VAV变风量空调系统难点解析

VAV变风量空调系统难点解析
VAV变风量空调系统难点解析

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%。

3.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,消除室内负荷,能大幅度减少制冷机的能耗,亦可改善室内空气质量,并且没有风机盘管凝水问题和霉菌问题。

4.系统的灵活性较好

易于改扩建,尤其适用于格局多变的建筑,例如出租写字楼等。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,当室内参数改变或重新隔断时可能只需要更换支管和末端装置,移动风口位置,甚至仅仅重新设定一下室内温控器。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.提高管理智能化程度

采用自动化控制系统的变风量空调系统,可以实现计算机联网运行,接入到厂区整个自控系统中,从而提高管理智能化程度。

7.减少综合性初投资

由于增加了系统静压控制以及VAV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。

8.变风量空调系统结构简单,维修工作量小,使用寿命长。

第三节VAV空调系统的技术方案

3.1 原设计中VAV空调系统的优缺点

原设计定静压控制的优缺点

由于VAV空调系统是为了实现运行节能,在CAV系统的基础上发展而来的。运行节能水平是VAV 空调系统成功与否的决定因素。

本项目VAV空调系统采用了定静压控制,在AHU出来的主风道70%处,设一静压点,调试时定静压值,用定压点的压力确定AHU风机转速。定静压控制法的特点是控制简单,但存在下列缺点:1)静压波动影响:运行时,静压测定值可能产生波动,使风机转速不稳定。在中小型系统中,末端装置的风发调节对于静压测定值的稳定也有很大影响。

2)静压设定值的确定:为保证末端装置的最大负荷状态,静压设定值一般不低于300Pa。但在部分负荷时,如保持300Pa以上的静压值,末端装置一次风阀的开度往往很低,风阀在高静

压、低开度下运行,不仅使风机运行能耗增加,还会产生气流噪声。

由上可知,如果静压值的设定可以随末端负荷水平调整,则可以解决定静压法的缺点,也可以进一步提高节能水平。因此建议采用定静压动态控制方案。

3.2 VAV变风量空调系统控制策略优化

VAV系统风量的控制策略是VAV系统成败的关键,传统的常用的VAV系统控制策略有三种:定静压、总风量、变静压,但应用得较多的是定静压,总风量和变静压应用得相对较少,因为它们各自都存在自己本身无法解决的问题,总风量法必须基于准确无误的风量曲线,但得出精确的风量曲线是非常困难的;变静压法可以使系统运行在最节能的状态下,但由于使用了阀位反馈控制方式,风阀的动作和反应是非常慢的,因此,系统在负荷变化较大时,系统会出现较大的波动,系统需要比较长的时间才能达到稳定。因此,虽然定静压众所周知并不是最节能的控制方式,但以往人们出于对VAV系统的不了解,出于对总风量和变静压控制效果和稳定性的担忧,大多数项目最终都退而求其次,选择简单的定静压控制方式。

但随着我们对VAV系统认识的深入,随着对楼宇节能要求的不断提高,我们现在迫切需要一种既最节能,又能使VAV系统迅速达到平衡,而且系统稳定性必须有保障的控制方式,依赖在业内10多年的VAV 工程经验,通过在多个真实项目工程实例的成功应用,总结得出有我们自己特色的VAV控制方式:总风量+阀位重置+定静压保护,我们叫它为定静压动态控制方案,该方式可使在同一个VAV系统中,发挥三种控制方式的优点,同时又相互弥补了各自的缺点,使我们最终可以得到快速、节能、稳定的VAV系统。

3.2.1 传统VAV系统风量的控制策略比较-定静压控制

首先先介绍一下传统的三种控制方式:

根据伯努利定律,气体流动时,两断面处所具有的总能量之差等于流体所流过的管路损失。即:

式中, P V1一 1 断面动压;

P V2 一 2 断面动压;

P S1 一 1 断面静压;

P S2 一 2 断面静压;

h f1-2 一 1、2 断面间的阻力损失。

若动压差(PV1一PV2)与阻力损失hf1-2相等,则两断面的静压可保持不变。定静压控制就是通过

调节风机来保持风道上某一点(压力测点)或几点平均的静压恒定不变,以满足设计资用压力,克服下游风道,末端装置及送风口的阻力损失。压力测点的位置决定了系统的能耗和稳定性。测压点距风机出口越近,静压值越大,越不利于节能,

但压力调节越稳定;测压点距风机出口越远,静压值越小,节能效果越明显,但压力调节振荡也越明显。综合考虑节能及稳定性的要求,ASHRAE 建议在使用压力无关型末端的场合,压力测点的位置设在主风道上距风机出口的2 / 3 处。压力设定值则通常取设计状况下该点的静压值。

工作原理:在系统中由于VAVBOX 根据室内负荷变化,来调整末端出口风量满足负荷要求。出风量的变化引起系统管路中静压变化,静压传感器测量静压变化并传递给风机变频器,变频器根据静压变化信号,去控制空调机电机转速,调整总出风量,维持送风管路系统的静压恒定。

定静压控制方式比较简单,稳定,但节能效果不如变静压和总风量法。在实际工程中必须注意压力测点的布置及静压设定值的确定,否则就会降低节能效果及可能出现噪声增大的现象。

3.2.2 传统VAV系统风量的控制策略比较-变静压控制

变静压的控制方法弥补了定静压控制方法能耗大、噪声高的缺点。变静压控制是在定静压控制运行的基础上,阶段性地改变风管中压力测点的静压设定值,在适应所需流量要求的同时,尽量使静压保持允许的最低值,以最大限度节省风机的能耗。由于变静压控制方法运行时的静压是系统允许的最小静压,因此这种方法也称为最小静压法。

