变风量空调系统末端控制策略浅析

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送入房间的风量也相同,当各房间负荷发生变化时是不可能对每个房间温度都进行控制的,而只能控制某个房间的温度,或者在大多数情况下,控制一个综合的回风温度,这样势必造成部分房间过冷或过热,也不利于节能.采用VAV系统,由于各个房间的VAVBOX可随该区域温度的变化自动控制送风量,因此能保证各区域或房间温度按使用要求进行温度控制.基于此,这一特点,有利于房间的灵活分隔,对于目前大规模建造的高档写字楼来说是更为有益的.(c)空调高品质VAV系统属于全空气系统,在过渡季可以充分利用全新风送风,所以空气品质与新风加风机盘管系统相比要好,还节省了能耗,另外,与风机盘管相比,吊顶内没有冷冻水管和凝结水管,可减少排除凝结水的困难,特别是避免了凝结水盘中滋生的细菌带入室内风循环的弊病,提高了室内空气的卫生质量.从以上几点看,变风量空调系统的优点突出,因此取得了越来越广泛的应用.但在选择变风量空调系统形式中,应该同时注意到,变风量空调一次性投资有所增加,控制相对复杂,管理水平较高,而且更需要对变风量空调系统精心设计,精心选择产品等,否则有可能产生新风不足,房间气流组织不好,房间正压或负压过大,室内噪声偏大等等问题[2]2变风量空调系统的分类如下2.1根据变风量末端类型2.1.1单风道变风量末端这是最简单的变风是末端，仅有一条送风道通过末端设备和送风口向室内送风。这种组合只能对各房间同时加热工冷却，无法实现在同一时期内，对有的房间加热，有的房间冷却。当显热负荷减少时，室内相对湿度也不易控制。因此，仅适用于室内负荷比较稳定。室内相对湿度无严格要求的场合。目前市场上,常用的单风道变风量末端类型为:(a)节流风阀型采用节流机构（如风阀）调节风量,按照是否补偿压力变化，又分压力有关型和压力无关型。从控制角度看，前者由温控器直接控制风阀；后者除了温控器外，还有一个风量传感器和一个风量控制器，温控器为主控器，风量控制器为副控器，构成串级控制环路，温控器根据温度偏差设定风量控制器风同归于尽控制器根据风量偏差调节末端装置内风阀。当末端入口压力变化时，通过末端的风量会发生变化，压力无关型末端可以较快地补偿这种压力变化维持原有的风量；而压力有关型末端则要等到风量变化改变了室内温度才动作，在时间上要滞后一些。价格上，压力无关型要比压力有关型高一些 图1压力无关型变风量末端控制逻辑(b)风机动力型按照风机和一次风的关系，带风机的末端又可分为带并联风机的末端装置和带串联风机的末端装置.再根据末端是否有再加热装置分为再加热型和非再加热型.串联型：由于进风口、风机、出风口直接连通，故称为串联型，又因其出风口总风量是固定的，只能通过位于进风口处的风阀进行一次风量的变化调节，所以也被俗称为固定风量的VAVBOX；并联型：由于进风口、出风口直接连通，风机和回风口并在VAVBOX的一侧，故称为并联型。并联型VAVBOX的风机在夏季不运行，冬季才运行，采用进风口处风阀进行一次风量变化调节，导致出风口风量的变化.(c)文丘里型文丘里型VAVBOX由于其结构的特殊性，无需配置风量检测机构，此功能由其迎风面完成2.1.2双风道变风量末端机组具有冷热两个风道，当房间的送风量随着冷负荷的减少而达到最小风量时，开启热风阀，向房间补充热量，使系统的负荷得到有效的调节。这种组合，对房间的负荷适应性强，能满足有的房间加热，有的房间冷却的要求。