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摘要:从我国当前暖通空调系统的自控设计现状来看,由于缺少必要的沟通和协调,自控专业和暖通专业的分工与协作问题一直是困扰暖通系统自控设计水平的重要因素。从专业设置来看,自控专业需要从暖通空调专业的实际工作中来实现配合要求,必须要对暖通工艺进行全面的了解和熟悉,为此,本文将结合暖通空调系统与自控设计之间存在的问题,将自控的服务功能与暖通空调的工艺技术进行有效的对接,以改善我国当前暖通空调自控设计中的不足。笔者将从暖通空调工程实施过程中来引入自控设计技术,并就其配合与协调展开论述。首先在前言分析了课题研究的背景和意义,然后集合暖通空调自控系统中空调机组、风机组、变风量末端控制的概述,分析了当前暖通空调自控设计配合中的现状和问题,最后针对具体问题提出了暖通空调自控设计配合的建议和对策,对于后期的研究具有重要的意义。
关键词:暖通空调;自控设计;配合;问题
前言:随着当前智能建筑的不断发展和增加,暖通空调的对于智能建筑的作用越来越重要,当前暖通空调的使用具有很大的优势,不仅能够减少电力消耗,而且还能够有效的提高建筑的整体管理水平,最终实现空调系统的经济运行。现代的生活建筑强调智能建筑,是追求舒适、高效的工作和生活环境的,那么暖通空调系统就是其中不可或缺的重要环节。在智能建筑中,空调系统的耗电量占整个建筑总耗电量的50%~60%,其监控点数量常常占整栋建筑监控点总数的50%以上,由此可见暖通空调自控系统在智能建筑有着重要的地位。
随着智能建筑工程的不断发展,对于暖通空调系统的应用也不断增加,而在整个智能建筑工程总能耗上,暖通空调系统的能耗已经超过了60%,特别是大型公共建筑中,暖通空调系统的高能耗现象更是受到了建筑工程设计人员的高度重视。为此,加强对暖通空调系统的自控设计,从智能建筑的管理上提高暖通空调系统的自控水平,已经成为当前优化智能建筑节能的重要途径。从当前我国智能建筑的发展实际来看,很多建筑的在运用智能化设备方面还存在一定的问题,特别是暖通空调系统的智能化现状更是令人担忧,与电梯、照明系统,以及BA系统相比,暖通空调系统通常存在“只监不控”的尴尬境地,尽管有些智能建筑已经实现了自控系统,但仍然难以发挥自控系统的优势,对于暖通空调系统的自控水平的偏低,其原因也是多方面的,而自控系统与暖通空调系统之间的相互协调与配合是众多原因中的关键,因此,加强对自控系统与暖通空调系统之间的协作就显得尤为迫切。
一、暖通空调自控系统控制的概述
智能建筑暖通空调自控系统主要包括空调机组、新风机组、变风量等控制环节,在楼宇自动化系统的监控下,通过对建筑物内的温度、湿度等指标进行监测,以实现对整个暖通空调系统最低的能耗、最低的运行成本,来实现最高的经济效益,暖通空调自控系统图如图1。
(一)空调机组的控制系统概述
对于空调机组控制系统来说,主要有新风/回风驱动装置,风管式温度/湿度传感器,过滤开关,以及相应的配电装置等设备,其中新风、回风和送风是三大环节。温度控制系统主要是结合季节的不同,冬季以热风、夏季以冷风,而过渡季节以新风为主,从各控制阀门对冷水/热水的调节,可以实现对机组节能指标的完成。湿度控制系统只有在冬季模式下才能工作,通过对回风湿度进行设置阀值,当低于下限时,需要开启加湿装置,当温度回升到上限时,则需要停止加湿阀。同时,在对机组各控制系统进行控制时,也可以实现强制启/停控制和手动控制。联锁及报警系统则是通过对风机、新风/回风阀门,水阀门等进行联锁控制,以确保系统出现故障时能够及时开启防冻开关等。
(二)对新风机组的控制
