变风量系统基本原理与控制策略
[日期：2006-07-19] 来源：千家网作者：霍小平贾捷燕叶大法
杨国荣
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提要：本文主旨指导初学者了解一些变风量系统的基本概念，提供变风量系统设计流程及设计方案选择指南，同时着重介绍Onyx-2000变风量系统基本控制策略。
一、变风量空调系统基本概念
1.1 变风量空调系统定义
众所周知，变风量空调系统是通过改变送风量也可调节送风温度来控制某一空调区域温度的一种空调系统。该系统是通过变风量末端装置调节送入房间的风量，并相应调节空调机（AHU）的风量来适应该系统的风量需求。变风量空调系统可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调送风量（达到最小送风量时调节送风温度），以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时根据实际送风量自动调节送风机的转速，最大限度地减少风机动力，节约能量。
1.2 国内外发展概况
变风量(Variable Air Volume)空调系统于20世纪60年代起源于美国。在当时定风量系统加末端再热和双风道系统在很长一段时间内占据舒适性空调的主导地位，因此，变风量系统出现以后并没有立刻得到推广，直到1973年西方石油危机之后，能源危机推动了变风量系统的研究和应用，此后20年中不断发展，如今已经成为美国空调系统的主流。
变风量系统在发展初期,因支管风量平衡的需要和控制设备的局限,大多要求采用高速送风系统,主要送风速度在12.5m/s以上,并且推荐采用静压复得法设计风管系统。尽可能地采用圆形或椭圆形风管,以减小摩擦阻力。但是高速送风系统的风机耗能大,且管路系统噪音增加。随着压力无关型VAV box基本上全面取代压力相关型VAV box及DDC控制器的发展,于是变风量空调方式在低速送风系统中的应用越来越普遍。
在日本,将变风量空调方式用于低速送风系统的研究与开发值得关注。由于传统的皮托管流量传感器在5m/s的风速下难以测定,因此日本人开发研究了超声波流量传感器和电磁式流量传感器等多种适用于低速送风系统的前端设备,一方面节能,另一方面降低了风管噪音,因此,进入90年代以后,无论是新建还是70年代以前建造的空调系统的翻新改造,基本上都采用变风量空调系统。
我国在70年代即有人研究VAV系统的开发和应用，并在地下厂房、纺织厂、体育馆等建筑中就采用过VAV系统。在80年代末期我国出现的首批智能化建筑中，也曾采用过VAV系统，但由于建设过程和使用过程中的种种问题，有些工程
两三年后使用单位便取消了变风量系统的运行方式，相应的自控设备也拆除了，这使得变风量系统的优点没有发挥出来，变风量系统附加的投资难以得到回报。在此期间，变风量空调技术(包括控制技术和设备)，也在不断地发展和完善。目前，在国内智能建筑的高速发展过程中，急需全面深刻地分析变风量空调系统的发展趋势和技术关键，总结工程实例，促进这一重要技术的平稳发展。
1.3 变风量系统的特点
1.能实现局部区域（房间）的灵活控制，可根据负荷的变化或个人的舒适要求自动调节自己的工作环境；不再需要加热方式或双风道方式就能适应多种室内舒适要求或工艺设计要求；完全消除再加热方式或双风道方式的冷热混合损失。
2.自动调节各个空调区域的送入能量，在考虑同时使用系数的情况下，空调器总装机容量可减少10%-30%左右。
3.室内无过热过冷现象，由此可减少空调负荷15%-30%左右。
4.部分负荷运转时可大量减少送风动力，根据理论模拟计算，全年平均空调负荷率为60%时，变风量空调系统（变静压法控制）可节约风机动力78%。
5.可应用于民用建筑、工业厂房等各类相应的场合。可适应于采用全热交换器的热回收空调系统及全新风空调系统。
6.可避免凝结水对吊顶等装饰的影响，并方便二次装饰分割。
总之，变风量空调系统较定风量空调系统和风机盘管系统而言，具有舒适、节能、安全和方便的优点，已得到越来越多的采用。
1.4 变风量系统的构成
1．VAV装置
VAV空调系统的运行依靠称为VAV装置的设备来根据室内要求提供能量控制其送风量。同时向DDC控制器传送自己的工作状况，经DDC分析计算后发出控制风机变频器信号。根据系统要求风量改变风机转速，节约送风动力。最常用的V AV装置原理如图1-1所示。主要由室内温度传感器、电动风阀、控制用DDC板、风速传感器等部件构成。大部分采用可换式通用设备，控制系统多为各设备厂家自己开发。像风速传感器就有多种型式，如采用超声波涡旋法、叶轮转子法、皮托管法、半导体法、磁体法、热线法等专利产品。
图1-1 VAV装置原理图
如图1-2所示的VAV装置常常被称为FPB（Fan Powered Box），即风机动力型末端。
其特点是根据室内负荷由VAV装置调节一次送风量，同时与室内空气混合后经风机加压（或一次风不经风机加压与加压室内空气并联）送入室内，以保持室内换气次数不变。该方式加设了风机系统，成本提高，可靠性、噪声等性能指标有所下降。
2．DDC控制器
DDC控制器的主要功能是根据系统中各VAV装置的动作状态或风管的静压值（设定点），分析计算系统的最佳控制量，指示变频器动作。在各种VAV空调系统的控制方法中，除DDC式外，其他方法均设置独立式系统控制器。
3．变频风机（空调机）
VAV空调系统常采用在送风机的输入电源线路上加装变频器的方法，根据D DC控制器的指示改变送风机的转速，满足空调系统的需求风量。
1.5 变风量系统的分类
一般地，可以把变风量系统按周边供热方式和变风量末端结构两方面进行分类。
（1）按照周边供热方式的分类(内部区域单冷)
①内部区域单冷系统。即是指在空调内区采用的变风量空调形式，一般地不带供热功能，下面几种形式均是以采用内部区域单冷为前提的。
②周边散热器系统。散热器设置在周边地板上，不用冷、热空气的混合来控制空气温度，一般采用热水或电热散热器，具有防止冷气流下降、运行成本低、控制简单等优点。但需要精确计算冷却和加热负荷，以避免冷热同时作用。在国外一些豪华考究的设计中，常采用顶棚辐射散热器提供更舒适的空调环境。
③风机盘管周边系统。风机盘管可以是四管式，也可采用冷热切换二管式，或单供热二管式。风机盘管采用暗吊时不占用地板面积，同样具有运行成本低、控制简单的优点。夏天由于吊顶内仍保留冷水管及凝水盘，天花板仍有发生水患的可能。
④变风量再热周边系统。在变风量末端装置中加再热盘管，一般采用热水或电加热盘管。该系统比双风道系统初投资更低，比定风量再热系统节约能源，尽管同样不占用地板面积，但控制程序复杂。
⑤变温度定风量周边系统。该系统的特点是送风量恒定，通过改变一次风与回风的混合比例来调节房间温度。回风全部吸收灯光热量再送出，因而节能。初投资较双风道系统低，控制也较复杂。
⑥双风道变风量周边系统。该系统的优点是能量效率高，当采用两个风机时，可利用灯光发热，在所有时间内，由于冷却和加热的交替功能，可以获得最小的送风量。但初投资较高，控制较复杂。
⑦转换变风量系统。加热和冷却均由一套风管系统通过冬夏转换承担。其缺点是温度控制不灵活，当建筑物有若干个区时，不能由一套系统来控制，例如不能同时满足一个区域需要加热而另一个区域需要供冷的要求，这时就需要划分若干个转换系统。
（2）按变风量末端的结构分类
按调节原理分，变风量末端可以分成四种基本类型，即节流型、风机动力型(Fan Powered)、双风道型和旁通型四种，还有一种是在北欧广泛采用的诱导型。
①节流型
节流型变风量末端是最基本的变风量末端，其它如风机动力型、双风道型、旁通型等都是在节流型的基础上变化发展起来的。所有变风量末端的“心脏”就是一个节流阀，加上对该阀的控制和调节元件以及必要的面板框架就构成了一个节流型变风量末端。
②风机动力型(Fan Powered)
