【摘 要】本人在深圳從事消防工作多年，現(xiàn)結(jié)合工作實踐，對變風(fēng)量空調(diào)自控系統(tǒng)選型進(jìn)行簡要說明 ，供同行參考。

【關(guān)鍵詞】變風(fēng)量 自控 系統(tǒng)選型

1 VAV空調(diào)系統(tǒng)的分析

VAV即變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，屬于全空氣系統(tǒng)的一種，房間的冷熱負(fù)荷完全由空氣來擔(dān)負(fù)，通常空氣的冷卻、去濕處理完全集中由空調(diào)機(jī)房的空氣處理機(jī)來完成，但可在房間內(nèi)對輸送進(jìn)房間的冷空氣再加熱。

變風(fēng)量系統(tǒng)主要是利用改變送入室內(nèi)的送風(fēng)量來實現(xiàn)對室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的全空氣系統(tǒng)，這種空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)狀態(tài)基本保持不變。

由于不同朝向的房間會在不同的時刻達(dá)到最大冷負(fù)荷，而不會同時達(dá)到最大送風(fēng)量，因此采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以選用較小風(fēng)量的空調(diào)機(jī)組。我們需要對各個房間做逐時負(fù)荷分析，為我們的變風(fēng)量末端BOX選型和控制提供依據(jù)。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計是真正基于逐時負(fù)荷的設(shè)計，系統(tǒng)可以根據(jù)需要隨時調(diào)節(jié)分配到各個區(qū)域內(nèi)的送風(fēng)量和供冷量（或供熱量）。系統(tǒng)總送風(fēng)量為各時段中所有區(qū)域要求風(fēng)量之和的最大值，而不是所有區(qū)域在合時段中要求風(fēng)量最大值之和。前者通常只占后者的70%90%，因此變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以顯著減少系統(tǒng)的總送風(fēng)量。

2、VAV的控制方法

變風(fēng)量末端裝置按風(fēng)量調(diào)節(jié)方式有壓力無關(guān)型和壓力有關(guān)型。壓力有關(guān)型是由室內(nèi)的溫度傳感器直接控制風(fēng)門的角度，但系統(tǒng)中一個末端裝置調(diào)節(jié)會改變整個風(fēng)管的阻力特性，因此會影響其他末端裝置的風(fēng)門的變化。壓力無關(guān)型是，DDC將房間溫度傳感器測量的溫度值與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，計算得出需要的風(fēng)量，根據(jù)此風(fēng)量值來調(diào)節(jié)風(fēng)門的角度，這類末端裝置通常在入口處設(shè)風(fēng)量傳感器，可以測流速。

系統(tǒng)的總風(fēng)量的控制方法主要有以下幾種：

①定靜壓控制法

所謂定靜壓控制，就是在風(fēng)管靜壓最不利點（一般經(jīng)驗建議在風(fēng)管2/3處）安裝靜壓傳感器，測量該點的靜壓，并調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使該點的靜壓恒定在變風(fēng)量末端的最低工作壓力。

這種控制方法的好處是控制方式比較簡單，穩(wěn)定，容易實現(xiàn)，但風(fēng)機(jī)要維持風(fēng)管最不利點的靜壓，因此節(jié)能效果并不好。

此方法還有一個關(guān)鍵點是風(fēng)管的最不利點不易找到，它會因風(fēng)管的施工工藝以及末端的多少有關(guān)，增加或減少末端時此不利點會發(fā)生偏移。

靜壓的設(shè)定值也不易掌握，設(shè)定值偏低時，高負(fù)荷區(qū)域的VAV末端無法滿足需求，即使風(fēng)閥全開也無法達(dá)到溫度設(shè)定；設(shè)定值偏高時，使空調(diào)機(jī)提供過量的風(fēng)，造成電能的浪費。

②變靜壓控制法

所謂變靜壓控制，根據(jù)風(fēng)閥開度控制送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使任何時候系統(tǒng)中至少有一個變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)閥是接近全開（90%）的，這樣系統(tǒng)局部阻力變化很小，可近似看作工況點沿管路綜合阻力曲線變化。

這種控制方法的好處是節(jié)能效果明顯。

但這種方法的缺點是風(fēng)管的靜壓一直在變化，會影響變風(fēng)量末端風(fēng)閥的開度，很容易出現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)荷不平衡，在系統(tǒng)低負(fù)荷時為保證最不利點風(fēng)量需求，風(fēng)機(jī)頻率據(jù)高不下，達(dá)不到節(jié)能效果。

