变风量空调系统控制分析.docVIP

变风量空调系统（VAV）总风量控制实例分析 摘要： 在介绍变风量空调系统的基本原理及目前采用的主要控制方法基础上，结合工程实例，分析总风量控制系统设计及具体实现。关键词： 变风量系统 总风量控制 工程实例 节能 一．VAV系统的概念　　变风量空调系统简称VAV系统（ Variable Air Volume System ）.它根据被控区域空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调系统的送风量，从而保证室内参数达到要求。变风量空调系统通常由空气处理设备、送（回）风系统、末端装置（VAV-BOX）及送风口和自动控制仪表等组成。二．VAV系统的特点　　对于一个风系统服务于多个房间时，采用变风量空调系统可以使每个房间的变风量末端装置随该房间温度的变化自动控制送风量，使得空调房间过冷或过热现象得以消除，也使能量得以合理利用。　　采用一个定风量系统负担多个房间的空调时，系统的总冷（热）负荷是各房间最大冷（热）量之和，总送风量也应是各房间最大送风量之和。采用变风量空调系统时，由于各房间变风量末端独立控制，系统的冷、热量或风量应为各房间逐时冷、热量和风量之和的最大值，而非各房间最大值之和。因此在设计工况下，变风量空调系统的送冷风量及冷（热）量少于定风量系统的总送风量和冷、热量，于是使系统的送回风管减小，空调机组减小，冷热源装机容量减小，机房占地面积减少。　　在空调系统全年运行中，只有极少时间处于设计工况，绝大多数时间均是在部分负荷下运行。当各空调区域负荷减少时，各末端装置的风量将自动减少，系统对总风量的需求也会下降，变风量空调系统总送风量的改变是由调节系统送风机的频率实现的，降低空调机组送风机的转速，使其能耗降低，节省系统运行耗能。　　变风量空调系统主要特点可归纳为以下几点：节约系统风机能耗；空调房间没有没有风机盘管凝水问题和霉变问题；室内无过热过冷现象；系统的灵活性较好，易于改、扩建；能实现局部区域(房间)的灵活控制等。变风量空调系统因其节能显著、易于多区控制及舒适性高在欧美、日本等国已广泛使用。三．VAV系统的基本控制要求　　在一个典型的单风道变风量空调系统中，除了送回风机、末端装置（VAV terminal）、阀门及风道组成的风路外，还有五个反馈控制环路--室温控制、送风静压控制、送回风量匹配控制、新排风量控制及送风温度控制。1.房间温度控制：　　空调房间末端控制器以房间温度为主参数，以风道空气流量为副参数组成串级控制系统。主环为定值调节系统，VAV控制器将检测到的房间温度与设定值进行比较，然后将计算的结果输出到副环，副环为随动调节系统。　　主控制回路（温度控制回路）　　室内温度与设定温度偏差根据PI控制算法计算的结果，将输出的风量值作为副控制回路风量控制的设定值。 　　副控制回路（流量控制回路）　　控制器采集风速传感器的讯号进行计算，得到VAV BOX的实际风量。如果该风量与风量设定值之间的偏差超过一定的范围，风量控制的算法将被执行，计算的结果将被输出到风阀执行器。2.送风静压控制：　　定静压法、变静压法、总风量法等系统控制方法是目前国内变风量空调系统的主要控制方法。变静压控制由于控制相对繁琐，系统不易稳定从而造成国内成功案例比较少。　　定静压控制，是在送风系统总管的适当位置（常在离风机2/3处）设置静压传感器，在保持该点静压一定值的前提下，通过调节风机频率来改变空调系统的送风量。恒定静压的目的是保证任何一个末端入口的设计资用压力。　　总风量控制将各VAV末端装置的瞬时风量求和，得出系统实时总风量，根据风机的性能曲线，可以得出定压头时流量与转速的对应关系,将此对应关系编入控制器中直接通过控制风机转速来调节流量。　　变静压控制需要保持每个VAV BOX的阀门开度在85％－100％之间，即让阀门尽可能全开和使风管中静压尽可能减小的前提下，通过调节风机转速来改变空调系统的送风量。3.送回风量匹配控制：　　系统送风量的变化导致送回风量差值的变化，控制器会调整回风量以维持设定值。　　房间正压控制，它是通过对送风机和回风机的平衡控制来实现的。实现这类控制，则可在运行最为经济的情况下，既保证送风温度符合设计要求，又使送风量紧随着系统负荷的变化而变化。4.新排风量控制：　　风道压力的变化将导致新、排风量的变化，控制器将调节新风、回风和排风阀来保持新、排风量。5.送风温度控制:　　对变风量空调系统的送风温度进行控制，以维持房间较好的气流组织，避免因送风量偏少而产生室内气流组织紊乱现象。四．变风量空调系统设计实例　　标准层按外区和内区分别设置单风道变风量空调系统，每个标准层分为东、西两个风系统，平均每个系统带有3个朝向的房间(东侧系统为北、东、南向，西侧系统为南、西、北向)，末端采用单风道