变风量空调系统控制方法研究
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变风量(V A V)系统空调调试工法1 前言变风量(V A V)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。
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。
而在我国,随着国民经济的快速发展,人们的生活品质正在逐步提高,对室内的空气环境的要求也越来越高。
为了满足人们的需要,建筑物空调系统正在快速的普及和发展。
与此同时,建筑物的能耗也越来起大。
然而全球气候变暖,因此,在满足人们需要的同时,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。
应对于新型空调系统,采用新型的检测调试方法。
为了不影响工程交工验收和数据的准确性,总结了个别工程的经验,为我公司的变风量(VAV)系统的检测调试提供依据。
特编制本工法。
2 工法特点变风量空调系统由空调机组和末端装置(V A V BOX)组成,末端装置(V A V BOX)箱安装于吊顶内,与末端风口采用带强度的保温软管进行连接。
一般VA V BOX均带2-5个风口,风量的调节全部在吊顶内完成,因此检测时,需要其它专业施工到位,方能编制检测调试方案以及平衡调整。
3 适用范围本工法适用于负荷变化较大的建筑物,如:办公大楼,多区域控制的建筑物以及公用回风通道建筑物。
3.1 负荷变化较大的建筑物由于变风量可以减少送风机和供冷、暖的能量(因为可利用灯光及人员等热量),故负荷变化较大的建筑物可以采用变风量系统。
若建筑物的玻璃窗面积比例小,外墙传热系数小,室外气候对室内影响较小,则不适合采用变风量系统。
因为部分气候时的负荷能量较小。
例如办公大楼,一旦建筑物内有人员聚集和灯光关闭开启,负荷就接近尖峰;人员离开和灯光关闭负荷就变小,因此负荷变化较大。
再如图书馆或公式建筑,具有较大面积的玻璃幕墙和有较大负荷变化的时间长。
3.2 多区域控制的建筑物多区瑾控制的建筑物适合采用变风量系统,因此变风量系统在设备安装上比较灵活,因此用于多区域时,比一般传统的系统更为经济节能。
变风量VAV空调系统设计指南变风量VAV(Variable Air Volume)空调系统是一种根据室内需求进行调节的空调系统,通过调节送风量和温度来实现室内舒适度和能量效益的最佳平衡。
本文将从以下几个方面介绍变风量VAV空调系统的设计指南。
首先,在变风量VAV空调系统的设计中,需要充分考虑室内的舒适度需求。
舒适度主要包括温度、湿度和空气质量等方面。
需要计算并确定每个空调区域的冷负荷,包括人体和设备产生的热负荷,以及室内外温差等因素对冷负荷的影响。
同时,还需要合理确定每个空调区域的送风量,以满足室内空气流通的需求。
其次,在变风量VAV空调系统的设计中,需要选择适当的送风和回风方式。
送风方式主要包括吊装送风和地板送风两种方式,吊装送风适用于天花板较高的场所,而地板送风适用于天花板较低的场所。
回风方式主要包括全混合回风和部分回风两种方式,全混合回风适用于不需要控制室内气压差的场所,部分回风适用于需要控制室内气压差的场所。
另外,在变风量VAV空调系统的设计中,需要选择适当的送风和回风口。
送风口主要包括风口和扩散器两种类型,风口适用于较大空间,扩散器适用于小空间。
回风口主要包括方形回风口和圆形回风口两种类型,方形回风口适用于大空间,圆形回风口适用于小空间。
同时,还需要合理布置送风和回风口位置,以达到最佳送风效果。
最后,在变风量VAV空调系统的设计中,需要合理选择和配置变风量箱和调节阀。
变风量箱是控制送风量的关键设备,根据每个空调区域的需求来调节送风量。
调节阀是控制送风温度的关键设备,根据室内温度需求来调节送风温度。
应该根据每个空调区域的特点和需求来选择合适的变风量箱和调节阀,并合理布置和调节。
总之,变风量VAV空调系统的设计应充分考虑室内的舒适度需求,选择适当的送风和回风方式和口,合理配置变风量箱和调节阀。
通过合理的设计,可以实现室内舒适度和能量效益的最佳平衡。
变风量VAV空调系统在舒适度、能效和灵活性等方面有很大优势,应广泛应用于建筑物的空调系统设计中。
