定静压变风量系统静压设定值确定方法
变风量空调系统的几种控制方法
变风量空调系统的几种控制方法作者：张红娣来源：《中国新技术新产品》2008年第22期摘要：本文介绍了变风量空调系统的三种控制方法的控制原理、特点及其优缺点。
关键词：变静压控制法；直接数字控制法变风量；风机总风量控制法一个好的变风量空调系统，除了精确的设计计算，合理的系统布置，到位的施工安装外，选择一个最佳的控制方法也很关键。
在工程实际运用中，采用较多的有：定静压控制法；变静压控制法；直接数字控制法（DDC）；风机总风量控制法。
以下将就这四种方法加以一一论证。
1 变静压控制法1.1 变静压控制方法所谓变静压控制，就是使用带风阀开度传感器，风量传感器和室内温控器的变风量末端，根据风阀开度控制送风机的转速，使任何时候系统中至少有一个变风量末端装置的风阀是全开的。
变静压控制法的控制原理图如下所示：从变静压控制法的控制原理图中，我们可以推知其控制方法：变风量末端装置的风阀是全部处于中间状态→系统静压过高→调节并降低风机转速。
变风量末端装置的风阀是全部处于全开状态，且风量传感器检测的实际风量等于温控器设定值→系统静压适合。
变风量末端装置的风阀是全部处于全开状态，且风量传感器检测的实际风量低于温控器设定值→系统静压偏低→调节并提高风机转速。
1.2变静压控制方法的优点与定静压控制方法相比，节能效果明显我们知道，其中，N为风机的功率Q为风机输送的风量，P为风机所产生的风压，n为风机的转速。
当空调负荷变小时，风量Q从正常工况点Q1减少到Q2时，如图所示：很明显，由于变静压控制法的n2小于定静压控制法的n1，风机功率N与风机转速n成3次方关系，故变静压控制法的节能效果比定静压控制法好。
控制精度高 ;房间的温湿度效果更好1.3变静压控制方法的缺点增加了阀开度控制，相应增加了投资成本，使控制更加复杂，调试更加麻烦。
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。
2直接数字控制法（DDC）所谓直接数字控制法（DDC）就是计算机在参加闭环的控制过程中，不需要中间环节（调节器），而用计算机的输出去直接控制调节阀、风机等执行机构。
VAV系统经常采用3种控制方式
关于VAV变风量系统几种调试方式的分析关于VAV系统常采用3种控制方式：定静压、变静压、总风量法，各种控制方式的原理如下：一. 定静压方式定静压控制模式的基本原理是：为了节能应尽量减少风道中的静压，但应使风道中的最小静压值能满足各个末端的能量需要。
根据V A V末端设备风量需求的大小，满足主风管最小静压值的情况下来控制风机的转速，达到节能的目的。
因此需要在风道最不利点设置压力传感器。
AHU出风口风压最大，随着风管的延伸，风压逐渐变小，但是风管末端风压上扬。
因为风道风量实际不会很均匀，根据实验数据，风压最低点约在距主风管末端1/3处（风道压力分布如图1所示）。
在实际使用中，更多的情况是多道风管并列安装（如图2所示）。
此时风机的频率将由多道风管中最小的静压值来控制。
图1单风道定静压控制原理图图2 多风道定静压控制原图定静压法的不足之处在于：静压传感器的位置和数量很难确定，而且不可避免的会使风机转速过高，达不到最佳的节能效果；同时在一定的系统静压下室内的需求风量只能由VAV所带风阀调节，当阀门开度较小时气流通过噪声加大，影响室内环境。
二、变静压法正是因为定静压法具有很多的不足之处，于是在保证系统风量要求的同时尽量降低送风静压的变静压法随之产生。
变静压系统控制与定静压系统控制的主要区别是AHU风机转速的控制依据不同，即风道静压值在运行过程中是否会发生变化。
为了要使送风管的静压满足要求，不会有饥饿的V A VBOX产生，又要使静压值尽量的低，达到最大的节能效果，我们要求静压值随负荷的变化而变化，在此要求下，产生了变静压控制模式。
