基于大型商场空调新风量的控制及优化策略
暖通空调优化控制技术的分析
暖通空调优化控制技术的分析 发表时间：2019-07-03T11:39:59.020Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：李真禛 [导读] 本研究通过对暖通空调优化控制技术的深入研究，以期使建筑物的中央空调系统能够适应不同条件的负荷，提升暖通空调优化系统控制技术的最佳效率，因而研究暖通空调系统控制技术具有非常广阔的应用前景和重大的现实指导意义。 辽宁天泓工程项目管理有限公司辽宁沈阳 110000 摘要：暖通空调优化控制技术是在建筑项目施工中，提高采暖通风施工质量的一个主要技术，选择科学合理的技术，推动其可持续发展是至关重要的。技术人员和设计人员必须要合理使用太阳能技术和地源热泵技术，选择与设备运行相适应的设定值，提高控制技术的自动化水平，增强能量管理水平，以达到节能降耗的目的，真正优化暖通空调的控制。 关键词：暖通空调；优化控制技术；分析 随着社会经济的飞速发展和人们生活水平的日益提高，暖通空调优化控制系统的应用范围也在不断扩大，根据相关数据表明，建筑物空调系统的能量消耗占到建筑物整体耗能一半以上。由于现阶段能源紧张问题和环境问题成为了国家发展经济共同关注的问题，因而为了使空调系统的优化设计能够满足建筑物居民的生活需求，本研究通过对暖通空调优化控制技术的深入研究，以期使建筑物的中央空调系统能够适应不同条件的负荷，提升暖通空调优化系统控制技术的最佳效率，因而研究暖通空调系统控制技术具有非常广阔的应用前景和重大的现实指导意义。 1.暖通空调的控制技术概念阐述 暖通空调的基本控制结构是由建筑物内的通风系统、建筑物内的采暖系统以及建筑物内的空气调节系统组成，暖通空调的控制系统也可以简称为暖通。从另一个角度看，暖通空调的基本控制系统也可以分为供水控制系统以及空气控制系统这两个方面。通过暖通设备可以将调节空气的空调系统分为三个方面，分别为集中处理系统和局部处理系统以及半集中处理系统。而从集中处理系统的角度上来看，也可以根据空气的来源不同将控制设备分成直流式设备、冷源设备以及封闭式设备。在暖通空调系统进行控制的过程中，要保证建筑物室内的温度达到合理的范围，从而使得暖通空调系统能有效的对建筑物室内温度进行调节。如果暖通空调对建筑物室内温度的调节能力越强，那么暖通空调控制系统的节能效果就越好。另外，对暖通空调系统进行控制需要考虑到信号传输时间的问题，一般来说，暖通空调系统的信号传输都具有一定的延迟问题，所以需要进行预测控制，从而提升暖通空调的运行效率。随着互联网技术的发展，暖通空调控制技术在逐渐的与互联网技术相融合，这也是暖通技术未来的发展趋势。 2.暖通空调优化控制技术存在的问题 在实际将暖通空调优化控制技术投入使用的过程中，环境质量难以得到保障，且能耗较大成为了制约暖通空调优化控制技术发展的瓶颈。随着我国社会经济的迅猛发展，人们的生活质量在进一步提升的同时，也使暖通空调的使用越来越频繁，使用范围也越来越广泛。其中，能耗大很大部分是由暖通空调系统技术方案的设计所决定的。一般情况下，空调系统技术设计方案致使空调系统长时间在低负荷状态下运行，难以真正适应使用者对建筑物采暖通风技术的设计需求，难以满足人们的日常生活要求。在一定程度上，由于空调系统运行质量较低，造成居民对空调环境的满意率也在下滑，特别室内湿度的加大、装修屋内甲醛的超标等问题的出现，严重影响着建筑物的舒适度，在制约人们工作效率的同时，也影响着人体的健康。 3.暖通空调控制技术优化 3.1暖通空调降噪技术 暖通空调的主要组成部分有空调箱、电动机、风机和空气压缩机，每一个部件在运行时都会产生噪声，因此，要想优化设计，降低空调运行的噪声，就要从源头上对这些设备进行合理的设计升级和精确的安装。 3.1.1积极维护消声设备。几乎所有的设备运行时均会产生噪声。当只有一个设备运行时，发出的声音比较小，但是几个设备一起运行时，振动互相影响，就会发出噪声。因此，要经常维护暖通空调的消声设备，保证其工作效率。 3.1.2及时更新风机设备，采用先进技术。实验证明，采用联轴器转动方式可以有效降低风机转动时产生的噪声。同时，合理控制传动带的松紧程度也是一种有效的方法。 3.1.3减少送风量。要减少送风量，就要加大送风温差，让风机的转速降低，从而实现噪声的降低。同时，还要对送风管进行定期检查，避免因杂物的存在而引起不必要的噪声，甚至直接影响暖通空调的送风工作。 3.2暖通空调节能技术 3.2.1暖通空调的热源问题优化。暖通空调最主要的功能之一就是供热。空调热力的来源有很多种，主要有锅炉房、热泵、热电站和直燃型溴化锂热水机组这些。其中，热电站的效率最高，能耗也很高。所以在暖通空调的建设中，可以使用热泵替代。热泵能广泛的利用各种天然能源，在节能环保方面有重要作用。或者也可以考虑使用锅炉集中供热，这样的集群效应也比单独的供热效率更高。 3.2.2推广变频技术有利于暖通空调的节能环保。变频技术是通过控制电压的频率来改善电机的能耗。通常情况下，电压的频率降低时会促使电动机的转速降低，这时，相关的能耗就会降低。变频空调对电压的频率控制主要体现在，当需要进行制冷工作时，变频空调就会促使升高电压，电动机就会迅速工作进行制冷。而一旦制冷完成，温度稳定时，变频空调就会调低电压，节约能源。 3.2.3降低空调的热损耗分析。暖通空调在工作的时候，需要各种媒介配合进行冷暖空气的运输输送，以达到调节室内温度的目的。因此，在管道的设计施工时就要做好合理的布局，缩短管道长度对节约能源有十分重要的作用。另外，还可以在管道外部加装保温材料，这样也能避免热损耗，提高能源利用率。 3.3温度湿度控制技术 3.3.1温湿度变化会对热舒适产生影响。有报道指出，如若室内空气的温度出现变化，则会较大程度对室内的热舒适度造成影响。而对热舒适度而言，基于某种特定范围或区域内，相对湿度所存在的改变，往往不会对人的热舒适感产生影响。 3.3.2室内设计温度变化，会对空调能耗产生影响，比如四层高的住宅楼，计算其节能率变化情况，另对其夏季冷负荷进行计算。以25℃为室内设计温度取值，其基准的节能率则会伴随室内温度的不断升高，而出现随之升高状况，当室内的设计温度以1℃节点不断递增，
