(完整版)VAV系统控制策略
VAV控制方法
变静压法(reset static pressure or optimized static pressure)
1
系统控制
• 定静压法(fixed static pressure)—控制 逻辑
• 定静压控制回路的目的在于保持风管中某一点的静压 恒定
• 变静压法(reset static pressure/ optimized static pressure)—控制原理
每一VAVBOX风阀开度 取其中阀位最大值 (P O S MAX)
< 70%
P O S MAX
> 90%
VSD at minimum
Yes
No
70% - 90%
No
VSD at 100%
A
静压传感器与风机出 口之间风管的阻力值
VAV系统调节曲 线
B
静压传感器设计压力 值
流量
3
系统控制
• 定静压法(fixed static pressure)—传感 器位置
按照经验,传感器一般放在最不 利风管的2/3处(ASHRAE建议 放在第一个VAV与最后一个 VAV之间的75%~100%风管处)
14
静压设定点高，就降低了调节风阀的风阀范围 (稍微调节风阀, 空气流量变化很大) 流量控制回路对参数非常敏感，而且可能出现振荡
8
系统控制
• 定静压法(fixed static pressure)—静压 设定
• 因此,无法预先计算出一个最优的静压设定值, 它有赖于调试人员在现场的判断和重复设定, 这样才有可能找到一个尽可能接近最优点的静 压值 • 而且,与是否达到设计点工况也有关系,否则有 可能要重新设定
变风量空调系统控制分析
变风量空调系统（VAV）总风量控制实例分析摘要：在介绍变风量空调系统的基本原理及目前采用的主要控制方法基础上，结合工程实例，分析总风量控制系统设计及具体实现。
关键词：变风量系统总风量控制工程实例节能一．VAV系统的概念变风量空调系统简称VAV系统（ Variable Air Volume System ）.它根据被控区域空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调系统的送风量，从而保证室内参数达到要求。
变风量空调系统通常由空气处理设备、送（回）风系统、末端装置（VAV-BOX）及送风口和自动控制仪表等组成。
二．VAV系统的特点对于一个风系统服务于多个房间时，采用变风量空调系统可以使每个房间的变风量末端装置随该房间温度的变化自动控制送风量，使得空调房间过冷或过热现象得以消除，也使能量得以合理利用。
采用一个定风量系统负担多个房间的空调时，系统的总冷（热）负荷是各房间最大冷（热）量之和，总送风量也应是各房间最大送风量之和。
采用变风量空调系统时，由于各房间变风量末端独立控制，系统的冷、热量或风量应为各房间逐时冷、热量和风量之和的最大值，而非各房间最大值之和。
因此在设计工况下，变风量空调系统的送冷风量及冷（热）量少于定风量系统的总送风量和冷、热量，于是使系统的送回风管减小，空调机组减小，冷热源装机容量减小，机房占地面积减少。
在空调系统全年运行中，只有极少时间处于设计工况，绝大多数时间均是在部分负荷下运行。
当各空调区域负荷减少时，各末端装置的风量将自动减少，系统对总风量的需求也会下降，变风量空调系统总送风量的改变是由调节系统送风机的频率实现的，降低空调机组送风机的转速，使其能耗降低，节省系统运行耗能。
变风量空调系统主要特点可归纳为以下几点：节约系统风机能耗；空调房间没有没有风机盘管凝水问题和霉变问题；室内无过热过冷现象；系统的灵活性较好，易于改、扩建；能实现局部区域(房间)的灵活控制等。
变风量空调系统因其节能显著、易于多区控制及舒适性高在欧美、日本等国已广泛使用。
VAV系统BA控制方案
大楼VAV系统BA控制方案大楼的变风量末端装置VAV-BOX由BA系统控制。
大楼的一间办公室将由二个VAV-BOX对其室内的温度进行风量控制。
二个VAV-BOX将被视为一个VAV-BOX。
此VAV-BOX的风量根据室内实际的温度值与设定值之偏差，VAV-BOX控制器（ATEC）通过计算确定所需要的送风量，并与实际风量相比来调节电动风门，以达到精确控制风量和总室内温度。
办公室内的地台风机作为室内区域温度控制单元，自成控制系统达到办公室内区域的温度控制要求。
地台风机系统可通过网关将相关重要参数传输给BA系统。
达到BA系统对地台风机只监不控之目的。
大楼变风量末端装置（VAV-BOX）系统具体控制方式，当VAV末端的送风量随着所服务区域的负载发生变化而变化时，同时也要求相应的变频空调箱的总送风量随之进行调节，避免造成能源浪费及不必要的噪音。
以下分别阐述普通情况下与特殊情况下的控制方法：一、普通情况下的控制：当末端装置VAV BOX的风量发生变化时，AHU的送风量也应随之变化。
该方法是在变风量末端装置中设置电动风门开度反馈。
根据楼层的DDC控制器的计算来调节风机变频器，使具有最大静压值变风量末端的阀门处于接近全开的状态。
(1) 系统中有一个电动风门开度为100%且该VAV BOX控制的房间温度高于设定值，风量不足即变风量末端入口静压不足，增大变频风机转速（夏季工况）。