变静压控制方法的出现,很大程度上归功于计算机通信网络在控制系统中的广泛使用。一般来说要实现变静压控制,至少必须满足两个基本条件:末端能独立调节流量而与压力无关,即只能使用与压力无关型的末端;各末端要能向静压设定控制器合适的给出压力应升高、降低或不变的信号。第一个条件由于与压力无关型末端的普遍使用,基本上不是问题。对第二个条件,因为控制系统通信功能的加强,各末端向控制器给出信号是完全可行的,但末端在什么状态下给出合理的信号,相应的解决方案是,每个末端在流量达不到设定流量时,向静压设定控制器发出警报信号,当有足够的末端数处于警报状态时,将静压设定值增加一个预定步长。同样地,当处于警报状态的末端数小于或等于某个数时,将静压设定值减小一个预定步长。判断流量是否达到要求,简单地可以通过测量流量与设定流量之差来决定。当选用的末端能够提供阀位信号时,也可以间接地通过阀位信号来判断。

工作原理:系统在满足室内负荷变化要求的情况下,尽量使vAVBOX 处于全开状态(85 % ~ 100 % ) ,保持系统静压降至最低。

优点:

(1)与定静压控制方法相比,节能效果明显,特别是在低负荷时。

(2)控制精度高,最大程度地实现节能控制。

(3)变静压法在系统低负荷时,比定静压法要节能

缺点:

(1)增加了风阀开度控制,使控制更加复杂,调试难度加大。

(2)风阀开度信号的反馈对风机转速的调节有一个滞后的过程,房间负荷变化后要达到房间设定值有一段小幅波动过程。

(3) 对VAV系统的设计,安装,调试质量要求高,否则,很容易出现系统负荷不平衡,为保证最不利点风量需求,风机频率据高不下,达不到节能效果。

3.2.3 传统VAV系统风量的控制策略比较-总风量控制

变风量空调系统要求各个房间能单独调节送风量,要求调节风机转速以调节总风量,因而须配置两个闭合控制环路,根据室内温度偏差调节风阀,以及根据风道内静压偏差来调节风机转速。但是由于控制环路选取不合理,定静压控制容易出现振荡。而变静压控制尽管在节能上具有明显的优势,但由于测量不准、控制不稳等,压力控制本身具有缺陷,使变静压控制得不到广泛使用。为此,提出总风量控制方法,力图摆脱上述缺点。

通过对末端装置环路的分析,发现各个末端的设定风量Gset,反映了该末端所带房间目前要求的送风量,那么所有的末端设定风量之和则明显是系统当前要求的总风量,并且体现了系统希望达到的流量状态。根据风机相似律,在空调系统阻力系数下发生变化时,总风量和风机转速是一个正比的关系:

根据这一正比关系,那么在运行过程中有一要求的运行风量,自然可以对应一要求的风机转速。如果说所有末端区域要求的风量都是按同一比例变化的,显然这一关系式就可以控制了。但事实上在运行时几乎是不可能出现这种情况的。考虑到各末端风量要求的不均衡性,适当地增加一个安全系数就可以实现风机的变频控制。

优点:

(1)直接根据需求风量计算出要求的风机转速,具有某种程度上的前反馈控制,对房间负荷变化反应迅速。

(2)总风量法在系统低负荷时,比定静压法要节能。

(3)由于控制手段不采用压力控制,因此控制系统较稳定。

缺点:

对现场系统平衡测试的要求高,需要现场系统平衡过程中测量出准确的风量曲线,否则,不能达到预期的节能效果,甚至出现失控现象。

综上所述,在VAV 系统中,空气流量的变化会影响到系统中各点的静压。因此,为了保证正常运行,系统的控制必须做到:保持一定的风管静压,以使末端装置能正常工作;使空调区域中保持一定的微正压以避免室外空气的渗入;除了经济运行工况应给空调区域提供最小的新风量。

3.2.2 VAV系统控制策略优化-定静压动态控制方案

根据三种控制方式各自的特点,充分发挥三种控制方式的优点,同时又相互弥补各自的缺点,经过多个项目的实践获得宝贵的经验总结出来独特的控制方式定静压动态控制方案:

“总风量+变静压(阀位调整)+定静压方式”

原理图如下:

第一步:利用总风量法前馈控制的优点, 使系统迅速达到平衡(从原点点到达A点).

通过累加VAV总的需求风量, 根据风量对应频率的风机曲线迅速计算出风机此时需要运行的频率, 并控制风机迅速达到, 风机调节速度比VAV风阀调节要快得多,避免了VAV风阀调节引起的系统波动。

第二步:利用变静压法精确控制的优点, 微调风机频率,进一步使系统运行在最节能的状态. (从A 点到达B点)

由于总风量法的风量曲线难免存在误差, 我们很难直接把系统控制到最节能的状态, 此时我们通过变静压法(即阀位控制), 检测VAV最大的风阀开度,并微调风机频率,使系统中最大的VAV开度达到80%~90%之间, 此时,表明系统既运行在最节能的状态,又可以满足所有VAV的风量需求.

第三步:利用定静压法保证系统运行的安全性(从B点到达C点).