风机动力型是在节流型变风量末端中内置加压风机的产物。根据加压风机与变风量阀的排列方式又分为串联风机型(Series Fan Terminals)和并联风机型(Parallel Fan Termina1s)两种产品。所谓串联风机型是指风机和变风量阀串联内置，一次风既通过变风量阀，又通过风机加压；所谓并联风机型是指风机和变风量阀并联内置，一次风只通过变风量阀，而不需通过风机加压。根据美国T ITUS公司提供的资料，串联风机型和并联风机型的比较见下表：
③双风道型
一般由冷热两个变风量末端组合而成，因其初投资昂贵，控制较复杂而较少得到使用。
④旁通型
这是利用旁通风阀来改变房间送风量的系统。由于其并不具备变风量系统的全部优点，因而在有些论文中称其为“准”变风量系统。该系统的特点是投资较低，但节能却很小，因为有大量送风直接旁通返回空调设备，并不怎么减小风机能耗，所以目前使用也不多。
以上4种系统目前设计使用较多的是风机动力型和节流型。串联风机型加上空调水系统大温差设计成为北美空调设计的特色。
⑤ 诱导型
诱导型VAV box的原理是通过一次风（可以是低温送风）诱导室内回风后再送入房间。与FPB相比，节约了末端的风机能耗，但空调和风机动力增加，这种方式在北欧广泛采用，特别是医院病房等要求较高的场合。
1.6 变风量系统设计方案选择指南
有两种大相径庭的设计风格可供设计师选择。其一是所谓日式风格，以种类繁多——周边窗际热环境表现手法为特点，其二是所谓的美国风格，以大温差蓄冷空调系统特点FPB为发展方向，下面介绍美式风格的设计方法。
当暖通设计者们在设计大楼空调系统的时候，他们有很多不同的系统可选，但要决定最终选择哪一个并不是一件容易的事情。设计者设计的方案必须满足业主的安装要求，操作要求和运行费用的要求。设计者必须同时考虑到设备的性能、容量、可靠性和空间的要求及限制条件。下面就讲述一下不同类型设备的应用、限制条件和局限性。
1.建筑功能
当设计者在开始考虑选用哪种系统时，他首先应该考虑清楚这个大楼的功能。办公室建筑的系统每天是按时间表进行运转的，在美国通常采用风机动力型末端装置。在建筑外区一般使用有辅助加热器的风机动力型末端。装有这类末端装置的独立分区，它的调节具有很大的灵活性。
2.建筑尺寸
在大型建筑中，中心空气处理器根据各区不同的需要将大量的空气送出去。这是风机动力型末端装置的一个典型的应用。内区可能根本就不需要加热，所以既可采用单管系统，也可采用无加热盘管的风机动力型系统。除了热带地区，外区通常都是需要加热的，可选用电加热盘管或热水盘管。这些盘管一般都包括在末端装置中，有时还需要加热基础板。
在一些购物大厦，或其他的低层建筑中，每个租户的面积很小，所以一般采用小型的成套的空调设备。如果采用风机动力型末端则一般选择旁通型。这种系统的主要特点是在送风管上装有一个主要的旁通阀。旁通阀根据送风管道内的静压进行调节。这样就可以保持压力恒定，保持系统在定流量下运行，而且各个独立分区都是压力相关型VAV。
3.噪声限制
像广播工作室，剧场和图书馆这些地方要求低噪声，设备的选择和安装位置是非常重要的。如果采用风机动力型末端，就必须仔细的检查设备的噪声性能。如果是设计电视播音室，那么还要考虑RFI和EMI。
4.环境因素
环境因素包括气候和建筑内外的气流情况。同时还包括规范中的要求比如说新风通风率以及当地建筑标准。如果内区要求的通风速率很高，那么就需设置再加热器。在图书馆这样高通风率的地方，如果同时开启多个通风橱就需要进行再加热。在有些区域，比如说高层办公室建筑的外区，季节、日照负荷和人员占用
情况对区域影响很大，一天中区域的负荷变化很明显，在这种区域选用风机动力型末端是比较理想的。在负荷比较稳定的地方常选用单风道系统。
5.污染考虑
污染问题在医院，洁净室和实验室里显得尤为突出。手术室，艾滋病患区域和洁净室都有压力要求。除了压力要求以外，还要尽量避免使用再加热盘管和暴露在外面的玻璃纤维，消除微生物滋生的可能性。医院的房间和洁净室通常需要稳定和高效的通风率，所以宜选用双风道装置。具有高度传染性的房间，比如说肺结核，就需要对它进行负压控制避免病菌传播。使用有害物质的实验室也需要进行负压控制。在这类型的建筑中，一般都是选用单风道或双风道系统。
6.维护和可行性
一些特殊类型的房间如洁净室，它需要末端装置具有高可靠性，因为这关系到服务水平和设备维护的困难和费用。例如洁净室，如果天花板必须是打开的，那在使用前就必须将房间进行消毒。相关费用包括损失的生产时间和消毒的费用。在这种情况下，设备应该安装在洁净室的外面或应该使用具有高可靠性，低维护的设备。
7.费用因素
在最终确定设备方案以前就应该将费用考虑好。安装费用，运行费用和维护费用都应该考虑进去。有时候其中的某一项费用会显得比较重要。例如，如果业主在大楼建造以前就将它卖掉，那么业主最关心的就是建造费用，运行费用就不是那么重要了。如果是由租户自己来付水电费，那么建筑商或开发商就不太关心运行费用。电加热盘管比热水盘管的安装费用低，但是它们的运行费用较高。在做最后决定以前，应该对当地定价做好调查以便做出最佳决定。
8.系统选择
下表列出了在美国常见的几种末端装置及它们的适用范围，仅供国内设计人员参考。
P＝优先选择。 S＝有时候采用。 N＝不推荐。 *＝密封的衬里以减小空气夹带纤维。＃＝应该特别考虑选用噪声小的设备或考虑使用消声器。
1.7 Onyx-2000变风量系统的设计方法流程
1.8变风量系统与风机盘管+新风系统技术经济比较
VAV空调系统与FC+新风系统技术经济对比分析一览表
变风量系统送至各房间的风量和系统的总风量，都会随着房间负荷的变化而变化，因此，它必然会有较多和较复杂的控制要求。只有实现这些控制要求，系统的运行才能稳妥可靠，使她的节能性和经济性充分体现出来。
变风量系统的基本控制要求包括以下几个方面：
房间温度控制：它是通过末端装置对送风量的控制来实现的。任何一种末端装置都携带这类控制部件。
系统的静压控制：这是变风量系统十分重要的控制环节。实现这一控制，才能使系统保持一个稳定的运行压力，从而保证整个系统的运行可靠。
空气处理装置的控制：实现这类控制，则可在运行最为经济的情况下，既保证送风温度符合设计要求，又使送风量紧随着系统负荷的变化而变化。
此外，还有房间正压控制，它是通过对送风机和回风机的平衡控制来实现的。如果建筑物内设计有周边供暖系统，则它需要独立控制。变风量系统的控制可以是气动的、电动的。特别是近年来控制技术迅速发展，微电脑和计算机技术广泛应用于空调系统的控制，使得控制功能大大加强，控制精度提高，安装简便，运行可靠，价格也越来越便宜。
2.1定静压法
所谓定静压控制，是在送风系统管网的适当位置（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，通过调节风机受电频率来改变空调系统的送风量。
当空调负荷减小，相应地空调系统风量需要减小时，部分房间或空调区域的变风量末端装置开度关小，此时系统末端局部阻力增加，管路综合阻力系数增加，管路特性曲线变陡，工况点由A→B，风量有QA→QB。根据理论分析，对于定静压变风量系统，风机功率的减小率基本上等于风机风量的减小率。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%。定静压控制目前仍作为一种主要的控制方法在变风量系统中得到普遍采用。如果送风干管不是一条，则需设计多个静压传感器，通过比较，用静压要求最低的传感器控制风机，风管静压的设定值一般在250-375Pa之间。
2.2变静压控制法
所谓变静压控制，就是在保持每个VAV末端的阀门开度在85%-100%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，通过调节风机受电频率来改变空调系统的送风量。其运行状况如图1-6所示。
在这种控制方式下，由于阀门始终于85%~100%之间，VAV末端装置局部阻力系统变化很小（可能增加，也可能减小），相应地管路综合阻力系数S也变化很小，综合阻力曲线上升或下降幅度微小，当空调系统风量减小时，工况点A基本上沿管路综合阻力曲线变化到B点，此时QA→QB，HA→HB（由于管路综合阻力系数S的微小变化，系统实际余兴工况点B点位置可能发生微小的振荡）。对于变静压变风量系统，风机功率的减小率基本上等于风机风量减小率的三次方。当风机功率全年平均在60%的负荷下运行时，此时风机功率节约率为（1-0.63=78. 4%）