(2) 系统中有一个电动风门开度为大于85%且小于等于100%，且该VAV BOX控制的房间温度等于设定值，风量满足即变风量末端静压适中，保持变频风机转速。
(3) 系统所有电动风门开度小于85%，变风量末端入口静压过高，降低变频风机转速。
在变风量空调箱AHU的新风管上设有压力无关型的定风量CAV BOX，保证每个AHU的新风量。
送风温度的最优化控制，可以采用投票选举法决定该区域是制冷工况还是制热工况，根据VAV末端控制器收集的信息，下属VAV末端需要制冷或制热的需要程度，决定该AHU为制冷还是制热工况，调整不同工况下的送风温度基准点。
谈VAV空调系统的控制
谈V A V空调系统的控制摘要:变风量系统60年代起源于美国，由于它有巨大优势，而在世界迅速发展。
变风量空调系统主要由空气处理机（即空调箱）、消音器、送回风机、压力无关型单风道变风量末端（V A V box）、DDC数字控制器等组成。
本文主要探讨V A V空调系统的控制原理及作用、优势、组成和控制策略。
关键词: V A V系统；控制原理及作用；优势；组成；控制Abstract: the variable air volume system 60 s originated in the United States, because it has a huge advantage, and the rapid development in the world. The variable air volume air conditioning system mainly by the air processor (i.e., air conditioning box), muffler, back to the fan, not related to stress type single duct at the end of the variable air volume (V A V box), DDC digital controller etc. This paper mainly discusses the control principle of V A V air conditioning system and action, advantages, composition and control strategy.Keywords: V A V system; Control principle and effect; Advantages; Composed; control引言V A V是Variable Air V olume的简称，在空气调节系统，为了应对末端负荷的变化，在输送冷/热介质流量不变的情况下，通过改变风量来调整需要冷/热量的输送以满足变化的需求。
通风柜VAV控制系统说明
通风柜VAV控制系统说明通风柜面风速V A V控制说明采用目前国内外风量测量中运用最广泛的流量装置——机翼测风装置。
机翼测风装置适用于空气流量大、风道截面积大、流速较低、直管段长度短的情况，是一种最为可靠的传统风量检测装置。
我公司采用机翼测风装置原理（伯努力方程基本原理），同时根据实验室通风的特殊要求设计开发，制作出适合各种实验室通风检测装置。
以2006年自主开发，为实验室公司配套工程项目使用近10000套，以其实用性、稳定性深受用户好评。
配套工程项目：江西赛维LDK太阳能高科技有限公司，广州龙沙制药（瑞士）研究开发中心，大亚湾技创新产业园精细化工实验室研发楼，广西医科大临床教学中心综合楼，广东省兽药与饲料监察总所等400多个项目。
1、设备配置：系统配置包括1）、通风柜控制器2）、变风量风阀3)、通风柜调节门高传感器4）、机翼测风装置。
2、控制方案：采用管道风量监测及门高监测，实时计算面风速，以通风柜面风速为常量,控制阀门的开度，使其恒定在安全气流值范围内。
3、控制功能：◆可靠的管道风量及门高监测，即时面风速控制，不管通风设备视窗高度变化或遇到外部气流干扰，系统均能自动监测并适时调整，始终保证面风速恒定0.5m/s（±20%）。
◆全方位数字显示功能：系统具有风速显示功能,它能将最安全的控制结果显示给使用者；◆不安全情况下报警功能，当门高或风速过高或过低时，系统能发出声光报警信号。
◆强排风功能，紧急情况下按下系统强排风键能实现强排风，不受控制系统控制。
◆节能工作功能，按下系统节能键（或若排风键）系统将以较小的风速排风。
◆压力无关功能，通过风速传感器实测风速值当依据进行控制，与门高变化，外部气流干扰都没关系，所以它能做到绝对压力无关，即不管风柜在管网的首端还是末端，也不管是1.8米风柜还是1.2米风柜，其面风速都恒定在0.5m/s。
4、系统工作原理利用机翼测风装置及门高传感器实时测量，换成电压信号传递给控制面板，实时计算面风速，指示当前风速值，控制面板根据面风速实际测量值与设定值进行比较，如果风速值偏离设定值，则改变给执行器的输入信号，执行器调整风阀开度，从而调整风量，使面风速值回归设定值。
VAV_方案_New