变风量(VAV)空调系统简介
变风量（V A V）空调系统简介 变风量（Variable Air V olume）空调系统是一种通过改变送风量来调节室内温湿度的空调系统。Dleta控制公司是世界上首家设计、制造出一体化（即集控制器、执行机构和流速传感器于一身）的V A V控制器的BA产品制造商。变风量空调系统60年代起源于美国，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统己占据了欧、美、日集中空调系统约30% 的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。进入90年代以来，采用V A V 技术的多层建筑与高层建筑已达到95%。变风量空调系统由空气处理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量空调箱、房间温控器等组成，其中变风量空调箱是该系统的最重要部分。 一、变风量空调系统（V A V）的优势变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要在以下几个方面: 1、节能由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到80% 时，风机耗能将减少到51%；当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%。全年空调负荷率为60% 时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。 2、新风作冷源因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。 3、无冷凝水烦恼变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。 4、系统灵活性好现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带V A V空调箱装置的变风量空调系统，其送风管与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增加风口。而在采用定风量系统或风机盘管系统的建筑工程中，任何小的局部改造都显得很困难。 5、系统噪声低风机盘管系统存在现场噪声，而变风量空调系统噪声主要集中在机房，用户端噪声较小。 6、不会发生过冷或过热带V A V空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。 7、提高楼宇智能化程度采用DDC数字控制的变风量空调系统，可以实现计算机联网运行，接入到楼宇自控系统中，从而提高楼宇智能化程度。 8、减少综合性初投资由于增加了系统静压控制以及V A V空调箱等环节，设备控制上的造价会有所提高。但由于变风量空调系统可以根据冷热负荷的分布，使送风量在建筑物内各个控制区域间平衡转移，从而使系统的设计总送风量减少，因此可以减小空调系统的设备容量，系统综合性初投资不一定会增加，甚至可以降低。 9、变风量空调系统结构简单，维修工作量小，使用寿命长。 二、变风量空调系统（V A V）控制原理变风量控制器和房间温控器一起构成室内串级控制，采用室内温度为主控制量，空气流量为辅助控制量。变风量控制器按房间温度传感器检测到的实际温度，与设定温度比较差值，以此输出所需风量的调整信号，调节变风量末端的风阀，改变送风量，使室内温度保持在设定范围。同时，风道压力传感器检测风道内的压力变化，采用PI或者PID调节，通过变频器控制变风量空调机送风机的转速，消除压力波动的影响，维持送风量。 三、变风量空调系统（V A V）常用控制方式 1、定静压控制工作原理：保证系统风道内某一点（或几点平均）静压一定的前提下，室内所需风量由V A VBOX风阀调节；系统送风量由风道内静压与该点所设定值的差值控制变
变风量空调系统控制方法研究
31 7期 总170期 July.2007 No.7 Total No.170 变风量空调系统控制方法研究 摘 要:简要介绍了变风量空调系统的概念及特点，对变风量末端装置和变风量系统的一些控制方法作了分析，详 细论述了变风量空调系统中的定静压控制方法、变静压控制方法和总风量控制方法的控制机理，并借助MATLAB仿真软件绘制出定静压控制的仿真曲线。 关键词:变风量空调系统；末端装置；定静压控制；变静压控制；总风量控制 中图分类号:TU831.3+5 文献标识码:B 文章编号:1002-3607（2007）07-0031-02 （1.西安建筑科技大学，西安 710055；2.陕西省设备安装工程公司，西安 710068） 李传东1 田应丽1 李 松2 冯 璐2 1 概述 变风量空调系统（VAV）是通过变风量末端装置调节送入房间的风量或新回风混合比来保证房间温度的，同时相应变频调节送、回风机来维持有效、稳定运行，并动态调整新风量保证室内空气品质及有效利用新风能源的一种高效的全空气系统[1]。 变风量空调系统具有以下的特点：①能实现局部区域的灵活控制，可根据负荷的变化或个人的舒适要求自动调节自己的工作环境。不用再加热方式或双风管方式就能适应各种室内舒适要求或工艺设计要求，完全消除再加热方式或双风管方式带来的冷热混合损失。②由于变风量空调系统能够自动调节送入各房间的风量，在考虑同时使用系数的情况下能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。