变风量空调系统变静压设定值及新风量保障控制方法研究摘要:分析了变风量空调系统中风机的现有控制方法,提出了基于实测主风管风量的静压整定值的重置方法。
在小型变风量系统实验室进行了静压法和静压复位法实验,并对两种控制方法进行了比较。
针对实验室实验的局限性,在仿真平台上进行了一系列仿真实验。
最后,从系统稳定性、风机节能潜力和应用范围等方面对静压复位法进行了评价。
关键词:变风量空调系统;风机控制;静压重置引言:变风量空调系统的突出特点是风量随负负荷的变化而变化。
系统运行和节能的关键是风机的控制。
在实际工程中,通常从简单、可靠、稳定和节能的角度来评价风机控制方法。
目前常用的控制方法有:恒静压法、最小阻力法、总风量法等。
在节能和稳定性方面存在一些问题,还有优化的空间。
静压复位法的理论分析及相关讨论1.1静压复位方法如引言中所述,静压复位法本质上是对恒定静压法的改进,其目的是使系统静压设定点跟踪负荷变化,以避免系统管道中的静压在部分负荷下仍保持在较高值,并且风扇头在下降阀上消耗过多。
实现静压复位需要解决两个主要问题:1)如何表征系统负载变化;2)静压设定值如何随着负负荷的变化而变化?本文的这一部分针对这两个问题行详细讨论。
1.2静压复位依据和复位功能1.2.1静压复位的依据由于负荷变化不能直接测量,考虑到变风量系统的总风量随负荷变化而变化,主风管中实测风量与设计风量之比称为相对风量(或部分负荷率),它是系统负荷变化的特征量,其定义公式为R = L′L0(1)总风管测量风量的l型,m3/s;L0是主风管的设计风量,m3/s。
静压设定值的复位功能是pset =f(R) (2)其中pset为静压设定值。
1.2.2关于复位功能的讨论假设每端的相对空气量相等(即,每端的部分负荷率与系统的总部分负荷率一致)。
在设计条件下,恒静压法和静压复位法的工作状态点均为1;当系统负荷为部分负荷L1和L2时,定静压法是保证定静压点的静压值PS,风力发电机的工作点分别为2和3,风机阻力曲线上升;和对于静压复位法,静压点的静压值可以根据测得的主风道风量来改变,这样系统的阻力曲线可以尽可能保持不变。
变风量空调系统的控制摘要:变风量空调控制系统的核心是选择节能的、易于工程使用的控制算法。
本文通过对比,对变风量末端选用了压力无关型控制算法,对变风量空调机组选用了定静压控制算法。
本文通过优化控制参数,在节能方面,获得了满意的效果。
关键词:集散控制变风量压力无关型控制算法定静压控制算法1.概述变风量空调技术是跨暖通专业和控制专业的新领域,如果没有好的控制策略和在工程中简单可行的实施方法,变风量空调系统达不到预期节能效果的。
在此背景下,探讨变风量空调系统的控制,有着重要的现实意义。
1.1 变风量空调控制组成变风量空调系统由变风量末端、变风量空调机组两部分组成,两者通过风道连接。
系统的组成如图所示。
变风量空调系统的组成变风量末端有风机动力性和风压型两种。
变风量空调机组有双风机型和单风机型两种。
2 变风量空调控制2.1 变风量末端的控制2.1.1 变风量末端变风量末端一般均由进风短管、消声腔、调节阀等基本部分构成。
其核心是调节风阀,利用其调节进入房间的风量。
2.1.2 控制目标变风量末端控制目标是:根据空调空间要求的温度(设定温度),调节风阀的开度,从而调节进入空调空间(房间)的风量,进一步将空调空间的实际温度控制到设定值上。
并希望被调空间的温度尽量平稳,少受其他因素的影响。
2.1.3 控制算法压力无关型算法是为了解决压力相关型算法房间温度易受风量变化的影响,平稳性差的缺点而引入,其基本思想是在温度闭环控制的基础上,引入风量反馈来提早抑制风量的变化对房间温度的影响,改善温度的平稳性。
由于风量反馈的引入,可提早抑制风压的扰动对温度的影响,较压力相关型算法,温度的平稳性可得到很好的改善。
该控制算法的优点是房间温度的平稳性好。
2.2 变风量空调机组的控制2.2.1 变风量空调机组变风量空调系统,是通过随负荷的变化调节送风量,达到调节房间温度的。
在整个运行过程中,送风温度保持不变。
如何调节送风量呢?通过调节送风风机的运行频率,即可调节送风量。
变风量空调系统控制方法探讨【摘要】变风量空调系统(vav)是通过变风量末端装置调节送入房间的风量或新回风混合比来保证房间温度的,同时相应变频调节送、回风机来维持有效、稳定运行,并动态调整新风量保证室内空气品质及有效利用新风能源的一种高效的全空气系统。
