下载文档原格式
变风量（VAV）空调系统简介变风量（Variable Air Volume）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VAV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VAV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（VAV）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。
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。
V AV 系统出现的问题及建议性方案以下为变风量空调全新风系统的响应招标的控制策略和功能根据送风静压（一般在风管末端1/3处或静压最不利处加装静压传感器）和设定值控制通过PID 算法控制风机电机的频率，从而控制风机转速，稳定送风压力，以便实现变风量控制。
通过Modbus 接口，系统采集VA V 末端数据，如送风量/阀位/冬夏转换等，当风机频率或V A V 末端阀位超限时，控制器调整机组送风温度。
对送风温度进行再设定。
在机组启动阶段，变频器先设置一个固定频率，如20HZ ，等V AV 末端接受到风机运行状态开始进行风量调节，且送风静压拨动较小后开始进行送风静压的调节。
考虑西门子V A V 控制器不能通过原招标说明中所要求的Modbus 协议进行通讯，需将原设计方案进行变更，我司按照一般经验建议如下两种方案：1.西门子V A V 控制器550-440及550-445与我司TAC 用于本工程的产品都采取的是BACnet MS/TP 通用协议（均通过BTL 国际认证），理论上能满足我司在本工程所用的TAC 产品的通讯，下图为TAC 产品的拓扑结构：图1NetControllerIILocal & Remote I/O ModulesBCX1 (9600)Infinet127 max.127 max.WorkstatioWorkstatioDVXBacnet/IPIP EthernetPE DriverX-DriverBCX1MS/TMS/TP LON3rdInfinity图2图1和图2可以清晰反应出TAC 产品的网络结构，图2为网络控制器通过485通讯遵循BACnet MS/TP 协议与区域控制器通讯的示意，其中最底端带橘黄色风阀的区域控制器为我司的V A V 控制器。
从协议的吻合性来讲可以实现将西门子的这两款V A V 控制器接入TAC 网络结构中，我们与西门子厂家也积极做了这次试验，遗憾的是没有成功，下面对试验过程进行介绍：试验目的：将西门子V A V 控制器接入TAC 网络进行正常通讯试验准备：一台笔记本电脑，正版window 7系统一个，施耐德CONTINUUM 楼控软件一套，施耐德网络控制器一台及区域控制器一台，西门子V A V 控制器2台，西门子软件一套试验经过：1） CONTINUUM 楼控软件安装-----成功2） CONTINUUM 楼控软件通过设置网络控制器IP 成功读取其参数 3） CONTINUUM 楼控软件没有通过网络控制器读取到连接的西门子V A V 控制器设备参数，其状态为施耐德网络控制器TD 等闪烁，RD灯不闪（TD 及RD 都闪为正常），证明搜索V A V 控制器没有返回值，V A V 控制器的TX 灯闪烁，RX 灯不闪（都闪为正常）证明V A V 控制器只接收不发送试验结果：无法实现正常通讯考虑不同品牌产品在应用层试验的难度较大，因为不是在研发层，所以我司应指挥部要求与西门子公司一同拿出建议性方案：2. 为尽可能的改变温差的问题，策略为：V A V 末端的反馈信息--------楼控系统判定--------机组变频--------楼控系统判定--------信号反馈给四号制冷站，BacNet MS/TP 的结构及接线b4920b3xxxb3xxxb3xxxb3xxxb3xxxb4920CX/NetController其方案框架为西门子主控DDC 与V A V 控制器进行通讯（采用BACnet MS/TP 协议）并对V A V 末端数据进行采集，西门子主控DDC 将数据传至（采用BACnet 协议）工作站（西门子楼控软件），西门子这套软件至少要提供每个V A V 的（温度、风速、风量、风机状态、风阀开启度）这些数据通过OPC 传至施耐德CONTINUUM 楼控软件并将数据解析调节变频机组，同时施耐德CONTINUUM 楼控软件将设定温度、冬夏季转换信息、变频机组开关状态、启停V A V 的输出通过OPC 传至给西门子软件并解析给V A V 末端控制器。
VAV控制方案V A V控制方案优化算法VAV系统中服务区间的控制依靠VAV末端，而整体的空调环境、节能目标则是通过供应这些末端的空调机组实现的。
因此在VAV变风量系统中，对空调机组的控制尤为重要。
VAV变风量系统具有三个控制回路：⏹温度控制回路–调节冷冻水阀开度使送风温度达到设定值；⏹风量控制回路–调节空调风机变频器使送风量达到设定值；⏹末端控制回路–调节VAV末端风阀使送风达到室内温度所要求的风量；如图一所示，VAV空调机组的优化控制涉及到了上面的三个控制回路。
这个控制算法的输入包括风量的实时监测、送风机变频器的输出频率以及每台VAV末端的风阀开度。
经过优化控制的计算后，得到三个输出：温度控制回路的温度设定值、风量控制回路以及末端控制回路的偏差值。
