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

（9）水阀调节

（10）加湿阀控制

（11）新、回风阀调节

（12）风阀调节

（13）风机运行状态检测

（14）故障报警检测

（15）手自动状态检测

（16）启、停控制

2.2.2变风量末端的检测与控制

（1）室内/区域温度检测

（2）室内/区域温度设定

（3）末端一次风压检测

（4）末端送风量检测

（5）风机启、停控制（当有风机时）

（6）再热盘管热水阀开关控制（当有热盘管时）

（7）末端风门开度控制

（8）末端实际风门开度反馈

（9）变风量末端的运行状态

（10）变风量与空调机组的联动控制

（11）最大、最小风量设定

（12）变风量末端的就地及集中启停控制

（13）变风量末端故障状态

2.2.3对变风量空气调节系统，应具有下列检测与控制

功能：

(1) 系统总风量调节；

(2) 最小风量控制；

(3) 最小新风量控制；

(4) 再加热控制；

(5) 变风量空气调节系统的控制装置应有通讯接口。

2.3 控制要点

虽然变风量系统的总风量及各空调房间送风量都能随负荷变化而变化，但是只有有了可靠的控制系统其节能性和经济性才能体现出来，控制系统与变风量

系统设计密不可分。主要包括：房间温度、空气处理装置、系统静压、房间正压等控制环路，尤其不能忽略最小新风量控制和最小送风量控制。

2.3.1最小新风量控制

充足的新风量是良好室内空气品质的根本保证，同时为了达到风量平衡，需要控制新风量，但更应认真考虑最小新风量的控制。定风量系统由于送风量保持不变，所以在整个运行期间都能满足设定的新风量；而变风量系统由于送风量随负荷的减小而减小，新风量也随之减小，若负荷很低时，新风量可能不能满足卫生要求，所以，选择控制方法时一定要考虑能否保证最小新风量。

2.3.2最小送风量控制

变风量系统中存在两个最小送风量：一是末端装置的最小送风量，一是系统的最小送风量。末端装置送风量有两个极值（最大和最小），当其送风量已经减小到最小风量而仍不能达到室内参数要求时，需要采取相应的措施以保持室内参数。

2.4 系统风量控制方法

系统风量控制方法一般有定静压控制方法、变静压控制法等。

2.4.1定静压控制方法

在风管内安装静压传感器，测量该点的静压值，并调节AHU 风机的转速，使静压传感器安装点的静压恒定。这种控制方法的优点是系统简单，但变风量空调的节能效果没能充分体现。关键在于静压传感器的设定值（含理论计算和调试结果），在设置静压传感器时，应设于气流稳定的风管的直线段上，尽量避免离静压传感器最近的变风量空调箱流量变化对传感器的影响。定静压控制方法如图3 所示。

图3 定静压控制法控制原理图

2.4.2变静压控制法

使用带风阀开度传感器，风量传感器（通常是使用毕托管方法，测量变风量末端的空气流量）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。

（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变风量末端空气流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定值→系统静压偏低→调节并提高风机转速。这种控制方法的优点是使变风量空调的节能效果

充分得到体现，缺点是：增加了阀门开度控制，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。变静压控制法的控制原理图如图4 所示。

2.5 DDC 控制法

在建筑设备监控与管理系统中，用DDC 控制器进行最小静压控制时，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，风机的转速→扬程→流量特性，就可以根据风量求得满足最小静压控制的送风机转速。其步骤如下：（1）给出各末端要求风量。