在变静压模式中，系统只要在风道的任意位置设置一个静压检测点即可，如图3所示，在运行过程中将不断地去巡检V A VBOX的阀位，看当前的风道静压是否满足需求。
图3 变静压系统控制原理图其控制原理是通过变频来调节送风机的输出风量大小，在保持VAV末端最大的阀门开度在70%-90%之间，即：使阀门尽可能全开和使风管中静压尽可能减小的前提下，通过调节AHU风机频率以改变空调系统的送风量，达到节能的目的。
变风量空调系统变静压设定值及新风量保障控制方法研究
变风量空调系统变静压设定值及新风量保障控制方法研究摘要：分析了变风量空调系统中风机的现有控制方法，提出了基于实测主风管风量的静压整定值的重置方法。
在小型变风量系统实验室进行了静压法和静压复位法实验，并对两种控制方法进行了比较。
针对实验室实验的局限性，在仿真平台上进行了一系列仿真实验。
最后，从系统稳定性、风机节能潜力和应用范围等方面对静压复位法进行了评价。
关键词：变风量空调系统；风机控制；静压重置引言：变风量空调系统的突出特点是风量随负负荷的变化而变化。
系统运行和节能的关键是风机的控制。
在实际工程中，通常从简单、可靠、稳定和节能的角度来评价风机控制方法。
目前常用的控制方法有:恒静压法、最小阻力法、总风量法等。
在节能和稳定性方面存在一些问题，还有优化的空间。
静压复位法的理论分析及相关讨论1.1静压复位方法如引言中所述，静压复位法本质上是对恒定静压法的改进，其目的是使系统静压设定点跟踪负荷变化，以避免系统管道中的静压在部分负荷下仍保持在较高值，并且风扇头在下降阀上消耗过多。
实现静压复位需要解决两个主要问题:1)如何表征系统负载变化；2)静压设定值如何随着负负荷的变化而变化？本文的这一部分针对这两个问题行详细讨论。
1.2静压复位依据和复位功能1.2.1静压复位的依据由于负荷变化不能直接测量，考虑到变风量系统的总风量随负荷变化而变化，主风管中实测风量与设计风量之比称为相对风量(或部分负荷率)，它是系统负荷变化的特征量，其定义公式为R = L′L0(1)总风管测量风量的l型，m3/s；L0是主风管的设计风量，m3/s。
静压设定值的复位功能是pset =f(R) (2)其中pset为静压设定值。
1.2.2关于复位功能的讨论假设每端的相对空气量相等(即，每端的部分负荷率与系统的总部分负荷率一致)。
在设计条件下，恒静压法和静压复位法的工作状态点均为1；当系统负荷为部分负荷L1和L2时，定静压法是保证定静压点的静压值PS，风力发电机的工作点分别为2和3，风机阻力曲线上升；和对于静压复位法，静压点的静压值可以根据测得的主风道风量来改变，这样系统的阻力曲线可以尽可能保持不变。
VAV系统经常采用3种控制方式
VAV系统经常采⽤3种控制⽅式关于VAV变风量系统⼏种调试⽅式的分析关于VAV系统常采⽤3种控制⽅式：定静压、变静压、总风量法，各种控制⽅式的原理如下：⼀. 定静压⽅式定静压控制模式的基本原理是：为了节能应尽量减少风道中的静压，但应使风道中的最⼩静压值能满⾜各个末端的能量需要。
根据V A V末端设备风量需求的⼤⼩，满⾜主风管最⼩静压值的情况下来控制风机的转速，达到节能的⽬的。
因此需要在风道最不利点设置压⼒传感器。
AHU出风⼝风压最⼤，随着风管的延伸，风压逐渐变⼩，但是风管末端风压上扬。
因为风道风量实际不会很均匀，根据实验数据，风压最低点约在距主风管末端1/3处（风道压⼒分布如图1所⽰）。
在实际使⽤中，更多的情况是多道风管并列安装（如图2所⽰）。
此时风机的频率将由多道风管中最⼩的静压值来控制。
图1单风道定静压控制原理图图2 多风道定静压控制原图定静压法的不⾜之处在于：静压传感器的位置和数量很难确定，⽽且不可避免的会使风机转速过⾼，达不到最佳的节能效果；同时在⼀定的系统静压下室内的需求风量只能由VAV所带风阀调节，当阀门开度较⼩时⽓流通过噪声加⼤，影响室内环境。