本文将围绕变风量空调系统控制方法进行探讨。
【关键字】变风量空调系统控制方法探讨中图分类号:tu831.3+5文献标识码: a 文章编号:一、最小新风量控制1、风速控制法在新风入口处设置风速传感器,通过控制器调节新风阀来维持恒定的风速。
可控制回风阀保持全开,送风量由变频风机调节。
当采用这种控制时,最小新风设定值可在控制器里随时调整,过渡季节则控制新风阀完全开启,回风阀完全闭合,因此回风阀可采用开关控制即可,这样过渡季节可以最大限度的利用室外新风的冷量。
2、二氧化碳浓度控制法这是一种比较新的新风量控制法,它用二氧化碳变送器测量回风管中的二氧化碳浓度并转换为标准电信号,送入调节器控制新风阀的开度,以保持系统所需要的最小新风量。
这种控制方法简单易行,但是不足之处是不能控制非人为的因素产生的其它有害物质所需要的最小新风量。
如voc 浓度、氡浓度等。
所以这种控制方法具有局限性。
3、室内湿度控制法由于舒适性空调对湿度的要求不是很高,有一定的波动范围,因此,可以将ahu 对应的所有房间作为整体进行控制,即在总的回风干管上设置湿度传感器,据此信号,冬季调节蒸汽加湿器二通阀开度或电加湿器功率,夏季调节表冷器露点温度维持回风温度设定范围,这样各个房间湿度偏差也不会太大,足以满足人体热舒适性要求。
二、变静压控制法1、控制方法的理论依据变静压的控制方法弥补了定静压控制方法能耗大、噪声高的缺点。
变静压控制是在定静压控制运行的基础上, 阶段性地改变风管中压力测点的静压设定值, 在适应所需流量要求的同时, 尽量使静压保持允许的最低值, 以最大限度节省风机的能耗。
由于变静压控制方法运行时的静压是系统允许的最小静压, 因此这种方法也称为最小静压法。
基于串级控制的变风量空调控制系统实验报告一、引言空调控制系统在现代建筑中起着至关重要的作用。
随着节能减排的要求不断提高,变风量空调控制系统应运而生。
本实验旨在研究基于串级控制的变风量空调控制系统的性能。
二、变风量空调控制系统概述变风量空调控制系统是一种根据室内外环境及用户需求自动调节空调送风量的系统。
该系统通过调节空调送风机的转速来实现变风量控制,以达到节能的目的。
三、串级控制原理及实现3.1 串级控制原理串级控制是将多个控制环节串联起来,通过级联控制的方式来提高系统的性能。
串级控制可分为前馈串级和反馈串级两种。
在变风量空调控制系统中,我们采用了反馈串级的方式。
3.2 串级控制实现串级控制实现需要借助控制算法和传感器。
首先,通过传感器获取室内外温度、湿度等环境参数。
然后,将这些参数传入控制算法中,计算出合适的送风量设定值。
最后,将设定值传入变风量空调控制器中,控制其输出的变风量。
四、实验设计及方法4.1 实验目标本实验的目标是验证基于串级控制的变风量空调控制系统的性能,并与传统控制系统进行对比。
4.2 实验流程1.设置室内外环境参数;2.激活空调控制系统;3.采集变风量空调控制系统的输出变风量数据;4.采集传统空调控制系统的输出变风量数据;5.分析和比较两种控制系统的性能。
五、实验结果与分析5.1 变风量空调控制系统的输出变风量数据时间变风量00:00:00 2000 m³00:05:00 1800 m³00:10:00 1600 m³00:15:00 1400 m³00:20:00 1200 m³5.2 传统空调控制系统的输出变风量数据时间变风量00:00:00 2000 m³00:05:00 1000 m³00:10:00 500 m³00:15:00 250 m³00:20:00 125 m³5.3 结果分析通过对比两种控制系统的输出变风量数据,我们可以看出基于串级控制的变风量空调控制系统的输出变风量更加稳定,能够更好地适应室内外环境的变化。
变风量空调系统的控制介绍变风量空调系统的控制简介变风量空调系统的控制对于变风量空调系统能否正常工作具有非常关键的作用,一般来讲,变风量空调系统的控制可以分为三个环节:·室内温度控制环节·风机风量控制环节·新风量控制环节变风量空调系统的室内温度控制变风量空调系统的室温控制环节主要是利用变风量末端装置和室内温度控制器来对室内温度进行控制。
变风量末端装置按照补偿系统压力来分类,一般有:·压力有关型末端·压力无关型末端压力有关型末端装置直接受到室内温度控制器的控制,送入室内的风量除了和室内负荷有关外,还受到空调系统内的压力变化的影响;压力无关型末端比压力有关型末端多了一套风量测量装置进行副控制,有时采用串级控制系统使得空调系统送风量与室内负荷相匹配,即根据空调房间室内温度实测值和设定值来计算房间当前送风量设定值然后根据送风量设定值和送风量实测值的差值来控制风阀的动作。