③变风量空调系统属于全空气系统，因此具有全空气系统的特点，可以利用新风消除室内负荷，没有风机盘管凝水问题和霉变问题。 变风量空调系统比定风量空调系统多了末端装置和风量调节功能，也使其有了一整套由若干个控制回路组成的控制系统。至少有这样两个闭合的控制环路：根据室内温度偏差调节风阀以保证合适的支路流量；根据风道内静压偏差调节风机转速或入口导叶阀来保持主风道压力。其中支路流量控制可由变风量末端来实现，而送风机的控制则因为和机组内回风、混风、排风控制的相互影响及风机能耗问题，存在着不同的控制方法。 2 变风量末端装置的控制 变风量末端装置是变风量系统的一个主要设备。室 温控制就是依靠变风量末端装置对风量的控制来得以实现的。根据末端装置类型的不同，控制方式分为压力有关型和压力无关型。 若采用压力有关型末端装置，则只能实行单回路控制，根据室内温度实测值与设定值的偏差直接输出控制信号来调节末端装置的风阀，从而调节送风量，达到对室内温度的控制。 若采用压力无关型末端装置，则可进行温度的串级控制。根据室温测定值和设定值的偏差向风量控制回路给出设定风量，风量控制回路再根据设定风量和测定风量的偏差给出风阀的阀位信号，从而调节送风量，达到对室温的控制。其中温度控制器为主控制器，风量控制器为副控制器，二者构成串级控制环路。当房间温度变化时，室内温度控制器输出偏差信号不再直接调整风阀开度，而是去修正风量设定值，这样就不会产生采用压力有关型变风量末端装置时，由于控制器根据温度偏差直接对风阀进行调整所引起的VAV系统的振荡。 在部分负荷时，系统内变风量末端装置调节的结果使整个管道系统的阻力增加，系统的风量减少了，这时管道内的静压将增加，而导致系统漏风增加，还可能使风机处于不稳定状态工作，变风量末端装置还因阀门关得小而调节失灵，另外过度节流会导致噪声增加。因此在VAV末端装置调节的同时，还应对送风量与送风机进行有效的控制。 3 变风量空调系统的控制方法 3.1 定静压控制法 ·通风空调安装技术·
VAV变风量空调系统原理、特点、选型
VAV变风量空调系统原理、特点、选型VAV变风量集中空调系统，是相对于传统的定风量集中空调系统较先进的一种空调方式，是通过改变送入被控房间的风量（送风温度不变）来消除室内的冷、热负荷，保证房间的温度达到设定值并保持恒定，例如，夏季当室内温度高于设定值时就提高送风量，反之减小送风量；冬季当室内温度高于设定值时就减小送风量，反之提高送风量；VAV变风量集中空调系统是全空气系统的一种类别，60年代起源于美国，自80年开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统己占据了欧、美、日集中空调系统约30%的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。进入90年代以来，采用VAV变风量空调系统技术的多层建筑与高层建筑已达到95%，已被越来越多的中高端楼宇采用，并成为现代化智能化大楼的一部分，这种空调方式可以显著的降低空调系统的能耗和改善空调系统的性能，提高空调系统的舒适度。 一、VAV变风量空调系统组成：变风量空调系统有各种类型，他们均由四个基本部分构成：变风量末端装置（变风量空调箱、房间温控器）、空气处理及输送设备、风管系统（新风/排风/送风/回风管道）及自动控制系统。变风量空调系统基本构成图 二、VAV变风量空调系统原理：在空调系统中冷机风机、水泵是主要的耗电设备，要想降低空调系统的能耗，只能从这些设备中去考虑，而从根本上来说，空调系统的总能耗的多少最终是由室内达到的温湿度环境决定的，即空调系统的能耗维持着建筑物内温湿度与室外温湿度的差，要想降低空调系统能耗，必须首先从根本上，即合理的室内温湿度环境上进行分析研究，显 2 然最理想的模式就是任何情况下所需求的等于所供给的，VAV变风量空调系统的基本原理正是通过改变送入各房间的风量（改变风量调节温度）来满足室内人员对房间不同温湿度的要求，确保室内温度保持在设计范围内，从而使得空气处理机组在低负荷时的送风量下降，空气处理机组的送风机转速也随之而降低，并自动适应室外环境对建筑物内温湿度的影响，真正达到所需即所供，据国外多年成熟工程案例测算，总能耗相比FC+新风空调系统可节约30%～40%，节能效果非常显著。 三、VAV变风量空调系统的优点（详见VAV系统与FC+新风系统技术分析表）变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要表现在以下几个方面: 1、节能由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到80%时，风机耗能将减少到51%；当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%。全年空调负荷率为60%时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。 2、新风作冷源因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。 3、无冷凝水烦恼变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。 4、系统灵活性好现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带VAV空调箱装置的变风量空调系统，其送风管与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增加风口，而在采用定风量系统或风机盘管系统的建筑工程中，任何小的局部改造都显得很困难。 5、系统噪声低风机盘管系统存在现场噪声，而变风量空调系统噪声主要集中在机房用户端噪声较小。 6、不会发生过冷或过热带VAV空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。 7、可实现远程集中监控，提高楼宇智能化程度采用DDC数字控制的变风量空调系统，可以实现计算机联网运行，接入到楼宇自控系统中，从而提高楼宇智能化程度。
