连载· 17 |《变风量空调系统》——3.3 空气处理机组控制
2017-10-20
3.3 空 气 处 理 机 组 控 制
3.3.1 风量控制
当变风量末端装置的风量变化时，送风管中的静压会发生变化，空气处理系统的总 送风量应随之变化。如何实现系统总送风量能跟随变风量末端装置的风量变化而实时调 整，又能确保系统稳定运行，是空气处理系统风量控制的关键。风量控制的类型主要分 为：定静压控制、可变静压控制、变静压控制、总风量控制。
风量控制的目的有两个： 一是保证正常工作的变风量末端风阀尽可能在较高开度下工作。避免低开度下的VAV 节流损失，节约运行费用；避免高入口静压下产生的噪声。 二是保证系统稳定运行。空气处理系统的调节是多个参数耦合的动态过程，应有合理的参数设定保证系统稳定运行。
1. 定静压控制
定静压控制是在送风管距空气处理机组出口约 2/3 长度处设置静压传感器，当末端风量变化时，通过变频器调节送风机的转速使静压实测值趋于设定值（见图 3-7）。
图 3-7 定静压控制示意图
定静压控制法的基本思想是，在确保风道中的最小静压能满足所有变风量末端装置的风量需求 的基础上，尽量减少风道中的静压，以利于节能。
存在的问题：定静压控制中的风管静压值很难设定，静压设置过低或过高都会出现 问题。若设置过低，则会出现一些区域的风量不能满足设计要求；若设置过高，则会出 现风机长时间处于高速运行的现象，降低节能效果及增大噪声。
2. 可变静压控制
可变静压控制与定静压控制部分相同，也是在送风管距空气处理机组出口约 2/3 长度处设置静压传感器，当变风量末端装置的风量变化时，通过变频器调节送风机的转 速使静压实测值趋于设定值。但所不同的是，可变静压控制的静压设定值是变化的。也就是在定静压控制策略的基础上，阶段性地改变静压设定值（见图 3-8）。
图 3-8 可变静压控制示意图
可变静压控制法的基本思想是，在满足室内温度的前提下，根据风阀开度情况尽量减小风道中的静压设定值，使末端风阀尽量保持在高开度状态，实现节能运行。
存在的问题：可变静压控制的风管静压初始值较难设定，根据末端风阀的开度调整静压设定值的算法较为复杂，需要综合考虑不同规格的风阀对静压设定值的影响权重。
3. 变静压控制
变静压控制不需要控制风管上的静压，只需综合所有变风量末端风阀阀位情况，进行风机变频控制（见图 3-9、图 3-10）。
变静压控制的核心思想就是尽可能保持变风量末端的风阀处于较大开度，它与定静压控制的区别在于，变静压系统风管中的静压随着系统负荷的变化而变化，从而避免了定静压系统中静压设 置过低或过高的弊端，使变风量末端装置更易于调节，且噪声更小，更加节能。
图 3-9 变静压控制策略图
图 3-10 变静压控制示意图
传统变静压控制存在的问题：
（1）实际运行时，每个房间的负荷都是动态的，会受到天气、朝向、人为因素、设备等因素的影响，每个房间或区域设计负荷与实际负荷很难保证完全匹配，同一时间各房间负荷变化趋势也会有较大差异。按照传统额变静压控制理论很难实现变静压控制。
（2）根据末端风阀开度进行频率增加或减少值较为复杂，要综合考虑不同规格风阀对风量变化的权重影响。
4. 总风量控制
总风量控制也是一种基于压力无 关型 VAV 的控制方法。它是以所有变风量末端装置的风量设定值的总和为目标值，通过将系统当前各个变风量末端 装置的风量测量值之和与目标值进行比较，依据此值对空气处理机组进行变频调节。
总风量控制原理图如图 3-11 所示。
图 3-11 总风量控制原理框图
存在的问题：由风机变频控制和风阀调节控制同时改变送风量，增加了系统的耦合 性，容易导致系统控制不稳定，风机频率与风量之间的关系与风管阻力特性有关，而该 阻力特性随末端风阀状态不同而时刻处于变化之中。
3.3.2 送风温度控制
通过对比实测送风温度和设定送风温度，对冷水 / 热水电动调节阀进行 PI 调节，将送风温度保持在设定值。送风温度重设：较小负荷时，考虑舒适度以及避免部分区域过 冷，可提高送风温度。
3.3.3 新风量控制
采用回风 CO2 浓度传感器或新风进风管上的流量传感器控制新风阀，或采用定风量 阀将新风量保持在需求值，也有项目是采用变风量装置作为新风控制单元的。
3.3.4 运行管理和用户定制的其他功能
根据业主需求，可定制以下功能：空气品质检测与控制、过渡季全新风运行、夜间 通风换气、上班前预冷预热、下班房间空调自动复位、定时开关机、加班自动请求、温 度上下限节能模式、空调计量收费、能效评估等。