V A V空调机组监控：详见下文介绍6.3.2 V A V系统控制6.3.2.1V A V系统的三种控制方式1）VAV系统定静压控制VAV系统定静压控制是在送风系统管网适当位置（Honeywell公司规定在倒数第二个VAV箱处，中国标准规定在离风机2/3处）设置静压传感器，在保持该点静压为一定值的前提下（一般在250Pa~375Pa之间），通过调节风机转速来改变空调系统的送风量。
当空调负荷减少，部分VAV箱风阀开度减小，系统末端阻力增加，管路综合阻力系数增加，管路特性变陡，根据理论分析，对于定静压控制系统，风机功率的减少率基本上等于风机风量的减少率。
当风机风量全年平均在60%的负荷下运行时，此时风机功率节约不到40%。
采用定静压法，系统运行控制状态点会随送风量的变化，风机的运行点也会随之变化，改变风机动力。
其不足之处是静压传感器的位置和数量很难确定，而且节能效果较差。
2）VAV系统变静压控制VAV系统变静压控制，是在使风阀尽可能全开和使风管中静压尽可能减小前提下，通过调节风机转速来改变空调系统的送风量。
在调节过程中，风道内的静压根据变风量末端机组的风门开度(或送风量)进行调整。
自动控制系统测量每个变风量末端机组的风门开度(或送风量)，风道内的静压应使最大开度(或送风量)的风门(或送风量)接近全开位置(或最大送风量)。
当最大开度的变风量末端机组的风门开度小于某一下限值时(例如85%)，则减少风道的静压设定值，反之，当最大开度的变风量末端机组的风门开度大于某一上限值时(例如98%)，则加大风道的静压设定值。
通常不应使风门长期处于100%开度，以免引起风门执行机构损坏。
由于阀门始终处于85%~98%之间，VAV箱局部阻力系数变化很小（可能增加一点,也可能减小一点），相应地管路综合阻力系数也变化很小，综合阻力曲线上升或下幅度微小，根据理论分析，对于变静压控制系统，风机功率的减少率基本上等于风机风量减少率的三次方，当风机风量全年平均在60%的负荷下运行时,此时风机功率节约78.4% ( 1-0.63=0.784)。
关于VAV空调系统的几个控制之探讨
控 制 逻 辑 图
ｕｋ ）ｕ０＋ ＋＋ （Ｔ＝ （）Ｐ ＩＤ
Ｐ Ｋ ・ （Ｔ ＝ ｐｅ Ｋ ） ｉＫ ・ （ｔ ｌ Ｔ Ｔ ＝ ｉ ｋ） （ － ） ｅ ＋ ｋ
出实 现 。
此 控 制 策 略 由 控 ￣ Ｖ Ｖ 调 机 组 的 控 制器 采 集 信 号 、计 算 输 Ｊ ｆＡ 空
其 中 ：Ｄ Ｋ ・ （Ｔ一（ＴＴ】 ＝ ｄ【 ｋ ） ｋ － ） ｅ ｅ
测 出 流速 后 ．乘 以该测 速 点 的 风 道截 面积 即可 得 到 风 量 。注
意 ： 由于 全 压 测孔 和 静 压 测 孔不 可 能 在 绝 对 同 一位 置 ，探 头 对 流
控制 原 理 （ 力 无关 型Ｖ Ｖ末端 ） 压 Ａ
场 不 可 避 免 有 干扰 ，流 体也 是 粘 性 的 ，故 必 须 对每 个 毕 托 管 风 速
Ｖ Ｖ末端 Ａ （ ＡＶ Ｔ ｍｉａ ） 控制 由室 内 温度 传感 器 （ 般 内 Ｖ ｅｒ ｎ １ 一 （ Ａ Ｂｏ×）￣ Ｖ Ｖ Ｖ Ｄ ＡＶ末 端 控 置 在 室 内温 控 面 板 中 ）、Ｗ 末端 箱
制器 组 成 。
‘ ２ ‘ ‘ Ｖ Ｐ
Ｐ：全压 ，Ｐ１ ：静压 ． Ｖ ａ ｉｂｅ Ａｉ Ｖ ｌｍｅ ａｒｃ ｎ ｉｏ ｉｇ ｓ ｓ Ｖ ｒ ｌ ｒ ｏｕ ｉ ｏ ｄｔ ｎｎ ｙ — ａ ｉ
注 ：当 前值 与 上 次 值 之 间 的时 间 间 隔 由 数 据采 集 、运 算 周 期
Ｔ决定 ，当然 越短 越 好 （ 近似 逼近 连 续 的积 分 和微 分 ）。 可
由Ｖ Ｖ 调 系统 设计 单位 计 算后 提 供 的 。 Ａ空
VAV控制策略研究毕业论文
VAV控制策略研究毕业论文目录一、毕业设计（论文）答辩委员会评定表二、毕业设计（论文）成绩评定表三、毕业设计（论文）指导教师评阅表四、毕业设计（论文）评阅人评阅表五、毕业设计（论文）任务书六、毕业设计（论文）开题报告七、毕业设计（论文）阶段批阅单八、毕业设计（论文）中期检查表九、毕业设计（论文）正文十、参考资料目录十一、外文资料翻译十二、毕业实习报告河北建筑工程学院本科生毕业设计（论文）目录第1 章绪论1.1课题背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 VAV 空调系统在控制领域的研究方向 (3)1.4 本文主要研究工作 (4)1.5 本章小结 (4)第2章变风量（ VAV ）空调系统概述2.1 变风量（ VAV ）空调系统原理 (4)2.2 变风量空调系统的组成 (5)2.3 变风量空调系统的特点 (6)2.4 本章小结 (6)第3章理论建模分析3.1变风量空调系统机理建模 (6)3.2本章小结 (13)第4 章控制策略分析4.1 PID控制策略 (13)4.2神经网络控制策略 (14)4.3模糊控制策略 (17)4.4本章小结 (19)第五章分层递阶优化控制5.1分层递阶优化控制 (19)5.2. 分层递阶优化控制原理 (20)5.3优化控制结构与功能实现 (24)5.4本章小结 (25)第六章结论与展望参考文献摘要空调系统是智能建筑中楼宇自动化的一个非常重要的组成部分，在各个行业、各个部门中得到了广泛的应用，因此对空调系统的研究十分必要。