新风机组在暖通空调系统中占据重要的位置,它是由新风阀门控制器、风管式温度/湿度传感器,以及过滤网压开关,电动装置、配电装置等硬件组成,主要任务是完成新风和送风。从风机的控制来看,通过强制性启/停或者手动方式来完成机组的控制。在温度控制中,通过对送风温度与设定值之间的偏差,来调节冷水/热水阀门的开度,以实现对送风温度的要求。在湿度控制中,通过对湿度值上、下限的设置,来控制加湿阀的开启,以完成湿度的控制要求。
(三)对变风量末端的控制
从智能建筑暖通空调系统的变风量末端控制设备来看,其功能主要有对风机的控制,对温度的控制,以及对湿度的控制,其控制开关与变量的大小与室内的温度、湿度等指标有关。
二、暖通空调自控设计配合的现状及问题分析
(一)对暖通空调与自控设计的认识
从自控系统来看,主要是结合自控专业知识来实现对其它工艺设备的自动化控制,而暖通空调系统作为智能建筑中的关键部分,实现自控系统具有一定的难度,因此,暖通空调专业人员需要借助对自控知识的学习和掌握,并结合暖通空调自控需要实际,从对各参数、变量的监测和判定入手,来实现自控水平的提升。暖通空调系统的控制逻辑图见图2。
(二)暖通空调自控系统理论概述
随着电子技术、信息技术的发展,自动化、现代化仪器设备的应用范围得到了前所未有的推广,智能建筑暖通空调系统作为重要的自控升级领域,更是从软件、硬件的支持下获得了长足的发展。自控专业技术借助于暖通空调系统的应用实际,结合相应的自控要求和统计数据,来准确的监测和分析暖通空调系统中的自控数据,并将之进行合理的分工与协作,从而实现暖通空调系统在自控系统的控制下,实现各性能指标的最优化和最经济化。当前暖通空调自控系统的控制信息通信模型见图3。
(三)暖通空调系统与自控系统配合的问题分析
当前在暖通空调自控设计中存在的配合不协调问题,并不是单一原因造成的,而是多种原因共同作用的结果,暖通空调和自控系统两方面的专业知识,才能够解决两者的有效沟通,通过具体的分析,最重要的还是暖通空调方面的问题。在暖通空调的自控系统的整体设计中,工程师的作用和责任都还不清楚,在实际工程中,他们往往只是根据暖通空调系统的整体设计方案和标准来进行有效的分析与设计。还有,对于自控专业来说,暖通工程师在图纸上没有给出明确的空调系统各设备的详细控制参数要求及其参数变化范围,这样就是一个很大的困难,自控的设计人员只会参照图纸,这样就会出现一些暖通的控制逻辑错误,所以了解两者的分工是十分重要的。 由于专业的受限,自控系统专业人员对暖通空调系统的了解和认识不足,对于控制对象和控制指标的设定都比较困难,必然在暖通空调系统与自控系统进行配合时出现一系列问题,其中多以暖通空调系统的参数控制上的沟通不畅引起的。由于暖通空调专业人员对自控系统中的控制理论和控制方式缺乏认识,在与自控系统人员进行配合时,所提交的设计方案和标准难以进行深入的分析和交流,由于两者缺乏科学的技术交底和方案论证,对于设计图纸上的标注要求和参数变化范围的把握,自控专业人员也很难实现顺利开展。为此,从系统设计到工程实施,都必须将自控专业人员与暖通空调专业人员进行必要的协调,也促进各系统逻辑控制元件和控制参数的合理性,确保系统的正常运行。
三、暖通空调自控设计配合的对策和建议
通过对当期那暖通空调自控设计配合中存在问题的分析,我们需要作出相应的改革建议,需要通过对暖通空调和自控设计进行更加详细的分析。
(一)对暖通空调专业人员的职责要求
在智能建筑的暖通空调自控系统设计中,暖通空调专业作为主要专业,其从业人员必须要对暖通空调的运行原理和设计架构建立明确的认识,拥有丰富的专业知识和较高的专业素质,在对暖通空调系统进行自控设计时,必须能够结合项目设计规范和要求,从专业深度上来满足工程设计的需求,同时,加强对自控系统的学习,对自控系统的控制原理和指标处理建立清楚的理解,从而为自控系统的设计提出有效的动态负荷参数体系,来改善自控系统的合理性。
(二)对自控系统专业人员的职责要求
