【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(jì)設(shè)備運(yùn)行時間、定時提醒工作人員進(jìn)行檢修保養(yǎng)。 新風(fēng)閥控制； 風(fēng)機(jī)運(yùn)行時間積累等； 提供時間控制程序、事故報(bào)警等功能，春秋直接使用新風(fēng)，夏季清晨及 時吸入冷空氣； 根據(jù)送風(fēng)濕度與設(shè)定濕度，開關(guān)電磁加濕閥，保持送風(fēng)濕度為設(shè)定值， 精度為177。10%RH； 在冬季，當(dāng)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(fēng) 機(jī)運(yùn)行并將新風(fēng)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(bào)警； 聯(lián)鎖控制：新風(fēng)風(fēng)閥與風(fēng)機(jī)和水閥聯(lián)鎖控制，停風(fēng)機(jī)時自動關(guān)閉新風(fēng)閥 及水閥，風(fēng)機(jī)啟動前，延時自動打開風(fēng)閥； 在中央工作站上對系統(tǒng)中各種溫度進(jìn)行監(jiān)測和設(shè)定； 14 編制時間程序自動控制風(fēng)機(jī)啟停，并累計(jì)運(yùn)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(yùn)行或非運(yùn)行的空 調(diào)房間，監(jiān)測每個變風(fēng)量末端的溫度和流量，優(yōu)化送風(fēng)溫度，根據(jù)室內(nèi)溫度及 設(shè)定溫度進(jìn)行調(diào)整 VAVBOX 風(fēng)閥的開度,根據(jù)風(fēng)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(jì)劃定時開機(jī)或停機(jī)，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(diǎn)包括： VAV 末端風(fēng)量監(jiān)測 VAV 風(fēng)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(fēng)機(jī)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(diǎn)對點(diǎn)（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(jìn)行安裝、整定，調(diào)試完畢后整體運(yùn)到現(xiàn) 場。在 VAV 設(shè)備安裝完畢之后，還將在現(xiàn)場進(jìn)行控制器風(fēng)量讀數(shù)的現(xiàn)場校正。 VAV 系統(tǒng)控制機(jī)理說明 VAV 變風(fēng)量系統(tǒng)是根據(jù)空調(diào)負(fù)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(fēng)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(shí)際送風(fēng) 量自動調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，最大限度地減少風(fēng)機(jī)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(fēng)量系統(tǒng)示意圖 如圖所示，在變風(fēng)量系統(tǒng)中每個控制區(qū)域都一個末端風(fēng)閥裝置，稱為“VAV Box” 變風(fēng)量箱。 通過改變 VAV 送風(fēng)末端風(fēng)閥的開度可以控制送入各區(qū)域的風(fēng)量， 從而滿足不同區(qū)域的個性負(fù)荷需求。同時，由于變風(fēng)量系統(tǒng)僅根據(jù)各控制區(qū)域 的負(fù)荷需求決定總負(fù)荷輸出，在低負(fù)荷狀態(tài)下送風(fēng)能源、冷熱量消耗都獲得節(jié) ?。ㄅc定風(fēng)量系統(tǒng)相比），尤其在各控制區(qū)域負(fù)荷差別較大的情況下，節(jié)能效 果尤為明顯。 a) 變風(fēng)量系統(tǒng)的控制特點(diǎn) 變風(fēng)量系統(tǒng)在其舒適性和節(jié)能性方面具有定風(fēng)量系統(tǒng)以及新風(fēng)機(jī)組加風(fēng)機(jī) 盤管系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢，但它的控制也相當(dāng)復(fù)雜。 首先，由于變風(fēng)量控制系統(tǒng)中任何一個末端風(fēng)量的變化都會導(dǎo)致總風(fēng)管壓 力的變化，如不能及時調(diào)整送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和其他各風(fēng)口風(fēng)閥開度，其他各末端的 風(fēng)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(fēng)末端風(fēng)閥開度必將減小。 如其他設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不變，則風(fēng)管靜壓必將升高，其他各控制區(qū)域的送風(fēng)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(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及 其他各末端的風(fēng)閥進(jìn)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(fēng)量系統(tǒng)控制的最大難點(diǎn)。 其次如圖所示，變風(fēng)量末端風(fēng)閥的控制是以末端風(fēng)速或送風(fēng)量為依據(jù)的。 在風(fēng)量較小時，送風(fēng)量的準(zhǔn)確是變風(fēng)量系統(tǒng)控制的又一問題。 16 圖2 變風(fēng)量送風(fēng)末端工作原理圖 再次，在定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中，由于各末端的送風(fēng)量基本保持恒定，因此只 要保證送風(fēng)量中新風(fēng)的百分比就可保證最小新風(fēng)量的送入。但是在變風(fēng)量空調(diào) 系統(tǒng)中，由于各末端的送風(fēng)量是變化的，因此依靠百分比保證新風(fēng)量的做法顯 然是行不通的。在許多變風(fēng)量工程中，用戶反映低負(fù)荷狀態(tài)下空氣品質(zhì)不好往 往就是由于這個原因。