【文章內(nèi)容簡介】 成各種動態(tài)圖 像，使用戶可迅速直接地掌握系統(tǒng)各方面情況； 記錄和自動累計設(shè)備運行時間、定時提醒工作人員進行檢修保養(yǎng)。 新風閥控制； 風機運行時間積累等； 提供時間控制程序、事故報警等功能，春秋直接使用新風，夏季清晨及 時吸入冷空氣； 根據(jù)送風濕度與設(shè)定濕度，開關(guān)電磁加濕閥，保持送風濕度為設(shè)定值， 精度為177。10%RH； 在冬季，當熱盤管后的溫度低于 5℃時，防凍開關(guān)動作，控制器將停止風 機運行并將新風門開至 0%將盤管水閥開至 100%，以防止盤管凍裂，同時中 控室有低溫報警； 聯(lián)鎖控制：新風風閥與風機和水閥聯(lián)鎖控制，停風機時自動關(guān)閉新風閥 及水閥，風機啟動前，延時自動打開風閥； 在中央工作站上對系統(tǒng)中各種溫度進行監(jiān)測和設(shè)定； 14 編制時間程序自動控制風機啟停，并累計運行時間； VAV 末端監(jiān)控系統(tǒng) 樓宇自控系統(tǒng)通過墻裝模塊和 VAV BOX 控制器監(jiān)測每個運行或非運行的空 調(diào)房間，監(jiān)測每個變風量末端的溫度和流量，優(yōu)化送風溫度，根據(jù)室內(nèi)溫度及 設(shè)定溫度進行調(diào)整 VAVBOX 風閥的開度,根據(jù)風量的變化調(diào)整室內(nèi)的溫度變化。 系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定時間計劃定時開機或停機，自動關(guān)閉每個不需使用的房間的 空調(diào)。 系統(tǒng)監(jiān)控點包括： VAV 末端風量監(jiān)測 VAV 風閥調(diào)節(jié)控制 室內(nèi)溫度監(jiān)測 室內(nèi)設(shè)定溫度 無人時溫度設(shè)定值重設(shè)； 風機啟停控制； 再熱 AO 輸出控制（預(yù)留） 。 區(qū)域內(nèi)各 VAV 控制器采用點對點（Peer to Peer）的通訊方式。 現(xiàn)場的房間操作單元具有房間占用按鈕設(shè)置。 VAV 控制器將在 VAV BOX 箱體廠家進行安裝、整定，調(diào)試完畢后整體運到現(xiàn) 場。在 VAV 設(shè)備安裝完畢之后，還將在現(xiàn)場進行控制器風量讀數(shù)的現(xiàn)場校正。 VAV 系統(tǒng)控制機理說明 VAV 變風量系統(tǒng)是根據(jù)空調(diào)負荷的變化及室內(nèi)要求參數(shù)的改變， 自動調(diào)節(jié)空 調(diào)送風量，以滿足室內(nèi)人員的舒適要求或其它工藝要求。同時，根據(jù)實際送風 量自動調(diào)節(jié)送風機的轉(zhuǎn)速，最大限度地減少風機動力，節(jié)約能量。 15 控制區(qū)域1 控制區(qū)域2 控制區(qū)域5 P1 P2 控制區(qū)域3 控制區(qū)域4 圖1 變風量系統(tǒng)示意圖 如圖所示，在變風量系統(tǒng)中每個控制區(qū)域都一個末端風閥裝置，稱為“VAV Box” 變風量箱。 通過改變 VAV 送風末端風閥的開度可以控制送入各區(qū)域的風量， 從而滿足不同區(qū)域的個性負荷需求。同時，由于變風量系統(tǒng)僅根據(jù)各控制區(qū)域 的負荷需求決定總負荷輸出，在低負荷狀態(tài)下送風能源、冷熱量消耗都獲得節(jié) 省（與定風量系統(tǒng)相比），尤其在各控制區(qū)域負荷差別較大的情況下，節(jié)能效 果尤為明顯。 a) 變風量系統(tǒng)的控制特點 變風量系統(tǒng)在其舒適性和節(jié)能性方面具有定風量系統(tǒng)以及新風機組加風機 盤管系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢，但它的控制也相當復(fù)雜。 首先，由于變風量控制系統(tǒng)中任何一個末端風量的變化都會導(dǎo)致總風管壓 力的變化，如不能及時調(diào)整送風機轉(zhuǎn)速和其他各風口風閥開度，其他各末端的 風量都將受到干擾，發(fā)生變化。