段華鋒　景陽陽

【摘 要】變風量空調(diào)系統(tǒng)中，使用變風量末端裝置來有效控制風機的運行速度和送風量，具有運行穩(wěn)定、節(jié)約能耗、方便調(diào)節(jié)的特點，滿足了空調(diào)系統(tǒng)的舒適性要求。本文介紹了變送風溫度的必要性，對變風量末端裝置的控制進行了分析，闡述了變風量空調(diào)系統(tǒng)的控制方法及其控制原理。

【關(guān)鍵詞】空調(diào)風量；變風量；控制方法

0 前言

隨著我國社會市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學技術(shù)水平得到了提升，人們生活質(zhì)量進一步提高，對空調(diào)系統(tǒng)提出了更高的要求，促進了變風量空調(diào)的應運而生。變風量空調(diào)系統(tǒng)通過改變負荷來調(diào)節(jié)送風量，與傳統(tǒng)定風量空調(diào)相比，在調(diào)節(jié)風量和節(jié)約能耗方面具有明顯的優(yōu)勢，已廣泛應用于人們的日常生活中。在變風量空調(diào)系統(tǒng)的設計中，要體現(xiàn)舒適性和經(jīng)濟性的特點，充分考慮變風量末端裝置的特殊性和復雜性，選擇適宜的施工方法和設備，提高空調(diào)系統(tǒng)的整體性能。

1 變送風溫度的必要性

變風量空調(diào)系統(tǒng)中的象征性設備是變風量末端控制裝置，通過此裝置可調(diào)節(jié)送風機的風量，保證室內(nèi)的溫度適宜，同時變頻調(diào)節(jié)風機的運行速度，維持空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，是一種高效的全空氣系統(tǒng)。變風量空調(diào)系統(tǒng)的風道設計決定了變風量末端裝置性能的優(yōu)劣。變風量溫度的控制是通過變風量末端裝置實現(xiàn)的。為了維持室內(nèi)溫度的恒定，通常在變風量末端裝置上安裝再熱器。變風量末端裝置的可調(diào)比越大，變風量空調(diào)的舒適性越好，冷熱抵消的熱損失則越小，能量消耗越小。因此，在設計變風量空調(diào)系統(tǒng)時，必須要考慮變送風溫度的影響，嚴格控制空調(diào)系統(tǒng)的變送風的溫度。

2 變風量末端裝置的控制

2.1 變風量空調(diào)系統(tǒng)風道的特征

變風量空調(diào)系統(tǒng)是基于定風量系統(tǒng)而發(fā)展起來的，具有與定風量空調(diào)系統(tǒng)相同的風道系統(tǒng)特征。變風量空調(diào)系統(tǒng)風道的設計要遵循定風量空調(diào)系統(tǒng)風道的設計方法，不能讓空調(diào)變風量末端裝置承擔阻力平衡功能。在驗收時，將變風量系統(tǒng)的末端裝置的閥位全部打開，通過測量風量的變化情況，可以確定空調(diào)系統(tǒng)的設計風量。變風量末端裝置的功能是在非設計工況條件下，起到系統(tǒng)風量調(diào)節(jié)的作用。由于變風量末端承擔的阻力與風道的靜壓分布密切相關(guān)，通過靜壓復得方法，可計算出風道的阻力值。在定壓差條件下，變風量系統(tǒng)系統(tǒng)的風量是額定的。在實際工況下，應保持壓差不變，以維持末端裝置的行程恒定，這也是變風量空調(diào)系統(tǒng)風道的特征。此外，變風量空調(diào)系統(tǒng)的風道設計引進了分區(qū)設計方法，將風機負荷變化一致的空調(diào)區(qū)域歸為同一個變風量系統(tǒng)中，不需要考慮使用系數(shù)。變風量末端裝置的風量值有一個下限，當達到此下限時，可在末端裝置上附加一個再熱裝置來進一步調(diào)節(jié)系統(tǒng)負荷，或通過提高空調(diào)系統(tǒng)機組的送風溫度來實現(xiàn)空調(diào)負荷調(diào)節(jié)的目的。

2.2 變風量末端裝置的可調(diào)比

變風量空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的可調(diào)比被定義為最大可控風量與最小可控風量的比值。變風量末端裝置的可調(diào)比越大，則末端再熱器的運行頻率越小，有利于變風量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能?？烧{(diào)比是表征變風量末端裝置調(diào)節(jié)性能的一個重要指標。選用設計風量大的末端裝置可使該裝置的可調(diào)比相應變小。變風量末端裝置通常采用比例積分調(diào)節(jié)來控制系統(tǒng)風量，細分步距角承擔的風量對末端裝置的比例積分調(diào)節(jié)有直接的影響。為了增加變風量末端的控制器出廠預設比例積分調(diào)節(jié)參數(shù)的適應性，在變風量末端裝置的設計過程中，往往不承擔空調(diào)系統(tǒng)的阻力平衡功能。變風量末端裝置的細分步距角的實際風量變化受到空調(diào)系統(tǒng)的主風道靜壓影響。過高的靜壓會減少末端裝置的可用細分步距角，不利于空調(diào)的節(jié)能。因此，要控制變風量空調(diào)系統(tǒng)的主風道靜壓盡量小，不僅能有效提升變風量末端裝置的調(diào)節(jié)能力，還能夠降低風機的運行能耗。

