变风量空调系统控制方法对比研究

G1 = λ N1
G2

N2
（3）
制时，如果知道了末端装置的风阀全开时的开度— 压差—流量特性，风管的流量—阻力特性，风机的
要得到 λ ，先引出相对设定风量 Ri 的概念：
转速—扬程—流量特性，就可以根据风量求的满足
（下转 101 第页）
最小静压控制的送风机转速。其步骤如下：
第 23 卷第 2 期
伍震洲，等：建筑空调的节能设计
[2] 同济大学,清华大学等主编. 空气调节[M]. 北京：中 国建筑出版社，1994：156-168.
[3] 张祯,周治湖.空调自控设计基础及图例集[S].北京： 中国建筑出版社，1993：12-16.
（上接第85页）
Ri
=
Gs,i Gd ,i
（4）
式中，Gs,j 为第 i 个末端的设定风量，由房间温 度 PID 控制器输出的控制信号设定；Gd,j 为第 i 个
（1） （2）
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 4[4]所示：
（1）. 定静压控制法的风机工作曲线
（2）. 变静压控制法的风机工作曲线
图 4 静压控制法的风机工作曲线
很明显，由于变静压控制法的 n2 小于定静压
末端的设计风量。使用误差理论中的均方差，来消
除相对风量 Ri 的不一致。
n
∑ Ri
R = i=1 n
（5）
( ) ∑n
2
Ri − R
σ=
i =1
笔者将在变静压控制这部分加以分析和比较。 1.2.2 静压传感器的设置位置
对这个问题，尚存不同的观点，有些人认为将 静压传感器设于风机出口后管路的 1／2 处，更多 的人认可将静压传感器设于风机出口后管路的 2／ 3 处。笔者认为，还应考虑流体流场的分布，如图 2[2]所示
在图 2（1）中，流体质点受到与流动方向一 致的正压差作用，成为一个减压增速区，紧接减缩 管之后，出现一个不大的旋涡区。图 2（2）所示 的分流三通上的旋涡区，也是这种减速增压过程造 成的。图 2（3）中，虽然过流断面沿程不变，但 弯管内流体质点受到离心力作用，弯管前半段沿外 壁是减速增压的，弯管外侧出现旋涡区；在弯管的 后半段，由于惯性作用，弯管内侧出现旋涡区。因 此，在设置静压传感器时，至少应离开这些部位 4D，并尽量避免离静压传感器最近的 VAV Box 流 量变化对传感器的影响。 1.2.3 静压传感器的设置数量
虽然建筑物自动化系统（BAS）相当于建筑物 总投资的0.5～1%，但年运行费用的节约率约10%，
一般4～5年可回收全部投资费用。 当然空调系统节能方式还很多，有待于我们去
合理地运用。在能源问题日趋严重的今天，节能措 施应是我们今后工作中首先要考虑。
参考文献：
[1] 陈沛霖,岳孝方主编. 空调与制冷技术手册[S].上海： 同济大学出版社，1990：184-209.
在复杂的管路，应设置一个还是多个静压传感 器，如果设多个静压传感器，他们之间的关系应该 怎样，是取最大值，或最小值，还是平均值，或赋 予不同的权重系数，是值得商榷的。
2 变静压控制法
2.1 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图 3[3]所示：
（1） （2）
（3） 图2
图 3 变静压控制原理图
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：
（1）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。
（2）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。
（3）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
第 23 卷第 2 期 2009 年 4 月
制冷与空调 Refrigeration and Air Conditioning
文章编号：1671-6612（2009）02-083-03
Vol.23 No.2 Apr. 2009.83～85
变风量空调系统控制方法对比研究
何建平
（西南科技大学土木工程与建筑学院 成都 621010）
·101·
回风干球温度及其露点或相对湿度自动进行比较 计算，自动控制空气来源，室外新风、回风及二者 混合空气的比例，达到节能的目的。 3.4 系统设备运行控制
通过预测室内、外空气状态参数（温度、湿度、 焓、二氧化碳等）以维持室内所需舒适环境的约束 条件，把最小耗能量作为评价函数，来判断和确定 所需提供的冷热量、冷热源和空调器、风机、水泵 的运行台数，工作顺序号运行时间及空调系统各环 节的操作方式。
【摘 要】 介绍了变风量空调系统的四种控制方法的控制原理、特点及其优缺点。定静压控制简单，但节能 效果差；变静压控制方法与定静压控制方法相比，节能效果明显，但增加了阀开度控制，使控制 更加复杂，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。直接数字控制法通过末端 装置的风阀全开时的开度—压差—流量特性，风管的流量—阻力特性，风机的转速—扬程—流量 特性，满足最小静压控制的送风机转速。风机总风量控制法的基本原理是根据风机相似律，在空 调系统阻力系数不发生变化时，总风量和风机转速是一个正比关系，并使用误差理论中的均方差， 来消除相对风量的不一致。
0 前言
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。
作者简介：何建平（1976-），男，讲师。 收稿日期：2008-07-29
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制冷与空调
2009 年
1 定静压控制法
1.1 定静压控制方法 所谓定静压控制，就是在风管静压最低点安装
静压传感器，测量该点的静压，并调节风机的转速， 使该点的静压恒定在变风量末端的最低工作压力。 定静压控制法的控制原理图如图 1[1]所示：
图 1 定静压控制原理图
从定静压控制法的控制原理图中，我们不难看 出，这种控制方法的优点是控制简单。 1.2 定静压控制法存在不少缺点 1.2.1 定静压控制的节能效果差
端装置要求风量之和各末端。
2.3 变静压控制方法的缺点
（5）控制，根据送风机转速的设定值控制送
（1）增加了阀开度控制，相应增加了投资成 风机的转速，并对风机转速的变化率加以限制，以
本，使控制更加复杂，调试更加麻烦。
免电机过载。
（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
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
（1）给出各末端要求风量。 （2）计算风管的阻力。 （3）选择最不利环路和计算最小静压状态的
好。
送风机扬程；计算送风机转速。
（2）控制精度高
（4）计算送风机的转速，送风机风量为各末
（3）房间的温湿度效果更好
【关键词】 定静压控制；变静压控制；风机总风量控制法 中图分类号 TU831 文献标识码 A
Changes the amount of wind air-conditioning system control method contrast research He Jianping
(southwest Scientific and technical university civil engineering and building institute, Chengdu, 621010) 【Abstract】 This article introduced changes the amount of wind air-conditioning system's four kind of control method control principle, the characteristic and the good and bad points. Decides the static pressure control to be simple, but the energy conservation effect is bad; Changes the static pressure control method with decides the static pressure control method to compare, the energy conservation effect is obvious, but increased the valve opening control, makes the control to be more complex, the wind valve opening signal's feedback has a lag process to the air blower rotational speed's adjustment. The direct digital control method all opens when through end equipment's wind valve the opening - differential pressure - discharge characteristic, air hose's current capacity aerodynamically resistance characteristic, air blower's rotational speed - lifting - discharge characteristic, satisfies the smallest static pressure control the air feeder rotational speed. The air blower total amount of wind control method's basic principle is according to the air blower law of similarity, when the air-conditioning system friction coefficient does not change, the total amount of wind and the air blower rotational speed are direct proportion relations, and uses in the theory of error the standard deviation, eliminates the relative amount of wind not to be inconsistent. 【Keywords】 Decides the static pressure control; Changes the static pressure control; Air blower total amount of wind control method