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就變風量系統設計而言,合理的系統設計方案、正確的變風量終端設備選擇、清晰的系統控制策略是實現可控、經濟、節能的變風量系統的基礎。本文重點研究變風量空調系統的控制,以明確變風量空調系統的控制要求。

1 變風量末端裝置控制要求簡述

1.1 變風量終端控制

常用的變風量末端裝置有單風道節流型、串聯型和并聯風機動力型末端裝置。變風量末端裝置及其控制系統是集各種傳感器、執行器和控制器于一體的機電一體化設備。集成裝置可檢測空調區域內一次風量和空氣溫度值,調節一次空氣調節風閥和熱水再熱盤管電動控制閥,設置空調區域內空氣溫度值在各種變風量機電一體化裝置中,該裝置的控制點最多,控制功能也最為復雜。

變風量末端裝置主要完成以下控制功能:

1)一次風量控制。變風量末端裝置控制器根據風量設定值與實測值的偏差信號的比例積分,調節一次風送風量。

2)再加熱控制。變風量終端設備一般采用熱水再加熱盤管或電加熱器進行再加熱。對于熱水再熱盤管,控制器根據室內溫度設定值與實測值的偏差,比例積分或雙倍位置調節熱水再熱盤管的供熱量;對于電加熱器,控制器采用單級或多級調節電加熱器的加熱能力。

3)終端單元內置風扇控制。對于串聯或并聯風扇供電的終端設備,控制器根據終端類型和運行條件聯鎖內置風扇以啟動和停止終端設備。一般情況下,串聯風機供電終端設備的內置風機連續運行;并機風扇供電終端設備的內置風扇可間歇運行或連續運行。如果是間歇運行,則在小風量制冷或制熱時風扇運行,在大風量制冷時不運行;如果是連續運行,則在小風量制冷或制熱時風扇運行,在大風量制冷時以恒速或變速運行。

4)與中央監控系統通訊。終端設備控制器可根據需要與中央監控系統實現如下通訊:輸出室內空氣溫度檢測值和設定值;輸出風量檢測值和設定值;終端設備運行狀態輸出;輸出端裝置調整氣閥閥位;室內溫度復位輸入;終端設備運行狀態變化輸入等

1.2 VAV 終端設備室溫傳感器設置

變風量終端設備的室溫傳感器主要有壁掛式溫度傳感器和吸頂式溫度傳感器兩種。對于小空間的辦公室和會議室,一般使用壁掛式室溫傳感器,而對于大空間的辦公室,可以使用吸頂式溫度傳感器。室溫傳感器必須安裝在溫控區通風、陰涼處。請勿為了美觀的室內裝飾,隨意將其放置在不通風的角落或將多個終端設備的室溫傳感器放在一起;在入侵處,將外區的室溫傳感器設置在內區冷空氣的入侵處或窗戶旁冷氣流落下的地方;設計時應根據空調系統的要求在施工圖上標注室溫傳感器的位置,以免被室內裝修設計師隨意設置。

2變風量空調系統風量控制

變風量空調系統主要由機電一體化變風量末端裝置、空氣處理機組和可實現變風量運行的風道系統組成。

2.1 空氣處理機組的基本要求和控制

變風量系統的另一個主要組成部分是空氣處理裝置。空調機組一般采用組合機組,可以是四管或二管機組,也可以是單風機或雙風機機組,也可以是熱回收裝置或無熱回收裝置。空調機組的循環風機采用變頻裝置驅動,具有廣泛的工作特性。在空調系統的頻率變化范圍和循環風量范圍內穩定高效運行,遠離喘振線。

圖2-5為單風機二管空調機組控制示意圖、單風機四管空調機組控制示意圖、雙風機二管空調機組控制示意圖、雙風機四管空調機組控制示意圖單元控制圖示意圖。

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單風機二管式空氣處理機組的主要設備是空氣過濾器、冷熱水盤管、加濕器和風機。控制系統應檢測回風溫度、回風濕度、空氣過濾器壓差、Y型過濾器壓差、送風溫度、送風濕度、送風管道靜壓等信號;反饋風機狀態及故障信號及變頻控制風機啟停、變頻器、新風和回風調節風閥、電動調節水閥、加濕器控制閥。系統根據送風溫度的檢測數據控制冷熱水盤管電動調節閥的開度;制熱工況下,根據回風濕度控制加濕器控制閥;根據變風量系統的風量控制方法(定靜壓法、變靜壓法、變靜壓法和總風量法等)調節變頻器頻率,實現變風量風扇的操作。