VAV变风量空调系统难点解析要点
VAV变风量空调系统难点解析 第一节 VAV空调系统概述 变风量VAV 中央空调是指空调系统根据区域负荷变化和要求，自动调整送风量的一种空调系统。其最大优点是节能显著，素有“节能之王”的美称；同时还具有使用舒适灵活，可用新风作冷源等优点。 变风量空调系统60年代起源于美国，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统已占据了欧、美、日集中空调系统约30％的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。 变风量空调系统由变风量空气处理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量末端、房间温控器等组成，其中变风量末端是该系统最重要部分。 末端各区域的新风均由空气处理机组提供，为了保持室内空气清新，使用VAV的办公楼一般均禁止吸烟，也禁止随意打开窗户，以防破坏室内风平衡。 由于本项目办公区域采用吊顶回风，故在内装时需考虑回风顺畅、保证空气循环，不要将空间绝对封闭，应留出回风口。 第二节 VAV空调系统的特点及优势 变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要在以下几个方面： 1.节能 由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可大幅度减少送风风机的动力耗能；同时在确定系统总风量时，还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。对不同的建筑物同时使用系数可取0.8 左右可以节约空调系统的总装机容量10%—30% 左右。有关文献介绍VAV 系统与定风量系统相比大约可以节能30%—70%，据实际测算当风量减少到80% 时，风机耗能将减少到约51% ；当风量减少到50% 时，风机耗能将减少到约15%；若全年空调负荷率只有60% 时，变风量空调系统可节约风机动力耗能75%。例如对于商场以空调机组每周运行100小时计，单位装机容量的节电量一年可达4000 度/Kw；对于写字楼以每周运行60小时计，单位装机容量的节电量也可达2300度/kW。节电效果相当可观，同时还延长了机组使用寿命。 2.舒适性高能实现各局部区域的灵活控制 可以根据负荷的变化或个人的要求自行设置环境温度，与一般空调系统相比能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象，并由此可以减少制冷和供热负荷15%—30%。
过渡季节VAV空调系统送风温度的优化控制策略
过渡季节VAV空调系统送风温度的优化控制策略 摘要:良好洁净的空气质量与节能效果间的权衡一直以来是变风量空调系统研究的热点话题。本文对多个地区变风量空调系统进行严格对比和分析，通过固定的状况下来科学分析了系统其节能的效果，详细的对比了各种环境因素以及影响因素，且在此基础上提出了一种可行的优化方案。针对混合型送风系统提出了相关的优化控制方案和取得科学研究结果。 关键词：多区域；部分负荷；变风量系统；节能 工业的快速发展，给人们生活带来方便的同时，对于相关性产品的科技技术和特定作用有了更高的要求，以满足人们日益增长的需求。变风量空调系统自身具有追踪负荷功能，且节能效果远远高于传统空调系统的优点，受到了人们的喜欢和适用。 在我国，过渡季节的昼夜温差一般都波动较大，有必要对VAV 系统的送风温度进行实时优化并重设定。送风温度重设定(supply air temperature reset，SAT-reset)是指在一定工况下提高系统送风的送风温度，从而达到节能目的的一种控制策略。我们在稳定工况下分析了送风优化控制的节能效果，并在此基础上提出了一个可行的送风温度控制优化方案。 1. 稳定工况下的SAT-reset结果比 1.1 AHU空调 首先，将AHU和空调区看作是一个稳定在恒定的设定温度的开口系统环境，系统本身是具有热源，空调区域的内部负荷，系统流入的能量，流出的能量，和AHU负荷，直接用T 来表示温度，F来表示流量，“oa”代表新风，“ca”代表排风，“set”代表设定的温度，由能量方程式可以得出以下的结论：当t oa等于t ea时，Q r始终等于Q i；当t oa低于t ea时，F oa越大，即直线斜率越大，AHU 负荷就越小，能耗也越小；当t oa高于t ea时，F oa越大，AHU 负荷就越大，能耗也越大。从节能角度考虑，新风温度较低时应当尽量增大新风量；新风温度较高时，应当在保证空调区域最小新风要求的前提下尽量减少新风量。 1.2 BIN法改进 实验证明，各种环境因素都有可能会影响到空调负荷，比如：气温、含湿量、太阳总负荷。从某种意义上讲，现有的BIN法具有不足之处，此方法主要是依靠频段中的干球温度以及对应的湿球温度的平均值来测定出，没有直接的反映出各个量之间的变化。 我们则是联合频率表来进行操作，不仅仅是从外观上科学的比对出两个变量之间的变化，更加重要的是其准确性较高。常规 BIN 法掩盖了各 BIN 段下的含湿量极值，减弱了各
变风量空调系统控制_杨国荣