美国学者T.B.Hartman较早提出了变静压控制TRAV（TERMINAL REGULATED AIR VOLUME）的新概念，TRAV基于末端装置实时的风量要求，采用先进的控制软件，实施对风机的控制。日本则把末端风量控制与室内参数设定值的修正结合起来，作为自己常规的VAV系统控制方法。图1-6 变静压法控制原理图
2.3 Onyx-2001总风量控制法
Onyx-2001总风量法，即大智科技总风量法，我们通过抓住两个非常有用的参数，其一是我们大智科技计算出来的实时最佳需求风量值，即我司根据温差（积分比例等）计算出来的实时最佳需求风量，我们不妨称之为Gi-demand，我们据此可以方便地计算出VAV系统实时最佳需求总风量，即∑Gi-demand。其二是VAV控制器计算出来的实时运行风量值，我们不妨称之为Gi-run，我们同样可以据此计算出VAV系统实时运行总风量，即∑Gi-run。抓住了这两个总风量值，就可以方便地实现总风量法控制了，如果还有什么疑问，可与大智公司取得联系，以上控制方法称Onyx-2001总风量控制法。
2.4 Onyx-2002双重控制法
所谓Onyx-2002双重控制法，即采用定静压与总风量双重控制法，就是将定静压法的简单可靠与总风量法的先进直观相结合，通过总风量法来不断“修正”定静压法的定静压值，使其具有一定的调节范围而获得相应的节能效果。控制原理如图所示：
2.5 Onyx-2003双重控制法
所谓Onyx-2003双重控制法即采用变静压与总风量双重控制法，就是将变静压的显著节能与总风量的先进直观相结合，通过变静压法来不断“修正”总风量法的设计转速，使其获得更好的节能效果。控制原理如图所示：
1.1 自动控制系统的组成 自动控制系统是在人工控制的基础上产生和发展起来的。为对自动控制有一个更加清晰的了解，下面对人工操作与自动控制作一个对比与分析。 图1-1所示是一个液体贮槽，在生产中常 用来作为一般的中间容器或成品罐。从前一个 工序出来的物料连续不断地流入槽中，而槽中 的液体又送至下一工序进行加工或包装。当流 入量Q i(或流出量Q0) 波动，严重时会溢出或抽空。解决这个问题的 最简单办法，是以贮槽液位为操作指标，以改 变出口阀门开度为控制手段，如图1-1所示。 当液位上升时，将出口阀门开度开大，液位上 则关小出口阀门，液位下降越多，阀门关得越 小。为了使液位上升和下降都有足够的余地，选择玻璃管液位计指示值中间的某一点为正常工作时的液位高度，通过改变出口阀门开度而使液位保持在这一高度上，这样就不会出贮槽中液位过高而溢出槽外，或使贮槽内液位抽空而发生事故的现象。归纳起来，操作人员所进行的工作有以下三个方面。 ①检测用眼睛观察玻璃管液位计（测量元件）中液位的高低。 ②运算、命令大脑根据眼睛所看到的液位高度，与要求的液位值进行比较，得出偏差的大小和正负，然后根据操作经验，经思考、决策后发出命令。 ③执行根据大脑发出的命令，通过手去改变阀门开度，以改变出口流量Q0，从而使液位保持在所需要高度上。 眼、脑、手三个器官，分别担负了检测、运算/决策和执行三个任务，来完成测量偏差、操纵阀门以纠正偏差的全过程。 若采用一套自动控制装置来取代上述人工操作，就称为液位自动控制。自动 下面结合图1-2的例子介绍几个常 用术语。 ①被控对象需要实现控制的 简称对象，如图1-2中的液体贮槽。 ②被控变量对象内要求保
变风量系统最小新风量控制方法的讨论 （摘自《暖通空调》99年第三期） 航天建筑设计研究院宋宏光 两种常用新风控制方法 风机跟踪控制法及CO2浓度控制法是当前常用的新风控制方法，前者是传统的方法，后者是较新的方法。但后者并不能完全补偿前者的不足。 风机跟踪控制法 该法的控制原理是：送风机送出风量-回风机吸入风量=新风量=常量。这样，在VAV系统运行期间不论送风量如何变化，回风量跟踪调节回风量并保持与出风量之差不变即维持新风量不变。实际运行状况并非如此。风机跟踪控制法所取的控制讯号分别来自总送风管及总回风管上的动态测定点，经过运算变换成风量去调节风机维持新风量不变。动压是风速的函数，送风干管速度GBJ49-87规定为6--14M/s，回风管速度更低，现取6m/s。当管道断面一定时断面内速度变化即表示风量的变化。现将风量变化、速度及动压的关系列于表1。 表1中+5%和-5%是指风量变化的控制幅度，对应的动压变化分别为（9.6-10.6=）-1.0Pa 和（9.6-8.5=)+1.1Pa。 为保证新风量不变，风机跟踪控制不管系统风量如何变化，总送风管风量与总回风管风量之差即新风量保持不变，现假定为1500m3 表2中回风量的大小是为了保持新风量不变的要求而提出的，即送风量减少到50%时。回风量应为（5000-1500=）3500m3/h，实际运行中的误差是不可避免的，正负5%以内一般认为可以接受。回风管中的回风量是由动压控制的，为了保持回风量在3500（1+5%）以内，动压控制精度在（4.10-3.72=)0.39Pa;同样，保持回风量在3500（1-5%）以内，动压精度应在（3.72-3.36=）0.36Pa，这对动压检测控制是很难办到的，因为为个动压是由差压变送器测量风道中全压与静压之差来确定的。目前，较好的差压变送精度为0.5级即全量程的0.5%。
变风量（V A V）空调系统简介 变风量（Variable Air V olume）空调系统是一种通过改变送风量来调节室内温湿度的空调系统。Dleta控制公司是世界上首家设计、制造出一体化（即集控制器、执行机构和流速传感器于一身）的V A V控制器的BA产品制造商。变风量空调系统60年代起源于美国，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统己占据了欧、美、日集中空调系统约30% 的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。进入90年代以来，采用V A V 技术的多层建筑与高层建筑已达到95%。变风量空调系统由空气处理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量空调箱、房间温控器等组成，其中变风量空调箱是该系统的最重要部分。 一、变风量空调系统（V A V）的优势变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要在以下几个方面: 1、节能由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到80% 时，风机耗能将减少到51%；当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%。全年空调负荷率为60% 时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。 2、新风作冷源因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。 3、无冷凝水烦恼变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。 4、系统灵活性好现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带V A V空调箱装置的变风量空调系统，其送风管与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增加风口。而在采用定风量系统或风机盘管系统的建筑工程中，任何小的局部改造都显得很困难。 5、系统噪声低风机盘管系统存在现场噪声，而变风量空调系统噪声主要集中在机房，用户端噪声较小。 6、不会发生过冷或过热带V A V空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。 