連載· 17 |《變風量空調系統》——3.3 空氣處理機組控制
2017-10-20
3.3 空 氣 處 理 機 組 控 制
3.3.1 風量控制
當變風量末端裝置的風量變化時，送風管中的靜壓會發生變化，空氣處理系統的總 送風量應隨之變化。如何實現系統總送風量能跟隨變風量末端裝置的風量變化而實時調 整，又能確保系統穩定運行，是空氣處理系統風量控制的關鍵。風量控制的類型主要分 為：定靜壓控制、可變靜壓控制、變靜壓控制、總風量控制。
風量控制的目的有兩個： 一是保證正常工作的變風量末端風閥盡可能在較高開度下工作。避免低開度下的VAV 節流損失，節約運行費用；避免高入口靜壓下產生的噪聲。 二是保證系統穩定運行。空氣處理系統的調節是多個參數耦合的動態過程，應有合理的參數設定保證系統穩定運行。
1. 定靜壓控制
定靜壓控制是在送風管距空氣處理機組出口約 2/3 長度處設置靜壓傳感器，當末端風量變化時，通過變頻器調節送風機的轉速使靜壓實測值趨于設定值（見圖 3-7）。
圖 3-7 定靜壓控制示意圖
定靜壓控制法的基本思想是，在確保風道中的最小靜壓能滿足所有變風量末端裝置的風量需求 的基礎上，盡量減少風道中的靜壓，以利于節能。
存在的問題：定靜壓控制中的風管靜壓值很難設定，靜壓設置過低或過高都會出現 問題。若設置過低，則會出現一些區域的風量不能滿足設計要求；若設置過高，則會出 現風機長時間處于高速運行的現象，降低節能效果及增大噪聲。
2. 可變靜壓控制
可變靜壓控制與定靜壓控制部分相同，也是在送風管距空氣處理機組出口約 2/3 長度處設置靜壓傳感器，當變風量末端裝置的風量變化時，通過變頻器調節送風機的轉 速使靜壓實測值趨于設定值。但所不同的是，可變靜壓控制的靜壓設定值是變化的。也就是在定靜壓控制策略的基礎上，階段性地改變靜壓設定值（見圖 3-8）。
圖 3-8 可變靜壓控制示意圖
可變靜壓控制法的基本思想是，在滿足室內溫度的前提下，根據風閥開度情況盡量減小風道中的靜壓設定值，使末端風閥盡量保持在高開度狀態，實現節能運行。
存在的問題：可變靜壓控制的風管靜壓初始值較難設定，根據末端風閥的開度調整靜壓設定值的算法較為復雜，需要綜合考慮不同規格的風閥對靜壓設定值的影響權重。
3. 變靜壓控制
變靜壓控制不需要控制風管上的靜壓，只需綜合所有變風量末端風閥閥位情況，進行風機變頻控制（見圖 3-9、圖 3-10）。
變靜壓控制的核心思想就是盡可能保持變風量末端的風閥處于較大開度，它與定靜壓控制的區別在于，變靜壓系統風管中的靜壓隨著系統負荷的變化而變化，從而避免了定靜壓系統中靜壓設 置過低或過高的弊端，使變風量末端裝置更易于調節，且噪聲更小，更加節能。
圖 3-9 變靜壓控制策略圖
圖 3-10 變靜壓控制示意圖
傳統變靜壓控制存在的問題：
（1）實際運行時，每個房間的負荷都是動態的，會受到天氣、朝向、人為因素、設備等因素的影響，每個房間或區域設計負荷與實際負荷很難保證完全匹配，同一時間各房間負荷變化趨勢也會有較大差異。按照傳統額變靜壓控制理論很難實現變靜壓控制。
（2）根據末端風閥開度進行頻率增加或減少值較為復雜，要綜合考慮不同規格風閥對風量變化的權重影響。
4. 總風量控制
總風量控制也是一種基于壓力無 關型 VAV 的控制方法。它是以所有變風量末端裝置的風量設定值的總和為目標值，通過將系統當前各個變風量末端 裝置的風量測量值之和與目標值進行比較，依據此值對空氣處理機組進行變頻調節。
總風量控制原理圖如圖 3-11 所示。
圖 3-11 總風量控制原理框圖
存在的問題：由風機變頻控制和風閥調節控制同時改變送風量，增加了系統的耦合 性，容易導致系統控制不穩定，風機頻率與風量之間的關系與風管阻力特性有關，而該 阻力特性隨末端風閥狀態不同而時刻處于變化之中。
3.3.2 送風溫度控制
通過對比實測送風溫度和設定送風溫度，對冷水 / 熱水電動調節閥進行 PI 調節，將送風溫度保持在設定值。送風溫度重設：較小負荷時，考慮舒適度以及避免部分區域過 冷，可提高送風溫度。
3.3.3 新風量控制
采用回風 CO2 濃度傳感器或新風進風管上的流量傳感器控制新風閥，或采用定風量 閥將新風量保持在需求值，也有項目是采用變風量裝置作為新風控制單元的。
3.3.4 運行管理和用戶定制的其他功能
根據業主需求，可定制以下功能：空氣品質檢測與控制、過渡季全新風運行、夜間 通風換氣、上班前預冷預熱、下班房間空調自動復位、定時開關機、加班自動請求、溫 度上下限節能模式、空調計量收費、能效評估等。