暖通空调自动控制暖通空调ＨＶ＆ＡＣ ２０１２年第４２卷第１１期１５ 变风量空调系统控制 华东建筑设计研究院有限公司 杨国荣☆ 摘要 简述了变风量末端装置控制的功能和传感器设置。详细阐述了变风量空气处理机组基本控制要求、控制原理图及风量控制方法。介绍了新风的控制要求、控制原理图及最小新风量的控制要求。 关键词 变风量空调系统 末端 空气处理机组 控制 方法 原理 最小新风量Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｂｙ Ｙａｎｇ Ｇｕｏｒｏｎｇ★ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＶＡＶ ｔｅｒｍｉｎａｌｓ ａｎｄ ｓｅｎｓｏｒ ｓｅｔｔｉｎｇ．Ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｃｈａｒｔ ａｎｄ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ＶＡＶ ａｉｒ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｕｎｉｔｓ．Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｏｕｔｄｏｏｒ ａｉｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｏｕｔｄｏｏｒ ａｉｒｒａｔｅ ｄｅｍａｎｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＶＡＶ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｅｒｍｉｎａｌ，ａｉｒ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｕｎｉｔ，ｃｏｎｔｒｏｌ，ｍｅｔｈｏｄ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｍｉｎｉｍｕｍ ａｉｒ ｒａｔｅ ★Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ ０ 引言 自２０世纪９０年代上海１３栋高层及超高层办公建筑采用变风量空调系统［１］起，变风量空调系统逐渐在高级办公建筑中得到应用。到２１世纪初，变风量空调系统已普遍应用在高级、高层办公建筑。近年来，变风量空调系统开始应用到别墅等非办公类民用建筑中。 变风量空调技术的发展与其控制技术的发展同步进行，自控技术的突破与发展引领了变风量空调技术的发展。自变风量空调系统在我国应用以来，暖通空调和楼宇控制方面许多专家对该系统的控制策略和控制方式进行了大量研究，得到了丰硕的成果，推进了变风量空调技术的发展。《变风量空调系统设计》全面介绍了变风量末端装置及其系统的控制原理和要求［２］。童锡东等人在分析变风量末端装置和空调方式的基础上总结了各种变风量系统的控制特点［３］。陈武等人根据变风量空调系统的热力模型，通过仿真研究建立变风量空调系统的动态模型和风机控制方法［４］。刘涛及胡益雄等人根据变风量空调系统的基本特点，研究了该系统及末端的模糊控制策略［５－６］。李超等人与钱以明等人结合全空气系统特点研究了变风量空调系统新风控制要求的控制策略［７－８］。 在工程实践方面，我国基本建立起从末端装置、控制系统到运行调试的整个变风量空调系统供应体系。数百栋办公建筑采用了变风量空调系统。但是，就已建成的采用变风量空调系统的办公建筑而言，运行和控制效果良好的建筑物不是很多，节能的建筑物很少。究其原因，主要可归纳为以下几方面。 １）设计方面：空调系统设计不合理，不能满足或难以满足空调使用和运行要求；变风量末端装置选型不合理，偏大或偏小；空气处理机组的组合方式不合理，其功能不能满足使用要求，机组的风量或机外余压偏大或偏小；控制策略和控制要求不明确，没有向自控承包商提供要求明确的控制需求信息。 ２）业主方面：将变风量系统中的末端装置采购与控制系统采购分开进行，没有一个承包商对整个系统负责；重视末端装置与控制器等硬件设备，轻视调试等软件服务，采购合同中服务部分所占费用比例较低，难以保证系统调试质量。 ＊☆杨国荣，男，１９５７年６月生，工学硕士，教授级高级工程师，机电中心主任兼总工程师 ２００００２上海市江西中路２４６号６楼 （０２１）６３２１７４２０－６０４３ Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｒｏｎｇ＿ｙａｎｇ＠ｅｃａｄｉ．ｃｏｍ 收稿日期：２０１２－０７－２０
暖通空调优化控制技术分析 张培颖
暖通空调优化控制技术分析张培颖 发表时间：2018-07-02T11:29:42.930Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第3期作者：张培颖 [导读] 城市化进程的加快和人们生活水平的提高让人们对于环境质量的要求也越来越高。 山东大卫国际建筑设计有限公司山东济南 250101 摘要：随着社会经济的不断发展，然们对于室内环境的要求越来越高，因此产生了暖通空调系统，暖通空调系统对生活环境、生产环境、工作环境都产生积极的影响，其能根据人们的实际需求，调节室内温度和湿度，便于人们更好地进行生活、生产和学习。但当前暖通空调在设计理念、设施落后等方面存在诸多弊端，导致空调能源耗费严重，基于上述背景，文章主要就暖通空调系统优化控制和能量管理的要点、现状及未来发展趋势进行研究，希望能对我国暖通空调的优化设置提供一定的借鉴意义。 关键词：暖通空调；优化；控制；技术 引言 城市化进程的加快和人们生活水平的提高让人们对于环境质量的要求也越来越高，包括室内生活环境。空调是现代城市人们生活中几乎是必不可少的电器之一，因此同时具备通风、采暖以及调节空气的暖通空调越来越受人们的欢迎。不过，受技术制约，当前国内的暖通空调技术还存在许多问题，包括效能低、容易受环境影响等。所以我们必须重视并进一步加快对暖通空调优化控制技术的研究与应用，尽快实现其高效节能的可持续发展。 1暖通空调控制技术简述 实现室内通风、采暖以及空气调节是暖通空调的三大组成部分，我们将其简称为暖通。暖通空调控制系统包括两大块：空气处理系统以及供水系统，由于空气处理设施的设置不一样，所以我们又可以按照集中系统、半集中系统以及全分散系统来划分。