从实际使用结果来看,压力无关型末端比压力有关型末端在末端数量较多,各个末端使用状态经常变化的过程中,对于室内温度的控制具有超调,震荡小的优点.下图为压力无关型室内温度控制环节示意图:变风量空调系统的送风量控制送风量控制环节是指利用控制信号来调节送风机频率,从而使得空调箱的送风量能够和各个末端的送风量需求相匹配。
变风量空调系统送风机的控制方法主要有:·风机总风量控制法·定静压控制法·变静压控制法风机总风量控制法是指直接将各个末端的送风量设定值之和作为送风机风量的设定值,然后将实测送风机送风量和设定值比较,利用差值来调整送风机转速控制送风量。
采用风机总风量控制法的关键是能够得到空调箱在各种情况下的风机曲线,准确的直接对转速调整达到需要的风量.定静压控制法是指在送风管适当位置设置静压传感器,该静压传感器的压力信号与系统静压设定值进行比较,利用其差值来控制送风机的转速,最终控制空调系统的总风量。
变风量系统基本原理与控制策略一、变风量系统基本原理变风量系统是一种能够根据室内环境需求自动调节送风量的空调系统。
其基本原理是通过控制送风机的转速或风门的开度来实现送风量的调节,从而满足室内温度、湿度和新风需求。
1. 传感器采集室内环境参数变风量系统中,通常会安装温度传感器、湿度传感器和二氧化碳传感器等,用于实时监测室内的温度、湿度和空气质量等参数。
这些传感器将采集到的数据传输给控制系统。
2. 控制系统分析室内需求控制系统会根据传感器采集到的室内环境参数,通过算法进行分析和计算,判断当前室内的温度、湿度和空气质量是否符合设定的要求。
如果不符合要求,控制系统将根据设定的控制策略进行相应的调节。
3. 调节送风量根据控制系统的分析结果,变风量系统会通过调节送风机的转速或风门的开度来调节送风量。
如果室内温度过高,系统会增加送风量;如果室内温度过低,系统会减少送风量。
通过不断调节送风量,系统可以使室内环境保持在一个舒适的范围内。
4. 实现新风控制除了调节送风量,变风量系统还可以实现新风控制。
新风是指从室外引入的新鲜空气,用于保持室内空气的质量。
通过控制系统的指令,变风量系统可以自动调节新风量的大小,以满足室内的新风需求。
二、变风量系统的控制策略变风量系统的控制策略主要包括温度控制、湿度控制和新风控制。
1. 温度控制策略温度控制是变风量系统最基本的控制策略之一。
系统会根据设定的温度范围,通过调节送风量来控制室内的温度。
当室内温度超过设定的上限时,系统会增加送风量;当室内温度低于设定的下限时,系统会减少送风量。
2. 湿度控制策略湿度控制是针对室内湿度的控制策略。
系统会根据设定的湿度范围,通过调节送风量来控制室内的湿度。
当室内湿度超过设定的上限时,系统会增加送风量;当室内湿度低于设定的下限时,系统会减少送风量。
3. 新风控制策略新风控制是为了保持室内空气质量而采取的控制策略。
系统会根据室内的二氧化碳浓度和其他空气污染物的浓度,通过调节新风量来控制室内的空气质量。
变风量空调系统的调试控制技术摘要:变风量空调系统最大的优点是节能效果显著,同时也易于多区控制及舒适性良好,广泛应用许多大型建筑中,并逐步成为当今空调系统的一个非常重要的组成部分。
变风量空调系统的具体工作过程是通过控制末端控制器来控制送风量的大小和温度,从而来控制室内的温度,同时变频调节送、回风机来维持系统有效、稳定运行,并动态调整新风机保证室内空气质量,以及有效利用新风能源的一种高效的全空气系统以。
其主要包括以下几个部分:室内温度控制、送风温度控制、新风控制和室内正压控制。
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,得到越来越多的采用。
作为金融商业区内的高挡写字楼,建筑物内的空气品质好坏,将成为能否吸引使用者的重要因素之一,未来的社会将是以人为本的社会,更加注重人们的工作环境。
变风量空调系统对于传统风机系统具有综合优势,在智能建筑中取代传统风机系统指日可待。
基于此,本文主要对变风量空调系统的调试控制技术做论述。
关键词:变风量;空调系统;智能控制技术引言变风量空调系统是全空气空调系统,其工作原理是以室内的负荷和需求参数为设计依据来自动调节向室内的送风量来控制室内的温度和湿度,以满足实际需求。
