李廣

【摘 要】一個好的變風量空調(diào)系統(tǒng)，除了精確的設計計算，合理的系統(tǒng)布置，到位的施工安裝外，選擇一個最佳的控制方法也很關鍵。在工程實際運用中，采用較多的有：定靜壓控制法；變靜壓控制法；直接數(shù)字控制法（DDC）；風機總風量控制法。本文簡要介紹變風量空調(diào)系統(tǒng)幾個方面的控制方法。

【關鍵詞】溫度控制；靜壓控制；空氣處理裝置控制；正壓控制

變風量系統(tǒng)作為一種節(jié)能的空氣調(diào)節(jié)方式，一直在廣泛地應用著，其中系統(tǒng)的控制方法尤其關鍵，系統(tǒng)送至各房間的風量和系統(tǒng)的總風量，都會隨著房間負荷的變化而變化，因此，它必然會有較多和較復雜的控制要求。只有實現(xiàn)了這些控制要求，系統(tǒng)的運行才能穩(wěn)妥可靠，使它的節(jié)能性和經(jīng)濟性充分體現(xiàn)出來。

1.變風量系統(tǒng)的優(yōu)點

（1）運行經(jīng)濟，由于風量隨負荷的減少而降低，所以冷量、風機功率能接近建筑物空調(diào)負荷的實際需要。在過渡季節(jié)與可以盡量利用室外新風冷量。

（2）能同時滿足不同房間的不同溫度要求。

（3）具有一般低速集中空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點，例如可以進行較好的空氣過濾、消聲等，并有利于集中管理。

（4）節(jié)能、維修工作量小。

（5）與風機盤管系統(tǒng)相比，更靈活，更易于改擴建（送風口位置可靈活調(diào)整）。

（6）由于在設計時可以考慮各房間同時使用率，所以能夠減少風機裝機容量。

（7）變風量系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)，它具有全空氣系統(tǒng)的一些優(yōu)點。沒有風機盤管凝水問題和霉菌問題。

2.定靜壓控制法

2.1定靜壓控制方法

所謂定靜壓控制，就是在風管靜壓最低點安裝靜壓傳感器，測量該點的靜壓，并調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，使該點的靜壓恒定在變風量末端的最低工作壓力。

2.2定靜壓控制法存在不少缺點

2.2.1定靜壓控制的節(jié)能效果差

筆者將在變靜壓控制這部分加以分析和比較。

2.2.2靜壓傳感器的設置位置

對這個問題，尚存不同的觀點，有些人認為將靜壓傳感器設于風機出口后管路的1/2處，更多的人認可將靜壓傳感器設于風機出口后管路的2/3處。

流體質(zhì)點受到與流動方向一致的正壓差作用，成為一個減壓增速區(qū)，緊接減縮管之后，出現(xiàn)一個不大的旋渦區(qū)。分流三通上的旋渦區(qū)，也是這種減速增壓過程造成的。雖然過流斷面沿程不變，但彎管內(nèi)流體質(zhì)點受到離心力作用，彎管前半段沿外壁是減速增壓的，彎管外側(cè)出現(xiàn)旋渦區(qū)；在彎管的后半段，由于慣性作用，彎管內(nèi)側(cè)出現(xiàn)旋渦區(qū)。因此，在設置靜壓傳感器時，至少應離開這些部位4D，并盡量避免離靜壓傳感器最近的VAV Box流量變化對傳感器的影響。

2.2.3靜壓傳感器的設置數(shù)量

在復雜的管路，應設置一個還是多個靜壓傳感器，如果設多個靜壓傳感器，他們之間的關系應該怎樣，是取最大值，或最小值，還是平均值，或賦予不同的權重系數(shù)，是值得商榷的。

3.變靜壓控制法

3.1變靜壓控制方法

所謂變靜壓控制，就是使用帶風閥開度傳感器，風量傳感器和室內(nèi)溫控器的變風量末端，根據(jù)風閥開度控制送風機的轉(zhuǎn)速，使任何時候系統(tǒng)中至少有一個變風量末端裝置的風閥是全開的。