由于总风量法和变静压法引入了VAV需求风量和VAV风阀开度等变量,控制环节比定静压法更为复杂,

很容易在系统通信或某些VAV发生故障的时候, 系统发生失控, 此时,我们引入定静压法,限制系统的最大静压不会超过设定的静压值,从而防止系统出现失控。

当系统出现静压异常,压力过大时,系统会即时发出报警,提醒系统管理人员进行及时维护。

3.4 施耐德控制网络Lonworks网络技术优势

当今世界上使用最广泛的控制网络协议之一就是LonWorks控制网络协议,自从80年代后期,这一平台技术推出以来,到目前为止,已有约5千万种设备安装在世界各地。这些产品广泛地应用在智能楼宇、工业控制、家庭智能化和交通等领域。

LonWorks技术的核心是LonTalk协议,该协议现在已成为很多组织的标准,包括ANSI/EIA/CEA-709.1-A-1999 (最新的版本是:ANSI/EIA/CEA-709.1- B-2002),ANSI/CEA/EIA 852 ,CEN TC 247,IEEE 1473L等。

由于Lonworks 是一种开放互了的网络,具有灵活性,开放性,可扩充性,使之成为楼控和工控的管理平台。

采用LonWorks网络使得从封闭的依赖于单个厂商的控制系统到完全可以互操作的智能楼宇自动化系统的转变成为现实。作为智能楼宇自动化产品的开发者,或系统集成者,可以以LonWorks技术为依托,开发LonWorks兼容的通用智能控制节点,各种专用节点,以及各种智能传感器、执行器;也可以从LonWorks 兼容的不同OEM厂商的硬件和软件中按照应用的要求配置,灵活选用,完全没有必要依赖于单一的货源。

LonWorks网络最大的优点是其完全的开放性,其主要表现在以下方面:

(1)LonWorks所用的通讯协议LONTALK提供ISO/OSI参考模型所定义的全部七层服务。

(2)LonWorks支持多种通信媒质和任意自由拓扑网络结构。

(3)LonWorks支持的通信媒质有双绞线、同轴线缆、光纤和无线微波等。

(4)LonWorks组网拓扑结构可以是任意形式,可以是星型、树枝型、网状型等,实现真正的点对点通讯。

第四节施工难点及解决方案

VAV空调系统系统的控制是空调系统的运行的最终体现。将空调系统运行调试后能够做到较好的控制,通过通讯电缆把各种变风量箱和空调机组的控制器连接起来,并用串行通讯接口与计算机(PC)联接,实行计算机监控。计算机通过通讯电缆逐个访问控制器,读取实时数据并显示在屏幕上或打印。计算机发出的命令也通过通讯电缆发送到控制器。通过计算机编程,可定时启动和关闭系统,并对系统的运行状态自动进行优化。实现智能化管理。如何实现本工程VAV空调系统的控制是工程实施过程中的难点。

对于VAV空调系统及BA系统来说,自控是空调系统安全、可靠、经济运行的保障。自控专业人员对空调系统运行原理、空调设计思路和控制策略的完全了解是系统控制安全、可靠、经济运行的实现的重要基础。我司具有专门的控制人员从事VAV空调系统及BA系统的方案设计、编程和调试,积累了丰富的专业知识和编程调试的成功经验。

根据工程的技术特点及设计参数要求,选择合适恰当的设备及控制配置,能对VAV系统起到事半功倍的效果。VAV系统不论在变风量末端设备还是自控控制系统,均能满足设计要求,并能达到较好的节能效果才能说是一个较好的系统。选型设备需按照ARI或同等国际标准做出测试,并得到ARI认证或同等国际标准认证。同时要保证VAV控制系统能够行之有效的控制并输入、输出各种参数数据。

4.1 末端设备安装要点

变风量末端设备的安装要求水平,为了减少末端设备振动产生附加噪声,末端箱体和吊架之间设有橡胶减震隔垫。由于变风量末端重心不在中间,特别是配有热盘管的末端,盘管端较重,设备吊装时在吊件上下均备螺母,并进行调节保证末端设备的水平度。

在变风量末端的安装选位时应符合如下要求:

?末端箱体距其他管线要求有5~10cm距离,以防止设备受力偏斜。

?末端设备接线箱要进行接线、调试及检修,所以接线箱距其它管线及墙体要有充足的距离,保证接线

箱开启方便。

?与末端设备进、出口相连的风管要求有3倍管径长度直管段,以便建立稳定的气流,从而使流量测定

足够准确。

?因末端设备采用了内保温,所以一、二次风管保温与末端设备箱体接口处要处理严密,防止因冷桥现

象产生冷凝水。

?末端设备由于风量传感器、压力信号传感器等外露线路较多,搬运安装时要注意保护,不能用进出口

风管、热盘管、控制箱、风阀轴的外伸端作为受力点。

?此外,末端设备需留检修口调试检修,所以设备定位时既要考虑检修口的设置方便,又不要影响装修

的效果。

4.2 风管的密封性

在VAV系统中,当某个房间的温度低于设定值时,温控器就会调节VAV末端装置中的风阀开度,减少送入该房间的风量。由于系统阻力增加,送风静压会升高。当超过设定值时,静压控制器通过调节送风机入口导叶角度或电机转速,减少系统的总送风量。因此VAV系统对风管密封性有更高的要求。风管漏风主要存在于风管咬口、法兰间、和法兰翻边处,对这些地方如不采取密封措施的话漏风量相当严重。

控制方法:

?针对VAV系统中容易出现的这种问题,我公司采用无角钢法兰加工工艺进行风管加工,减少了风管连

接接口数量,可有效减少漏风量。

?在风管连接时候,风管之间采用8501防火密封胶条,法兰外侧采用法兰夹子固定,可有效的改变原

来传统的角钢法兰连接方式中出现的漏风问题。

?进行严格的过程中控制,对加工风管、安装风管过程进行严格质量把关,对每一道施工工序的质量问

题进行控制,确保风管安装质量。

4.3 噪声问题

在VAV系统中,比较大的噪声源除了送、回(排)风机外,还有VAV末端装置。压力无关型的VAV末端都带有风速测量传感器,这些传感器一般要求风速高于一定数值才能保证测量准确,所以流过末端入口的风速都比较高,这是末端装置产生较高噪声的一个原因。一般的节流型末端是靠调节阀片开度来改变风量的,所以,当阀片关小的时候,流经阀片的风速也增加了,所以,VAV系统施工过程中噪音是需要特别注意的。

控制方法:末端设备安装时要严格按照施工工艺及规范进行,设备安装完毕后及时进行复检,确保设备安装的水平度及垂直度。另外在空调设计选型时候要选用适合要求的末端设备。避免出现“大马拉小车”现象,产生运行噪音。