7、提高楼宇智能化程度采用DDC数字控制的变风量空调系统，可以实现计算机联网运行，接入到楼宇自控系统中，从而提高楼宇智能化程度。 8、减少综合性初投资由于增加了系统静压控制以及V A V空调箱等环节，设备控制上的造价会有所提高。但由于变风量空调系统可以根据冷热负荷的分布，使送风量在建筑物内各个控制区域间平衡转移，从而使系统的设计总送风量减少，因此可以减小空调系统的设备容量，系统综合性初投资不一定会增加，甚至可以降低。 9、变风量空调系统结构简单，维修工作量小，使用寿命长。 二、变风量空调系统（V A V）控制原理变风量控制器和房间温控器一起构成室内串级控制，采用室内温度为主控制量，空气流量为辅助控制量。变风量控制器按房间温度传感器检测到的实际温度，与设定温度比较差值，以此输出所需风量的调整信号，调节变风量末端的风阀，改变送风量，使室内温度保持在设定范围。同时，风道压力传感器检测风道内的压力变化，采用PI或者PID调节，通过变频器控制变风量空调机送风机的转速，消除压力波动的影响，维持送风量。 三、变风量空调系统（V A V）常用控制方式 1、定静压控制工作原理：保证系统风道内某一点（或几点平均）静压一定的前提下，室内所需风量由V A VBOX风阀调节；系统送风量由风道内静压与该点所设定值的差值控制变
绪论 1.什么是信号处理电路？它通常由哪两大部分组成？ 信号处理电路是进行一些复杂的数字运算和数据处理，并且又有实时响应要求的电路。它通常有高速数据通道接口和高速算法电路两大部分组成。 2.为什么要设计专用的信号处理电路？ 因为有的数字信号处理对时间的要求非常苛刻，以至于用高速的通用处理器也无法在规定的时间内完成必要的运算。通用微处理器芯片是为一般目的而设计的，运算的步骤必须通过程序编译后生成的机器码指令加载到存储器中，然后在微处理器芯片控制下，按时钟的节拍，逐条取出指令分析指令和执行指令，直到程序的结束。微处理器芯片中的内部总线和运算部件也是为通用目的而设计，即使是专为信号处理而设计的通用微处理器，因为它的通用性也不可能为某一特殊的算法来设计一系列的专用的运算电路而且其内部总线的宽度也不能随便的改变，只有通过改变程序，才能实现这个特殊的算法，因而其算法速度也受到限制所以要设计专用的信号处理电路。 3.什么是实时处理系统？ 实时处理系统是具有实时响应的处理系统。 4.为什么要用硬件描述语言来设计复杂的算法逻辑电路？ 因为现代复杂数字逻辑系统的设计都是借助于EDA工具完成的，无论电路系统的仿真和综合都需要掌握硬件描述语言。 5.能不能完全用C语言来代替硬件描述语言进行算法逻辑电路的设计？ 不能，因为基础算法的描述和验证通常用C语言来做。如果要设计一个专用的电路来进行这种对速度有要求的实时数据处理，除了以上C语言外，还须编写硬件描述语言程序进行仿真以便从电路结构上保证算法能在规定的时间内完成，并能通过与前端和后端的设备接口正确无误地交换数据。 6.为什么在算法逻辑电路的设计中需要用C语言和硬件描述语言配合使用来提高设计效率？ 首先C语言很灵活，查错功能强，还可以通过PLI编写自己的系统任务，并直接与硬件仿真器结合使用。C语言是目前世界上应用最为广泛的一种编程语言，因而C程序的设计环境比Verilog HDL更完整，此外，C语言有可靠地编译环境，语法完备，缺陷缺少，应用于许多的领域。比较起来，Verilog语言只是针对硬件描述的，在别处使用并不方便。而用Verilog的仿真，综合，查错等大部分软件都是商业软件，与C语言相比缺乏长期大量的使用，可靠性较差，亦有很多缺陷。所以只有在C语言的配合使用下,Verilog才能更好地发挥作用。C 语言与Verilog HDL语言相辅相成，互相配合使用。这就是即利用C语言的完整性又要结合Verilog对硬件描述的精确性，来更快更好地设计出符合性能要求的
变风量控制系统是现代实验室建设中主要送排通风方式。通过通风系统管理软件能对实验室温湿度、通风量进行自动调节、实时监控、自动记录并输出《运行监控报表》，详细记录各时段的运行情况、故障情况，并可输出实际节能的数据，让用户对投资成本与运行成本一目了然。将智能化通风系统接上互联网后，可通过手机或电脑在异地操作智能化通风系统，还可让智能化通风系统的供应商在异地对其进行故障诊断与维护。 变风量控制系统是相对于定风量系统而言的，过去实验室通风系统只是由功率和风量都基本衡定的风机组成。无论风量还是房间的温度湿度都无法控制，通风系统只是起到一个排风的作用。变风量系统是指送风随着排风而变，排风又随着人们的需要自动或人为设置而变，送风与排风形成一个动态平衡，使房间始终保持一个相对恒定的温度、湿度和微负压。变风量系统由空调机组、送风系统、排风系统以及控制系统组成。空调机组又由初级过滤器、中级过滤器、热交换器、加湿器、送风机、控制柜、温度和温度控制阀等组成。送风系统由风道以及风道上的控制阀组成。排风系统由通风柜、柜门位置传感器、通风柜控制器、控制阀以及变频排风机组成。控制系统是整个系统的心脏，负责整个系统各房间温度、压力、湿度、风量的显示和控制。在变风量控制系统中，文丘里变风量控制阀是该系统的主要控制部件。 系统控制目标
1、保证实验室工作人员的健康及安全。 2、正确控制实验室通风柜的排风，保证开口面风速。 3、正确控制实验室补风，同时保证实验室空气的流向。 4、在实验室通风柜等设备使用过程中，控制房间的补风动态跟踪实验室总的排风，保证通风柜等设备的安全运行，同时确保实验室压力（一般为微负压）并尽可能降低能耗。 5、保证实验室最小通风，保证实验室充分的通风换气，在实验室通风柜等设备使用过程中，保证实验室最小换气次数。 6、以实验室为单位，提供通风柜排风及实验室补风控制的完整的解决方案。 系统性能 1、压力无关型控制阀门 2、风道静压发生变化，阀门在1秒之内响应。 3、风量控制精度小于设定风量的±5％。 4、风量控制响应速度小于1秒（随动调节过程）。 5、变风量通风柜面风速控制采用检测调节门开度直接控制阀门风量设定。 6、阀门风量控制范围应足够大，阀门最大控制风量与最小控制风量之比应达16:1以上，满足变风量要求。 7、高质量的通风柜控制效果。
?变风量空调系统的控制方法的比较 ?来源:转载浏览次数:3191 发布日期:2008-6-27 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 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。 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 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。 1.2.3 静压传感器的设置数量 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。 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定值→系统静压偏低→调节并提高风机转速。 2.2变静压控制方法的优点 （1）与定静压控制方法相比，节能效果明显 （2）控制精度高 （3）房间的温湿度效果更好 2.3变静压控制方法的缺点 （1）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。 （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定值有一段小幅波动过程。 3 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