一般情况下我们在安设暖通空调的控制器之前都需要对建筑物内的房间温度进行科学合理的设定，这样才更有利于整个暖通空调系统可以对房间温度进行有效而准确的调节，才能对温度值进行有效设定并减少空调系统在运行过程中所消耗的能源。不过实际上暖通空调在运行过程中控制时间常常被延迟，所以其控制信号也无法及时有效的传达出去。不过随着科学技术的进步发展，在暖通空调的优化控制技术方面目前我们已经有了新的研究方向并取得了一定的成绩。 2暖通空调优化控制技术的现状 目前，我国城市正在不断发展，之前的暖通空调系统相关的控制设计显然难以与新时代的社会发展相适应，由于暖通空调能源消耗量也在逐渐增加，制约着我国建筑物环境质量状况的优化进程。正是因为运行环境的多变性，导致建筑物室内的温度、变风量、送风量、压力控制系统在一定程度上难以达到有效控制的目的，造成暖通控制系统能耗过大。同时，暖通空调控制系统也因为其自身的大惯性、时变性、滞后性等相关特性，导致系统参数在调整的过程中所需要的时间较长，消耗能源的量也很大。总而言之，对技术不断的更新和改造是保证控制系统能够稳定运行的主要因素之一，可促进暖通空调控制技术得以进一步改善。 3暖通空调优化控制技术存在的问题 3.1能源消耗方面 在现代城市生活的人们越来越要求高质量的室内生活环境，对于空调的使用频率更是比以前高了许多，在不少大型建筑物当中中央空调系统运行的消耗超过了整个建筑物耗能的50%甚至更多。同时，国内在设计和安装暖通空调时都是根据住户的最大需求来进行的，这就导致许多建筑物内的暖通空调在运行时其实有很长时间都是低负荷工作的，资源浪费非常严重，空调的工作效率也比较低。造成这一结果的原因有许多，包括空气处理技术不成熟、滞后性严重等。 3.2环境质量不高 当前许多空调技术方案都很难达到居民对于建筑物通风取暖的要求，其运行效果远远达不到预期制定的目标，调查研究表明不少住户对于空调的环境质量并不是很高，其原因在于整个空调运作系统的相关设备因为长时间处于大流量小温差的环境下进行工作以及定点运行的控制措施等因素使得空调的工作效率大大降低，空气调节、采暖等一系列性能也就很难满足人们的要求。还有一些建筑物则因为暖通空调技术不成熟而带来了甲醛、二氧化碳超标等问题，这不仅会影响环境还会对人们的健康及生活质量带来不良影响。 3.3方案设计不合理 在设计技术方面，当前暖通空调方案设计最主要的问题在于其决策、评价机制的不完善与缺乏客观性。由于缺少一个精准、客观的方案技术评价方法，会对暖通空调的方案设计水平与应用质量带来极大不利影响。例如：暖通空调的方案设计对美观性的影响，主要在室外美观性设计与室内美观性设计两方面，其中对室外美观性的影响主要涉及空调室外机、外墙排风机等设备。此类设备的设计应用数量较多，同时，在暖通空调方案设计中对其并没有统一、规范的标准规划，造成室外空调设备的摆放错乱无序，极大损害暖通空调的室外美观性。 4暖通空调优化控制技术的相关建议 4.1优化暖通控制器的在线滚动 众所周知，暖通空调系统的控制器需要在一个合理的房间温度上进行设定，这样才能满足空调系统科学、有效的设定房间温度值的需要。这就需要相关的技术工作者有效构建一个节能的暖通空调模型，使外部环境对室内温度的影响降低，保证科学预测输出信息等工作能够稳定开展。在实际的暖通空调优化控制系统工作中，相关的工作者要在暖通空调控制规律的基础上，对系统的计算量进行综合考虑。此外，工作者还需要进一步优化空气调节、采暖通风相关的设计需求，在设备接口处安装检测显示器，实现对暖通空调系统的有效控制，完善空调系统的日常监测工作。与此同时，设计工作者需要关注高层建筑物热力装置的安装，尤其是暖通控制器的在线滚动问题，优化好中央空调系统安装设计过程中的审图工作。 4.2对空调的节能环保技术进行优化 当前暖通空调控制系统的一大问题是能源消耗比较大，因而迫切要求我们对此进行优化，实现空调系统高效、节能的运行。其主要的
暖通空调优化控制技术研究
暖通空调优化控制技术研究 一、我国暖通空调控制现状暖通空调运行现状我国空调系统都是根据客户定制的需求而进行设计的，这就导致了很多空调系统的运行效率很低，处于长期低负荷工作的情况。例如中央空调在使用过程中，根据客户的需求，大多数都是设置在最初生产设计负荷的40%-60%左右，而且空调设备经常在大流量小温差的情况下工作，设备中冷凝水过多，而新风获取不足，特别是在季节转换期，新风传输不理想，整体系统运行效率很低。并且随着人们环保意识的加强，许多大型建筑中的暖通空调导致室内二化碳和甲醛超标，室内相对湿度过大，空间温度过冷或者过热。这都是间接影响室内人们的健康和工作效率。 虽然暖通空调系统最初设计时是按照所能承载的最大负荷计算的，而多数情况下在轻负荷状态下运行，满负荷状态下运行的机会很。另外由于暖通空调采用的的运行方式是定点工作控制方式，在受到室外环境变化，阳光照射变化灯因素，空调传热效率降低，使得空调系统低效工作，这些原因都导致了资源的浪费。 暖通空调技术发展现状目前我国暖通空调的智能控制系统的效果不理想。由于暖通空调耗能在建筑中的比例很大。基于定风量、定温度和定压力设计的空调控制CAV系统和基于变风量的空调控制VAV系统的在负荷条件变化的状态下，控制效果都不明显，造成能源的损失和浪费。而PID控制系统以及近年来加强了对空气处理技术的多回路PID控制，都存在调节的速度较慢，时间过长，进而导致制冷机组、空调处在长时间运行的状态下，系统内部千扰因素很多，热量相互抵消，控制器的参数无法科学确定，也造成了能源的大量消耗。特别是暖通空调明显时变性、大惯性、强千扰性、非线性、大滞后等特征，要实现室内环境良好，温度适中要求的良好控制效果和能源节约是急需解决的难题。 二、暖通空调控制技术优化暖通空调控制系统设计优化关键在于通过客户的需求设置最佳的温度值，减少室内外温度不必要因素的千扰，进而设计合理的暖通空调的控制器，达到降低能源消耗的目的。通过对目前运行的控制变量进行一段时间的实时跟踪，进而摸索出未来系统控制输出准确的期望，排除了暖通空调停滞性和大惯性的缺陷。另外可以领用神经网络的强学习能力克服暖通空调设备运行环境的变化对设备控制带来的影响作用。