本课题的任务是在研究空调系统的多种控制策略的的基础上，提出空调系统新的智能控制策略，并进行研究。
本文在阐述了空调系统的原理之后，分析了当前存在的控制策略，例如PID控制、模糊控制、神经网络控制、蚁群算法控制。
目前研究的控制，给出作者自己的见解，即分层递阶优化控制。
根据热力学和传热学知识，利用机理法建立了被控对像即空调房间在两种方式(定风量系统和变风量系统)下的数学模型，求出了空调房间的传递函数，并给出了传递函数中各参数的确定方法。
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古北国际财富中心 VAV系统控制方案
上海延华智能科技股份有限公司 2010年12月17日古北国际财富中心工程 VAV系统控制方案目录 1 概述 ................................................................................................................................................. 1 2 系统设计说明 ................................................................................................................................. 1 2.1 标准层监控点表 ........................................................................................................................ 3 2.2 VAV末端温控器设计说明 ......................................................................................................... 5 3 控制方案描述 ................................................................................................................................. 5 3.1 末端控制 .................................................................................................................................... 5 3.2 空调机组控制 .......................................................................................................................... 10 3.3 系统控制 .................................................................................................................................. 16 3.4 系统控制权限 .......................................................................................................................... 16 4 对其它承包商的配合要求 ........................................................................................................... 16 5 综述 ............................................................................................................................................... 16 古北国际财富中心工程
1/17 VAV系统控制方案 1 概述 传统定风量（CAV）空调系统或风机盘管加新风机组系统的一成不变： 只有活水，没有活风，谈不上节能和环保。 而变风量（VAV）空调系统的独特魅力： 活风，活水，还有活电，同时还要节能和环保。 本工程（即古北国际财富中心）办公区域采用的就是VAV系统，在满足用户舒适性的同时，充分体现了建筑节能和环保的理念。 VAV系统作为本项目空调系统的核心，其控制也是BMS的核心组成部分，采用何种控制方案，将影响到本系统的运行效果。本文将详细介绍本工程VAV系统的控制方案。
2 系统设计说明 为了更清晰的说明VAV系统控制与本项目BMS的关系，请看下图（即本项目BMS网络架构图）： 古北国际财富中心工程
2/17 办公区域BMS