③總風(fēng)量控制法

總風(fēng)量控制法即累加所有變風(fēng)量末端的風(fēng)量需求的總和，根據(jù)現(xiàn)場測量得到的風(fēng)機(jī)頻率對應(yīng)風(fēng)量的曲線，計算得出風(fēng)機(jī)所需的運行頻率。

這種方法更簡單直接，由于不需要做變靜壓控制法中的閥位控制，在系統(tǒng)低負(fù)荷時，比定靜壓法要節(jié)能更易實現(xiàn)，具有更好的節(jié)能效果。但是由于各閥門關(guān)小后，管道的阻力曲線不易確定，因此導(dǎo)致風(fēng)機(jī)性能曲線的不易確定。

④總風(fēng)量加變靜壓控制法

總風(fēng)量加變靜壓控制方法將總風(fēng)量系統(tǒng)與變靜壓控制法相互結(jié)合，由室內(nèi)實測溫度與設(shè)定溫度值計算出變風(fēng)量末端裝置的送風(fēng)量，將各變風(fēng)量末端裝置的送風(fēng)量求和，根據(jù)空調(diào)風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)特性得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速確定后，送風(fēng)量確定了，各變風(fēng)量末端風(fēng)閥微調(diào)，實現(xiàn)室內(nèi)送風(fēng)量的恒定。再根據(jù)各變風(fēng)量末端風(fēng)閥的位置反饋微調(diào)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的微調(diào)：

a、至少有一個末端裝置風(fēng)閥開度過高（開度為100%），微調(diào)后風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高。

b、全部的末端裝置風(fēng)閥開度過低（開度低于85%），微調(diào)后風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。

c、沒有一個末端裝置風(fēng)閥開度過高（開度為100%），且至少有一個末端裝置風(fēng)閥開度適中（開度為85%～99%之間），風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變。

3、變風(fēng)量末端和變風(fēng)量控制器的選型

3.1、變風(fēng)量末端的選型

目前市場上比較好的變風(fēng)量末端廠家有：大智、妥思、皇家、江森等。

變風(fēng)量末端主要有節(jié)流型、風(fēng)機(jī)動力型、雙風(fēng)道型、旁通型和誘導(dǎo)型幾種。

節(jié)流型是通過節(jié)流機(jī)構(gòu)（如風(fēng)門）來調(diào)節(jié)風(fēng)量的。

風(fēng)機(jī)動力型是在節(jié)流型變風(fēng)量箱中內(nèi)置加壓風(fēng)機(jī)，根據(jù)加壓風(fēng)機(jī)與變風(fēng)量閥的排列方式又分為串聯(lián)風(fēng)機(jī)型和并聯(lián)風(fēng)機(jī)型。串聯(lián)風(fēng)機(jī)型即風(fēng)機(jī)與閥門串聯(lián)，一次風(fēng)既通過風(fēng)門，也通過風(fēng)機(jī)加壓；并聯(lián)型一次風(fēng)只通過風(fēng)門，風(fēng)機(jī)的作用是誘導(dǎo)室內(nèi)空氣。

雙風(fēng)道型由冷熱兩個變風(fēng)量箱組合而成，在雙風(fēng)道系統(tǒng)中使用，因其初投資昂貴，控制復(fù)雜而不常使用。

旁通型將部分送風(fēng)旁通到回風(fēng)道中去而減少送入室內(nèi)的風(fēng)量，但空調(diào)機(jī)組的總風(fēng)量是不變的，不是具有節(jié)能特點的真正意義上的變風(fēng)量系統(tǒng)，因此較少使用。

誘導(dǎo)型是通過一次風(fēng)誘導(dǎo)室內(nèi)回風(fēng)混合后再送入房間，這種方式可以采用低溫送風(fēng)，但空調(diào)機(jī)組的動力有所增加。

單風(fēng)道變風(fēng)量末端的選型：

如果空調(diào)機(jī)組的選型采用低溫送風(fēng)的方式，則要選風(fēng)機(jī)動力型和誘導(dǎo)型，特別是空調(diào)機(jī)組的提供的風(fēng)壓較大時可優(yōu)先選擇誘導(dǎo)型。但選擇這種變風(fēng)量末端時，空調(diào)機(jī)組的總送風(fēng)量可減少，但一定要提高其新風(fēng)比，保證室內(nèi)衛(wèi)生環(huán)境。

3.2、變風(fēng)量控制器的選型

控制器主要包括兩部分：變風(fēng)量末端的控制器和空調(diào)機(jī)組的控制器。目前控制器的廠家主要有霍尼韋爾、西門子和江森，江森公司既生產(chǎn)變風(fēng)量末端，又生產(chǎn)控制器，在變風(fēng)量末端出廠標(biāo)定時可直接安裝于末端單元風(fēng)閥軸上，省卻了外置接線及安裝時間，變風(fēng)量末端與控制器實現(xiàn)無縫配合，建議選擇江森公司產(chǎn)品。