從變靜壓控制法的控制原理中，我們可以推知其控制方法：

（1）變風量末端裝置的風閥是全部處于中間狀態(tài)→系統(tǒng)靜壓過高→調(diào)節(jié)并降低風機轉(zhuǎn)速。

（2）變風量末端裝置的風閥是全部處于全開狀態(tài)，且風量傳感器檢測的實際風量等于溫控器設定值→系統(tǒng)靜壓適合。

（3）變風量末端裝置的風閥是全部處于全開狀態(tài)，且風量傳感器檢測的實際風量低于溫控器設定值→系統(tǒng)靜壓偏低→調(diào)節(jié)并提高風機轉(zhuǎn)速。

3.2變靜壓控制方法的優(yōu)點

（1）與定靜壓控制方法相比，節(jié)能效果明顯。

（2）控制精度高。

（3）房間的溫濕度效果更好。

3.3變靜壓控制方法的缺點

（1）增加了閥開度控制，相應增加了投資成本，使控制更加復雜，調(diào)試更加麻煩。

（2）風閥開度信號的反饋對風機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)有一個滯后的過程，房間負荷變化后要達到房間設定值有一段小幅波動過程。

4.直接數(shù)字控制法（DDC）

所謂直接數(shù)字控制法（DDC）就是計算機在參加閉環(huán)的控制過程中，不需要中間環(huán)節(jié)（調(diào)節(jié)器），而用計算機的輸出去直接控制調(diào)節(jié)閥、風機等執(zhí)行機構。用數(shù)字式自動控制器進行最小靜壓控制時，如果知道了末端裝置的風閥全開時的開度—壓差—流量特性，風管的流量—阻力特性，風機的轉(zhuǎn)速—揚程—流量特性，就可以根據(jù)風量求的滿足最小靜壓控制的送風機轉(zhuǎn)速。

其步驟如下：

（1）給出各末端要求風量。

（2）計算風管的阻力。

（3）選擇最不利環(huán)路和計算最小靜壓狀態(tài)的送風機揚程；計算送風機轉(zhuǎn)速。

（4）計算送風機的轉(zhuǎn)速，送風機風量為各末端裝置要求風量之和各末端。

（5）控制，根據(jù)送風機轉(zhuǎn)速的設定值控制送風機的轉(zhuǎn)速，并對風機轉(zhuǎn)速的變化率加以限制，以免電機過載。

5.風機總風量控制法

5.1風機總風量控制方法

風機總風量控制法的基本原理是根據(jù)風機相似律，在空調(diào)系統(tǒng)阻力系數(shù)不發(fā)生變化時，總風量和風機轉(zhuǎn)速是一個正比關系。

5.2風機總風量控制法的優(yōu)點

（1）直接根據(jù)設定風量計算出要求的風機轉(zhuǎn)速，具有某種程度上的前反饋控制，對房間負荷變化作出的反應較快。

（2）避免使用壓力測量裝置，減少了風機的一個閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。

（3）不需要變靜壓控制法中的閥位控制。

5.3風機總風量控制法的缺點

（1）增加了末端之間的耦合程度。

（2）風機和房間的末端閥位同時調(diào)節(jié)，極大的改變了系統(tǒng)阻力特性。

6.結論

變風量空調(diào)系統(tǒng)有很多優(yōu)點，特別是有利于節(jié)能。所以很多空調(diào)工程都采用了VAV系統(tǒng)。VAV系統(tǒng)的控制方法有變風量末端機組控制和變風量空調(diào)處理機組控制。變風量末端機組控制主要有節(jié)流型、旁通型和誘導型三類末端裝置。變風量空調(diào)處理機組控制有定靜壓控制法、變靜壓控制法、總風量控制法等。定靜壓控制法比較簡單，運行可靠，但是不利于節(jié)能。變靜壓控制法能最大限度地節(jié)省風機能耗，目前應用較廣。但控制算法復雜，實現(xiàn)較為困難。

總風量控制法不是通過靜壓控制總風量，而是根據(jù)壓力無關型VAV末端機組設定的風量，確定系統(tǒng)的總風量，計算出風機的轉(zhuǎn)速，從而對風機進行調(diào)節(jié)。提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，節(jié)能效果介于變靜壓控制和定靜壓控制之間，并更接近于變靜壓控制。因此，從控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和從節(jié)能角度上來看，總風量控制具有很大的優(yōu)勢，可以成為取代各種靜壓控制方式的有效的風機調(diào)節(jié)手段。總之，變風量空調(diào)系統(tǒng)的各種控制方法，都有其各自的特點，在具體工程運用中，不論是從節(jié)能的角度，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性角度，都要加以仔細考慮，從而找到一種適合自己的控制方法。

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