自控系统专业的发展离不开暖通空调系统的配合,也只有从暖通空调系统的自控设计中来发挥自控系统的优越性和控制能力。因此,自控专业人员要充分的学习和认识暖通空调系统中的工作原理,对各技术标准和逻辑控制要求设置合理的控制方案,如改进程序的控制效率,优化控制系统配线和接线思路,完成对暖通空调系统控制体系的全面组装和架设。
(三)强化对暖通空调专业和自控专业的沟通
我们通过对暖通空调专业人员的职责要求和自控系统专业人员的要求进行了全面而细致的分析之后,需要结合两者的配合中存在的问题,提出有针对性的改革建议和对策。从项目设计到工程施工,作为交叉性强、控制系统复杂的暖通空调自控系统,需要从两个专业角度建立有效的沟通渠道,主要从加强对各设备控制系统中的参数的定义和要求,明确暖通空调系统中各控制逻辑的关系和明确对暖通空调系统中的感测元件和执行机构的精度设置要求来进行分点论述:
1.加强对各设备控制系统中的参数的定义和要求
暖通空调系统在运行过程中,由于自身的控制需求,在对各设备进行阀值设定和调节中,需要结合执行机构与感测元件来实现对系统参数的科学设定。而引入暖通空调自控系统之后,更需要从参数的设定和调节中来明确,以便于自控系统人员能够结合设备的控制要求灵活的设置设备参数,以满足自控系统对暖通空调系统各组成部件之间的有效协调和配合。
2.明确暖通空调系统中各控制逻辑的关系
控制系统是建立逻辑关系的基础上的,对于不同的建筑,其控制的逻辑关系也有所不同,同样,不同的暖通空调系统,其具体的控制逻辑也有差异。因此,对于智能建筑在进行暖通空调自控系统的设计时,需要结合相应的建筑逻辑控制关系,来针对性的设置各参数指标,暖通空调系统人员要从智能建筑的各项资料和信息中来收集和整理空调系统的使用要求,结合各房间的功用特征来细化到逻辑控制关系上,以便于自控专业人员对各控制逻辑进行有效的采集和应用。
3.明确对暖通空调系统中的感测元件和执行机构的精度设置要求
从智能建筑的暖通空调系统的设计要求来看,对于各类传感器的感应精度的测量和不同位置的设置,关系到整个暖通空调系统的控制水平,因此,从建筑节能到暖通空调系统的节能出发,选择合理的感测位置和感测元件就显得尤为重要。如将温度感测元件设置的屋顶,则其值与整体室温相比会偏高,对于暖通空调系统的自动调节将发生偏差,从而造成能源的浪费。因此,必须从综合角度来准确测量室内的实际温度,才能将监测数据送给控制系统,也才能推动执行机构来对送风量、温度、湿度等指标做出正确的调节。因此,在向自控专业人员提供控制方案时,一定要标明好感测元件的位置和执行机构的精度要求等信息。
四、结论
当前在智能建筑中,对于暖通空调系统的自控水平的偏低,其原因也是多方面的,而自控体系与暖通空调系统之间的协调与配合是众多原因中的关键,因此,加强对自控专业与暖通空调系统之间的协作就显得尤为迫切。通过对暖通空调系统和自控系统两个专业在设计和实施中的常见问题的分析和探讨,从而得出,对于智能建筑,暖通空调自控系统在设计和运行控制中需要结合各专业的实际需要来进行全面的融合和合理的分工,并就其工程施工提出相应的建议和措施。对于暖通空调自控系统暖通和自控两个专业的配合和合作是十分重要的,这就是本文着重提出的观点,而且目前暖通空调自控系统运行的效果不是很好,所以此论文不但讨论了息息相关的两者的责任,更明确了分工和合作,还针对其中的不足给出了建议和意见,以及合理的解决办法。
参考文献:
[1]尹绍武,实用电工技术问答[M],呼和浩特:内蒙古人民出版社,2000.
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[5]林国星.不可逆太阳能热泵系统集热器的最佳工作温度[J],太阳能学报,1996,17(4):371-375.
[6]旷玉辉.太阳能热泵供热系统的实验研究[J],太阳能学报,2002,23(4):408-413.
[7]毕月虹.太阳能-土壤热源热泵的性能研究[J],太阳能学报,2000,21(2):214-218.