4.4 VAV末端电器接线

在以往VAV空调工程施工调试过程中常有发现VAVbox箱后的回风口,不仅不进风反而向外出风现象,经过检查发现是由于在施工过程中有的风机接线接反现象造成风机反转。

控制方法:

?末端设备配电要严格按照配电施工技术要求进行,对已接线完毕的设备及时进行通电试运转,对反接

的设备给予及时整改。

?配电施工人员严格持证上岗,并施工前进行技术培训,同时增加施工过程中的检查力度。对施工质量

进行有效监控。

4.5 VAV空调风管道施工安装优化

由于本项目VAV空调系统对风管道静压要求较高,为了VAV空调末端系统能够调试较好的效果。由变风量空调机组出来的空调风主干管与VAV-box支管连接时,经校核计算后,优化设计主管与支管间的角度,确保进入支管管道风量的要求。从变风量空调机组引出风管主管道越往远端,支管与主管道的角度越大,从而保证变风量末端静压的要求。

以下为优化设计后的施工安装样图。

4.6 VAV箱安装技术

安装时注意其安装位置及空间,须留有足够的空间和检修位置。

VAV箱需单独设置支架,其重量不由风管支架承受;通过支架安装固定后,应保证机组不晃动,且处于水平状态。

风箱风管管径不得小于VAV箱的引入管径,否则会使管内风速加大,末端噪声变大,同时可能产生风量不足等现象。

方形风管与VAV连接部件未“天圆地方”部件,VAV入口必须有5倍直管圆风管。

4.7 VAV箱连接软管

VAV箱与风口静压箱连接采用玻璃棉纤维复合铝箔软风管。软管安装时,要有独立的、适当的承托,连接风管和风口要使用规范的、具有一定宽度的扎带绑扎,不允许使用钢丝、铁丝绑扎。软风管与风口的连接方式见下图:

软风管与风口连接大样图

软管安装时,如遇到高低障碍物或拐弯处的角度太小时,则需增加支架等保护措施,以保证输送风流的畅通。

VAV箱出口连接的软管管道弯曲半径不能太小以免阻力太大,影响出口风量。

错误接法

软管弯曲不宜过多,应保持平直,以免送风阻力太大,风量达不到设计要求;软管不宜太长。软管安装时可以转弯但是不得超过90度,不允许反向转弯,不允许因弯曲所产生的表面张力。

第五节风平衡对VAV系统的重要性

所有对VAV系统的控制基础就是风平衡。风量不平衡,每个VAV末端就没有足够的风量对室内温度和空气品质进行调节;风量不平衡,就会产生夏暖冬凉的尴尬场景;风量不平衡,整个VAV系统将陷入瘫痪,形同虚设。

5.1 系统风量高速平衡后,应达到下列要求:

A.风口的风量、新风量、排风量、回风量的实测值与设计风量的允许值偏差不大于10%。

B.新风量与回风量之和应近似等于总的送风量,或各送风量之和。

C.总的送风量应略大于回风量与排风量之和。

D.系统风量测定包括风量及风压测定,系统总风压以测量风机前后的全压差为准;系统总风量以

风机的总风量或总风管的风量为准。

5.2 通风空调系统的风量测定与调整

为了实现风平衡,我们就要对系统风量进行测定和调整:

A.为了系统风量的测定和调整的顺序为:第一步,按设计要求调整高速送风和回风各干、支风管,

各送(回)风口的风量;第二步,按设计要求调整空调器内的风量;第三步,在系统风量经调

整达到平衡之后,进一步调整通风机的风量,使之满足空调系统的要求;第四步,经调整后在

各部分调节阀不变动的情况下,重新测定各处的风量作为最后的实测风量。

B.实际情况,绘制系统单线透视图应标明风管尺寸,测点截面位置,送(回)风口的位置,同时

标明设计风量、风速、截面面积及风口外框面积。

C.开风机之前,将风道和风口本身的调节阀门,放在全开位置,三通调节阀门放在中间位置,空

气处理室内中的各种调节阀门也应放在实际运行位置。

D.开启风机进行风量测定与调整,先粗测总风量是否满足设计风量要求,做到心中有数,有利于

下步调试工作。

E.系统风量测定与调整,干管和支管的风量的测定见“风压、风速和风量的测定”。对于送(回)

风系统调整采用“流量等比分配法”或“基准确无误风口调整法”等,从系统的最远最不利的

环路开始,逐步调向通风机。

在调试过程中,经常会碰到风口的形状、规格、风量相同的侧送风口,可以把尼龙丝或薄纸条分别适风口的同一位置上,观察送风时尼龙丝或薄纸条被吹起的倾斜角度是否相同,以判断各闭送风口风量是否均匀。如果有明显的不均匀,再用仪器进行调整,可减少测定的工作量,从而加速调试速度。