变风量空调系统最大的优势是节能,同时对各种复杂应用环境的适应性和灵活性都远优于其他类型的空调系统。
要实现建筑节能,变风量空调技术是目前首选技术之一。
要使变风量系统能发挥其特有的优势,实现“舒适、健康、节能”的空气调节,必须从变风量系统的设计、施工及调试都应精心组织实施。
1变风量空调系统控制变风量空调系统控制主要是指:空调系统传统设计都会将负荷进行确定计算,但对于不同的季节和时段,人们的需求也会有所差异,因此传统的设计容易造成电能的浪费。
如果根据实际的运行情况,将负荷的设计控制在一定的区间内,结合实际情况利用感应设备进行感应,之后再进行负荷的重新计算,就能在空调运行的过程中充分利用季节和时段的条件,降低电能的消耗,还能更好地满足人们的实际需要。
变风量空调系统的送风温度控制陈向阳本文作者陈向阳先生,日本山武霍尼韦尔公司BS事业部系长。
一前言变风量空调技术诞生以来,如何设定系统的送风温度一直没有很好地得到解决。
本文提出一种崭新的决定送风温度设定值的方法,即投票决定送风设定温度法。
这个方法不但解决了同一系统的不同末端同时要求冷气暖气时设定送风温度的决策问题,还可以实现控制决策的可视化。
因此,该方法较以往的各种方法都要先进,具有很高的实用价值。
变风量空调系统的风机转数控制方法中,最先进的是最小静压控制,即送风机提供的静压至少使系统中有一个以上末端装置的风阀为全开。
但这个所谓最小静压控制是针对某个送风温度而言的。
以送冷气为例,若要向房间输送相同大小的冷量,降低送风温度势必导致送风量减小。
针对某个送风温度的最小静压,对另一个送风温度来说就不能说是最小静压。
因此,变风量空调系统的风机转数控制和送风温度设定应是相互匹配的。
有了一个合适的送风温度,才可以实现最小静压控制。
对于一个空调系统,各房间的负荷变化不一定是同步的。
时常会出现有的房间要求降低送风温度,有的房间要求提高送风温度。
有时,甚至会出现同一时刻同一系统中,有的房间要求冷气,有的房间要求暖气。
送风温度设定的问题与送风机转速设定的问题一样,很长一段期间里一直使用了试错法。
根据系统构成的不同,试错法送风温度控制的应用也各不相同。
譬如重视换气次数的空调系统,要求尽量提高送风温度以增加换气次数。
而重视低温送风的空调系统,则要求尽量降低送风温度以减小送风量。
但不论控制准则如何,试错法送风温度控制只能以某一恒定的变化率沿着某一方向(增大或减小)改变送风温度,而且没有目标值。
当某个参照变量达到临界值时,试错法送风温度控制方才改变方向。
例如以末端装置的送风量为参照变量,以设计最大送风量和最小送风量为临界值的试错法送风温度控制的冷气状况; 当系统中有一个以上的末端达到或超过最小送风量时,以一定的速率(可不同于降温速率)提高送风温度。
变风量空调系统的VPT控制法及其应用(摘自《暖通空调》1999年第三期)上海大方空调有限公司李克欣华东建筑设计研究院叶大法杨国荣张沂上海久事置业有限公司霍小平上海机电设备招标公司董奇VAV空调系统问世以来,其控制系统的发展经历了以下三个阶段。
第一阶段,定静压定温度法。
80年代开发。
第二阶段,定静压变温度法(Constant Pressure Variable Temperature,简称CPT法,也称不定静压法)。
90年代前期开发。
第三阶段,变静压变温度法(Variable Pressure Variable Temperature,简称VPT法,也称变静压法,最小静压法)。
1、定静压定温度控制法定静压定温度控制法的控制原理如图所示。
其控制对象是由机械式VAV末端装置所组成的空调系统。
这种系统在VAV空调起步阶段一时成为主流。
由于机械式VAV的特性以及当时电子技术的发展限制,定静压定温度控制法的全部控制均为模拟式。
优点是控制简单,缺点是节能效率差,控制精度低,噪音偏高,机械式VAV与空调机侧联合控制等等。
加上机械式压力损失过大,以及电子式,DDC式VAV的快速发展,机械式VAV已基本停止使用,随之定静压定温度控制法也已基本不被采用。
2、CPT 法CPT法是在定静压定温度控制法的基础上发展起来的。
控制原理如图所示。
系统的主要控制机理为:在保证系统风管上某一点(或几点平均)静压一定的前提下,室内要求风量由VAV所带风阀调节;系统送风量由风管上某一点(或几点平均)静压与该点所设定静压的偏差控制变频器的开启以调节风机转速来确定。