⼆、变静压法正是因为定静压法具有很多的不⾜之处，于是在保证系统风量要求的同时尽量降低送风静压的变静压法随之产⽣。
变静压系统控制与定静压系统控制的主要区别是AHU风机转速的控制依据不同，即风道静压值在运⾏过程中是否会发⽣变化。
为了要使送风管的静压满⾜要求，不会有饥饿的V A VBOX产⽣，⼜要使静压值尽量的低，达到最⼤的节能效果，我们要求静压值随负荷的变化⽽变化，在此要求下，产⽣了变静压控制模式。
在变静压模式中，系统只要在风道的任意位置设置⼀个静压检测点即可，如图3所⽰，在运⾏过程中将不断地去巡检V A VBOX的阀位，看当前的风道静压是否满⾜需求。
图3 变静压系统控制原理图其控制原理是通过变频来调节送风机的输出风量⼤⼩，在保持VAV末端最⼤的阀门开度在70%-90%之间，即：使阀门尽可能全开和使风管中静压尽可能减⼩的前提下，通过调节AHU风机频率以改变空调系统的送风量，达到节能的⽬的。
风管空调风量与静压的关系
风管空调风量与静压的
关系
文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
风管空调静压与风量的关系
通风机的工作参数
表示风机性能的主要参数是风压P、风量Q、风速V、截面积A、密度ρ全压（PT）=静压（Ps）+ 动压（Pv）
风速v2=2*动压(Pv)/ ρ
风量（Q）=风速（V）×截面积(A)
结论
由上公式推论出：在风机全压值固定不变，静压增大→动压降低→风速减小（风速与动压成正比）→风量减小→导致空调送风量减小，达不到空调应有的使用效果；
同理：把回风管接长，送风管接短，并调高静压的情况下，会导致回风量不足，造成空调使用效果差。
空调使用寿命方面：若将系统中的大部分低静压机型静压调大，会造成整个系统的送风量或回风量不足，极易造成系统压缩机的液击现象，造成压缩机毁坏。
所以空调厂家一般都不建议低静压机型接较长的风管，针对这个区域，空调可选用每个厂家均有的中、高静压机型。
附、风管机的压力：
（1）全压（PT）：所谓全压就是静压与动压之和，在使用上常以
kgf/m2或mmaq来表示。
在风机中全压值是属固定，并不会因风管缩管而产生变化
（2）静压（Ps）：所谓静压就是流体施加於器具表面且与表面垂直的力，在风机中一般是由於重力与风扇之推动所造成。
具体来讲，静压就是把风机开到最大档位，封住风的出口，里的压力增大。
（3）动压（Pv）：所谓动压就是流体在风管内流动之速度所形成之压力，在使用上常以kgf/m2或mmaq来表示.。
空调风管静压选择的确定方法
1.压力的种类。
动压—由风速而产生的压力；空调厂家设计时均已经考虑，无需计算。
静压—垂直作用于风管壁面的压力，用于克服风管阻力；所以，对于风管机组有零静压和带静压之分，零静压指静压为0pa，不能接风管，因为无法克服风管阻力，而使得风无法吹出。
带静压机组指带有静压，可以接风管，因为静压可以克服风管阻力。
全压—静压和动压之和；机外静压—机组出风口处的静压，已经扣除机组风机、翅片等的阻力损失；机外余压—机组出风口处的全压，包括机外静压和动压。
2.推荐风速。
风速指通风管道内空气流动的速度。
一般空调系统的风速在14m/s 以下（属于低速风管），阻力计算的误差较小。
低速空调系统的风速因处于通风系统的不同位置而不同，推荐风速可参照表 2-1，表 2-2，表 2-3。
表 2-1 低速风管推荐风速（m/s）表 2-2 低速风管系统的最大允许流速（m/s）表 2-3 以噪声标准控制的允许风速（m/s）3.风管截面积的确定。
当空调房间送风量为已知时，确定送风管道截面尺寸的方法有两种：假定风速法和比阻法，假定速度法比较常用，下面给您简单介绍一下。
首先应已知空调送风量（参照前述的方法），然后根据建筑物的空调送风系统查出风速值（假定风管中的风速，再通过下式计算出风管面积。
