(整理)变风量系统最小新风量控制方法的讨论.

变风量系统最小新风量控制方法的讨论

（摘自《暖通空调》99年第三期）

航天建筑设计研究院宋宏光

两种常用新风控制方法

风机跟踪控制法及CO2浓度控制法是当前常用的新风控制方法，前者是传统的方法，后者是较新的方法。但后者并不能完全补偿前者的不足。

风机跟踪控制法

该法的控制原理是：送风机送出风量-回风机吸入风量=新风量=常量。这样，在VAV系统运行期间不论送风量如何变化，回风量跟踪调节回风量并保持与出风量之差不变即维持新风量不变。实际运行状况并非如此。风机跟踪控制法所取的控制讯号分别来自总送风管及总回风管上的动态测定点，经过运算变换成风量去调节风机维持新风量不变。动压是风速的函数，送风干管速度GBJ49-87规定为6--14M/s，回风管速度更低，现取6m/s。当管道断面一定时断面内速度变化即表示风量的变化。现将风量变化、速度及动压的关系列于表1。

表1中+5%和-5%是指风量变化的控制幅度，对应的动压变化分别为（9.6-10.6=）-1.0Pa 和（9.6-8.5=)+1.1Pa。

为保证新风量不变，风机跟踪控制不管系统风量如何变化，总送风管风量与总回风管风量之差即新风量保持不变，现假定为1500m3

表2中回风量的大小是为了保持新风量不变的要求而提出的，即送风量减少到50%时。回风量应为（5000-1500=）3500m3/h，实际运行中的误差是不可避免的，正负5%以内一般认为可以接受。回风管中的回风量是由动压控制的，为了保持回风量在3500（1+5%）以内，动压控制精度在（4.10-3.72=)0.39Pa;同样，保持回风量在3500（1-5%）以内，动压精度应在（3.72-3.36=）0.36Pa，这对动压检测控制是很难办到的，因为为个动压是由差压变送器测量风道中全压与静压之差来确定的。目前，较好的差压变送精度为0.5级即全量程的0.5%。

按着上述要求选用量程最小的差压变送器，量程为0-245Pa。其变送允许误差为0.5%×

245Pa>>0.36Pa。这说明，仅是变送允许误并非就超出了回风量35000（1±5%）的要求，更何况控制系统中还不可忽略的调节器及执行器等要求，更何况控制系统中还有不可忽略的调节器及执行器等允许误差。因此仅回风量的误差就不能被接受。当然，送风管中的动压变送器相对容易。在系统运行中要保持新风量不变必须精确测量送回风管的动压，并经过运算转换，用得出的风量差去控制回风机，以保持这个风量差即新风量不变。

2.2CO2浓度控制法

这是一种全新的新风量控制法，它用CO2变送器测量回风管中的CO2浓度并转换为标准电信号，送入调节器控制新风阀的开度，以保持足够的新风。但是，从发展的观点看，室内CO2浓度并非是确定新风量的唯一依据。例如对于气体和其它化学物质，仅用冲淡CO2的新风量就不一定能满足要求。《ASHRAE62-1989》标准的修订，从另一个侧面说明CO2控制法的局限性。

3一种可行的新风量控制法——专设新风机系统

V A V最小新风量控制尽管困难较大，但是随着设

备品种的增加和控制技术的进步，还是有多种解决方

案可供选择。专设新风机就是众多解决方案的一种可

行的方法，它有能力维持最小新风量基本不变。

3.1专设新风机系统简介

系统如图1所示。它设置一台专设新风机和一个

最小新风口入口，由风管连接到空调机的混合箱上，

新风机吸入段上装一电动机风阀，用来随拳风机开停

协调动作，另外也可用于新风量的调整。新风机的起

停协调动作，另外也可用于新风量的调整。新风机的

起停由空调机的DDC控制器控制。

在VAV系统中增设1台管道风机，风量按最小新

风量确定，当系统不能满足最小新风量时，专设新风

机自动起动并以定风量（即本例中的1500m3/h）方式

运行。

3.2专设新风机系统设计

如果原来的设计和运行都是正确的，加入专设新风机后的新系统就能在最小新风工况下，冷热负荷减低时，送入足够的新风量。为此，在设计中应考虑以下几个方面的问题。

3.2.1混合箱的压力变化，当前，空调机混合箱多数与过滤段设成一体。当回风量较大例如回风量较大例如回风比为85%时，在混合箱回风气流边界内受动压控制呈现小量正压，直至箱底则全部转变成静压。混合箱中的正压最可能出现在箱底，这里忽略了动、静压变换过程中的损失。回风速度如按6m/s计，相应动压全部转变成静压为18Pa，这里不可忽略送风机吸入口负压的作用，位于混合箱上的新风入口及混合风出口断面处应呈现负压的作用，位于混合箱上的新风入口及混合风出口断面处应呈现负压，混合箱内压力分布及转换是相当复杂的，还有一系列的因素影响混合箱内压力。正因为如此，系统在运行初期特别是在调试期中混合箱内正压屡见不鲜，甚至新风入口变成排风口，这不仅发生在变风量系统中发生在定风量系统中，严重地影响了新风的引入，发生这种反常现象的主要原因是：

1.回风机风量过大风压过高；

2.回风系统包括管道阀门及管件阻力未经认真计算，甚至层层加码；

3.回风机出口至排风口管段阻力不平衡，特别是当排风管段较长时；系统末

经很好调试或根本就根本就未经调试；

4.室内正压的影响，吊顶静压箱回风影响不大，室内直接回风，回风机出口

静压则随室内正压波动而变动。

由以上分析可知，回风机出口静压过高，有的可通过精心计算和调试解除，但是，对于运行中出现的高压，对回风机加以适当控制是必要。可行的办法是在回风机出口处设置静压调节控制回风机，以消除高静压的同时又可节能，静压调节器的设定值一般为50Pa。

3.2.2专用新风机制选用。首先要确定风压。风压应等于管道系统（包括入口、阀门及管件）的总阻力加混合箱正压。根据上节分析，混合箱正压值宜按回风机出口静压控制设定值（50Pa）采用。风量满足系统最小新风量即可。

新风机最好选用管道风机，它具有不占面积，安装方便等优点，当前市场上的管道风机，风量在1350-8000m3/h，风压在500-1000Pa之间，作为空调系统的最小新风专用风机，是很合适的。

3.2.3专用新风机的运行。本系统是为在最小新风工况下，当（冷）热负荷减小时维持新风量不变而设置的，风机是按定量运行的，起动方式可有几种，利用回风阀阀位信号方便易行，回风阀全开即表示系统进入最小新风工况，DDC控制器接受阀位讯号并延迟一定时间以认定这一工况，然后输出一个开关信号起动专用新风机，最小新风阀与其联锁也同时被找开，最大新风工况，则关闭专用新风机和最小新风阀以及回风阀，开启最大新风阀，排风阀或调节，这样一来变风量系统不管负荷变化多大也能送入不变的最小新风量。

4、结论

以测量风管动压为基础的风机跟踪控制法，不能在VAV全部运行期间维持最小新风量。CO2浓度控制法又无法解决稀释CO2以外有害物所需的新风量。专用新风机在绝大多数工况下，不管负荷如何变化，均可维持最小新风量不变，所需设备简单又无复杂的控制系统，是当前较为可行的维持最小新风量的方法。