同时还可以改变送风温度来满足室内环境舒适性的要求。
即定静压变温度控制。
这种控制方式比定静压定温度控制法有很大进步,问世以后立即取代了前者,在欧美设计市场曾较为流行。
但是,由于系统送风量由某一点静压值来控制,不可避免地会使得风机转速过高,达不到最佳节能效果;同时在一定的系统静压下室内的要求风量只能由VAV所带风阀调节,当阀门开度较小时气流通过噪声加大,影响室内环境。
VAV变风量空调系统调试方案一、引言VAV变风量空调系统是一种根据室内温度需求自动调节送风量的空调系统,它通过控制风量调节器(VAV)来控制送风量,使得系统能够根据室内温度变化进行自动调节,从而提高空调系统的能效性能。
本文将介绍VAV变风量空调系统的调试方案。
二、调试准备1.了解设计要求:了解系统的设计要求,包括制冷量、制热量、送风量等参数,以便在调试时进行对比分析。
2.熟悉控制系统:了解控制系统的工作原理和控制逻辑,包括温度传感器、风量调节器、PID控制器等。
同时,确保控制系统的设定参数正确。
三、调试步骤1.检查空调系统:检查空调系统的管道、风机、冷却剂等部件是否正常运行,确保没有故障。
2.检查传感器:检查温度传感器、湿度传感器等传感器的安装位置和信号正常性,确保能够准确反映室内环境。
3.校准传感器:根据实际测量值和设定值之间的误差,对传感器进行校准,以确保测量的准确性。
4.调整PID控制器:根据系统的动态特性,逐步调整PID控制器的参数,以确保系统的稳定性和快速响应能力。
5.调整风量调节器:通过调整风量调节器的开度,逐步调整系统的送风量,使得室内温度能够稳定在设定值附近。
6.检查系统控制逻辑:检查系统的控制逻辑是否正确,包括温度设定值、风量设定值、湿度设定值等参数是否正确传递给控制系统。
7.系统稳定性测试:在系统运行稳定后,进行稳定性测试,包括室内温度波动测试、系统响应速度测试、环境温度变化测试等。
8.系统能效测试:通过对比系统实际制冷量、制热量和能耗,评估系统的能效性能,并进行必要的调整,以提高系统的能效性。
四、调试注意事项1.确保安全:在调试过程中,要确保人员和设备的安全,避免发生任何事故。
2.逐步调整:在调试过程中,要逐步调整参数,避免一次性调整过大导致系统不稳定。
3.记录数据:在调试过程中,要记录各个参数的变化,以便分析系统的性能和故障。
4.考虑实际条件:在调试过程中,要考虑实际的环境条件,包括室内外温度、人员活动等,以便更准确地调整系统。
317期 总170期July.2007 No.7Total No.170变风量空调系统控制方法研究摘 要:简要介绍了变风量空调系统的概念及特点,对变风量末端装置和变风量系统的一些控制方法作了分析,详细论述了变风量空调系统中的定静压控制方法、变静压控制方法和总风量控制方法的控制机理,并借助MATLAB仿真软件绘制出定静压控制的仿真曲线。
关键词:变风量空调系统;末端装置;定静压控制;变静压控制;总风量控制中图分类号:TU831.3+5 文献标识码:B 文章编号:1002-3607(2007)07-0031-02(1.西安建筑科技大学,西安 710055;2.陕西省设备安装工程公司,西安 710068)李传东1 田应丽1 李 松2 冯 璐21 概述变风量空调系统(VAV)是通过变风量末端装置调节送入房间的风量或新回风混合比来保证房间温度的,同时相应变频调节送、回风机来维持有效、稳定运行,并动态调整新风量保证室内空气品质及有效利用新风能源的一种高效的全空气系统[1]。
变风量空调系统具有以下的特点:①能实现局部区域的灵活控制,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。
不用再加热方式或双风管方式就能适应各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管方式带来的冷热混合损失。
②由于变风量空调系统能够自动调节送入各房间的风量,在考虑同时使用系数的情况下能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。
③变风量空调系统属于全空气系统,因此具有全空气系统的特点,可以利用新风消除室内负荷,没有风机盘管凝水问题和霉变问题。
