VAV空调系统中的自动控制浅析

发布于:2021-06-13 21:21:30

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn VAV 空调系统中的自动控制浅析 作者:王乐 来源:《科技资讯》2011 年第 26 期 随着国民经济的快速发展,人民的生活水*的提高,对室内空气环境的要求也越来越高。为 了满足人们的需要,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。VAV 变风量 集中空调系统,的基本原理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。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 系统能够明 显地改善空调系统的性能,有效地提高空调系统的舒适度,降低了空调系统的能耗。下面就谈谈 自己对 VAV 空调系统中自动控制的肤浅看法。 1 变风量(VAV)系统 变风量空调系统简称 VAV 系统(Variable Air Volume System)。20 世纪 60 年代诞生于美国, 根据室内要求参数的变化或室内负荷达的变化,自动调节空调 VAV 系统的送风量,使室内参数达 到要求的全空气空调系统。通过改变送入各房间的风量来适应房间负荷变化。能够节约能源, 适应各房间温度要求不一致的工况控制,室内空气均匀。可以利用新风消除室内负荷,能够对负 荷变化迅速响应,室内也没有风机盘管凝水问题和霉菌孳生问题。没有像风机盘管冷凝水和毒 变的问题,维护工作少。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(VAVBOX)及送风口和自动控制仪表等组成[1]。 1.1 VAV 变风量系统的优点 (1)VAV 系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化,在确定系统总风量时还可以考虑 一定的同时使用情况,VAV 系统和 CAV 系统相比可以节约风机耗能 30%~70%,使用系数可取 0.8 左右。能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。施工方便,运行安全,无冷凝水污染;尽 管一次风温度可以处理得较低,但送风温度不低,从而提高了人体的舒适性。 (2)VAV 系统的灵活性好,适用于格局多变的建筑,容易于改、扩建。当室内重新隔断或参数 改变时,只需要移动风口位置,更换支管和末端装置,甚至仅仅重新设定一下室内温*骶涂梢粤, 和其它空调系统相结合,降低初投资。 1.2 变风量系统的缺点 虽然 VAV 系统有很多优点,但也存在者不足:房间内正压或负压过大导致室外空气大量渗 入,房门开启困难,缺少新风,室内人员感到憋闷,噪声偏大。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2VAV 系统构造 VAV 系统由变风量空调机组和 VAV 末端两部分组成,VAV 终端根据控制区域的热负荷,通 过调节风门的开启比例控制末端的送风量。变风量空调机组则根据各 VAV 末端的需要,通过风 机变频控制总的送风量。变风量系统是一种全空气的空调方式,它根据室内负荷的变化或室内 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,其特性是在大多时间 内都在低于其最大风量的状态下运行[2]。 3VAV 系统自动控制 变风量系统能否正常运行在很大程度上依靠控制系统。在一个单风道变风量空调系统中, 除了送回风机、末端装置、阀门和风道组成的风路以外,还存在五个反馈控制环路,即:室温控 制、送风静压控制、送回风量匹配控制、新排风量控制及送风温度控制。空调系统的正常运行 主要依靠自动控制系统,自动控制系统与自动化管理系统的电脑相连接,实现中央监控和调节。 3.1 VAV 末端温度控制 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 VAVbox 控制,根据房间的布局每个变风量末端装置可设置几个送风口。VAV 控制器以房间温 度为主参数,以风道空气流量为副参数组成主副环串级调节系统。控制对象为室内温度、主送 风道静压 P,检测装置为静压传感器,调节装置是现场 DDC 控制器,执行器是变频风机,干扰量是 VAVbox 风阀开度、空调负荷。PI 调节输出到副环,副环为随动调节系统,VAV 控制器将以主环 的输出为设定值与空气流量进行比较,PI 或 PID 控制 VAV box 变风量调节室内温度。送入房间 的实际风量可以通过 VAVbox 的检测装置进行检测,如果实际送风量与系统计算的送风量有偏 差,则 VAVbox 自动调整进风口风阀以调整送风量。送风道的严密性,可以通过改善施工工艺使 之减小到最小程度。 3.2 水阀的调节 在定风量系统中,安装在冷热水回水管上的电动二通比例式调节阀由回风温度控制。在变 风量系统中安装在冷热回水管上的电动二通比例式调节阀根据送风温度控制。 3.3 风阀的调节 在变风量每个末端装置的控制区域,放置一个感温器。风阀的目的是调节风量,要使其具有 良好的调节特性,就需要使它的压降占支管总压降的较大比例。当室温下降,风阀关至最小风量 值时,启动再加热器,提供外区空调所需的热负荷。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 3.4 变静压法的变风量系统控制 当绝大多数 VAV 末端的需求送风量很小时,即每个 VAV BOX 中的风门开度较小时,可以改 变主风管的静压设定值,使 VAV 空调风机的转速下降,降低风机运行的静馀压,以利节能。变静 压控制需要保持每个 VAV BOX 的阀门开度在 85%~100%之间,即让阀门尽可能全开和使风管 中静压尽可能减小的前提下,通过调节风机转速来改变空调系统的送风量。变静压控制由于控 制相对繁琐,系统不易稳定从而造成国内成功案例比较少[3]。 3.5 定静压法的变风量系统控制 定静压控制,是在送风系统总管的适当位置(常在离风机 2/3 处)设置静压传感器,在保持该点 静压一定值的前提下,通过调节风机频率来改变空调系统的送风量。恒定静压的目的是保证任 何一个末端入口的设计资用压力。由于定静压控制的变风量系统,空调器的风机调节与末端装 置的控制无直接联系,

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