变风量空调系统的控制方案设计分析

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1、工艺与设备广东建材2010年第3期变风量空调系统的控制方案设计分析闫永亮赖伟国罗国立(泛华建设集团有限公司广东设计分公司)摘要：本文介绍了变风萤空调系统中的定静压控制方法、变静压控制法、直接数字控制法(DDC)、风机总风量控制法的原理及优／缺点。关键词：变风量系统控制：定静压控制法；变静压控制法；直接数字控制法(DDc)；风机总风量控制法1引言变风量系统(variableairvolumesystem)是在美国广泛使用的一种空调系统。变风量技术的基本原理是通过自动调节送入房间的风量来满足室内变化的负荷，满足室内不同温度参数的要求，由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，系统能自动

2、调节送风机的转速以降低空调系统运行能耗。变风量系统有如下优点：(1)由于变风量系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。(2)区别于常规的定风量或风机盘管系统，在每一系统中的不同朝向房间，它的空调负荷的峰值出现在一天的不同时间，因此变风量空调器的容量不必按逐时负荷各房间的峰值叠加来确定，而只要按逐时负荷的综合最大值来确定。这样变风量空调器的冷却量及风量比定风量或风机盘管系统可减少15％～20％。(3)系统灵活性较好，易于改、扩建和新建项目，尤其适应于负荷变化较大、格局多变、楼层房间净

3、深较大的建筑。在暖通空调工程设计中，楼层或局部厅、堂设计采用变风量空调系统也是一项较好的节能措施，国内不少项目也逐渐采用变风量空调系统，为了保证设计的变风量空调系统使用时不出问题，除了精确的设计计算，合理的系统布置，到位的施工安装外，选择一个最佳的控制方法也很关键。在工程实际运用中，采用较多的有：定静压控制法；变静压控制法；直接数字控制法(DDC)；风机总风量控制法。以下将就这四种方法加以一一论证。2定静压控制法--152—-2．1定静压控制方法所谓定静压控制，就是在风管静压最低点安装静压传感器，测量该点的静压，并调节风机的转速，使该点的静压恒定在变风量末端的最低工作压力。定静压

4、控制法的控制原理图如图1所示：量奢一书-l曲占占’声-cI压l节-lP盘}嘴诓一黼由图1定静压控制原理图从定静压控制法的控制原理图中，我们不难看出，这种控制方法的优点是控制简单。2．2定静压控制法存在不少缺点(1)定静压控制的节能效果差。笔者将在变静J玉控制这部分加以分析和比较。(2)静压传感器的设置位置。对这个问题，尚存不同的观点，有些人认为将静压传感器设于风机出口后管路的1／2处，更多的人认可将静压传感器设于风机出口后管路的2／3处。笔者认为，还应考虑流体流场的分布，如图2所示。≥髟图a图b图C图2在图a中，流体质点受到与流动方向一致的正压差作用，成为一个减压增速区，紧接减缩

5、管之后，出现一个不大的旋涡区。图C所示的分流三通上的旋涡区，也是这种减速增压过程造成的。图b中，虽然过流断面沿程不变，但弯管内流体质点受到离心力作用，弯管前半段广东建材2010年第3期工艺与设备沿外壁是减速增压的，弯管外侧出现旋涡区；在弯管的后半段，由于惯性作用，弯管内侧出现旋涡区。因此，在设置静压传感器时，至少应离开这些部位4D，并尽量避免离静压传感器最近的VAVBox流量变化对传感器的影响。(3)静压传感器的设置数量。在复杂的管路，应设置一个还是多个静压传感器，如果设多个静压传感器，他们之间的关系应该怎样，是取最大值，或最小值，还是平均值，或赋予不同的权重系数，是值得商榷的。

6、3变静压控制法3．1变静压控制方法所谓变静压控制，就是使用带风阀开度传感器，风量传感器和室内温控器的变风量末端，根据风阀开度控制送风机的转速，使任何时候系统中至少有一个变风量末端装置的风阀是全开的。变静压控制法的控制原理图如图3所示：量皇聱更信号凡t柚算蕾号图3变静压控制原理图从变静压控制法的控制原理图中，我们可以推知其控制方法：(1)变风量末端装置的风阀是全部处于中间状态一系统静压过高一调节并降低风机转速。(2)变风量末端装置的风阀是全部处于全开状态，且风量传感器检测的实际风量等于温控器设定值一系统静压适合。(3)变风量末端装置的风阀是全部处于全开状态，且风量传感器检测的实际风

7、量低于温控器设定值一系统静压偏低一调节并提高风机转速。3．2变静压控制方法的优点(1)与定静压控制方法相比，节能效果明显。我们知道，N=丽丽妾赫，鲁oc鲁生。生．坠oc旦P2n口2’N2n。3其中，N为风机的功率，Q为风机输送的风量，P为风机所产生的风压，n为风机的转速，为通风机的效率与通风机的传动效率乘积。当空调负荷变小时，风量Q从正常工况点Q。减少到Q。时，如图4所示：避二P醚cqS!S窖定静压控制法的风机工作曲线变静压控制法的风机工作曲线图4很明显，由于变静压控制法的n。小