以圖 1 為例，在夏季工況下，假設(shè)人為將控制 區(qū)域 1 內(nèi)的設(shè)定溫度調(diào)高，則控制區(qū)域 1 的 VAV 送風末端風閥開度必將減小。 如其他設(shè)備運行狀態(tài)不變，則風管靜壓必將升高，其他各控制區(qū)域的送風量加 大，溫度降低。即控制區(qū)域 1 的變化影響了其他區(qū)域的控制。如送風機轉(zhuǎn)速及 其他各末端的風閥進行相應(yīng)調(diào)整，這些調(diào)整同樣又會影響控制區(qū)域 1。如何正確 地處理個控制區(qū)域之間相互影響的問題是變風量系統(tǒng)控制的最大難點。 其次如圖所示，變風量末端風閥的控制是以末端風速或送風量為依據(jù)的。 在風量較小時，送風量的準確是變風量系統(tǒng)控制的又一問題。 16 圖2 變風量送風末端工作原理圖 再次，在定風量空調(diào)系統(tǒng)中，由于各末端的送風量基本保持恒定，因此只 要保證送風量中新風的百分比就可保證最小新風量的送入。但是在變風量空調(diào) 系統(tǒng)中，由于各末端的送風量是變化的，因此依靠百分比保證新風量的做法顯 然是行不通的。在許多變風量工程中，用戶反映低負荷狀態(tài)下空氣品質(zhì)不好往 往就是由于這個原因。在當空調(diào)機組總送風量變化時，如何保證足夠的新風量 也是變風量控制需要解決的問題。 由此可見，變風量控制非常復(fù)雜，以下我們分 VAV 送風末端控制、風管靜 壓控制和空調(diào)機組控制三部分進行討論。 b) VAV 送風末端控制 (1) 基本 VAV 送風末端控制 最基本的 VAV 送風末端由進風口、風閥、風量傳感器和箱體等幾部分組成。 目前絕大多數(shù)風量傳感器采用畢托管傳感器（我們就是采用這種傳感器，測量 精度高，同時由于是無源器件，所以可靠耐用）。它是通過測量風管內(nèi)全壓和 靜壓，根據(jù)兩者之差求出動壓后經(jīng)過開平方運算，可以得到風速，進而可求出 末端裝置送風量的。 為降低管道壓力損失和機組噪聲, 管道風速應(yīng)小于 13 米/秒. VAV 送風末端根據(jù)控制原理不同可分為壓力有關(guān)型和壓力無關(guān)型兩種。 17 圖3 VAV 送風末端的兩種控制方式 圖 a 所示的是壓力有關(guān)型 VAV 送風末端的控制方式。它是直接根據(jù)室內(nèi)溫 度與設(shè)定溫度的差值確定末端風門開度的。當風管靜壓發(fā)生變化時，由于室內(nèi) 溫度慣性較大，不可能發(fā)生突變，因此不會影響風門的開度。風管靜壓變化了 而風門開度不變，送風量必然發(fā)生改變。即送風量的大小與風管靜壓有關(guān)，故 稱為壓力有關(guān)型 VAV 送風末端。這種末端由于受風管靜壓的波動影響過大，目 前工程中已很少使用。 壓力無關(guān)型 VAV 送風末端的控制方式如圖 b 所示。 它采用串級 PID 調(diào)節(jié)方式，首先根據(jù)室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度的差值確定需求 風量，然后根據(jù)需求風量與實際風量的差值確定風門開度。在此系統(tǒng)中，當風 管靜壓變化時，立刻會導(dǎo)致送風量的變化，圖 3 b 中的 PID2 運算模塊將改變風 門開度，保持送風量恒定。即送風量不再受風管靜壓的影響，故稱為壓力無關(guān) 型 VAV 送風末端。目前工程中大量采用的正是這種壓力無關(guān)型 VAV 送風末端。 (2) 再加熱型 VAV 送風末端控制 在 VAV 系統(tǒng)控制的建筑層面中，往往會區(qū)分內(nèi)區(qū)與外區(qū)進行控制。 所謂外區(qū)是指建筑物的周邊區(qū)。室內(nèi)的空氣狀態(tài)不僅與室內(nèi)人員、燈光、 設(shè)備等因素有關(guān)，還與室外溫度和太陽輻射有關(guān)。對建筑物的外區(qū)一般夏季供 冷，冬季供暖。 建筑物內(nèi)區(qū)的空氣狀態(tài)僅與室內(nèi)負荷有關(guān)，而與室外環(huán)境無關(guān)。