[8]凌辰.太阳能驱动第二类吸收式热泵的模拟研究[J],东南大学学报(自然科学版),2002,32(1):90-94.
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[10]王永升.奥运村及奥运场馆太阳能热泵中央热水系统示范研究进展[R].奥运项目进展,2004,(19):360-362
关键词:暖通空调;自控设计;配合;问题
前言:随着当前智能建筑的不断发展和增加,暖通空调的对于智能建筑的作用越来越重要,当前暖通空调的使用具有很大的优势,不仅能够减少电力消耗,而且还能够有效的提高建筑的整体管理水平,最终实现空调系统的经济运行。现代的生活建筑强调智能建筑,是追求舒适、高效的工作和生活环境的,那么暖通空调系统就是其中不可或缺的重要环节。在智能建筑中,空调系统的耗电量占整个建筑总耗电量的50%~60%,其监控点数量常常占整栋建筑监控点总数的50%以上,由此可见暖通空调自控系统在智能建筑有着重要的地位。
随着智能建筑工程的不断发展,对于暖通空调系统的应用也不断增加,而在整个智能建筑工程总能耗上,暖通空调系统的能耗已经超过了60%,特别是大型公共建筑中,暖通空调系统的高能耗现象更是受到了建筑工程设计人员的高度重视。为此,加强对暖通空调系统的自控设计,从智能建筑的管理上提高暖通空调系统的自控水平,已经成为当前优化智能建筑节能的重要途径。从当前我国智能建筑的发展实际来看,很多建筑的在运用智能化设备方面还存在一定的问题,特别是暖通空调系统的智能化现状更是令人担忧,与电梯、照明系统,以及BA系统相比,暖通空调系统通常存在“只监不控”的尴尬境地,尽管有些智能建筑已经实现了自控系统,但仍然难以发挥自控系统的优势,对于暖通空调系统的自控水平的偏低,其原因也是多方面的,而自控系统与暖通空调系统之间的相互协调与配合是众多原因中的关键,因此,加强对自控系统与暖通空调系统之间的协作就显得尤为迫切。
一、暖通空调自控系统控制的概述
智能建筑暖通空调自控系统主要包括空调机组、新风机组、变风量等控制环节,在楼宇自动化系统的监控下,通过对建筑物内的温度、湿度等指标进行监测,以实现对整个暖通空调系统最低的能耗、最低的运行成本,来实现最高的经济效益,暖通空调自控系统图如图1。
(一)空调机组的控制系统概述
对于空调机组控制系统来说,主要有新风/回风驱动装置,风管式温度/湿度传感器,过滤开关,以及相应的配电装置等设备,其中新风、回风和送风是三大环节。温度控制系统主要是结合季节的不同,冬季以热风、夏季以冷风,而过渡季节以新风为主,从各控制阀门对冷水/热水的调节,可以实现对机组节能指标的完成。湿度控制系统只有在冬季模式下才能工作,通过对回风湿度进行设置阀值,当低于下限时,需要开启加湿装置,当温度回升到上限时,则需要停止加湿阀。同时,在对机组各控制系统进行控制时,也可以实现强制启/停控制和手动控制。联锁及报警系统则是通过对风机、新风/回风阀门,水阀门等进行联锁控制,以确保系统出现故障时能够及时开启防冻开关等。
(二)对新风机组的控制
新风机组在暖通空调系统中占据重要的位置,它是由新风阀门控制器、风管式温度/湿度传感器,以及过滤网压开关,电动装置、配电装置等硬件组成,主要任务是完成新风和送风。从风机的控制来看,通过强制性启/停或者手动方式来完成机组的控制。在温度控制中,通过对送风温度与设定值之间的偏差,来调节冷水/热水阀门的开度,以实现对送风温度的要求。在湿度控制中,通过对湿度值上、下限的设置,来控制加湿阀的开启,以完成湿度的控制要求。
(三)对变风量末端的控制
从智能建筑暖通空调系统的变风量末端控制设备来看,其功能主要有对风机的控制,对温度的控制,以及对湿度的控制,其控制开关与变量的大小与室内的温度、湿度等指标有关。
二、暖通空调自控设计配合的现状及问题分析
(一)对暖通空调与自控设计的认识