在當(dāng)空調(diào)機(jī)組總送風(fēng)量變化時，如何保證足夠的新風(fēng)量 也是變風(fēng)量控制需要解決的問題。 由此可見，變風(fēng)量控制非常復(fù)雜，以下我們分 VAV 送風(fēng)末端控制、風(fēng)管靜 壓控制和空調(diào)機(jī)組控制三部分進(jìn)行討論。 b) VAV 送風(fēng)末端控制 (1) 基本 VAV 送風(fēng)末端控制 最基本的 VAV 送風(fēng)末端由進(jìn)風(fēng)口、風(fēng)閥、風(fēng)量傳感器和箱體等幾部分組成。 目前絕大多數(shù)風(fēng)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(fēng)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(yùn)算，可以得到風(fēng)速，進(jìn)而可求出 末端裝置送風(fēng)量的。 為降低管道壓力損失和機(jī)組噪聲, 管道風(fēng)速應(yīng)小于 13 米/秒. VAV 送風(fēng)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(fēng)末端的兩種控制方式 圖 a 所示的是壓力有關(guān)型 VAV 送風(fēng)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(fēng)門開度的。當(dāng)風(fēng)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(fēng)門的開度。風(fēng)管靜壓變化了 而風(fēng)門開度不變，送風(fēng)量必然發(fā)生改變。即送風(fēng)量的大小與風(fēng)管靜壓有關(guān)，故 稱為壓力有關(guān)型 VAV 送風(fēng)末端。這種末端由于受風(fēng)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(fēng)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(fēng)量，然后根據(jù)需求風(fēng)量與實(shí)際風(fēng)量的差值確定風(fēng)門開度。在此系統(tǒng)中，當(dāng)風(fēng) 管靜壓變化時，立刻會導(dǎo)致送風(fēng)量的變化，圖 3 b 中的 PID2 運(yùn)算模塊將改變風(fēng) 門開度，保持送風(fēng)量恒定。即送風(fēng)量不再受風(fēng)管靜壓的影響，故稱為壓力無關(guān) 型 VAV 送風(fēng)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(fēng)末端。 (2) 再加熱型 VAV 送風(fēng)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(jìn)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(fù)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(fēng)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(fēng)末端。外區(qū)采 用再加熱型 VAV 送風(fēng)末端可以在冬季工況下根據(jù)需求獨(dú)立升高各末端的送風(fēng)溫 18 度，以增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性。 目前工程中常用的再加熱型 VAV 送風(fēng)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(jìn)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(fēng)末端的監(jiān)控原理。其中盤管加熱設(shè)備投運(yùn)與風(fēng)門開度的關(guān)系視 具體應(yīng)用而定，可以先加大風(fēng)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(fēng)門開度邊投入盤管加熱設(shè)備。 風(fēng)閥 三級電加熱 風(fēng)速傳感器 AOx1 AIx1 DOx3 圖4 帶盤管加熱器的 VAV 送風(fēng)末端監(jiān)控原理圖 (3) 風(fēng)機(jī)驅(qū)動型 VAV 送風(fēng)末端控制 風(fēng)機(jī)驅(qū)動型 VAV 送風(fēng)末端又稱為“Fan Powered VAV Box”，簡稱 FPB。空 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(fēng)末端在風(fēng)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(fēng)機(jī)驅(qū)動型 VAV 送風(fēng)末端在基本 VAV 送風(fēng)末端的基礎(chǔ) 上增設(shè)了風(fēng)機(jī)設(shè)備，通過將集中送風(fēng)與部分室內(nèi)回風(fēng)混合以改善這一狀況。根 據(jù)風(fēng)機(jī)位置不同，可將風(fēng)機(jī)驅(qū)動型 VAV 送風(fēng)末端分為風(fēng)機(jī)串聯(lián)型和風(fēng)機(jī)并聯(lián)型 兩種。風(fēng)機(jī)位于出風(fēng)的稱為風(fēng)機(jī)串聯(lián)型（圖 a），風(fēng)機(jī)位于回風(fēng)口的稱為風(fēng)機(jī)并 聯(lián)型(圖 b)。本次項(xiàng)目使用的是風(fēng)機(jī)串聯(lián)型。 圖5 風(fēng)機(jī)驅(qū)動型 VAV 送風(fēng)末端 a 串聯(lián)型 b 并聯(lián)型 19 c) 風(fēng)管靜壓控制 當(dāng)各 VAV 送風(fēng)末端風(fēng)門開度隨控制區(qū)域負(fù)荷的變化而改變時，如送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn) 速不作相應(yīng)調(diào)整，風(fēng)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(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以維持靜壓不變。目前，應(yīng)用較多的風(fēng)管靜壓控制策略主要包括 定靜壓、變靜壓和總風(fēng)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(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持風(fēng)管靜壓 不變，則各末端風(fēng)門的開度僅與其控制區(qū)域負(fù)荷有關(guān)，而不受其他末端風(fēng)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(fēng)末端獲得良好的控制效果。 