变风量系统及控制原理
提要：本文主旨指导初学者了解一些变风量系统的基本概念，提供变风量系统设计流程及设计方案选择指南，同时着重介绍Onyx-2000变风量系统基本控制策略。 一、变风量空调系统基本概念 1.1 变风量空调系统定义 众所周知，变风量空调系统是通过改变送风量也可调节送风温度来控制某一空调区域温度的一种空调系统。该系统是通过变风量末端装置调节送入房间的风量，并相应调节空调机（AHU）的风量来适应该系统的风量需求。变风量空调系统可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调送风量（达到最小送风量时调节送风温度），以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时根据实际送风量自动调节送风机的转速，最大限度地减少风机动力，节约能量。 1.2 国内外发展概况 变风量(Variable Air Volume)空调系统于20世纪60年代起源于美国。在当时定风量系统加末端再热和双风道系统在很长一段时间内占据舒适 性空调的主导地位，因此，变风量系统出现以后并没有立刻得到推广，直到1973年西方石油危机之后，能源危机推动了变风量系统的研究和应用，此后20年中不断发展，如今已经成为美国空调系统的主流。
变风量系统在发展初期,因支管风量平衡的需要和控制设备的局限,大 多要求采用高速送风系统,主要送风速度在12.5m/s以上,并且推荐采用静 压复得法设计风管系统。尽可能地采用圆形或椭圆形风管,以减小摩擦阻力。但是高速送风系统的风机耗能大,且管路系统噪音增加。随着压力无关型V AV box基本上全面取代压力相关型VAV box及DDC控制器的发展,于是 变风量空调方式在低速送风系统中的应用越来越普遍。 在日本,将变风量空调方式用于低速送风系统的研究与开发值得关注。 由于传统的皮托管流量传感器在5m/s的风速下难以测定,因此日本人开发研究了超声波流量传感器和电磁式流量传感器等多种适用于低速送风系 统的前端设备,一方面节能,另一方面降低了风管噪音,因此,进入90年代以后,无论是新建还是70年代以前建造的空调系统的翻新改造,基本上都采 用变风量空调系统。 我国在70年代即有人研究VAV系统的开发和应用，并在地下厂房、纺织厂、体育馆等建筑中就采用过VAV系统。在80年代末期我国出现的首批智能化建筑中，也曾采用过VAV系统，但由于建设过程和使用过程中的种种问题，有些工程两三年后使用单位便取消了变风量系统的运行方式，相应的自控设备也拆除了，这使得变风量系统的优点没有发挥出来，变风量系统附加的投资难以得到回报。在此期间，变风量空调技术(包括控制技术和设备)，也在不断地发展和完善。目前，在国内智能建筑的高速发展过程中，急需全面深刻地分析变风量空调系统的发展趋势和技术关键，总结工程实例，促进这一重要技术的平稳发展。
变风量系统基本原理与控制策略
变风量系统基本原理与控制策略 [日期：2006-07-19] 来源：千家网作者：霍小平贾捷燕叶大法 杨国荣 [字体：大中 小] 提要：本文主旨指导初学者了解一些变风量系统的基本概念，提供变风量系统设计流程及设计方案选择指南，同时着重介绍Onyx-2000变风量系统基本控制策略。 一、变风量空调系统基本概念 1.1 变风量空调系统定义 众所周知，变风量空调系统是通过改变送风量也可调节送风温度来控制某一空调区域温度的一种空调系统。该系统是通过变风量末端装置调节送入房间的风量，并相应调节空调机（AHU）的风量来适应该系统的风量需求。变风量空调系统可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调送风量（达到最小送风量时调节送风温度），以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时根据实际送风量自动调节送风机的转速，最大限度地减少风机动力，节约能量。 1.2 国内外发展概况 变风量(Variable Air Volume)空调系统于20世纪60年代起源于美国。在当时定风量系统加末端再热和双风道系统在很长一段时间内占据舒适性空调的主导地位，因此，变风量系统出现以后并没有立刻得到推广，直到1973年西方石油危机之后，能源危机推动了变风量系统的研究和应用，此后20年中不断发展，如今已经成为美国空调系统的主流。 变风量系统在发展初期,因支管风量平衡的需要和控制设备的局限,大多要求采用高速送风系统,主要送风速度在12.5m/s以上,并且推荐采用静压复得法设计风管系统。尽可能地采用圆形或椭圆形风管,以减小摩擦阻力。但是高速送风系统的风机耗能大,且管路系统噪音增加。随着压力无关型VAV box基本上全面取代压力相关型VAV box及DDC控制器的发展,于是变风量空调方式在低速送风系统中的应用越来越普遍。 在日本,将变风量空调方式用于低速送风系统的研究与开发值得关注。由于传统的皮托管流量传感器在5m/s的风速下难以测定,因此日本人开发研究了超声波流量传感器和电磁式流量传感器等多种适用于低速送风系统的前端设备,一方面节能,另一方面降低了风管噪音,因此,进入90年代以后,无论是新建还是70年代以前建造的空调系统的翻新改造,基本上都采用变风量空调系统。 我国在70年代即有人研究VAV系统的开发和应用，并在地下厂房、纺织厂、体育馆等建筑中就采用过VAV系统。在80年代末期我国出现的首批智能化建筑中，也曾采用过VAV系统，但由于建设过程和使用过程中的种种问题，有些工程
研究暖通空调优化控制技术