从自控系统来看,主要是结合自控专业知识来实现对其它工艺设备的自动化控制,而暖通空调系统作为智能建筑中的关键部分,实现自控系统具有一定的难度,因此,暖通空调专业人员需要借助对自控知识的学习和掌握,并结合暖通空调自控需要实际,从对各参数、变量的监测和判定入手,来实现自控水平的提升。暖通空调系统的控制逻辑图见图2。
(二)暖通空调自控系统理论概述
随着电子技术、信息技术的发展,自动化、现代化仪器设备的应用范围得到了前所未有的推广,智能建筑暖通空调系统作为重要的自控升级领域,更是从软件、硬件的支持下获得了长足的发展。自控专业技术借助于暖通空调系统的应用实际,结合相应的自控要求和统计数据,来准确的监测和分析暖通空调系统中的自控数据,并将之进行合理的分工与协作,从而实现暖通空调系统在自控系统的控制下,实现各性能指标的最优化和最经济化。当前暖通空调自控系统的控制信息通信模型见图3。
(三)暖通空调系统与自控系统配合的问题分析
当前在暖通空调自控设计中存在的配合不协调问题,并不是单一原因造成的,而是多种原因共同作用的结果,暖通空调和自控系统两方面的专业知识,才能够解决两者的有效沟通,通过具体的分析,最重要的还是暖通空调方面的问题。在暖通空调的自控系统的整体设计中,工程师的作用和责任都还不清楚,在实际工程中,他们往往只是根据暖通空调系统的整体设计方案和标准来进行有效的分析与设计。还有,对于自控专业来说,暖通工程师在图纸上没有给出明确的空调系统各设备的详细控制参数要求及其参数变化范围,这样就是一个很大的困难,自控的设计人员只会参照图纸,这样就会出现一些暖通的控制逻辑错误,所以了解两者的分工是十分重要的。 由于专业的受限,自控系统专业人员对暖通空调系统的了解和认识不足,对于控制对象和控制指标的设定都比较困难,必然在暖通空调系统与自控系统进行配合时出现一系列问题,其中多以暖通空调系统的参数控制上的沟通不畅引起的。由于暖通空调专业人员对自控系统中的控制理论和控制方式缺乏认识,在与自控系统人员进行配合时,所提交的设计方案和标准难以进行深入的分析和交流,由于两者缺乏科学的技术交底和方案论证,对于设计图纸上的标注要求和参数变化范围的把握,自控专业人员也很难实现顺利开展。为此,从系统设计到工程实施,都必须将自控专业人员与暖通空调专业人员进行必要的协调,也促进各系统逻辑控制元件和控制参数的合理性,确保系统的正常运行。
三、暖通空调自控设计配合的对策和建议
通过对当期那暖通空调自控设计配合中存在问题的分析,我们需要作出相应的改革建议,需要通过对暖通空调和自控设计进行更加详细的分析。
(一)对暖通空调专业人员的职责要求
在智能建筑的暖通空调自控系统设计中,暖通空调专业作为主要专业,其从业人员必须要对暖通空调的运行原理和设计架构建立明确的认识,拥有丰富的专业知识和较高的专业素质,在对暖通空调系统进行自控设计时,必须能够结合项目设计规范和要求,从专业深度上来满足工程设计的需求,同时,加强对自控系统的学习,对自控系统的控制原理和指标处理建立清楚的理解,从而为自控系统的设计提出有效的动态负荷参数体系,来改善自控系统的合理性。
(二)对自控系统专业人员的职责要求
自控系统专业的发展离不开暖通空调系统的配合,也只有从暖通空调系统的自控设计中来发挥自控系统的优越性和控制能力。因此,自控专业人员要充分的学习和认识暖通空调系统中的工作原理,对各技术标准和逻辑控制要求设置合理的控制方案,如改进程序的控制效率,优化控制系统配线和接线思路,完成对暖通空调系统控制体系的全面组装和架设。
(三)强化对暖通空调专业和自控专业的沟通
我们通过对暖通空调专业人员的职责要求和自控系统专业人员的要求进行了全面而细致的分析之后,需要结合两者的配合中存在的问题,提出有针对性的改革建议和对策。从项目设计到工程施工,作为交叉性强、控制系统复杂的暖通空调自控系统,需要从两个专业角度建立有效的沟通渠道,主要从加强对各设备控制系统中的参数的定义和要求,明确暖通空调系统中各控制逻辑的关系和明确对暖通空调系统中的感测元件和执行机构的精度设置要求来进行分点论述:
1.加强对各设备控制系统中的参数的定义和要求
暖通空调系统在运行过程中,由于自身的控制需求,在对各设备进行阀值设定和调节中,需要结合执行机构与感测元件来实现对系统参数的科学设定。而引入暖通空调自控系统之后,更需要从参数的设定和调节中来明确,以便于自控系统人员能够结合设备的控制要求灵活的设置设备参数,以满足自控系统对暖通空调系统各组成部件之间的有效协调和配合。
2.明确暖通空调系统中各控制逻辑的关系
控制系统是建立逻辑关系的基础上的,对于不同的建筑,其控制的逻辑关系也有所不同,同样,不同的暖通空调系统,其具体的控制逻辑也有差异。因此,对于智能建筑在进行暖通空调自控系统的设计时,需要结合相应的建筑逻辑控制关系,来针对性的设置各参数指标,暖通空调系统人员要从智能建筑的各项资料和信息中来收集和整理空调系统的使用要求,结合各房间的功用特征来细化到逻辑控制关系上,以便于自控专业人员对各控制逻辑进行有效的采集和应用。
3.明确对暖通空调系统中的感测元件和执行机构的精度设置要求
从智能建筑的暖通空调系统的设计要求来看,对于各类传感器的感应精度的测量和不同位置的设置,关系到整个暖通空调系统的控制水平,因此,从建筑节能到暖通空调系统的节能出发,选择合理的感测位置和感测元件就显得尤为重要。如将温度感测元件设置的屋顶,则其值与整体室温相比会偏高,对于暖通空调系统的自动调节将发生偏差,从而造成能源的浪费。因此,必须从综合角度来准确测量室内的实际温度,才能将监测数据送给控制系统,也才能推动执行机构来对送风量、温度、湿度等指标做出正确的调节。因此,在向自控专业人员提供控制方案时,一定要标明好感测元件的位置和执行机构的精度要求等信息。
四、结论
当前在智能建筑中,对于暖通空调系统的自控水平的偏低,其原因也是多方面的,而自控体系与暖通空调系统之间的协调与配合是众多原因中的关键,因此,加强对自控专业与暖通空调系统之间的协作就显得尤为迫切。通过对暖通空调系统和自控系统两个专业在设计和实施中的常见问题的分析和探讨,从而得出,对于智能建筑,暖通空调自控系统在设计和运行控制中需要结合各专业的实际需要来进行全面的融合和合理的分工,并就其工程施工提出相应的建议和措施。对于暖通空调自控系统暖通和自控两个专业的配合和合作是十分重要的,这就是本文着重提出的观点,而且目前暖通空调自控系统运行的效果不是很好,所以此论文不但讨论了息息相关的两者的责任,更明确了分工和合作,还针对其中的不足给出了建议和意见,以及合理的解决办法。
参考文献:
[1]尹绍武,实用电工技术问答[M],呼和浩特:内蒙古人民出版社,2000.
[2]罗南春.阳能热泵供热水系统的数学模型[J],山东建筑工程学院学报,1996,11(4):62-67.
[3]刘靖.太阳能热泵供热水系统的理论研究[J],新能源,1996,18(7):21-23.
[4]冒东奎.太阳能热泵热水器性能的模拟研究[J],宁夏工学院学报(自然科学版),1997,9(1):42-49.
[5]林国星.不可逆太阳能热泵系统集热器的最佳工作温度[J],太阳能学报,1996,17(4):371-375.
[6]旷玉辉.太阳能热泵供热系统的实验研究[J],太阳能学报,2002,23(4):408-413.
[7]毕月虹.太阳能-土壤热源热泵的性能研究[J],太阳能学报,2000,21(2):214-218.
[8]凌辰.太阳能驱动第二类吸收式热泵的模拟研究[J],东南大学学报(自然科学版),2002,32(1):90-94.
[9]江辉民.国内外热泵的发展与新技术[J].建筑热能通风空调,2003,22(4):7-9.
[10]王永升.奥运村及奥运场馆太阳能热泵中央热水系统示范研究进展[R].奥运项目进展,2004,(19):360-362