暖通空调自动控制暖通空调ＨＶ＆ＡＣ ２０１２年第４２卷第１１期１５ 变风量空调系统控制 华东建筑设计研究院有限公司 杨国荣☆ 摘要 简述了变风量末端装置控制的功能和传感器设置。详细阐述了变风量空气处理机组基本控制要求、控制原理图及风量控制方法。介绍了新风的控制要求、控制原理图及最小新风量的控制要求。 关键词 变风量空调系统 末端 空气处理机组 控制 方法 原理 最小新风量Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｂｙ Ｙａｎｇ Ｇｕｏｒｏｎｇ★ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＶＡＶ ｔｅｒｍｉｎａｌｓ ａｎｄ ｓｅｎｓｏｒ ｓｅｔｔｉｎｇ．Ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｃｈａｒｔ ａｎｄ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ＶＡＶ ａｉｒ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｕｎｉｔｓ．Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｏｕｔｄｏｏｒ ａｉｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｏｕｔｄｏｏｒ ａｉｒｒａｔｅ ｄｅｍａｎｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＶＡＶ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｅｒｍｉｎａｌ，ａｉｒ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｕｎｉｔ，ｃｏｎｔｒｏｌ，ｍｅｔｈｏｄ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｍｉｎｉｍｕｍ ａｉｒ ｒａｔｅ ★Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ ０ 引言 自２０世纪９０年代上海１３栋高层及超高层办公建筑采用变风量空调系统［１］起，变风量空调系统逐渐在高级办公建筑中得到应用。到２１世纪初，变风量空调系统已普遍应用在高级、高层办公建筑。近年来，变风量空调系统开始应用到别墅等非办公类民用建筑中。 变风量空调技术的发展与其控制技术的发展同步进行，自控技术的突破与发展引领了变风量空调技术的发展。自变风量空调系统在我国应用以来，暖通空调和楼宇控制方面许多专家对该系统的控制策略和控制方式进行了大量研究，得到了丰硕的成果，推进了变风量空调技术的发展。《变风量空调系统设计》全面介绍了变风量末端装置及其系统的控制原理和要求［２］。童锡东等人在分析变风量末端装置和空调方式的基础上总结了各种变风量系统的控制特点［３］。陈武等人根据变风量空调系统的热力模型，通过仿真研究建立变风量空调系统的动态模型和风机控制方法［４］。刘涛及胡益雄等人根据变风量空调系统的基本特点，研究了该系统及末端的模糊控制策略［５－６］。李超等人与钱以明等人结合全空气系统特点研究了变风量空调系统新风控制要求的控制策略［７－８］。 在工程实践方面，我国基本建立起从末端装置、控制系统到运行调试的整个变风量空调系统供应体系。数百栋办公建筑采用了变风量空调系统。但是，就已建成的采用变风量空调系统的办公建筑而言，运行和控制效果良好的建筑物不是很多，节能的建筑物很少。究其原因，主要可归纳为以下几方面。 １）设计方面：空调系统设计不合理，不能满足或难以满足空调使用和运行要求；变风量末端装置选型不合理，偏大或偏小；空气处理机组的组合方式不合理，其功能不能满足使用要求，机组的风量或机外余压偏大或偏小；控制策略和控制要求不明确，没有向自控承包商提供要求明确的控制需求信息。 ２）业主方面：将变风量系统中的末端装置采购与控制系统采购分开进行，没有一个承包商对整个系统负责；重视末端装置与控制器等硬件设备，轻视调试等软件服务，采购合同中服务部分所占费用比例较低，难以保证系统调试质量。 ＊☆杨国荣，男，１９５７年６月生，工学硕士，教授级高级工程师，机电中心主任兼总工程师 ２００００２上海市江西中路２４６号６楼 （０２１）６３２１７４２０－６０４３ Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｒｏｎｇ＿ｙａｎｇ＠ｅｃａｄｉ．ｃｏｍ 收稿日期：２０１２－０７－２０
某办公楼变风量（VAV）空调系统的设计摘要：本文介绍了某办公楼变风量（VAV）空调系统的设计，该系统采用总风量控制的方法，不同于静压控制的方法。通过实践证明了该系统具有设计简单，调试及运行管理方便，系统运行稳定，工程造价低的优点。 1.概述 该工程为综合办公楼，共四层，一层为大厅、安全教育室、办公室、配电室等;二层、三层为办公室、会议室;四层为办公室、通信中心、信息中心等。总空调面积1939m2。厂区冷冻站夏季可提供7℃冷水，冬季可提供60℃热水，要求设中央空调，夏季供冷，冬季供热，为人们提供舒适的工作环境。 2.设计参数 2.1 室外计算参数： 夏季室外计算干球温度：35.7℃ 夏季室外计算湿球温度：28.5℃ 冬季室外计算干球温度：-4℃ 冬季室外计算相对湿度：77% 夏季大气压力：1002.0 hPa 冬季大气压力：1023.0 hPa 2.2 室内计算参数：
3.目前变风量（VAV）空调系统的现状 变风量（VAV）空调系统的控制方法有：定静压控制、变静压控制。这些方法在国外使用多年，成功的范例也较多。但在国内使用的情况就不那么乐观了，这些建筑VAV空调系统投入运行后，存在问题较多，以致导致系统不能正常运行，重新改造，改为普通的空调系统。主要表现为自控系统与空调系统不匹配，调试无法成功;设置参数不稳定，风量不平衡;空气品质和舒适感达不到设计要求。究其原因很多，其最大的原因是控制系统的问题，控制过于复杂，不但要求设计人员既懂空调专业又要懂自控专业，而且要求施工和管理人员也要懂空调和自控，脱离了中国的实际。 在国内VAV控制系统一般是由自控公司施工，空调系统由安装公司承担，各负责一块，导致调试困难，互相推委;其次是变风量空调系统管道千变万化，自控公司无法提供一个在工厂编制好的通用软件，需要调试人员现场编程，现场调试，难度很大;其三是VAV末端设备、变频器、和控制设备由不同厂家生产提供，协议往往不公开，设备之间无法操作，进一步使调试复杂化;其四是变风量理论有待完善，由于变风量空调系存在很多不确定因素，调
VAV变风量空调系统原理、特点、选型VAV变风量集中空调系统，是相对于传统的定风量集中空调系统较先进的一种空调方式，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，例如，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变风量集中空调系统是全空气系统的一种类别，60年代起源于美国，自80年开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统己占据了欧、美、日集中空调系统约30%的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。进入90年代以来，采用VAV变风量空调系统技术的多层建筑与高层建筑已达到95%，已被越来越多的中高端楼宇采用，并成为现代化智能化大楼的一部分，这种空调方式可以显著的降低空调系统的能耗和改善空调系统的性能，提高空调系统的舒适度。 一、VAV变风量空调系统组成：变风量空调系统有各种类型，他们均由四个基本部分构成：变风量末端装置（变风量空调箱、房间温控器）、空气处理及输送设备、风管系统（新风/排风/送风/回风管道）及自动控制系统。