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對于單風機四管空調機組,冷熱水盤管分為冷水盤管和熱水盤管,系統增加了冷水盤管和熱水盤管電動調節閥的控制.

雙風機二管式空氣處理機組的主要設備是空氣過濾器、冷熱水盤管、全熱或顯熱回收裝置、加濕器和風機。控制系統應檢測回風溫度、回風濕度、空氣過濾器壓差、Y型過濾器壓差、送風溫度、送風濕度、送風管道靜壓、混風箱壓力等信號;故障信號和變頻器頻率信號;控制風機啟停、變頻器、熱回收裝置旁通調節風閥、電動調節水閥、加濕器控制閥。系統根據送風溫度的檢測數據控制冷熱水盤管電動調節閥的開度;制熱工況下,根據回風濕度控制加濕器控制閥;根據變風量系統的風量控制方法(定靜壓法、變靜壓法、變靜壓法和總風量法等)調節變頻器頻率,實現變風量風扇的操作。

2.2變風量空調系統風量控制方法

末端裝置和空氣處理機組的風量控制是變風量空調系統最重要的控制內容之一。當空調區域負荷降低,變風量末端裝置一次風量減少時,控制器應按照一定的系統風量控制方法,降低系統循環風量;反之,當空調區域負荷增加,變風量末端裝置一次風量增加時,控制裝置應增加系統循環風量。這種變風量運行是基于一定的系統風量控制方法對變風量末端裝置和可實現變風量運行的空氣處理機組進行系統風量控制而實現的。

目前成熟的變風量空調系統的風量控制方法主要有定靜壓法、變靜壓法、變靜壓法和總風量法。變風量空調系統風量控制方法根據各溫控區域內實測溫度值與設定溫度值的偏差,調節一次風調節風閥的開度,檢測并控制一次風量送至控溫區,實現控溫。系統根據送風管內靜壓檢測值與設定值的偏差閥門公司,或終端設備調整的風閥開度,或終端檢測到的風量之和的偏差進行調整設備和設定的風量。空氣處理機組風機變頻裝置的變頻,實現冷熱水盤管風量和送風溫度的調節。

各系統的風量控制方式,如恒靜壓法、變靜壓法、變靜壓法和總風量法,都有各自的時代特點,在這篇文章中描述。一般來說,恒靜壓法歷史最悠久,節能效果較差。適用于大型、大量終端設備和負荷變化規則不一致或空氣處理機組就位的情況。安裝了環形送風主管,但變風量末端的空調系統安裝未定;變靜壓法和變靜壓法更節能,這種風量控制方式適用于系統小、變風量末端裝置數量少、負荷變化一致的空調系統法律;總風量法節能效果介于以上兩者之間,適用于以支管為主的變風量空調系統。設計者應根據系統特點和控制原理,合理確定系統風量控制方式。從變風量系統風量控制方法近10年的發展來看,定靜壓法的應用將逐漸減少,而總風量法和變靜壓加總風量法的應用將逐漸減少。風量法會越來越多。表1給出了上述幾種常用的變風量系統風量控制方法的基本原理和特點。

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3 系統新風控制

3.1 新風系統控制要求

定風量空調系統的新風量控制比較簡單。一般通過手動調節新風閥和回風閥的開度,使系統滿足新風量需求。在變風量空調系統中,由于系統供回風量的變化,新回風混合的空氣處理機組的靜壓值也發生變化,從而引起系統新風量的變化。風量。因此,變風量系統必須自動控制新風量。

