制之間尋找平衡,對(duì)設(shè)計(jì)師而言這既是一項(xiàng)“浪費(fèi)時(shí)間的工作,又是一項(xiàng)必須要做的工作,因?yàn)楹雎赃@個(gè)步驟風(fēng)管就可能沒(méi)有足夠的空間安裝了。工程師需要工程軟件提供幫助去解決這個(gè)“浪費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題。HCVAC為工程師提供了靈活的控制方法,既可以從整體上控制整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)管尺寸,也可以采用局部控制方法控制單根風(fēng)管尺寸,甚至是兩種方式聯(lián)合使用控制整個(gè)系統(tǒng)。3.4 智能化的阻力計(jì)算方法專(zhuān)業(yè)理論是軟件水力計(jì)算的根底,水力計(jì)算按照實(shí)際需要分為設(shè)計(jì)計(jì)算

11、和校核計(jì)算,校核計(jì)算用于計(jì)算阻力而設(shè)計(jì)計(jì)算用于整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于風(fēng)水系統(tǒng)的差異,兩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法也有區(qū)別。水系統(tǒng)按照控制參數(shù)以及控制方法計(jì)算方法分為三種:每根管道按照自身流速或者比摩阻控制;管道流速控制;管道比摩阻控制;其中方法屬于局部控制,而其它方法屬于整體控制,整體控制方法也根據(jù)管道類(lèi)別(干管、立管、支管)不同進(jìn)行了局部控制。風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法也包括靜壓復(fù)得、流速控制、等壓損法。根據(jù)風(fēng)系統(tǒng)類(lèi)別不同,計(jì)算過(guò)程中還有不同得處理。當(dāng)風(fēng)系統(tǒng)為排煙系統(tǒng),計(jì)算過(guò)程除了按照一般系統(tǒng)計(jì)算阻力,還需要標(biāo)準(zhǔn)化處理后才是最后得計(jì)算結(jié)果。當(dāng)系統(tǒng)為除塵系統(tǒng)時(shí),計(jì)算過(guò)程必須經(jīng)過(guò)屢次調(diào)整到達(dá)支路之間阻力平衡。阻力

12、計(jì)算結(jié)果是嚴(yán)格按照各局部阻力疊加而成得,計(jì)算過(guò)程按照先計(jì)算沿程阻力然后計(jì)算局部阻力的過(guò)程依次而成,不管哪個(gè)系統(tǒng)對(duì)閥門(mén)和三通的阻力計(jì)算都非常細(xì)致。軟件的最終計(jì)算結(jié)果以報(bào)告書(shū)的形式提供給用戶(hù),報(bào)告書(shū)中提供了計(jì)算遵循的專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以表格方式羅列出系統(tǒng)各個(gè)局部的計(jì)算結(jié)果以及最終的匯總結(jié)果。4 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)可以利用VC+ 6.0進(jìn)行開(kāi)發(fā),全部采用模塊化的開(kāi)發(fā)模式。首先利用MFC微軟根底類(lèi)庫(kù), Microsoft Foundation Classes形成框架，然后進(jìn)行風(fēng)系統(tǒng)模塊、水系統(tǒng)模塊以及通用模塊的開(kāi)發(fā)。 軟件開(kāi)發(fā)采用面向?qū)ο蟮姆椒?，開(kāi)發(fā)過(guò)程中只要保證各個(gè)模塊采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，各種模塊由不同的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)甚至不同單位完成，最后進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)試。如果已經(jīng)存在相應(yīng)的程序，并且遵循了統(tǒng)一的文件格式，可以利用現(xiàn)有資源，防止從頭開(kāi)發(fā)，節(jié)約時(shí)間。具體的開(kāi)發(fā)過(guò)程涉及到大量程序語(yǔ)言，這里不再贅述。5 結(jié)語(yǔ)以建筑節(jié)能為目的的建筑智能化、綠色節(jié)能化的浪潮不可泯滅，在這股浪潮中的主角暖通工