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·

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

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。

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

VAV变风量空调系统施工方案

变风量空调系统施工方案 一、工程概况 沈阳南站市政交通工程东广场地下空间总建筑面积约12万m2,地下共二层,地下一层层高5m,主要为商业、公交换乘和机动车库等,地下二层层高4m,主要为机动车库;其中,地下商业区域总建筑面积约49689m2,机动车库区域总建筑面积约66555m2,公交夹层候车厅为半下沉式建筑,层高3.4m,面积约3761m2。 二、变风量空调系统概述 1、变风量空调系统是国际上较为先进的空调系统,其控制方式的本质就是VAV终端控制,(当前一般采用直接数字DDC控制方式),由DDC控制器执行来自现场控制器(如风量传感器、温控器、风量开关系统)及中央控制层的指令,通过调节风量,达到温度控制的目的,为用户创造一个舒适的工作环境。 2、本工程变风量空调系统是单风道逆风系统及独立的新回风系统,其工作原理为以下几点: (1)地下商业区域设置VAV.BOX,由其输送变风量空调送来的一次风到达商业区。 (2)变频机根据各VAV.BOX终端DDC控制器反馈的风量需求信号来改变风机转速,从而改变一次风风量,来满足各区域VAV.BOX的不同风量要求,创造舒适的温度环境。 (3)变频空调机各送、回风、新风口处均设置电动风量调节阀,来平衡调节各区域不同时间段的风量需求。 3、东广场地下一层商业及走道等商业区域采用低速全空气一次回风系统,上送上回的气流组织形式。空调风系统按防火分区划分,组合空调箱(AHU-)对空气集中处理后,通过空调送风系统向各空调区域送风,空调箱、排风机分别设置在相应的空调机房和排风机房内。空调箱均设置粗效(G4 级)与中效(F6 级)两级过滤。 4、为了保证商业区域等空间的空气质量,维持空调房间的正压,设计总送风量≥总排风量。 三、本工程施工执行标准 1、《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243-2002)。 2、设计院提供的施工蓝图。 四、变风量系统施工工艺流程 1、变风量系统施工程序 风管制作、安装→漏风量测试→系统综合调试→交工验收

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%。

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

变风量空调机组介绍

变风量空调机组介绍 变风量空调机组设计特点: 变风量/新风空调机组本身不带冷、热源,由冷(热)源通过管道供给一定的冷(热)源在换热器内循环流动,同时由风机导流的空气,横向掠过换热器,空气与冷(热)媒体通过换热器实现热湿交换。经过处理的空气通过风管送到所需空调的房间,使房间空气得到调节。 浙江联峰空调设备有限公司生产的柜式空调机组包含了立式、卧式、顶装式三种型式,25个风量规格(风量范围1000~60000m3/h),共一百多种不同规格的产品。 公司可为客户提供非标产品的设计(指超出样本的产品),但要通过合同评审。机组配置特点: 变风量/新风空调机组无论何种形式与规格,其标准型的机组主要由送风机、表冷器、空气过滤器、箱体等零部件组成。若用户需要,可以选择增加消声、加湿功能(箱体比标准型略大)。也可以按用户要求另配温度、湿度、风量调节等自控调速装置。 送风机: 主要由机壳、叶轮、电机组成。 a.机壳:采用优质热镀钢板制造(有的表面喷塑),侧板设计符合空气动力的外形,并使风机体积达到最小,侧板进风口处设有过风圈,使空气无损失地进入叶轮。在机壳的出风口设有特定形状的蜗舌板,以阻止出风口气流中形成漩涡。在机壳侧板上预设有一系列的铆螺母孔,以便按用户要求的出风口方向进行安装。 叶轮:采用优质热镀锌钢板制造,叶片设计成符合空气动力的特定形状,使得风机效率高、噪声低。叶片采用铆爪固定在中盘板及端板上,最大功率连续运转保持足够的强度与刚度。 电机:选用国内著名公司产品,属于外转子式低噪声三相异步电动机,它具有轴固式、外壳旋转的特点。叶轮安装在电机外壳直接驱动,尤其当配上调压调速器后可以实现风机无级变速,达到机组实现变风量控制以匹配空调系统的节能运行。送风机安装在减振垫上,确保风机振动小,运行噪声低(风机经动平衡试验)。

中央空调VAV空调系统优劣对比

VAV空调系统简介 变风量(Variable Air Volume)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。Delta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VAV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VAV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(VAV)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VAV空调箱装置的变风量空调系统,其送

(完整版)定风量空调系统与变风量空调系统有什么区别

定风量空调系统与变风量空调系统有什么区别? xjshuang520258回答的很专业,所谓的变风量空调系统也就是我们通常所称的VAV(Variable Air Volume)空调系统,该系统于60年代在美国诞生,其基本原理是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。在当今特别提倡节能和舒适性的条件下,变风量空调系统正在逐渐被人们接收并得到应用。变风量空调系统主要有以下几个优点: 1、由于变风量空调系统是通过改变送入房间的风量来适应负荷的变化,而空调系统大部分时间的部分负荷下运行,所以风量的减少带来了风机能耗的降低。 2、区别于常规的定风量或风机盘管系统,在每一个系统中的不同朝向房间,它的空调负荷的峰值出现在一天的不同时间,因此变风量空调器的容量不必按全部冷负荷峰值叠加来确定,而只要按某一时间各朝向冷负荷之各的最大值来确定。这样,变风量空调器的冷却能力及风量比定风量可风机盘管系统减少10-20% 。 3、变风量空调系统属于全空气系统,与风机盘管系统相比有明显的好处是冷冻水管与冷凝水管不进入建筑吊顶空间,因而免除了盘管凝水和霉变问题。 ?变风量空调就是“变频空调”,它根据调整的环境温度自动变换出口的风量大小,从而达到在要求的温度范围左右。同时又节约了电。定风量的空调是不可以自动调节的,是用开开停停的方式来保持所调整环境温度范围左右的。 变风量与定风量空调系统之比较 (1)可以根据不同房间的使用要求来独立控制同一风系统中的各房间的温度。而不是象定风量系统中 只能控制总的回风温度。其每个VAV未端装置可自配温度控制,随着所控制区域的温度变化,自动调 节送风量。 (2)综合能效比高,这主要体现在两点: ①同一风系统中,不同房间一般是不可能同时达到最大负荷值,因此尽管每个VAV未端的最大送风量 可按房间最大负荷来选择,但空调机组总送风量应按各房间的逐时负荷之和的最大值来计算而不是象 定风量机组那样送风量为各房间最大送风量之和,因此,从设计上, VAV系统空调机组的送风量的选 择就比定风量空调机组低,使机组尺寸减小,所占机房面积也有所减少;同时,其设计的用电安装容量 下降,电气报装费也将下降。 ②在运行时,随着负荷的降低,VAV未端的风量减少,其空调机组的送风量也相应减少(通常以变频 调速的方式通过出口静压来控制风机转速)。由于一幢建筑的空调负荷(尤其是冷负荷)在全年中只有 大约5%的时间内出现满负荷情况,其余时间均是在低负荷工况下运行,因此,其全年运行的能耗大大降低,这也是VAV系统的一个主要优点。 ③对房间的灵活分隔有利,目前的办公搂多采用大开间设计,而用户通常会按自己的使用要求进行二次 分隔及装修,只要VAV未端的风量与其所在的每个房间的负荷相匹配即可。 与风机盘管加新风空调系统相比,VAV系统有以下特点: (1)室内无水管。众所周知,大陆的施工比发达国家有较大的差距,一幢建筑完工交付使用后,其水 管漏水及冷水管保温不严产生凝结水的现象相当普遍,对房间的使用者极为不利,用风机盘管,水管必然要进入室内,而VAV系统属于全空气系统,这一弊病就自然消除了。 (2)检修工作量减少。数量众多的风机盘管对检修来说是极为困难的,就本工程来说,如果全部采用 风机盘管,需千台以上,而采用VAV系统,仅有几十台空调机组,且其检修都集中在空调机房内进行,