3 變風量空調(diào)系統(tǒng)的送風溫度控制

在變風量空調(diào)的設計中，系統(tǒng)負荷的降低會引起風機的氣流減少，當氣流速度不能滿足風量要求時，無法產(chǎn)生貼附射流效應，阻礙了空氣的氣流組織，室內(nèi)的有效溫差將變大，變風量空調(diào)系統(tǒng)的性能隨之降低。因此，若空調(diào)系統(tǒng)中存在較大的負荷變動的情況下，要通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的送風溫度，保證風量值達到最小。變風量空調(diào)系統(tǒng)的送風溫度的控制不僅能使系統(tǒng)的送風量維持最小，空調(diào)的重新?lián)Q氣也需要提高空調(diào)系統(tǒng)的送風溫度。通過降低空調(diào)系統(tǒng)的送風溫度，可實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的低溫送風。變風量空調(diào)系統(tǒng)的送風溫度的計算，以變風量末端裝置的送風量為變量，在允許的最小送風量與最大的送風量變化內(nèi)，確定系統(tǒng)送風溫度的范圍，再以末端裝置的允許送風溫度為參考根據(jù)，進行空調(diào)送風溫度的分析，最后確定變風量空調(diào)系統(tǒng)的實際送風溫度。

4 變風量空調(diào)系統(tǒng)的控制方法

4.1 定靜壓控制法

在變風量空調(diào)系統(tǒng)中，應用定靜壓控制技術(shù)，選擇適宜的點安裝靜壓傳感器，并記錄靜壓傳感器的示數(shù)，將其作為送風機風量控制的目標值，改變空調(diào)風機的轉(zhuǎn)速，使送風管的靜壓保持不變。靜壓傳感器的設置點決定了空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和能耗。當系統(tǒng)的負荷增加時，壓力測點與送風機的之間距離越遠，則空調(diào)變風量末端裝置的工作環(huán)境壓差較小，降低了風機的運行能耗，此時空調(diào)系統(tǒng)的噪音較小。當系統(tǒng)壓力測點與變風量末端裝置的距離較遠，則負荷增加時，風機的工作靜壓隨之增加，不利于風機系統(tǒng)的節(jié)能運轉(zhuǎn)。但此時如變風量末端裝置的工作狀態(tài)仍然處于設計負荷，由于風機的實際工作靜壓小于設計值，將會導致送風量較小，無法達到要求。在實際的空調(diào)系統(tǒng)應用中，壓力測點的位置一般設置為250帕至375帕之間，此處管路的阻力為總阻力的三分之二。

4.2 變靜壓控制法

變風量空調(diào)系統(tǒng)的變靜壓控制法是指末端裝置的靜壓設定值受到系統(tǒng)負荷的影響，在滿足所需風量需求的基礎上，維持靜壓的值盡可能小，進而達到降低風機的能耗的目的。這種控制方法的關(guān)鍵在于定靜壓的計算，通常系統(tǒng)靜壓設計值是通過末端閥位信號確定的。當末端裝置中的閥位信號超過95%時，由于此時空調(diào)系統(tǒng)的靜壓值過低，需要調(diào)節(jié)風管的靜壓，進而提高風機的運轉(zhuǎn)速度。當末端裝置中的閥位大于75%且小于95%時，說明系統(tǒng)的靜壓適中。當末端裝置中閥位信號都低于75%時，說明空調(diào)系統(tǒng)的靜壓偏高，應降低風機的運轉(zhuǎn)速度。

4.3 總風量控制法

變風量空調(diào)系統(tǒng)中總風量控制法是一種新的空調(diào)控制方法，這種方法基于變風量空調(diào)的末端設計，根據(jù)風機相似率的原理，系統(tǒng)末端裝置阻力不變時，風機運行轉(zhuǎn)速和總風量成正比。在這種情況下，空調(diào)系統(tǒng)運行過程中，每個運行風量都對應相應的風機轉(zhuǎn)速。雖然在實際工況下，空調(diào)系統(tǒng)的阻力會有變化，但風機轉(zhuǎn)速和總風量仍可近似為正比的關(guān)系。由此可以看出，與靜壓控制不同，總風量控制法是依據(jù)設計風量的值來計算風機的運行轉(zhuǎn)速，控制方法和設計結(jié)構(gòu)更加簡單，在節(jié)省能耗和控制系統(tǒng)穩(wěn)定性方面都有較大的優(yōu)勢。

5 結(jié)語

變風量空調(diào)系統(tǒng)中引進了風量調(diào)節(jié)裝置和變風量末端裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)溫度的有效調(diào)節(jié)。變風量空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，主要有3種：定靜壓控制法、變靜壓控制法和總風量控制法，其中定靜壓控制法和變靜壓控制法的應用已經(jīng)比較成熟，總風量控制法更加有利于空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，且能夠節(jié)約能源。

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[責任編輯：王楠]