研究暖通空调优化控制技术 发表时间：2017-08-21T10:21:08.777Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第9期作者：雷琦伟[导读] 实现室内通风、采暖以及空气调节是暖通空调的三大组成部分，我们将其简称为暖通。 广州珠江装修工程有限公司广东广州 510000 摘要：众所周知，暖通空调在现代人们生活中的作用和地位非常突出，然而当前国内暖通空调控制技术还比较落后，同时，它所带来的环境问题值得思考。本文在分析暖通空调现状的基础上对于如何优化其控制技术提出了一些看法和建议。 关键词：优化；暖通空调；控制；技术 1 暖通空调概述 实现室内通风、采暖以及空气调节是暖通空调的三大组成部分，我们将其简称为暖通。暖通空调控制系统包括两大块: 空气处理系统以及供水系统，由于空气处理设施的设置不一样，所以我们又可以按照集中系统、半集中系统以及全分散系统来划分。一般情况下我们在安设暖通空调的控制器之前都需要对建筑物内的房间温度进行科学合理的设定，这样才更有利于整个暖通空调系统可以对房间温度进行有效而准确的调节，才能对温度值进行有效设定并减少空调系统在运行过程中所消耗的能源。不过实际上暖通空调在运行过程中控制时间常常被延迟，所以其控制信号也无法及时有效的传达出去。为解决这个问题，技术人员使用了预测控制来提高暖通空调系统的运输质量以及工作效率。不过随着科学技术的进步发展，在暖通空调的优化控制技术方面目前我们已经有了新的研究方向并取得了一定的成绩。 2暖通空调优化技术的现状 2.1环境质量不高 当前许多空调技术方案都很难达到居民对于建筑物通风取暖的要求，其运行效果远远达不到预期制定的目标，调查研究表明不少住户对于空调的环境质量并不是很高，其原因在于整个空调运作系统的相关设备因为长时间处于大流量小温差的环境下进行工作以及定点运行的控制措施等因素使得空调的工作效率大大降低，空气调节、采暖等一系列性能也就很难满足人们的要求。还有一些建筑物则因为暖通空调技术不成熟而带来了甲醛、二氧化碳超标等问题，这不仅会影响环境还会对人们的健康及生活质量带来不良影响。 2.2能源消耗大 在现代城市生活的人们越来越要求高质量的室内生活环境，对于空调的使用频率更是比以前高了许多，在不少大型建筑物当中中央空调系统运行的消耗超过了整个建筑物耗能的 50% 甚至更多。同时，国内在设计和安装暖通空调时都是根据住户的最大需求来进行的，这就导致许多建筑物内的暖通空调在运行时其实有很长时间都是低负荷工作的，资源浪费非常严重，空调的工作效率也比较低。造成这一结果的原因有许多，包括空气处理技术不成熟、滞后性严重等。 3优化暖通空调控制技术的措施 3.1重视能量管理 目前我国在管理暖通空调控制系统上的主要对象是管理并控制基础控制单元，包括对信息进行集中处理等，能量管理目前还不在管理范围之内，或者说管理得比较少，关注不多，这是造成我国暖通空调控制系统耗能比较高的一个主要原因之一。所以，我们在设计和管理空调系统时应当将能量管理作为一个独立板块纳入常规管理之中，并加强末端用户能量使用的监测和控制。此外，我们还可以结合现代化的信息网络技术，在暖通空调的控制系统中引进信息化的管理系统，实现对相关数据和信息指标的实时监测和共享。 3.2 优化和提升空调控制的自动化水平 科学技术的发展让许多设备和机器都实现了自动化，这不仅大大提高了工作效率，同时也提高了设备运行和生产质量，对于暖通空调控制技术来说也是如此。过去人们在提高空调控制器的自动化水平时大多是通过 PID 来实现的。在控制策略当中PID是一个控制单元器，其核心的处理工具则是使用8位单机片来工作的。这种自动化优化措施最大的不足在于如今人们大都使用高于16位的嵌入式微处理器，同时控制策略也在不断升级变化。所以，这就要求我们对单元控制器进行升级，使其实现自动适应，这样才能实现对回路的有效控制，才能让控制系统的每一个环节和设备都能够处在最佳的状态下进行工作，才能确保空调控制系统能够顺利运行。 3.3优化设定值的选择方案 使用和设施工作运行时配套的，与之相应的设定值是非常值得我们在优化空调控制系统时使用的一种有效策略，比如选择工作点的放松，这样能够方便我们对空调系统的相关设施在其工作运行时的温度和流量等一系列参数进行监测和控制。但是这种方法也不是完美无缺的。在将工作点定下来的情况下是很难保证整个暖通空调控制系统可以一直在高效率的状态下进行工作。因此，这还需要我们能够根据空调工作运行环境的不同来对系统工作时所消耗的最低能耗作为最佳设定值的依据和参考，最大程度的减少其能源消耗。 3.4对空调的节能环保技术进行优化 当前暖通空调控制系统的一大问题是能源消耗比较大，因而迫切要求我们对此进行优化，实现空调系统高效、节能的运行。其主要的优化方法包括: 工作人员在安装空调之前需要对制冷剂的容量进行合理科学的设计; 设计人员设计空调系统时须严格根据暖通空调的通风和采暖等相关标准来进行，并通风设计图进行严谨且多次的审核，完善设计施工图; 为避免空调控制系统在设计、安装以及运行过程中发生误差情况影响了空调的运作效率，工作人员需要对空调的容量以及通风负荷指标进行合理科学的计算; 制冷机的容量也是值得我们注意的一个问题，从设计到安装相关工作人员都需要注意对其进行有效合理的控制。除此之外，我们还可以借助其他资源来实现可持续发展，比如利用太阳能来实现空调系统当中的温度、热水以及采暖系统的高效率的循环工作，努力让燃气设施控制系统通风与加热进行自动切换。 3.5对空调的预测系统进行优化 目前国内暖通空调运行时其预测控制系统大多数使用的是ＲBF 模糊神经网络。室内的通风、采暖以及空气调节三部分共同是该系统的主要架构。然而该系统在实际运行过程中还存在一些问题，比如不能对空调的温度、通风等系列与其有关的数据做合理准确的预测，因此我们可以从这一块出发来优化空调控制技术，让其能够合理准确的对相关数据进行预测和高效输出。为此我们可以通过对神经网进行修正和改进，积极探索和研究暖通空调控制系统的运行规律等方式来入手。