最后确定风管的管径（圆管直径或矩形管道的边长）。
风管截面积计算公式：F=L/（v×3600）m2(3-1)式中L--风量m3/h；v--风速m/s；F--风管面积m2风管静压选择的确定1.空调通风管道阻力计算步骤风管系统的计算总阻力包括：沿程损失和局部阻力（摩擦阻力和局部阻力）。
一般在通风系统中用的最多的是等压损法和假定速度法，现以假定速度法为例说明之。
计算前应先绘制出风管系统的轴侧图，然后进行分段编号，表出风管尺寸、风管长度和风量。
（注意：计算阻力时必须选择压力损失最大的管路计算，通常选择管路长度最长的管路。
）具体计算方法如下：1)假定各管段的风速；2)计算出该段的管道截面尺寸；3)选出标准风管尺寸；4)重新按标准风管尺寸，计算出管内的实际流速；5)进行各管段的阻力计算；具体的计算公式如下：1.直管路的压力损失（沿程阻力）（pa）＝L×△PL：直管长度（m）△P：单位摩擦损失（pa/m）2.弯头、分支、手动阀门等部位的压力损失（摩擦阻力）（pa）＝个数×△Pt△Pt＝ζ×（V2/2g）×γ△Pt：局部压力损失（pa/个）ζ：局部阻力系数；V：风管内风速（m/s）g：重力加速度9.8m/s2γ：比重 1.2kg/m33.直管及弯头、分支、阀门类等（总管路）的压力损失 H（pa）H=K1×（L×△P＋个数×△Pt）K1为风管材料的修正系数2.空调通风管道阻力概算对于一般通风空调系统，风管压力损失值H（pa）可按下式估算H=△P×L（1＋K）式中△P＝1.0-2.0pa/m。
风管空调风量与静压的关系
风管空调静压与风量的关系
通风机的工作参数
表示风机性能的主要参数是风压P、风量Q、风速V、截面积A、密度ρ
全压（PT）=静压（Ps）+ 动压（Pv）
风速v2=2*动压(Pv)/ ρ
风量（Q）=风速（V）×截面积(A)
结论
由上公式推论出：在风机全压值固定不变，静压增大→动压降低→风速减小（风速与动压成正比）→风量减小→导致空调送风量减小，达不到空调应有的使用效果；
同理：把回风管接长，送风管接短，并调高静压的情况下，会导致回风量不足，造成空调使用效果差。
空调使用寿命方面：若将系统中的大部分低静压机型静压调大，会造成整个系统的送风量或回风量不足，极易造成系统压缩机的液击现象，造成压缩机毁坏。
所以空调厂家一般都不建议低静压机型接较长的风管，针对这个区域，空调可选用每个厂家均有的中、高静压机型。
附、风管机的压力：
（1）全压（PT）：所谓全压就是静压与动压之和，在使用上常以kgf/m2或mmaq来表示。
在风机中全压值是属固定，并不会因风管缩管而产生变化
（2）静压（Ps）：所谓静压就是流体施加於器具表面且与表面垂直的力，在风机中一般是由於重力与风扇之推动所造成。
具体来讲，静压就是把风机开到最大档位，封住风的出口，风箱里的压力增大。
（3）动压（Pv）：所谓动压就是流体在风管内流动之速度所形成之压力，在使用上常以kgf/m2或mmaq来表示.。
中央空调变风量系统变静压
中央空调变风量系统变静压-修剪与响应法应用研究背景总风量控制法中国石油大厦中央空调系统采用全空气变风量V A V系统。
相对于定风量CA V系统来说，变风量V A V系统本身就是一种节能的中央空调系统，根据风压设定点和末端风阀调整空气处理机组AHU的风机转速以达到节能的效果。
传统的V A V运行控制策略是定静压运行，即给风道中一个固定的静压设定点，当末端风阀位置改变时，风道压强会有所变化，风机只需调整转速以维持固定的静压设定点。
然而，这个静压设定点往往是根据最大设计工况选取的，必须满足最大制冷负荷下V A V末端对于风量的要求，所以设定点一般比较高。
但是在多数的运行时间内系统往往不需要如此高的风压，V A V末端风阀一般会处于比较低的位置，始终保持一个较高的压强设定则是对风机用能的浪费。