圖6-9是變風量空調系統中常用的新風控制示意圖。

圖6為單獨熱回收裝置控制的單風機空調系統新風控制示意圖。在制冷制熱設計工況下,系統以最小新風量運行,新風通過熱回收裝置回收廢氣能量后進入空氣處理機組。連接電動調節風閥,增加系統新風量和排風量,實現風側省煤器的節能運行。

圖7是內置熱回收裝置的雙風機空調系統新風控制示意圖。在制冷制熱設計工況下,系統以最小新風量運行。新風經熱回收裝置回收,再經過空氣處理機組內的冷熱水盤管,經處理后送入空調房;季節期間,打開熱回收裝置上下的旁通通風閥,增加系統的新風量和排風量,實現風側省煤器的節能運行。

圖 8 顯示了帶有獨立排氣扇的新型單風扇空調系統

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風控示意圖。該系統由一個新風量可變的單風機空調機組和一個排風量可變的排風機組成。

排風機可以是單臺變頻調速風機,也可以是多臺定速風機。變頻驅動風機必須保證風機在風量變化范圍內安全運行。制冷制熱設計工況下,系統以最小新風量運行,變頻排風機以最小風量運行,多臺定速風機一臺風機運行;關閉小回風調節風閥開度,變頻驅動風機提高風機轉速電動調節閥控制美國ag真人官网平台閥門,開啟2臺或全開多臺定速風機,增加系統新風量和排風量,實現風側省煤器的節能運行。

圖9是單風機空調系統新風控制示意圖,在新風道和排風道設置定風量末端裝置。這種系統方式比較適合在高層或超高層寫字樓的核心筒內設置空調機房。一般來說,空調房內安裝了大大小小的兩個新風管道和排風管道。設置電動阻尼器。在制冷制熱設計工況下,系統以最小新風量運行,新風和排風打開定風量末端裝置,新風和排風關閉電動風閥;根據實際情況調節風閥,開啟或關閉新風和排風定風量裝置,增加系統新風和排風量,實現風側省煤器的節能運行.

3.2 最低新風量控制要求

1)定風量終端設備控制

定風量裝置為壓力無關的單通道變風量終端裝置,其風量設定值固定(也可復位)。當風量因設備前后壓差變化而發生變化時,設備通過調節風閥的開度進行補償,使流過設備的風量保持恒定。變風量空調系統常利用定風量裝置的這一特性來控制和保證系統的最小新風量。有時還會在排風系統上設置定風量裝置,控制系統的最小排風量。

定風量裝置的額定風量有限,所以一般用于中、小變風量空調系統,其功能僅限于最小新風量控制,不適用于新鮮空氣或風側省煤器運行。

2)新回風混合箱壓差控制

在圖10中,當系統以最小新風量運行時,新風調節閥關閉,新風和排風閥打開并適當調節。新回風混合靜壓箱內設置靜壓差傳感器,傳感器以室外空氣靜壓值為零點。系統變風量運行時,當風量增加或減少時,混合靜壓箱內負壓值減少(或增加),系統新風量減少(或增加),系統控制器會自動關閉小回風閥,以保持混合靜壓箱內一定的負壓值(如-75Pa)。反之,打開大回風閥。

新型和回風混合箱壓差控制方式更適用于大中型變風量空調系統。

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與普通風冷恒溫恒濕機組相比,初投資肯定會增加:一是空調機組初投資的增加;初期投資也相應增加。由于過程空調負荷僅占空調總負荷的1/4,空調水系統主管管徑并沒有增加多少,增加的成本主要是空調的成本。空調支管水管及配件;三是冷源、水泵前期投入增加。空調冷源總制冷量為500KW,僅占空調冷源制冷量的3.3%。因此,冷源和水泵的初始制冷量為 投資增加有限;四是空調自動控制系統成本增加。由于控制室內溫度的要求,空調水系統電控閥的自動控制成本增加。

3.2空調機組運行成本對比

從表2和表3可以看出,雙冷源的初投資比普通恒溫恒濕機組多19.3萬元,增加20%;年運行電耗成本降低18.4萬元,降低37%;初期投資增加回收期為12.6個月,一年多即可收回,節能效果非常顯著。

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