变风量系统VAVBOX空调调试工法

变风量(VAV)系统空调调试工法 编制: 审核: 批准: 日期:

目录 1 前言 2 工法特点 3 适用围 4 变风量末端装置调试原理 5 系统调试流程及调试操作方法 6 安全措施 7 应用实例

1 前言 变风量(VAV)空调系统是一种通过改变送风量来调节室温湿度的空调系统。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。 而在我国,随着国民经济的快速发展,人们的生活品质正在逐步提高,对室的空气环境的要求也越来越高。为了满足人们的需要,建筑物空调系统正在快速的普及和发展。与此同时,建筑物的能耗也越来起大。然而全球气候变暖,因此,在满足人们需要的同时,必须利用现代先进的自动控制系统,大力开发节能型空调系统。 应对于新型空调系统,采用新型的检测调试方法。为了不影响工程交工验收和数据的准确性,总结了个别工程的经验,为我公司的变风量(VAV)系统的检测调试提供依据。特编制本工法。 2 工法特点 变风量空调系统由空调机组和末端装置(VAV BOX)组成,末端装置(VAV BOX)箱安装于吊顶,与末端风口采用带强度的保温软管进行连接。一般VAV BOX均带2-5个风口,风量的调节全部在吊顶完成,因此检测时,需要其它专业施工到位,方能编制检测调试方案以及平衡调整。 3 适用围 本工法适用于负荷变化较大的建筑物,如:办公大楼,多区域控制的建筑物以及公用回风通道建筑物。

3.1 负荷变化较大的建筑物 由于变风量可以减少送风机和供冷、暖的能量(因为可利用灯光及人员等热量),故负荷变化较大的建筑物可以采用变风量系统。 若建筑物的玻璃窗面积比例小,外墙传热系数小,室外气候对室影响较小,则不适合采用变风量系统。因为部分气候时的负荷能量较小。 例如办公大楼,一旦建筑物有人员聚集和灯光关闭开启,负荷就接近尖峰;人员离开和灯光关闭负荷就变小,因此负荷变化较大。 再如图书馆或公式建筑,具有较大面积的玻璃幕墙和有较大负荷变化的时间长。 3.2 多区域控制的建筑物 多区瑾控制的建筑物适合采用变风量系统,因此变风量系统在设备安装上比较灵活,因此用于多区域时,比一般传统的系统更为经济节能。 3.3 公用回风通道的建筑物 具有公用回风通道的建筑物可以成功的采用变风量系统,公用回风通道可以获得满意的效果,因为如采用多回风通道时,可能产生系统静压过低或过高的情形。 一般来说,办公林楼和学校均可采用公用回风通道,然而,也有一些建筑物不适合采用,如医院的隔离病房,实验室和厨房等,因为采用公用回风通道会互相污染空气。 4 变风量末端装置调试原理 变风量空调系统中的空调机组采用变频风机,送入每个房间的风量由变风量末端装置VAV BOX控制,每个变风量末端装置可根据房间的布局设置几个送风

变风量空调系统的设计和工程实例模板

变风量空调系统的设计和工程实例 本站收集-07- :33:41 相关网站 变风量空调系统的设计和工程实例 、 八 、- 刖 言 变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来适应区域内负荷变化的一种空调系统。 和提供良好的舒适性。 当今变风量空调系统已经发展到能够经过计算机网络对空调系统进行实时采样、候、全 方位、全过程控制智能化,并成为现代化智能化大楼的一部分。 iWfl 丽 / 其最大优点在于节能 监测、分析和调控,实现全天

1变风量空调系统简介 1.1变风量空调系统的工作过程 一个典型的智能化控制型单风管带再热盘管的变风量空调系统如图1所示。 空调室内回风与室外新风混合,经集中式空调机组处理后,由风管送到各个空调区域。控制器根据室内负荷的大小,经过改变变风量末端风阀的开度,调节送入室内的风量;当室内需要供热时,再热盘管的热水阀打开,送风温度提高,经过改变变风量末端风阀的开度,调节送入室内的热风量。 空调房间送风量的改变,导致送风总管静压的变化,总管压力传感器测量风管系统静压后,由自控系统经过调节风机的送风量实现定静压控制。 冷水盘管的三通阀调节冷水的流量使送风温度保持恒定,新风量和室内正压由送风机和回风机同时控制。 系统的各个测量点能够与计算机通讯,进行实时监测、分析和调控并能够优化控制参数,实现最佳的控制方案。 1.2变风量空调系统的分类 广义上说,凡是改变系统送风量的空调系统都是变风量空调系统。在当前的工程实际中,变风量空调系统主要有 以下两种形式:单风管变风量系统和双风管变风量系统。其中单风管变风量系统又分为普通单风管变风量系统和单风 管末端再热变风量系统。 双风管变风量空调系统分别设有冷、热风管,能够根据室内的负荷情况精确地调节供冷量和供热量,在任何情况下均可满足房间的温度要求,具有调节方便、热稳定性好的特点。适合在一些舒适性要求高的空调场所使用。 1.3变风量末端的分类 变风量末端分为两种类型:变风量箱和变风量风口,其区别在于前者改变风量后再由某种形式的风口向空调室内送风,而后者则是直接在送风口处改变送风量。二者的工作特性和气流组织有很大的不同。