但實(shí)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(fēng)末端風(fēng) 門開度減小了，通過減小送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定了風(fēng)管 P1 點(diǎn)的靜壓。但由于控制區(qū)域 1 VAV 送風(fēng)末端風(fēng)門開度的減小，導(dǎo)致了 P1 點(diǎn)到 P2 點(diǎn)壓降減小了，因此 P2 點(diǎn) 及 P2 點(diǎn)之后的風(fēng)管靜壓實(shí)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(fēng)末端。 定靜壓控制方式只能穩(wěn)定風(fēng)管中個別點(diǎn)的靜壓不變，在工程設(shè)計(jì)中，靜壓 傳感器的設(shè)置位置是一大難點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，該點(diǎn)一般設(shè)在靠近主風(fēng)道末端，離 末端距離約為主風(fēng)道全長的三分之一處。但是在風(fēng)管管網(wǎng)比較復(fù)雜時，該點(diǎn)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(diǎn)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(shí)施簡單，各 VAV 送風(fēng)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(fù)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(fēng)末端風(fēng)門開度 來限制送入各控制區(qū)域風(fēng)量的。當(dāng)各末端風(fēng)門開度都較小時，是否能夠通過降 低送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、增大各末端風(fēng)門開度，在送風(fēng)量不變的情況下進(jìn)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(fēng)末端風(fēng)門開度反饋控制送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使開度最大 的末端風(fēng)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(fēng)門末端之間的耦合關(guān)系復(fù)雜，因 此工程實(shí)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(fēng)量控制方式 美國學(xué)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(fēng)量末端機(jī)組實(shí)時的風(fēng)量要求, 采用各風(fēng)量求和得到總風(fēng)量, 對送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn) 行跟蹤調(diào)節(jié),使總送風(fēng)量不斷變化以滿足實(shí)時的風(fēng)量要求。 Honeywell 公司的變風(fēng)量 DDC 控制器,完全支持 TRAV 控制。 總風(fēng)量控制方式是在上世紀(jì)末出現(xiàn)的變風(fēng)量控制方法，它認(rèn)為變風(fēng)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(fēng)量控制提出了前饋控制的思想。 在壓力無關(guān)型 VAV 送風(fēng)末端中，已經(jīng)確定了各控制區(qū)域需求風(fēng)量。將所有 區(qū)域的需求風(fēng)量累加即可獲得送風(fēng)機(jī)的總輸出風(fēng)量，并以此作為控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 的依據(jù)?？傦L(fēng)量控制中的關(guān)鍵是確定風(fēng)機(jī)送風(fēng)量與風(fēng)機(jī)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(shí)際上風(fēng)道的阻力特性要比 理想狀態(tài)下復(fù)雜得多，因此總風(fēng)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(fù)荷需求，總風(fēng)量控制往往與定靜壓控制結(jié)合使用， 在風(fēng)管靜壓最不利點(diǎn)（可以是多點(diǎn)）設(shè)置靜壓傳感器。當(dāng)這些點(diǎn)的風(fēng)管靜壓均 滿足最小靜壓限制時，采用總風(fēng)量控制；當(dāng)風(fēng)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(fēng)管靜壓。 實(shí)際運(yùn)行中，將以總風(fēng)量法所決定的風(fēng)機(jī)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(fēng)量法的 先進(jìn)直觀結(jié)合在一起，會使變風(fēng)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(shí)施及比較 工程中，許多人往往誤認(rèn)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(jì)無關(guān)。事實(shí)上，每一種控制策略都必須和相應(yīng)的暖通設(shè)計(jì)相配合， 才能達(dá)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(fēng)末端直接的耦合關(guān)系不明顯，一般一臺空調(diào)機(jī)組可以帶 15~20 個末端，而變 靜壓控制方式控制的空調(diào)機(jī)組一般只能帶 5~8 個末端。因此，為定靜壓控制設(shè) 計(jì)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(jì)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(fēng)速系統(tǒng)，對 VAV 送風(fēng)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