普通空调系统VAV空调系统生活给水系统集水井监测系统公共照明航空障碍灯冷机群控接口锅炉接口发电机接口电力系统电梯系统诱导风机系统餐饮含油废水处理系统智能照明系统
通风系统空调系统给排水系统照明系统通讯接口
商业区域BMS生活给水系统集水井监测系统冷机群控接口锅炉接口发电机接口电力系统电梯系统餐饮含油废水处理系统智能照明系统通风系统普通空调系统给排水系统照明系统通讯接口商业租户供电回路裙房公共照明
古北国际财富中心BMS
图阴影部分就是VAV系统。本项目VAV系统设计应用范围为办公区域。 除门厅等大空间区域采用单风管定风量全空气低速空调系统，并在周边玻璃幕墙加设地面送风系统外，办公区域采用全空气变风量空调系统，标准办公层每层分为四个空调区域（顶层会所为两个空调区域），每个空调区域设置两台薄型变风量空调机组分别为内、外区服务，变风量空调机组处理后的送风经中压风管、单风道变风量风箱和送风口分别送至内、外区，回风通过回风口、吊顶回到空调机组。 设计变风量空调系统采用变静压控制方式。 古北国际财富中心工程 3/17 空调箱均设有初、中效空气过滤器、空气净化装置等功能段。 下图为标准层VAV系统示意图：
下文VAV系统控制方案中，举例说明所采用的参数为标准层（9F）东南区域相关参数。 2.1 标准层监控点表 见下页：古北国际财富中心工程 4/17 古北国际财富中心工程
5/17 2.2 VAV末端温控器设计说明 本项目VAV末端温控器的形式初期考虑全部顶装，内含温度传感器。 温控器的实际安装形式可在二次装修时，根据实际需求进行更改。 末端控制器除接受温控器自带温度信号外，还可接入另外一个室内温度传感器信号，对室内温度进行冗余检测，但需额外增加成本。
3 控制方案描述 3.1 末端控制 3.1.1 常见VAV系统控制策略 通常VAV系统的控制方式分为三种： 定静压控制、变静压控制、总风量控制； 三种方式对比如下：
定静压控制 变静压控制 总风量控制 控制思想 稳定风管静压恒定 减小末端之间干扰 使相对开度最大风门稳定在适当区间，最大程度节约送风能源 建立风管模型 通过总需求风量 直接确定风机频率
节能效果 差 最好 介于定静压与变静压之间
调试难度 简单 困难 容易产生误差 可结合定静压提高可靠性 建设成本 低 高 中
了解了上述三种控制方式后，我们发现，无论使用哪种控制方式都存在优点和缺点，那么能不能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呢？ 根据本项目的特点，结合我司多年VAV系统施工经验，我们推荐采用：混合控制法。 古北国际财富中心工程 6/17 3.1.2 本项目VAV系统控制策略—混合控制法 混合控制法可描述为：“总风量＋变静压” 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总的实际需求风量, 根据风量对应频率的风机曲线（需空调厂家提供）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。
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各个末端风阀开度,并微调风机频率,使系统中所有VAV末端风阀开度达到70%~90%（此参数将在VAV专题会议中讨论决定）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。
补充说明：上述控制策略描述了系统在正常运行情况下的工作流程，那么在非正常古北国际财富中心工程 7/17 情况发生时，系统的安全稳定是怎样保证的呢？ 对于本系统，我们设想的最不利状况为：系统运行时，末端风阀开度同时存在过大和过小现象，且数量超过了末端总数的30%（可讨论）【在风平衡调试成功后一般不会发生此种情况，但不排除此种情况在未来发生的可能性】
针对此种情况，我们设定：当发生此情况时，系统发出警报信息，同时自动联动空调主机进入安全运行模式，此模式下，系统跳转为定静压控制，根据安装在风管内的静压传感器反馈信号，结合设定静压值，保证系统在非正常情况下的安全运行。此时，系统维护人员应尽快排除故障，恢复系统的正常运行。
【定静压安全模式运行的详细参数，将在后续VAV专题会议上讨论】 本项目采用的是协力空调株式会社（KAK）压力无关型VAV末端。 对于单个VAV末端而言，其基本运行流程图如下：
VAV BOXPID计算需求风量控制区域实际风量室内温度PID
+
-+
-
实际需求风量
对于单个VAV末端而言， 系统给定信号为：需求风量信号（DC 0-10V）； 现场给定信号为：设定温度、开机、关机； 反馈信号：实际风量（叶轮式风速传感器）、风阀开度过大信号（干结点）、风阀开度过小信号（干结点）、室内温度、设定温度；其中风阀开度过大（过小）信号可在定制产品时设定。
单个末端的控制流程说明：系统根据室内反馈温度与设定温度PID运算出【计算需求风量】，再根据【计算需求风量】与【实际风量】PID运算出【实际需求风量】，VAVBOX根据【实际需求风量】自动控制风门开启度。当系统稳定时，会保持在一个恒定的需求风量值（即恒定风门开度）。