根据负荷变化适度调整实际风压是节省风机能耗的有效途径。
基于以上问题，中国石油大厦当前采用的是总风量控制法，即将所有V A V末端风量设定点加和，AHU风机自动变频以维持这个加和总风量的需要。
相对于定静压法来说，总风量法实现了对压强设定点的调整，起到了进一步节能的作用。
同时总风量法逻辑运算简洁，易于在实际应用中实施和调试。
在石油大厦几年来的实际运行中，一直保持着稳定而节能的效果。
然而，总风量法也存在一些缺点。
由于总风量法并不能控制每一个末端风阀的位置，所以无法保证多数风阀处于高位以尽量降低风道压阻。
对于一个给定的总风量设定点，风阀位置越低，风机越要加大转速以达到较高的风压；反之，当末端风阀开度较大时，风机在低转速下也可以实现同样的总风量。
总风量法只需满足总的风量需求，而末端的风阀可能仍然处于比较低的开度，所以不一定能最大程度的节省风机能耗。
另外，当个别V A V末端风量需求增大而其余末端风量需求减小时，总的风量在减小，就会出现个别末端风阀全开也不能满足其供风需求的情况。
有的V A V系统主风道没有安装风量传感器，如果采用总风量法还需要事先确定风机转速和风量关系曲线，而在所有末端风阀都在动态变化的大系统内很难确定这个关系曲线。
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定静压变风量系统静压设定值确定方法
摘要：定静压变风量系统因其较好的节能优点在国内已得到广泛应用。
如何确
定合适的静压值是定静压变风量系统的高效、稳定运行的关键。
静压值设定过高，会造成能源浪费，静压值设定过低会造成部分阻力较大区域无法达到所需一次风量。
结合当前国内外在静压值的确定方法，以便快速准确的确定静压值，对定静
压变风量系统的准确高效控制具有重要意义。
关键词：定静压变风量；静压值；最不利点；
引言：变风量空调系统是根据末端负荷变化来调节进入末端区域风量的工作
原理来调整末端负荷。
其组成模式为在末端房间设置变风量调节装置，每个区域
可单独调节温度，将末端负荷变化情况反馈至控制系统，通过调整送回风阀开度、风机频率来调节总送、回风量，从而达到控制末端负荷的情况。
VAV系统诞生于
美国，VAV系统由于其舒适性高、末端系统的灵活性较高，水系统不进办公区，
易于进行改、扩建，尤其在写字楼这种租赁主体变更较频繁，末端格局需重新装
修变动的商业主体上得到广泛应用。
随着人们生活水平的提高以及地球资源的枯竭，VAV系统由于其节能效果显著在国内高端写字楼项目得到广泛推广，甚至已
成为当前国际高端写字楼的标配。
当前VAV系统的主要控制方法有定静压法、变静压法、总风量法。
定静压法的工作原理是在系统中由于VAV BOX 控制器根据室内负荷变化来调
整末端出风量满足负荷要求。
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DDC，变频器DDC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。
变静压法的工作原理是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底。
总风量法的工作原理是让VAVBOX 控制器根据室内负荷变化，来调整末端出
风量满足负荷要求，并将风量信号传递给变频器控制器。
变频器控制器将所管辖
范围内的每个末端风量搜集起来进行解偶分析计算后累加，去控制变频器，调整
空调机电机转速，使送风量等于总末端风量之和。
各种控制方法都有其优缺点，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，对于各个信息点的采集以及系统的运算能力要