变风量空调系统比定风量空调系统多了末端装置和风量调节功能,也使其有了一整套由若干个控制回路组成的控制系统。
至少有这样两个闭合的控制环路:根据室内温度偏差调节风阀以保证合适的支路流量;根据风道内静压偏差调节风机转速或入口导叶阀来保持主风道压力。
其中支路流量控制可由变风量末端来实现,而送风机的控制则因为和机组内回风、混风、排风控制的相互影响及风机能耗问题,存在着不同的控制方法。
2 变风量末端装置的控制变风量末端装置是变风量系统的一个主要设备。
室温控制就是依靠变风量末端装置对风量的控制来得以实现的。
根据末端装置类型的不同,控制方式分为压力有关型和压力无关型。
若采用压力有关型末端装置,则只能实行单回路控制,根据室内温度实测值与设定值的偏差直接输出控制信号来调节末端装置的风阀,从而调节送风量,达到对室内温度的控制。
若采用压力无关型末端装置,则可进行温度的串级控制。
根据室温测定值和设定值的偏差向风量控制回路给出设定风量,风量控制回路再根据设定风量和测定风量的偏差给出风阀的阀位信号,从而调节送风量,达到对室温的控制。
其中温度控制器为主控制器,风量控制器为副控制器,二者构成串级控制环路。
当房间温度变化时,室内温度控制器输出偏差信号不再直接调整风阀开度,而是去修正风量设定值,这样就不会产生采用压力有关型变风量末端装置时,由于控制器根据温度偏差直接对风阀进行调整所引起的VAV系统的振荡。
在部分负荷时,系统内变风量末端装置调节的结果使整个管道系统的阻力增加,系统的风量减少了,这时管道内的静压将增加,而导致系统漏风增加,还可能使风机处于不稳定状态工作,变风量末端装置还因阀门关得小而调节失灵,另外过度节流会导致噪声增加。
因此在VAV末端装置调节的同时,还应对送风量与送风机进行有效的控制。
3 变风量空调系统的控制方法3.1 定静压控制法·通风空调安装技术·第7期No.73.1.1 控制方法的理论依据。
所谓定静压控制,就是在送风系统管网的适当位置设置静压传感器,测量该点的静压。
送风机的风量控制以送风管的静压为目标值,通过调节风机的运转频率,维持送风管的静压恒定。
在定静压控制中,静压传感器的安装位置即压力测点的位置决定系统的能耗和稳定性。
测压点距风机出口越近,当负荷减小时,不利于风机的节能运行,同时由于此时末端装置在较大进出口的压差下工作(即较小风阀开度下工作),会使系统的噪音增大;如果测压点靠近系统的末端,当系统负荷减小时,由于定压点前管路阻力随风量减小,风机实际工作静压小,故该方式有利于节约风机能耗。
但这时如定压点前的末端装置仍在设计负荷工况下工作,由于其风机入口处静压低于设计值,有可能会造成这部分区域的送风量不足,综合考虑在实际工程应用中,定压点的位置通常选择在该点之前管路阻力是总阻力的2/3处,压力大致为250~375Pa左右。
[2][3]3.1.2 控制特性分析。
①定静压控制法是变风量空调系统最早发展起来的比较成熟的一种控制方法,控制比较简单,易于实现。
②静压传感器的设置位置很难确定,往往是根据经验值来定,科学性差。
③在复杂管路上,如双风管系统时,静压传感器的设置数量也很难确定,以及它们之间的关系怎样也值得商榷。
④由于系统送风量由某点静压值来控制,不可避免会使得风机转速过高,达不到最佳节能效果。
3.2 变静压控制法3.2.1 控制方法的理论依据。
变静压控制同样需要对风管静压进行检测,但其静压设定值是随负荷变化而改变的,在适应所需风量要求的同时,尽量使静压保持允许的最低值,以最大限度节省风机的能耗,也称为最小静压法。
变静压控制方法的关键是如何确定静压设定值的算法,一般静压设定值的变化是由变风量末端阀位信号来决定,具体控制方法如下:①变风量末端装置有一个(或二个)阀位大于95%→系统静压偏低→调节并提高风机转速。
②变风量末端装置有一个阀位信号处于75%~95%→风量满足,系统静压适中。
③变风量末端装置所有阀位均小于75%→系统静压过高→调节并降低风机转速。
3.2.2 控制特性分析。
①节能效果明显:变静压控制方法的控制思想是尽量使VAV空调系统的风阀处于全开状态,把系统的静压降至最低,因而能最大限度地降低风机转速,达到节能的目的。
②由于最大限度地降低了风管内静压,使得各VAV装置的入口静压保持最低,提高系统节能效率的同时可降低VAV装置的噪声。
③对风管的分布设计,即对系统的静压分布没有任何要求,适用于各种送风管网系统。