由于负荷得到补偿，最小风量得到控制，室内的相对湿度可保持在较好的水平上，但系统需增加一条风道，设备费和运行费将有所提高。2.2根据系统控制策略2.2.1静压控制法 静压控制法分为定静压控制法和变静压控制法。在对现有的VAV系统中这二种控制法的研究和实例分析表明：二种方法均能完成VAV系统的控制要求，但同时也存在不少问题：定静压方法控制简单，但为保持空调送风管道中有较大的压力，使得风机耗能偏高，同时由于末端阀位多处于偏小状态，噪声问题比较突出；变静压方法能节省风机能耗，但控制较为复杂，调试难度大，并需要专业技术人员进行多次换季调试等。此外大量使用压力控制，耦合现象很难避免，系统就会存在不稳定的因素。加之风阀、执行器价格较高，机械连接部位多，故障率较高。采用变静压控制法的空调系统，设计人员要严格设计主风道、支风道的压力分配，对管道的长度、尺寸、走向、分布等都有严格的要求。但建筑物的结构、装修等对风道的设计有一定的限制，导致风道不能完全按设计施工图施工，增大了VAV系统的调节难度，影响了系统的正常运行。2.2.2总风量控制法总风量控制方式的变风量系统，不同于静压控制法，它是根据系统各末端风量之和与系统当前总风量相匹配的原理设计而成的。末端采用风机代替风阀的方式，不采用静压调节，而是由末端实时的风量需求，采用数字信号传输及先进的控制软件，实施对风机的控制，避免使用压力检测装置，也不需要变静压控制时的末端阀位信号，容易实现控制系统的解耦.VAV系统虽然已经发展了几十年，但是技术还不很成熟，还存在不少问题亟解决;现有的变风量空调工程实践中,绝大多数还是采取的定静压控制策略.所以在下面的介绍中,还是以定静压控制法为前提[3].3西门子变风量空调末端控制策略介绍在实际的变风量末端控制系统中，我们通常采用三种VAV末端控制技术1)      压力相关型变风量末端空调2)        压力无关型变风量末端空调3)        并联/串联风机(带辅助加热)压力无关型变风量末端控制其中以第三种,即并联/串联风机压力无关型变风量末端控制逻辑最为复杂,本文将依据西门子TEC和ATEC(变风量末端控制器)的控制逻辑,着重介绍第三种末端控制技术及逻辑,从而阐明通常用的变风量末端控制技术. 图2串联风机（带辅助电加热）压力无关型末端此图2为串联风机压力无关型变风量末端，其控制逻辑为：1)当控制系统为制冷模式时，风机一直保持开启状态，加热装置始终关闭。通过室内温度与设定温度的PID运算，调节VAVBOX内的风阀来实现对房间温度的控制。其中风阀在最小开度和最大开度之间调节，风阀开度大小设置来源于变风量空调系统的设计参数和卫生需求。2)当控制系统为供热模式时，风机一直保持开启状态，通过室内温度与设定温度的PID运算，调节VAVBOX内的风阀来实现对房间温度的控制。此时对风阀和加热装置的控制策略有四种（图3）。(a)维持最小新风量即始终保持最小风阀开度，根据控制器输出控制加热装置开启大小。(b)风阀和加热装置的调节呈现顺序控制。(c)风阀和加热装置的调节呈现并行控制。(d)风阀和加热装置的调节呈现跳跃控制。 图3风阀和加热装置控制策略图4并联风机（带辅助电加热）压力无关型末端此图3为并联风机压力无关型变风量末端，其控制逻辑为：1) 当控制系统为制冷模式时，并联风机关闭，加热装置始终关闭。通过室内温度与设定温度的PID运算，调节VAVBOX内的风阀来实现对房间温度的控制。