变风量空调系统基本构成图 二、VAV变风量空调系统原理：在空调系统中冷机风机、水泵是主要的耗电设备，要想降低空调系统的能耗，只能从这些设备中去考虑，而从根本上来说，空调系统的总能耗的多少最终是由室内达到的温湿度环境决定的，即空调系统的能耗维持着建筑物内温湿度与室外温湿度的差，要想降低空调系统能耗，必须首先从根本上，即合理的室内温湿度环境上进行分析研究，显 2 然最理想的模式就是任何情况下所需求的等于所供给的，VAV变风量空调系统的基本原理正是通过改变送入各房间的风量（改变风量调节温度）来满足室内人员对房间不同温湿度的要求，确保室内温度保持在设计范围内，从而使得空气处理机组在低负荷时的送风量下降，空气处理机组的送风机转速也随之而降低，并自动适应室外环境对建筑物内温湿度的影响，真正达到所需即所供，据国外多年成熟工程案例测算，总能耗相比FC+新风空调系统可节约30%～40%，节能效果非常显著。 三、VAV变风量空调系统的优点（详见VAV系统与FC+新风系统技术分析表）变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要表现在以下几个方面: 1、节能由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到80%时，风机耗能将减少到51%；当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%。全年空调负荷率为60%时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。 2、新风作冷源因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。 3、无冷凝水烦恼变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。 4、系统灵活性好现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带VAV空调箱装置的变风量空调系统，其送风管与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增加风口，而在采用定风量系统或风机盘管系统的建筑工程中，任何小的局部改造都显得很困难。 5、系统噪声低风机盘管系统存在现场噪声，而变风量空调系统噪声主要集中在机房用户端噪声较小。 6、不会发生过冷或过热带VAV空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。 7、可实现远程集中监控，提高楼宇智能化程度采用DDC数字控制的变风量空调系统，可以实现计算机联网运行，接入到楼宇自控系统中，从而提高楼宇智能化程度。
,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 《数字系统设计》试卷 1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； ．考试形式：开（闭）卷； 本试卷共大题，满分100分，考试时间120分钟 (每小题2分，共16分) 大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对CPLD结构与工作原理 ( C ) CPLD即是现场可编程逻辑器件的英文简称； CPLD是基于查找表结构的可编程逻辑器件； 早期的CPLD是从GAL的结构扩展而来； 在Altera公司生产的器件中，FLEX10K 系列属CPLD结构； 在VHDL语言中，下列对时钟边沿检测描述中，错误的是( D ) then ...; then ...; then ...; 在VHDL语言中，下列对进程（PROCESS）语句的语句结构及语法规则的描述中，正确( A ) PROCESS为一无限循环语句；敏感信号发生更新时启动进程，执行完成后，等待下一. 敏感信号参数表中，应列出进程中使用的所有输入信号； 进程由说明部分、结构体部分、和敏感信号参数表三部分组成； 当前进程中声明的信号也可用于其他进程 基于EDA软件的FPGA / CPLD设计流程，以下流程中哪个是正确的：( C ) 原理图/HDL文本输入→适配→综合→时序仿真→编程下载→功能仿真→硬件测试 原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→时序仿真→编程下载→适配→硬件测试； 原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→适配→时序仿真→编程下载→硬件测试 原理图/HDL文本输入→适配→时序仿真→编程下载→功能仿真→综合→硬件测试。 关于综合，从输入设计文件到产生编程文件的顺序正确的是：(B) ．逻辑综合→高层次综合→物理综合；
变风量系统基本原理与控制策略 [日期：2006-07-19] 来源：千家网作者：霍小平贾捷燕叶大法 杨国荣 [字体：大中 小] 提要：本文主旨指导初学者了解一些变风量系统的基本概念，提供变风量系统设计流程及设计方案选择指南，同时着重介绍Onyx-2000变风量系统基本控制策略。 一、变风量空调系统基本概念 1.1 变风量空调系统定义 众所周知，变风量空调系统是通过改变送风量也可调节送风温度来控制某一空调区域温度的一种空调系统。该系统是通过变风量末端装置调节送入房间的风量，并相应调节空调机（AHU）的风量来适应该系统的风量需求。变风量空调系统可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调送风量（达到最小送风量时调节送风温度），以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时根据实际送风量自动调节送风机的转速，最大限度地减少风机动力，节约能量。 1.2 国内外发展概况 变风量(Variable Air Volume)空调系统于20世纪60年代起源于美国。在当时定风量系统加末端再热和双风道系统在很长一段时间内占据舒适性空调的主导地位，因此，变风量系统出现以后并没有立刻得到推广，直到1973年西方石油危机之后，能源危机推动了变风量系统的研究和应用，此后20年中不断发展，如今已经成为美国空调系统的主流。 变风量系统在发展初期,因支管风量平衡的需要和控制设备的局限,大多要求采用高速送风系统,主要送风速度在12.5m/s以上,并且推荐采用静压复得法设计风管系统。尽可能地采用圆形或椭圆形风管,以减小摩擦阻力。但是高速送风系统的风机耗能大,且管路系统噪音增加。随着压力无关型VAV box基本上全面取代压力相关型VAV box及DDC控制器的发展,于是变风量空调方式在低速送风系统中的应用越来越普遍。 在日本,将变风量空调方式用于低速送风系统的研究与开发值得关注。由于传统的皮托管流量传感器在5m/s的风速下难以测定,因此日本人开发研究了超声波流量传感器和电磁式流量传感器等多种适用于低速送风系统的前端设备,一方面节能,另一方面降低了风管噪音,因此,进入90年代以后,无论是新建还是70年代以前建造的空调系统的翻新改造,基本上都采用变风量空调系统。 我国在70年代即有人研究VAV系统的开发和应用，并在地下厂房、纺织厂、体育馆等建筑中就采用过VAV系统。在80年代末期我国出现的首批智能化建筑中，也曾采用过VAV系统，但由于建设过程和使用过程中的种种问题，有些工程
数字系统设计与v e r i l o g H D L课程设计设计题目：实用多功能数字钟 专业：电子信息科学与技术 班级：0313410 学号： 姓名：杨存智 指导老师：黄双林 摘要 本课程设计利用QuartusII软件VerilogVHDL语言的基本运用设计一个多功能数字钟，经分析采用模块化设计方法，分别是顶层模块、alarm、alarm_time、counter_time、clk50mto1、led、switch、bitel、adder、sound_ddd、sound_ddd_du模块，再进行试验设计和软件仿真调试，分别实现时分秒计时、闹钟闹铃、时分秒手动校时、时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能。 单个模块调试达到预期目标，再将整体模块进行试验设计和软件仿真调试，已完全达到分块模式设计功能，并达到设计目标要求。 关键字：多功能数字钟、Verilog、模块、调试、仿真、功能 目录