④由于必须使用风阀开度传感器,增加了投资成本的同时也使控制更加复杂,调试更加麻烦。
⑤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,因此必须确定合理的延迟时间,以保证风机转速调节效果已对末端的流量调节产生作用。
3.3 总风量控制法3.3.1 总风量控制法的提出。
传统的变风量空调系统控制方法一直视静压为调节风机转速的唯一参数,但无论是定静压和变静压两者均存在许多不足之处,定静压方法控制简单,但风机能耗较高,末端阀位多处于偏小状态,相应地带来了噪声问题;变静压方法虽然能最大限度地节省风机能耗,但控制算法复杂,实现较为困难。
此外,这两种方法均使用压力控制,系统就必然有不稳定的因素。
在变风量控制系统中,排除机组的控制环节后,风系统中只有房间温度控制环节和风机转速控制环节,风机转速如果不使用静压控制,可能的方法就是对风机实行某种前馈控制。
故充分利用计算机的强有力的计算功能,算出风机合适的转速来直接控制风机。
3.3.2 总风量控制法的基本原理。
风机总风量控制方法是基于压力无关型的VAV末端研究出的一种新的简单易行的空调系统的控制方法。
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。
根据这一正比关系,在设计工况下有一个设计风量和设计转速,在运行过程中有一要求的运行风量自然可以有对应这一要求变风量空调系统控制方法研究32337期 总170期July.2007 No.7Total No.170的风机运行转速,虽然设计工况和实际运行工况下系统的阻力有所变化,但可将其近似为正比的关系。
考虑到各末端风量要求的不均衡性,利用误差理论加以处理,求取风机转速,从而获得系统总送风量。
风机转速控制关系式[4]:其中,N s 为运行工况下的风机设定转速, N d 为设计工况下的风机设计转速, G s,i 为运行工况下的第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, G d,i 为设计工况下的第i 个末端的设计风量,σ为所有末端相对设定风量的均方差。
3.3.3 控制特性的分析。
总风量控制法是直接根据设定风量计算出要求的风机转速,具有某种程度上的前馈控制含义,而不同于静压控制中典型的反馈控制。
在控制形式上具有比静压控制简单得多的结构。
它避免使用压力测量装置,减少了一个风机的闭环控制环节;此外,也不需要变静压控制时的末端阀位信号,因此整体上降低了控制系统的调试难度,提高了控制系统的稳定性。
其节能效果介于定静压控制与变静压控制之间。
但是,总风量控制也增加了末端之间的耦合程度。
综合考虑,不管从控制系统稳定性,还是从节能角度上来说,总风量控制都具有很大的优势,完全可以成为取代各种静压控制方式的有效的风机调节手段。
3.4 系统仿真本仿真应用美国某公司开发的MATLAB语言软件。
仿真对象为前所述的定静压,即变频风机。
结合实际工程与理论推导得出仿真模型为:用稳定边界法进行PID参数整定,通过MATLAB仿真软件输出参数整定后的仿真曲线如图所示。
参考文献:[1]蔡敬琅,《变风量空调设计》[M],中国建筑工业出版社,1997.[2]霍小平,《中央空调自控系统设计》[M],中国电力出版社,2004.[3]江善国,《美国的空调程控节能系统,暖通空调》(J),1997.[4]戴斌文、狄洪发、江亿,《变风量空调系统风机总风量控制方法.暖通空调》[J],1999.变频风机仿真曲线图变风量空调系统调试问题分析摘 要:结合工程实例,分析了变风量空调系统调试中出现的施工及设计问题,以及今后在施工及设计中应注意的问题。
关键词:通风与空调工程;变风量空调系统;空调设计;施工;问题中图分类号:TU831.3+5 文献标识码:B 文章编号:1002-3607(2007)07-0033-03(中铁建设集团有限公司,北京 100040)申友勇1 引言变风量空调系统由于具有节能、卫生等特点,近期在高级办公楼中迅速增多,但个别变风量系统因设计、施工等方面的原因造成空调效果不理想,如北京某大厦,由于调试、设计等原因,运行状况不理想,工程完工后不得不以定风量方式运行,给业主造成了很大的经济损失。
下面借助于工程实例谈谈在深化设计及安装调试中需要注意的事项。
2 本实例工程简介2.1 系统组成变风量空调系统主要由空气处理机(即空调机。