建筑物的 內(nèi)區(qū)往往常年供冷。 在區(qū)分內(nèi)區(qū)、外區(qū)的 VAV 系統(tǒng)中，內(nèi)區(qū) VAV 一般采用基本送風末端形式， 而在一些工程要求較高的應(yīng)用場合，外區(qū)采用再加熱型 VAV 送風末端。外區(qū)采 用再加熱型 VAV 送風末端可以在冬季工況下根據(jù)需求獨立升高各末端的送風溫 18 度，以增強系統(tǒng)靈活性。 目前工程中常用的再加熱型 VAV 送風末端有盤管加熱和電加熱兩種，一般 都是通過 DDC 的數(shù)字量輸出進行有級控制的，而非模擬調(diào)節(jié)。圖 4所示為帶盤 管加熱 VAV 送風末端的監(jiān)控原理。其中盤管加熱設(shè)備投運與風門開度的關(guān)系視 具體應(yīng)用而定，可以先加大風門開度至極限位置后在投入盤管加熱設(shè)備，也可 以邊加大風門開度邊投入盤管加熱設(shè)備。 風閥 三級電加熱 風速傳感器 AOx1 AIx1 DOx3 圖4 帶盤管加熱器的 VAV 送風末端監(jiān)控原理圖 (3) 風機驅(qū)動型 VAV 送風末端控制 風機驅(qū)動型 VAV 送風末端又稱為“Fan Powered VAV Box”，簡稱 FPB?？?調(diào)系統(tǒng)的控制對象不僅包括溫、濕度及空氣品質(zhì)，還包括氣流組織?；?VAV 送風末端在風量較小時，無法保證良好的氣流組織，往往造成控制區(qū)域冷熱不 均，甚至產(chǎn)生氣流死角。風機驅(qū)動型 VAV 送風末端在基本 VAV 送風末端的基礎(chǔ) 上增設(shè)了風機設(shè)備，通過將集中送風與部分室內(nèi)回風混合以改善這一狀況。根 據(jù)風機位置不同，可將風機驅(qū)動型 VAV 送風末端分為風機串聯(lián)型和風機并聯(lián)型 兩種。風機位于出風的稱為風機串聯(lián)型（圖 a），風機位于回風口的稱為風機并 聯(lián)型(圖 b)。本次項目使用的是風機串聯(lián)型。 圖5 風機驅(qū)動型 VAV 送風末端 a 串聯(lián)型 b 并聯(lián)型 19 c) 風管靜壓控制 當各 VAV 送風末端風門開度隨控制區(qū)域負荷的變化而改變時，如送風機轉(zhuǎn) 速不作相應(yīng)調(diào)整，風管靜壓就會產(chǎn)生波動。工程中必須根據(jù)各末端狀態(tài)及時調(diào) 整送風機轉(zhuǎn)速以維持靜壓不變。目前，應(yīng)用較多的風管靜壓控制策略主要包括 定靜壓、變靜壓和總風量三種。 (1) 定靜壓控制方式 定靜壓控制方式的基本思想是如果能夠通過調(diào)整送風機轉(zhuǎn)速維持風管靜壓 不變，則各末端風門的開度僅與其控制區(qū)域負荷有關(guān)，而不受其他末端風門開 度變化的影響。因此，理想狀態(tài)下定靜壓控制方式可以采用壓力有關(guān)型 VAV 送 風末端獲得良好的控制效果。 但實際上如圖 1 所示，在夏季工況下，假如控制區(qū)域 1 的 VAV 送風末端風 門開度減小了，通過減小送風機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定了風管 P1 點的靜壓。但由于控制區(qū)域 1 VAV 送風末端風門開度的減小，導(dǎo)致了 P1 點到 P2 點壓降減小了，因此 P2 點 及 P2 點之后的風管靜壓實際上都增大了。因此，為獲得良好的控制效果，定靜 壓控制方式中也應(yīng)該使用壓力無關(guān)型 VAV 送風末端。 定靜壓控制方式只能穩(wěn)定風管中個別點的靜壓不變，在工程設(shè)計中，靜壓 傳感器的設(shè)置位置是一大難點。根據(jù)經(jīng)驗，該點一般設(shè)在靠近主風道末端，離 末端距離約為主風道全長的三分之一處。但是在風管管網(wǎng)比較復(fù)雜時，該點的 位置仍然很難確定。有時會設(shè)置多個靜壓傳感器，以各傳感器測量值的加權(quán)和 作為控制依據(jù)。 靜壓測量點難以確定，且節(jié)能效果不佳是定靜壓控制方式的主要缺陷。但 定靜壓控制方式實施簡單，各 VAV 送風末端之間的耦合性小，因此獲得廣泛應(yīng) 用。 (2) 變靜壓控制方式 變靜壓控制方式最初產(chǎn)生于能源高度匱乏的日本?？疾於o壓控制方式在 低負荷狀態(tài)下的工作情況可以發(fā)現(xiàn)，定靜壓是通過減小 VAV 送風末端風門開度 來限制送入各控制區(qū)域風量的。當各末端風門開度都較小時，是否能夠通過降 低送風機轉(zhuǎn)速、增大各末端風門開度，在送風量不變的情況下進一步節(jié)能呢？ 變靜壓就是基于這一思想產(chǎn)生的。 變靜壓控制根據(jù) VAV 送風末端風門開度反饋控制送風機轉(zhuǎn)速，使開度最大 的末端風門處于接近全開的狀態(tài)。變靜壓的典型控制策略如表 42 所示。 表1 典型變靜壓控制策略 20 變靜壓控制的節(jié)能效果良好，但由于各風門末端之間的耦合關(guān)系復(fù)雜，因 此工程實施較定靜壓控制方式困難。不過，在日本應(yīng)用廣泛。目前國內(nèi)許多新 建高檔辦公樓也都往往考慮采用變靜壓控制方式， (3) 總風量控制方式 美國學者 早在 1989 年就提出了另一種 VAV 系統(tǒng)變靜壓控制理 念,他稱之為 TRAV(TerminalRegulatedAirVolume),這種控制方法是基于每個變 風量末端機組實時的風量要求, 采用各風量求和得到總風量, 對送風機轉(zhuǎn)速進 行跟蹤調(diào)節(jié),使總送風量不斷變化以滿足實時的風量要求。 Honeywell 公司的變風量 DDC 控制器,完全支持 TRAV 控制。 總風量控制方式是在上世紀末出現(xiàn)的變風量控制方法，它認為變風量系統(tǒng) 中，由于涉及多個末端的狀態(tài)變量，采用反饋控制方式反應(yīng)慢、算法復(fù)雜，因 此，總風量控制提出了前饋控制的思想。 在壓力無關(guān)型 VAV 送風末端中，已經(jīng)確定了各控制區(qū)域需求風量。將所有 區(qū)域的需求風量累加即可獲得送風機的總輸出風量，并以此作為控制風機轉(zhuǎn)速 的依據(jù)。總風量控制中的關(guān)鍵是確定風機送風量與風機轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系。 理論上由于前饋控制帶有一定的超前預(yù)測特性，因此響應(yīng)速度比變靜壓和 定靜壓都快，且節(jié)能效果可以接近變靜壓控制。但實際上風道的阻力特性要比 理想狀態(tài)下復(fù)雜得多，因此總風量控制的效果并沒有理論上這么好。為保證系 統(tǒng)至少滿足各控制區(qū)域的負荷需求，總風量控制往往與定靜壓控制結(jié)合使用， 在風管靜壓最不利點（可以是多點）設(shè)置靜壓傳感器。當這些點的風管靜壓均 滿足最小靜壓限制時，采用總風量控制；當風管靜壓低于最小靜壓限制時，轉(zhuǎn) 為定靜壓控制，優(yōu)先保證風管靜壓。 實際運行中，將以總風量法所決定的風機轉(zhuǎn)速不斷“修正”定靜壓法的定 靜壓值，使其具有一定的調(diào)節(jié)范圍。如果把定靜壓法的簡單可靠與總風量法的 先進直觀結(jié)合在一起，會使變風量系統(tǒng)的控制更臻完美，節(jié)能效果更加明顯。 21 (4) 三種控制方式的工程實施及比較 工程中，許多人往往誤認為采用哪種控制策略完全是控制方面的問題，而 與暖通設(shè)計無關(guān)。事實上，每一種控制策略都必須和相應(yīng)的暖通設(shè)計相配合， 才能達到良好的控制效果。以定靜壓和變靜壓控制為例，定靜壓由于各 VAV 送 風末端直接的耦合關(guān)系不明顯，一般一臺空調(diào)機組可以帶 15~20 個末端，而變 靜壓控制方式控制的空調(diào)機組一般只能帶 5~8 個末端。因此，為定靜壓控制設(shè) 計的 VAV 系統(tǒng)用變靜壓方式控制基本上是無法調(diào)試穩(wěn)定的。而為變靜壓控制設(shè) 計的 VAV 系統(tǒng)如果采用定靜壓方式，單就控制而言是沒有問題的。但變靜壓系 統(tǒng)的末端往往采用低風速系統(tǒng)，對 VAV 送風末端噪聲參數(shù)要求不高，如果換成 定靜壓控制的話，控制區(qū)域的室內(nèi)噪聲將可能增大一些。 由此可見