图一空调机优化控制算法逻辑图温度控制回路：调节冷冻水阀开度使送风温度达到设定值变风量热回收机组为四管制方式，带加湿。
该类型机组主要用于供应办公层的VAV系统。
■ 通过水盘管表面的低温保护装置，当温度低于设定值（可调整）时触发报警并联动一系列的防冻保护动作，如关闭新风阀并打开或开大热水电动阀等；■ 初/中效过滤网淤塞报警，监察过滤网两端的压差，当过滤网淤塞时，两端的压差有变化，超过设定值就以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做检修工作；■ 监测内/外区机组的送、回风温度，将其温差与设定值相比较，从而控制启动或停止热转轮，平衡电能与热能的消耗，达到节能的目的。
■ 监测回风CO2浓度，计算出新风量需求。
监测新风量，将其与设定值相比较，通过对新风阀进行自动调节，从而实现新风量和舒适性的需求。
■ 在风道压力的最不利点设置静压传感器，从而感知所供应VAV末端的风阀开度状况。
■ 温度控制：通过对安装于水盘管回水侧二通电动调节阀的自动调整，实现对被控温度的控制。
由于每个V A V的独立空间，其温度是由V A V来维持的，因此空调机必须保证一个恒定的送风温度，即送风温度是该控制回路中的被控对象。
变流量系统中送风温度的优化设计摘要：在以100%室外空气送风的变空气容积系统（V A V）中，当送风温度一定时，房间所需的制冷量与空气的流动情况有关。
为了使系统功耗最小化，系统最优的送风温度需要根据制冷负荷、风机功率（SFP）、制冷系数（COP）以及室外空气相对湿度来确定。
在现有的送风温度优化理论下，采暖通风空调系统（HV AC）功耗主要取决于送风温度的控制方式、楼房外表面的平均换热系数以及两种室外气候条件。
分析表明：控制送风温度使之最优的系统与在恒温系统相比，HA VC的功耗会得到显著的降低。
在实际工作中，楼房外表面的最优换热系数大概为零。
关键词：采暖通风系统（HV AC）；送风温度；变流量系统（V A V）1.前言使用HV AC主要是为了在使用者在健康、室内空气质量（IAQ）以及热力舒适度方面感到舒适。
变空气容积系统（V A V）主要提供满足国家规定的最少量的空气流量来达到健康要求的各项指标和室内空气流量。
当有制冷要求时，可以增加空气流动，并且使空气温度低于室内温度来满足人体的热力舒适度。
在有V A V控制的空间中，当热负荷增加时空气流动也会随之增加。
房间控制器通过测量室内空气温度和送风流动状态来控制室内空气流动。
送风流动状态取决于制冷负荷以及制冷空间与送风温度的温差，低温的送风与高温的送风相比，要求较低的流动。
送风温度的控制是通过HV A V机组来控制的。
使用V A V控制室内温度有以下原因：Hang et al [1]分析了V A V中的流动控制器，通过模拟器与测量仪，他们发现流动控制器可以提供稳定的空气温度，同时提出了设备、空间内表面恒温动力学。
Inoue和Mastumoto [2]进行了V A V系统的能量分析，并且与其他系统（比如：双管恒定空气容积系统、双管感应机组）进行了比较。
根据Tokyo的气象学数据，V A V系统可以达到最低的制冷负荷和最低的年风机功耗。
许多V A V系统都在恒温系统下工作，返回部分多余气体到HV AC机组，之后送入送风系统（回风）。
过渡季节VAV空调系统送风温度的优化控制策略
晋欣桥;柴小峰;杜志敏
【期刊名称】《天津大学学报》
【年(卷),期】2009(042)007
【摘要】于改善空气品质.
【总页数】5页(P586-590)
【作者】晋欣桥;柴小峰;杜志敏
【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海,200240;上海交通大学机械与动力工程学院,上海,200240;上海交通大学机械与动力工程学院,上海,200240【正文语种】中文
【中图分类】TU8
【相关文献】
1.VAV空调系统控制策略的研究 [J], 童锡东;程大章
2.VAV空调系统的几个控制策略 [J], 荣剑文
3.舒适性空调系统AHU送风温度优化仿真研究 [J], 蔡盼盼;李利文;曾亮华
4.多区域变风量空调系统送风温度的优化节能控制 [J], 晋欣桥;夏凊;周兴禧;王盛卫
5.变风量空调系统送风温度优化及容错控制 [J], 杜志敏;晋欣桥;郭轶波;柴小峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
VAV系统控制策略VAV系统控制方案VAV系统控制方案1 概述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2.1 标准层监控点表见下页：2/112.2 V AV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。
3 控制方案描述3.1 末端控制3.1.1 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%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。
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：计算需求风量实际风量室内温度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；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。