课程设计的目的 通过课程设计的锻炼，要求学生掌握Verilog HDL语言的一般设计方法，掌握Verilog HDL语言的基本运用，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，基于实践、源于实践，实践出真知，实践检验真理，培养学生的创新精神。 掌握现代数字逻辑电路的应用设计方法，进一步掌握电子仪器的正确使用方法，以及掌握利用计算机进行电子设计自动化(EDA)的基本方法。 课程设计的任务与要求 用Verilog HDL语言设计一个多功能的数字钟，具有下述功能： (1）计时功能。包括时、分、秒的计时； (2)定时与闹钟功能：能在设定的时间发出闹铃音； (3)校时功能。对时、分和秒能手动调整以校准时间； (4)整点报时功能；每逢整点，产生“嘀嘀嘀嘀一嘟”四短一长的报时音。 2．课程设计思路及其原理 数字计时器要实现时分秒计时、闹钟闹铃、时分秒手动校时、时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能，所有功能都基于计时功能。因此首先需要获得具有精确振荡时间的脉振信号，以此作为计时电路的时序基础，实验中可以使用的振荡频率源为50MHZ，通过分频获得所需脉冲频率1Hz。得到1hz脉冲后，要产生计时模块，必须需要加法器来进行加法，因此需要一个全加器，此实验中设计一个八位全加器来满足要求。 数字电路设计中，皆采用二进制加法，为实现实验中时分秒的最大功能，本实验中采用十六进制加法器，再进行BCD码进行转换来实现正常时钟显示。为产生秒位，设计一个模60计数器，利用加法器对1HZ 的脉冲进行秒计数，产生秒位；为产生分位，通过秒位的进位产生分计数脉冲，分位也由模60计数器构成；为产生时位，用一个模24计数器对分位的进位脉冲进行计数。整个数字计时器的计数部分共包括六位：时十位、时个位、分十位、分个位、秒十位和秒个位。基本的计时模块完成之后，整点报时、清零、校时、LED显示、闹铃模块可以相互实现，其中，闹铃模块与计时模块的显示相互并行。 清零功能是通过控制计数器清零端的电平高低来实现的。只需使清零开关按下时各计数器的清零端均可靠接入有效电平（本实验中是低电平），而清零开关断开时各清零端均接入无效电平即可。 保持功能是通过逻辑门控制秒计数器输入端的1Hz脉冲实现的。正常情况下，开关不影响脉冲输入即秒正常计数，当按下开关后，使脉冲无法进入计数端，从而实现计时保持功能。
某办公楼变风量（VAV）空调系统的设计 简介：本文介绍了某办公楼变风量（VAV）空调系统的设计，该系统采用总风量控制的方法，不同于静压控制的方法。 通过实践证明了该系统具有设计简单，调试及运行管理方便，系统运行稳定，工程造价低的优点。 关键字：办公楼变风量总风量控制 1.概述 该工程为综合办公楼，共四层，一层为大厅、安全教育室、办公室、配电室等；二层、三层为办公室、会议室；四层为办公室、通信中心、信息中心等。总空调面积1939m2。厂区冷冻站夏季可提供7℃冷水，冬季可提供60℃热水，要求设中央空调，夏季供冷，冬季供热，为人们提供舒适的工作环境。 2.设计参数 2.1 室外计算参数： 夏季室外计算干球温度：35.7℃夏季室外计算湿球温度：28.5℃ 冬季室外计算干球温度：-4℃冬季室外计算相对湿度：77％ 夏季大气压力：1002.0 hPa 冬季大气压力：1023.0 hPa 2.2 室计算参数： 3.目前变风量（VAV）空调系统的现状 变风量（VAV）空调系统的控制方法有：定静压控制、变静压控制。这些方法在国外使用多年，成功的例也较多。但在国使用的情况就不那么乐观了，这些建筑VAV空调系统投入运行后，存在问题较多，以致导致系统不能正常运行，重新改造，改为普通的空调系统。主要表现为自控系统与空调系统不匹配，调试无法成功；设置参数不稳定，风量不平衡；空气品质和舒适感达不到设计要求。究其原因很多，其最大的原因是控制系统的问题，控制过于复杂，不但要求设计人员既懂空调专业又要懂自控专业，而且要求施工和管理人员也要懂空调和自控，脱离了中国的实际。
在国VAV控制系统一般是由自控公司施工，空调系统由安装公司承担，各负责一块，导致调试困难，互相推委；其次是变风量空调系统管道千变万化，自控公司无法提供一个在工厂编制好的通用软件，需要调试人员现场编程，现场调试，难度很大；其三是VAV末端设备、变频器、和控制设备由不同厂家生产提供，协议往往不公开，设备之间无法操作，进一步使调试复杂化；其四是变风量理论有待完善，由于变风量空调系存在很多不确定因素，调试时需反复调试系统方能运行。其五是由于季节的变化，VAV空调系统需反复进行调试。其六是使用单位无专业（自控、空调）技术人员专门管理，出现故障无法排除；其七是VAV系统末端装置和控制系统价格昂贵，一但出现问题，业主很难再投资进行改造，干脆放弃不用。因此VAV空调系统其控制方法的选择尤为重要，他不但与系统初投资的多少有关，而且对系统运行的可靠 性、经济性有很大的影响。 4.变风量（VAV）空调系统的设计 4.1 该项目变风量（VAV）空调系统采用总风量控制的方式。每个楼层一个系统，安全教育室(6.5m层高)一个系统， 大厅设风机盘管系统，共分六个系统。 4.2 空调设备选择及参数表
通风柜面风速控制系统工作原理： 1、面风速控制系统持续的监测通风柜实际排风量，根据视窗高度计算出视窗开口面积的平均面风速，当排风管道压力变化或视窗高度发生变化时，系统在≤1S的时间做出反应，及时调整风阀开度保持视窗开口面积的平均面风速稳定（符合并优于国家标准：JG/T 222-2007）。 2、不同实验状况时，可在面板上设置不同的参数。
3、系统装有人体感应器，当通风柜前有操作人员工作时面风速控制在某一设定值（0.5m/s），当通风柜前无人操作时，系统自动转换到另一设定值（如0.3m/s），延时后自动将视窗下降到最低位置，最大限度的节省运行费用。（自适应控制） 4、当通风柜门关闭后，风量阀要维持通风柜的最小排风量，1500MM通风柜为300CMH。 5、通风柜门位过高时声光报警。 6、通风柜内温度超过设定值时声光报警。 7、由于故障面使风速过高或过低时声光报警。 8、当出现异常情况时，开启紧急排放模式控制，系统将排风阀开到最大，以最大风量排风，不受面风速值的控制。 9、通风柜配有视窗自动升降功能，当通风柜前有人时，视窗自动升到设定安全高度，可设定安全高度锁定功能，此功能生效时，当视窗被人为升高超过安全高度时，自动将视窗高度降到安全高度，当通风柜前无人时，视窗自动下降到最低位置，使能耗最低，并降低噪音。视窗自动下降时，如遇到阻碍，会自动停
止，防止夹伤。视窗控制为自动时，视窗升降可设为随动状态。装卸大型设备需将视窗升至最上方时，应解除锁定方可执行。 以上就是木人给大家的简单介绍，如果您还想了解其他更多内容可以拨打我们的热线电话，或者点击官网咨询我们，或者点击在线咨询我们。 深圳市木人实验室环境技术有限公司（原深圳市木人科技实业有限公司）创立于2004年，是一家专业从事于实验室前期建筑咨询，系统规划设计、施工、实验室家具设计制作的股份制有限公司。 作为改革开放之都的实验室建设行业的先行者，我们致力于引进国际上先进的实验室技术，并予以吸收国产化，先后推出了欧式，美式实验台，VAV变风量控制系统，实验室智能化系统，由此获得广大客户的认可。 我们: 改革开放的前沿-设计之都-深圳 十五年的实验室设计施工经验 装饰、暖通、结构、家具等各个专业的设计师团队