变风量空调系统设计方案

变风量空调系统设计方案 变风量空调系统的检测与控制 变风量空调系统,可以根据各个房间或区域的空调负荷变化情况,用变风量末端装置(VAV BOX)分别调节各个房间或区域的送风量,来控制室内环境温度。这种系统可以降低非设计条件下的风机运行的能量消耗,运行费用较省。变风量空调系统主要由以下几部分组成:空气处理机组,室内温控器,变风量末端装置(VAV BOX)和智能变频控制器。空气处理机组是由新风阀、回风阀、送风阀、预热器、表冷器和送风机等组成。 2.1系统工作原理 为获得空调系统的实时负荷情况,在每个建筑单元内装设一个室内温控器,用来检测室内温度,并与用户设定的期望温度值进行比较,当二者出现差值时,温控器改变变风量末端(VAV-BOX)装置内的风阀开度,减少或增加送入室内的风量从而调节室内的温度,直到室内温度恢复为设定值为止。同时,根据末端VAV-BOX 的负荷情况,通过变频控制器调节送风机 速度,起到节能作用。送风机速度控制方法有定静压、变静压、总风量等控制方法。通常采用的定风量空调系统,其追踪房间负荷变化的手段是控制回风温度,调节冷热水阀门。在这个过程中,送风量保持不变,送风机的能耗不变。但对于变风量空调系统来说,追踪房间负荷变化的主要手 段是控制各个末端的送风量。由于空调负荷在全年的绝大多数时间里都低于设计负荷的状态,因此,低负荷时减少风机的送风量,将使得送风机的能耗得以降低,因而达到全年节能的目的。而由于变风量空调系统增加了系统静压、最大/最小送风量、以及新风量等控制环节,由此加大了其控制系统的复杂程度。变风量空调机组检测与控制系统原理图如图2所 示。 2.2 检测与控制功能 2.2.1变风量空气处理机组的检测与控制 (1)新风温、湿度检测 (2)送风温、湿度检测 (3)回风温、湿度检测(4)送、回风动压检测(5)风管静压检测(6)风机变频调节(7)滤网压差报警检测(8)防冻报警检测

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。

毕业设计-变风量空调系统的设计和工程实例

变风量空调系统的设计和工程实例 目录 1 变风量空调系统简介 (2) 1.2 变风量空调系统的分类 (2) 1.3 变风量末端的分类 (2) 1.4 变风量空调系统的优点 (2) 1.5 变风量空调系统的适用范围 (3) 2 变风量系统设计 (3) 2.1 空调分区 (3) 2.2 风系统设计 (4) 3.2 TF变风量风口的特点 (5) 3.3 适用范围 (6) 3.4 采用TF变风量风口的空调系统设计 (6) 4 变风量空调工程中的控制与调试 (8) 4.1 变风量空调系统的参数控制 (8)

变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来适应区域内负荷变化的一种空调系统。其最大优点在于节能和提供良好的舒适性。 当今变风量空调系统已经发展到可以通过计算机网络对空调系统进行实时采样、监测、分析和调控,实现全天候、全方位、全过程控制智能化,并成为现代化智能化大楼的一部分。 1 变风量空调系统简介 1.1 变风量空调系统的工作过程 一个典型的智能化控制型单风管带再热盘管的变风量空调系统如图1所示。 空调室内回风与室外新风混合,经集中式空调机组处理后,由风管送到各个空调区域。控制器根据室内负荷的大小,通过改变变风量末端风阀的开度,调节送入室内的风量;当室内需要供热时,再热盘管的热水阀打开,送风温度提高,通过改变变风量末端风阀的开度,调节送入室内的热风量。 空调房间送风量的改变,导致送风总管静压的变化,总管压力传感器测量风管系统静压后,由自控系统通过调节风机的送风量实现定静压控制。 冷水盘管的三通阀调节冷水的流量使送风温度保持恒定,新风量和室内正压由送风机和回风机同时控制。 系统的各个测量点可以与计算机通讯,进行实时监测、分析和调控并可以优化控制参数,实现最佳的控制方案。 1.2 变风量空调系统的分类 广义上说,凡是改变系统送风量的空调系统都是变风量空调系统。在目前的工程实际中,变风量空调系统主要有以下两种形式:单风管变风量系统和双风管变风量系统。其中单风管变风量系统又分为普通单风管变风量系统和单风管末端再热变风量系统。

