连载· 46 |《变风量空调系统》——7.4 浙江省丽水电力调度中心变风量空调改造设计
2018-05-25
7.4.1项目概况
浙江省丽水电力调度中心（以下简称丽水电调） 附楼原为酒店，现改作办公大楼及员工食堂。总建筑面积约为 10000m2，其中一楼主要为展示厅以及办公室，二楼为员工食堂以及宴会包厢、休闲餐厅等， 三楼为企业文化展示中心、会议室、多功能厅以及招待室和休息室（见图 7-27）。
图 7-27 丽水电调效果图
7.4.2空调系统设计方案
1.空调系统设计
丽水电调附楼项目原系统采用的是风机盘管系统，随着功能需求的改变，空调系统也随之改变，由于使用功能改变，将其改造为变风量空调系统，每个功能区域内的温度由一套压力无关单风道型 VAV-TMN 来控制，送风方式为低温风口顶送，回风方式为吊顶回风。应业主要求，尽量利用原系统设备，因此采用了原来已有但没有投用的空气处理机组。图 7-28 为一楼风系统平面图。
图 7-28一楼风系统平面图
根据业主对使用功能的要求，改造单位制定了项目改造技术方案，重点内容包括：
（1）根据使用功能区域增设 VAV-TMN 以及对风管系统重新布置规划。
（2）所有的 VAV-TMN 均为单风道型 VAV-TMN，采用88805·pccn新蒲京 RVC 系列产品。
（3）原系统常规散流器改为射流诱导型低温风口，采用88805·pccn新蒲京 SL 系列产品。
（4）控制系统采用88805·pccn新蒲京 RPC5600 中央空调智慧控制技术，系统采用变静压方式控制。
2.设计参数
室外计算参数如下：
（1）夏季空调室外计算干球温度 36.4℃，夏季空调室外计算湿球温度 27.7℃。
（2）冬季空调室外计算平均温度 -3℃，冬季室外计算相对湿度 76%。
（3）室内设计参数：温度 26℃，湿度 60%。
（4）空调送风温度 9℃。
主要设备清单见表 7-23。
表 7-23 主要设备清单
3.控制系统设计
控制系统全面采用88805·pccn新蒲京 RPC5600 变风量智慧控制技术，主要包括：①室内温度控制；②系统变风量控制；③送风温度控制；④室内空气品质控制；⑤系统连锁控制等。
为进一步验证系统变风量控制的效果，系统风量控制可以实现三种模式，即定静压控制、 变静压控制和可变静压控制模式。
定静压控制：房间风量由 VAV-TMN 根据室内温度与实测温度偏差进行调节，根据 系统静压值设定值与实测值的偏差进行风机变频调节。采用定静压控制方式时，单个 VAV-TMN 的故障不会对系统产生特别大的影响。
变静压控制：根据系统中 VAV-TMN 风阀开度和数量对风机频率进行调节，以达到最佳稳定状态；控制度目标是使系统中所有的风阀均工作在高开度下，减少节流损失， 降低风机能耗。系统中每一个 VAV-TMN 的状态都参与到整个控制系统中，如果其中的 VAV-TMN 发生问题或故障，则需要在控制系统中进行修正。
可变静压控制：根据系统静压值设定值与实测值的偏差进行风机变频调节。同时结合系统中 VAV-TMN 阀位的开度和数量对静压设定值进行调整，以达到最佳稳定状态； 控制度目标是使系统中所有的风阀均工作在高开度下，减少节流损失，降低风机能耗。 系统中每一个 VAV-TMN 的状态都参与到整个控制系统中，如果其中的 VAV-TMN 发生问题或故障，则需要在控制系统中进行修正。
7.4.3系统运行及测试情况
系统改造后调试运行了一段时间，各方面目标均达到了设计要求，并且为验证变风量控制效果，特别对两种控制方式，即定静压与变静压运行数据进行了对比分析，可看 出在变静压控制方式比定静压方式节能 20%~30%（空气处理机组风机能耗）。
表 7-24 变风量运行数据
表 7-25 房间温度对比 （℃）
说明：8 月 5~8 日室外气温条件基本相同，可以作为类比，由于周末没有供冷，8 月 5 日星期一的负荷比其他时间要大，所以相同的运行方式，星期一的耗电量要比星期 二和星期三的电量要多一些；排除星期一的数据，对星期二至星期四的数据进行对比；
即 8 月 6~8 日，8 月 6~7 日为定静压控制方式，每日平均耗电量为 82.5kWh，8 月 8 日 为变静压控制方式，耗电量 64kWh，可看出相比定静压控制方式，变静压要比定静压节能 23%。
7.4.4系统存在问题及分析
系统调试运行的过程中也出现了一些问题。 采用变静压，某一房间设置温度偏低，比如某个房间设置温度为 20℃，为了达到这个温度，该房间 VAV-TMN 阀位会达到 100%，如果送风量还是不足，则按照控制策略， 空气处理机组的频率会上调，若风机频率达到上限时风量都没有达到需求风量，系统会 按照最高频率运行；这时候系统按变静压控制方式运行的能耗将会大于按定静压方式运 行的能耗；当风管设计水力不平衡率大时，将使这种情况更为明显，可能会出现一些不 利环路的 VAV-TMN 阀位即使达到 100%，房间实际风量还是始终达不到需求风量的情 况；而这种个别情况对定静压方式产生的影响却很小。
变静压控制方式和可变静压控制方式对设备的稳定性也有一定的要求，若 VAV-TMN 在运行过程中出现故障（比如 VAV-TMN 控制失效阀位固定不变的情况），如果在这时 控制系统又没有得到这个故障信息，则整个控制方向都将可能不一样，丽水电调 7 月30 日就出现了这种情况，导致变静压耗电量比定静压的要高，见表 7-26。
表 7-26 变风量运行数据
表 7-26 中变静压运行方式一天的耗电量比定静压运行方式一天的耗电量还要多 66%。经过后期对 VAV-TMN 设备的调整和改进，避免了这种情况的再次出现，系统运行更加稳定可靠。
7.4.5案例小结
在变风量整个系统的实施过程中，系统设计非常重要，直接决定了整个工程的质量， 系统设计不好，水力失调率高，调试的难度将会大大增加，即使设置了平衡调节阀，也很难调到一个比较平衡的状态，而多数工程即使设置了平衡调节阀也很少有人会去用， 因为通过手动调节阀调节风管平衡是非常繁杂的。而系统的运行控制策略也决定了系统设备制造、系统设计、系统安装和系统调试运行，每个环节都很重要，每个过程的问题都会累积下来，越到后面越严重，所以每个过程都必须重视起来。
总的来说，变风量系统要比定风量系统要节能，变静压方式要比定静压方式节能， 经过丽水电调运行数据的对比，变静压方式要比定静压方式节能约 20%~30%（空气处理机组风机部分耗能）。