VAV变风量空调系统难点解析 第一节 VAV空调系统概述 变风量VAV 中央空调是指空调系统根据区域负荷变化和要求，自动调整送风量的一种空调系统。其最大优点是节能显著，素有“节能之王”的美称；同时还具有使用舒适灵活，可用新风作冷源等优点。 变风量空调系统60年代起源于美国，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统已占据了欧、美、日集中空调系统约30％的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。 变风量空调系统由变风量空气处理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量末端、房间温控器等组成，其中变风量末端是该系统最重要部分。 末端各区域的新风均由空气处理机组提供，为了保持室内空气清新，使用VAV的办公楼一般均禁止吸烟，也禁止随意打开窗户，以防破坏室内风平衡。 由于本项目办公区域采用吊顶回风，故在内装时需考虑回风顺畅、保证空气循环，不要将空间绝对封闭，应留出回风口。 第二节 VAV空调系统的特点及优势 变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要在以下几个方面： 1.节能 由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可大幅度减少送风风机的动力耗能；同时在确定系统总风量时，还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。对不同的建筑物同时使用系数可取0.8 左右可以节约空调系统的总装机容量10%—30% 左右。有关文献介绍VAV 系统与定风量系统相比大约可以节能30%—70%，据实际测算当风量减少到80% 时，风机耗能将减少到约51% ；当风量减少到50% 时，风机耗能将减少到约15%；若全年空调负荷率只有60% 时，变风量空调系统可节约风机动力耗能75%。例如对于商场以空调机组每周运行100小时计，单位装机容量的节电量一年可达4000 度/Kw；对于写字楼以每周运行60小时计，单位装机容量的节电量也可达2300度/kW。节电效果相当可观，同时还延长了机组使用寿命。 2.舒适性高能实现各局部区域的灵活控制 可以根据负荷的变化或个人的要求自行设置环境温度，与一般空调系统相比能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象，并由此可以减少制冷和供热负荷15%—30%。
论述数字系统设计的原理和方法 一、数字系统原理 数字系统,即有一些逻辑单元构成的具备数字运算和逻辑处理的一类算术系统,完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路。用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。 数字电路一般分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 组合逻辑电路简称组合电路，它由最基本的的逻辑门电路组合而成。特点是:输出值只与当时的输入值有关,即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能,输出状态随着输入状态的变化而变化，类似于电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。 时序逻辑电路简称时序电路，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路,与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是:输出不仅取决于当时的输入值，而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路,如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号,既能进行算术运算 又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此极其适合于运算、 比较、存储、传输、控制、决策等应用。以二进制作为基础的数字逻辑电路,简单可靠，准 确性高。集成度高,体积小,功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护 灵活方便,随着集成电路技术的高速发展,数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的 功能随着小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路(LＳI)、超 大规模集成电路（ＶＬSＩ)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。 电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还 可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。 因为数字系统的稳定，易于实现等特点，因此数字系统设计广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术各个领域。 二、实现方法
提要：本文主旨指导初学者了解一些变风量系统的基本概念，提供变风量系统设计流程及设计方案选择指南，同时着重介绍Onyx-2000变风量系统基本控制策略。 一、变风量空调系统基本概念 1.1 变风量空调系统定义 众所周知，变风量空调系统是通过改变送风量也可调节送风温度来控制某一空调区域温度的一种空调系统。该系统是通过变风量末端装置调节送入房间的风量，并相应调节空调机（AHU）的风量来适应该系统的风量需求。变风量空调系统可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调送风量（达到最小送风量时调节送风温度），以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时根据实际送风量自动调节送风机的转速，最大限度地减少风机动力，节约能量。 1.2 国内外发展概况 变风量(Variable Air Volume)空调系统于20世纪60年代起源于美国。在当时定风量系统加末端再热和双风道系统在很长一段时间内占据舒适 性空调的主导地位，因此，变风量系统出现以后并没有立刻得到推广，直到1973年西方石油危机之后，能源危机推动了变风量系统的研究和应用，此后20年中不断发展，如今已经成为美国空调系统的主流。
变风量系统在发展初期,因支管风量平衡的需要和控制设备的局限,大 多要求采用高速送风系统,主要送风速度在12.5m/s以上,并且推荐采用静 压复得法设计风管系统。尽可能地采用圆形或椭圆形风管,以减小摩擦阻力。但是高速送风系统的风机耗能大,且管路系统噪音增加。随着压力无关型V AV box基本上全面取代压力相关型VAV box及DDC控制器的发展,于是 变风量空调方式在低速送风系统中的应用越来越普遍。 在日本,将变风量空调方式用于低速送风系统的研究与开发值得关注。 由于传统的皮托管流量传感器在5m/s的风速下难以测定,因此日本人开发研究了超声波流量传感器和电磁式流量传感器等多种适用于低速送风系 统的前端设备,一方面节能,另一方面降低了风管噪音,因此,进入90年代以后,无论是新建还是70年代以前建造的空调系统的翻新改造,基本上都采 用变风量空调系统。 我国在70年代即有人研究VAV系统的开发和应用，并在地下厂房、纺织厂、体育馆等建筑中就采用过VAV系统。在80年代末期我国出现的首批智能化建筑中，也曾采用过VAV系统，但由于建设过程和使用过程中的种种问题，有些工程两三年后使用单位便取消了变风量系统的运行方式，相应的自控设备也拆除了，这使得变风量系统的优点没有发挥出来，变风量系统附加的投资难以得到回报。在此期间，变风量空调技术(包括控制技术和设备)，也在不断地发展和完善。目前，在国内智能建筑的高速发展过程中，急需全面深刻地分析变风量空调系统的发展趋势和技术关键，总结工程实例，促进这一重要技术的平稳发展。