變風(fēng)量末端的控制由DDC控制器、風(fēng)閥驅(qū)動器和壓差變送器來實現(xiàn)，江森VMA系列控制器集DDC控制器、風(fēng)閥驅(qū)動器和壓差變送器為一體。變風(fēng)量末端控制器監(jiān)測以下點位：

1、末端一次風(fēng)量測定；2、-室內(nèi)/區(qū)域溫度測定；3、-室內(nèi)/區(qū)域溫度設(shè)定；4、末端風(fēng)門開度控制；5、末端實際風(fēng)門開度反饋。

3.3、空調(diào)機(jī)組的控制

VAV系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組通常采用變頻空調(diào)機(jī)組。

1、根據(jù)事先設(shè)定的時間程序表自動啟停機(jī)組；在某些特別情況下， 如加班情況，風(fēng)機(jī)有需要在預(yù)先設(shè)定時間程序表之外的時間啟動，用戶可選擇在BAS操作站上手動點擊鼠標(biāo)來實現(xiàn)對機(jī)組的啟停，時間程序表根據(jù)建筑的使用功能來設(shè)定。

2、根據(jù)設(shè)定的送風(fēng)溫度傳感器實測的溫度值與設(shè)定溫度值的比較，調(diào)節(jié)水路電動閥開度，以維持恒定送風(fēng)溫度恒定。

3、在變風(fēng)量末端已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的最小風(fēng)量時，如果室內(nèi)溫度依舊低于設(shè)計的溫度，調(diào)節(jié)水路電動閥開度，提高送風(fēng)溫度。

4、壓差保護(hù)開關(guān)確定風(fēng)機(jī)是否安全運行，當(dāng)該開關(guān)關(guān)閉時，表明風(fēng)機(jī)運行安全，如開機(jī)后30秒，該開關(guān)仍未關(guān)閉，風(fēng)機(jī)應(yīng)停止運行。

5、冷水閥應(yīng)與風(fēng)機(jī)狀態(tài)聯(lián)動， 在風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)下， 將冷凍水閥關(guān)閉

6、在夏季和冬季，在正常上班時段提前半小時至一小時，提前對空調(diào)區(qū)域進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)暖，使空調(diào)區(qū)域盡快進(jìn)入舒適狀態(tài)，提高空調(diào)區(qū)域的舒適性。當(dāng)風(fēng)機(jī)處于預(yù)冷、預(yù)熱模式時，其新風(fēng)閥關(guān)閉，此時不僅保證了其設(shè)備容量的減少，同時還保證了能量損耗的減少。

7、根據(jù)新風(fēng)豎井內(nèi)靜壓傳感器檢測值決定新風(fēng)量運行模式。當(dāng)新風(fēng)豎井內(nèi)靜壓低于設(shè)定值時，采用定新風(fēng)量運行，以保證室內(nèi)的新風(fēng)量需求；當(dāng)新風(fēng)豎井內(nèi)靜壓高于設(shè)定值時，采用CO2濃度控制。采用室內(nèi)CO2濃度來控制新風(fēng)閥的開啟度。優(yōu)點是及時的反應(yīng)室內(nèi)新鮮空氣的需求量，根據(jù)室內(nèi)實測的濃度和設(shè)定值進(jìn)行比較，不斷的補充新風(fēng)使實測的濃度低于設(shè)定值，是較常見有效的一種新風(fēng)控制方式。

8、當(dāng)室外空氣焓值低于室內(nèi)空氣焓值時，全開新風(fēng)閥，關(guān)閉回風(fēng)閥，采用全新風(fēng)模式。

9、過濾網(wǎng)壓差監(jiān)測：風(fēng)機(jī)啟動后，過濾網(wǎng)前后將建立起一個風(fēng)壓差值，當(dāng)風(fēng)壓差值大于某一個設(shè)定值時，表明過濾網(wǎng)堵塞，則壓差開關(guān)將輸出報警信號，用于提醒有關(guān)工作人員及時清洗過濾網(wǎng)，以長期保持空調(diào)機(jī)組的工作效果。

結(jié)束語：

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在中國多個項目中已有應(yīng)用，但由于控制技術(shù)和控制策略以及施工水平的限制，并未得到大力推廣，隨著國家節(jié)能減排計劃和綠色建筑的大力推行，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)將會得到更多的應(yīng)用，更全面的推廣。

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