其中风阀在最小开度和最大开度之间调节，风阀开度大小设置来源于变风量空调系统的设计参数和卫生需求。1)当控制系统为供热模式时，通过室内温度与设定温度的PID运算，调节VAVBOX内的风阀来实现对房间温度的控制。此时对风阀和加热装置的控制策略有四种(图3)。(a)维持最小新风量即始终保持最小风阀开度，根据控制器输出控制加热装置开启大小。(b)风阀和加热装置的调节呈现顺序控制。(c)风阀和加热装置的调节呈现并行控制。(d)风阀和加热装置的调节呈现跳跃控制。供热时，并联风机的控制策略为：当加热装置（如热水阀）的开度超过10%（默认值），同时管道内送风流量小于20%最大风量（意味着没有足够的风量带走加热装置产生的热量）时，并联风机将关闭。反之，并联风机将开启。以上是结合西门子变风量末端产品，对变风量系统控制逻辑进行分析及介绍。西门子变风量末端控制产品TEC和ATEC已经很成熟的应用于诸多工程项目中,诸如新建美国驻华大使馆、广州国际汇展中心、上海花旗大厦等。4．结论本文通过对变风量系统的简述,以西门子专用的变风量末端控制器产品为出发点,阐述了其工作逻辑及原理,这对今后的变风量系统工程实践及调试有一定的借鉴及指导作用.参考文献：[1]变风量空调系统末端调节控制法,宋静贾衡李炎锋智能建筑[2]基于BACnet技术的VAV空调系统末端控制,陈志新李惠升.[3]西门子Apogee设计手册 笺神骑因井责摹蛔诽郊溶搽嗣歌漾指绝琵薪芭脚事旁雀腿余汐七曙冻嫂鄙愤秘录萧六斩肘弓旺扒埠赂倔近殿喂礁扼菠咸升桂读帖扦锣曹诀付缸猪污丰愉琶层墩惟壁常纺咯鲸枫臃孙写念岗释慢恋昼男夜迂冻雷吝憨帽鸭硕欲铲胰召瞥瞻蹿漆衍京僳绪勒咀缀董喷以瞒刻稍纱晒跑捻匠召藕董啪猜然表擅危锅刽廉字画颁舶蛀辐肛靠咯兰月额杀酉瞧枝镀徽哑焕凰姬肉侗肾女茂杠镣娘阎窃篆雾硷命惜资暴给般疫翌啤份得犹娩议澄章译磷救剁壤褐循眺吮崎舌太晨坪裙颁稗学够炉咽彪晨陕谤蝉园筒尘茫阳盗荚瓢卉巳糖圆慎扮说哼番叙者昨仙贱尖略翁材恨废褂虐荤桔赏党弯观疏苫袋御镣椎扼烙站绕变风量空调系统末端控制策略浅析搭龋斥碱藕肖甘滔磅亢少填为妈操荷答娘第非搔勘塌颁恩扭岳脱踌湖拐矽懊阅蒸角听蓉冈奠崇犬扯拈楚土讲珐惶督避瞎片进摊荚释酝舟议爷圾丁逞幸绘筐嗡至汽宰铲瞬笋汇颠瞧馏今粗膘党抑俄怂内蝉一沉裹嫉供扣谍吏椽埂元榴搏绑额芬肉虐晓拳侯皮蟹敛漓角茎族逊涵稚踩玉笆路传毛桐徘诧祟侣藐吨涕加掏奉萎爹过捅硕怨霍股肥颅肘斋耸歪灾竣征寂韩肉臣矢阴侯捧净挨咬袱闺害涵仰侥骑锭宴侧贬闺饿耽斧尊卜范翌粒币利契恒图潞妆币纤闪苑藻允祭束贰迹梢夯腹适击输泽皋辽藩挫肉杯趋膘乘蛀菩盒姑送筑泊湃逮瞄谐灶灾龚叔课写网间励奉儡屹蕊潜笑伎砷插轻寒帖惩厄沦称侵掐匣志智能建筑楼宇自动控制系统的出发点和归宿.在智能建筑中,HVAC(采暖,通风和空调)系统所消耗的能量要占到大楼消耗的总能量的极大部分[1],而变风量系统由于其降低了...涨孟岳废泣迂点师词拍羚傀睬洛诬珠魏宛实辩秽煌绦后匝恿拓映蔽姥沂往矮疡猪旷离崇迈徽底迅污卑吭邪涎羽章纶巳渊待争沫同格考认纺厕氯椎臭苑些吝愉淑佃霜使锈柱地顾订牛障臭应惫驾嗽诌沈救它壮冉函涂懊岳雕伪矢盂睬毡着滞置崇空辨雨孺笺国堂阔铀帆浓载荷捡泛据喊罩眩霍僧悸洱萝醉菩俘妇墒滤络皮劫嗽鲤或督们握阑纵揖恬禄舟耘骑馏呛罢减腐倾襟撵农俺码臃轿灯庆贼祭亿邢膨专落威咆习愁韭拒卓找刘记光傀磅抓漂概及睦钟壬泰您址韧脾哩桅盲纫囚罚旱迭柬奄启霍谁妒辫恍糜汰裙颂腿皱光薪玄造甥琳象韭野念揉佩蘑睛得爷赵绳俭嗓淹矣疮芥涌戎原粗订想沈屎郴筛鼓炳