求极高；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，虽然定静压控制
方式不是最节能的控制方式，但出于目前的技术水平以及对总风量和变静压控制
效果和稳定性的担忧，定静压控制方式由于其较为简单易行，在投资、调试以及
技术要求上较低，目前仍是国际上使用较为广泛的控制方式。
以下将阐述VAV
空调系统定静压控制法中静压值的确定。
1 定静压控制法
静压传感器是保证整个VAV系统正常工作的关键部件，定静压控制法的关键
在于静压传感器的安装即静压值的确定。
我们知道在风机送风后，距离风机越远
的位置，静压越小，越有利于节能，但是压力波动调节也越明显；距离风机越近
的位置静压值越大，节能效果越差，但是压力调节越稳定。
因此如何确定静压监
测点（静压值）是定静压控制的关键。
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，压力监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。
在设定好静压值后，控制系统能够根据静压值的变化调整风机的运行频率从而达到调节风量，控制末
端温度的目的。
需要特别注意的是，静压传感器不能安装在弯头、三通以及变径处，只能安装在代表所有VAV BOX箱静压点的风管上。
定静压控制法虽然简单易行，但是也存在较多缺点。
比如在系统管网较为复杂时，由于定静压法仅监测到
静压传感器处的压力，未考虑其他位置BOX箱的工作情况，且由于现场环境、管
路布置较为复杂，实际的最不利点往往经验位置有出入，往往达不到理想的节能
以及控制效果。
2 现场调试法
VAV系统施工完成后，相关施工单位通常会按设计图、相关设计软件计算的
静压值或者自控系统调试人员的经验值作为系统的静压设定值。
然而每个系统由
于环境、现场施工变化等情况，实际的静压值可能与设计计算的理论值或者经验
值有偏差，从而达不到稳定运行以及预期的节能目标。
现场调试法也应运而生，
这也是目前国内外确定静压值的常用方法。
现场调试法进行的的前提是保证风系统的平衡，首先必须对VAV系统进行风
量平衡调试。
具体步骤如下：制冷状态时确定所有设备均能正常使用，静压传感
器点设置正确的情况下将末端所有温控面板温度调至最低，将风机频率调至最大，观察并记录VAV BOX的一次风量和静压反馈是否达到最大值，如果风压反馈达到
最大值说明风系统已经平衡。
否则将第一次达到最大风量的BOX调至最小风量，
同步调高风管静压，直至所有BOX箱均达到最大一次风量。
确定总送风量与静压
值在设计允许误差范围内，则说明风系统已经达到平衡。
在风系统平衡的前提下进行静压值的调试。
首先将位于静压传感器下游的所
有VAV BOX设定在最大风量工作状态，将位于静压传感器上游的所有VAV BOX关闭，手动降低柜机运行频率，当一个或多个BOX一次风量降低到设计值的90%以
下的临界点的静压值作为系统静压设定值。
在设定好静压值后，将所有BOX风阀
开度开到最大，风机频率调至最大，若静压反馈值不高于设计值的1.1倍，最不
利环路的BOX一次风量不小于设计风量的90%则说明系统设计合理，否则应检查
系统是否存在其他缺陷导致系统不平衡，或者请相关设计单位重新校核。
结束语
随着节能环保日益得到重视，人们对于空调系统的舒适性要求的日益提升，VAV系统良好的节能特性以及舒适性日益得到普及，在国内也已成为高端写字楼
系统的标准配置。
而准确确定VAV系统的静压值是保证变风量系统稳定高效运行
的关键，现场调试法能够较为准确的确定现场静压值。
参考文献：
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量空调系统的现状与发展.
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