智能建筑中变风量空调系统的控制与研究

智能建筑中变风量空调系统的控制与研究 发表时间:2019-01-09T09:52:38.507Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第30期作者:罗汉权[导读] 在接下来的文章中,将围绕智能建筑中变风量空调系统的控制方面展开详细研究,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司福建 361000 摘要:随着人们对生活水平有了更高的要求,智能建筑越来越顺应潮流,高效,节能、舒适的变风量空调系统会逐渐被广泛运用到智能建筑中去。这对智能控制系统有了更高的要求,解决变风量空调的控制问题越来越迫切,通过不断的探索和研究,掌握精准的控制技术才能发挥VAV空调系统的作用,更好的运用到人们的日常生活、学习、工作中去。基于此,在接下来的文章中,将围绕智能建筑中变风量 空调系统的控制方面展开详细研究,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。关键词:智能建筑;变风量;空调系统;控制 引言 根据数据报告分析,我国建筑行业的持续发展带动了智能建筑的发展,智能建筑的出现是有时代背景和技术支持。信息全球化、经济全球化为智能建筑的发展创造了良好的环境,通信技术、计算机技术、控制技术的发展为智能建筑提供了技术上的有力支持。变风量空调是智能建筑的一个重要组成部分,空调系统对于空气的处理,使得室内维持特定的温度、湿度、气流流通以及洁净度,优于传统空调系统,更能满足用户节能、舒适、安全的要求。变风量空调系统是通过改变送入房间的风量来适应室内负荷的需求,可根据室温的高低自动调节风量。随着能源问题的出现,人们越来越关注节能,计算机的发展,控制技术的愈加完善,都将促使VAV空调系统在国内的普及运用。 一、智能建筑概念分析智能建筑是指根据用户的需求将建筑物的结构、服务、管理等进行最优的组合,为用户提供舒适、便捷的智能环境。智能建筑是现代化科技发展下的产物,集合了现代计算机技术、建筑技术、控制技术等等,实际的工作当中能够为用户提供优质的服务,给用户带来更加人性化的生活环境。智能建筑在国外已经成为一种发展趋势,但是由于技术的复杂性和智能控制在国内发展较为缓慢,我国国内智能建筑的普及并不广泛,因此要研究先进的技术在智能建筑上的运用,随着技术的不断进步,VAV空调系统在国内的发展也将愈来愈好。 二、变风量空调系统组成和监控(一)变频空调机组及其监测控制在变风量空调系统中,为了满足下游风道、末端装置(特别是最不利末端)及送风口的压力要求,通常用静压传感器的测定值来确定风机控制频率,并通过调节风机转速改变送风量从而改变静压控制点的静压值。在设计时,一般为减小在风道阻力造成的损失影响,要求施工时将静压传感器尽可能安装于靠近管路末端的位置,这样理论上就可以将静压设定值减少到越小,因而越能减小风机功耗。而实际上最不利末端很难定义,且任何一个末端在工况变化时都有可能成为最不利末端,这也是变风量空调系统的动态特性决定的。因此,在实际系统实施中,一般会把静压传感器安装在送风机与最远末端距离的2/3风道处,并且风机正常运转时的送风量应为系统总风量的50%~75%,这样既能保证系统的节能,又能防止噪声对环境的影响。同时,为保证系统风量满足功能要求,而且不会造成能量浪费,变风量空调系统的最大送风量一般取各房间最大送风量的70%~80%,最小送风量一般取系统最大送风量的40%~50%。变频空调机组所监控的主要内容包括:变频空调机组运行状态、手自动状态、故障报警、风压状态;变频器工作状态、频率反馈;过滤网阻塞报警;防冻报警;送风温度、湿度;回风温度、湿度;风道静压力;二氧化碳浓度;变频空调机组启停控制;加湿器开关控制;变频器频率调节;水阀开度调节;新风阀、回风阀、排风阀开度调节。(二)变风量空调系统的联动控制变风量空调系统的风量控制方式主要有以下三种:定静压控制方式、变静压控制方式和总风量控制方式。其中,定静压控制方式相对普遍,但是为了保证系统风道中的压力,可能会增加风机的能耗,而且增加VAV末端风阀的噪声;相对来说,变静压控制方式比较复杂并且调试难度大,特别是需要多次换季调试,但是可以有效地降低风机能耗;总风量控制方式是根据系统各末端所需风量之和与系统当前总风量相匹配的原则设计,多用于对风机动力型的VAV末端的控制。下面对典型变风量空调系统的基本设备变频空调机组和VAV末端装置的联动控制方式做简要介绍。第一,变频空调机组的联动控制。首先,根据时间表自动控制或通过鼠标强制控制空调机组的启停,联动调节新风阀和回风阀的开关,并根据室外温湿度和室内温湿度调整新风阀和回风阀的开度值;另外,在机组运行时根据回风温度及室外温度与回风温度设定值通过PID调节送风温度设定值,并通过送风温度与调整后的送风温度设定值对水阀开度再次进行PID调节,保证回风温度无限接近设定回风温度值并趋于稳态;最后,在机组运行时根据回风CO2浓度调整排风阀开度,并联锁区域排风机的启停,保证室内的空气质量;第二,VAV末端装置的控制。室内温度主要通过放置在房间内末端装置的温控器进行设定。当实际值偏离设定值时,VAV控制器会根据实际值与设定值的偏差大小重新确定送风量,并根据反馈值进行校正,改变送风阀开度以调节送风量。 三、智能建筑中变风量系统控制技术智能建筑中变风量系统控制技术主要从控制方案和控制效果两个方面展开论述[1]。(一)控制方案变风量空调系统和智能控制是不可分割的,各个房间的送风量随着房间负荷的变化而变化,这就对智能控制有了更高的要求,要想实现节能、便捷的特性就必须依靠智能控制来完成。房间送风量控制:依靠末端装置来实现的,而其控制又分为三类:压力相关的、压力不相关的、限制风量的。通过风量调节阀,来完成改变风量的指令;相对湿度的控制:为了保障室内空气的舒适,湿度的控制也极为重要,可以调节送风含量来获得适宜的湿度;在变风量系统中,回风机的自动调节可以确保送风、回风保持一定的平衡;小规模的变风量空调系统中可采用变静压法的变风量系统控制,在通常的变风量系统中采用定静压法的变风量系统控制;为预防盘管在冬季冻裂,可在新风入口处设置电动风阀,并同送风机连锁开关,从而达到防护作用;而总风量控制能有效避免它们两者的缺点,节能效果处于二者之间,控制上也较为稳定,并且简单、效果明显。(二)控制效果

相关文档
最新文档