連載· 17 |《變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)》——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(fēng)量控制
當變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)量變化時，送風(fēng)管中的靜壓會發(fā)生變化，空氣處理系統(tǒng)的總 送風(fēng)量應(yīng)隨之變化。如何實現(xiàn)系統(tǒng)總送風(fēng)量能跟隨變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)量變化而實時調(diào) 整，又能確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行，是空氣處理系統(tǒng)風(fēng)量控制的關(guān)鍵。風(fēng)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(fēng)量控制。
風(fēng)量控制的目的有兩個： 一是保證正常工作的變風(fēng)量末端風(fēng)閥盡可能在較高開度下工作。避免低開度下的VAV 節(jié)流損失，節(jié)約運行費用；避免高入口靜壓下產(chǎn)生的噪聲。 二是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。空氣處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)是多個參數(shù)耦合的動態(tài)過程，應(yīng)有合理的參數(shù)設(shè)定保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
1. 定靜壓控制
定靜壓控制是在送風(fēng)管距空氣處理機組出口約 2/3 長度處設(shè)置靜壓傳感器，當末端風(fēng)量變化時，通過變頻器調(diào)節(jié)送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速使靜壓實測值趨于設(shè)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(fēng)道中的最小靜壓能滿足所有變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)量需求 的基礎(chǔ)上，盡量減少風(fēng)道中的靜壓，以利于節(jié)能。
存在的問題：定靜壓控制中的風(fēng)管靜壓值很難設(shè)定，靜壓設(shè)置過低或過高都會出現(xiàn) 問題。若設(shè)置過低，則會出現(xiàn)一些區(qū)域的風(fēng)量不能滿足設(shè)計要求；若設(shè)置過高，則會出 現(xiàn)風(fēng)機長時間處于高速運行的現(xiàn)象，降低節(jié)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(fēng)管距空氣處理機組出口約 2/3 長度處設(shè)置靜壓傳感器，當變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)量變化時，通過變頻器調(diào)節(jié)送風(fēng)機的轉(zhuǎn) 速使靜壓實測值趨于設(shè)定值。但所不同的是，可變靜壓控制的靜壓設(shè)定值是變化的。也就是在定靜壓控制策略的基礎(chǔ)上，階段性地改變靜壓設(shè)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(nèi)溫度的前提下，根據(jù)風(fēng)閥開度情況盡量減小風(fēng)道中的靜壓設(shè)定值，使末端風(fēng)閥盡量保持在高開度狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能運行。
存在的問題：可變靜壓控制的風(fēng)管靜壓初始值較難設(shè)定，根據(jù)末端風(fēng)閥的開度調(diào)整靜壓設(shè)定值的算法較為復(fù)雜，需要綜合考慮不同規(guī)格的風(fēng)閥對靜壓設(shè)定值的影響權(quán)重。
3. 變靜壓控制
變靜壓控制不需要控制風(fēng)管上的靜壓，只需綜合所有變風(fēng)量末端風(fēng)閥閥位情況，進行風(fēng)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(fēng)量末端的風(fēng)閥處于較大開度，它與定靜壓控制的區(qū)別在于，變靜壓系統(tǒng)風(fēng)管中的靜壓隨著系統(tǒng)負荷的變化而變化，從而避免了定靜壓系統(tǒng)中靜壓設(shè) 置過低或過高的弊端，使變風(fēng)量末端裝置更易于調(diào)節(jié)，且噪聲更小，更加節(jié)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(tǒng)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(tài)的，會受到天氣、朝向、人為因素、設(shè)備等因素的影響，每個房間或區(qū)域設(shè)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(tǒng)額變靜壓控制理論很難實現(xiàn)變靜壓控制。
（2）根據(jù)末端風(fēng)閥開度進行頻率增加或減少值較為復(fù)雜，要綜合考慮不同規(guī)格風(fēng)閥對風(fēng)量變化的權(quán)重影響。
4. 總風(fēng)量控制
總風(fēng)量控制也是一種基于壓力無 關(guān)型 VAV 的控制方法。它是以所有變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)量設(shè)定值的總和為目標值，通過將系統(tǒng)當前各個變風(fēng)量末端 裝置的風(fēng)量測量值之和與目標值進行比較，依據(jù)此值對空氣處理機組進行變頻調(diào)節(jié)。
總風(fēng)量控制原理圖如圖 3-11 所示。
圖 3-11 總風(fēng)量控制原理框圖
存在的問題：由風(fēng)機變頻控制和風(fēng)閥調(diào)節(jié)控制同時改變送風(fēng)量，增加了系統(tǒng)的耦合 性，容易導(dǎo)致系統(tǒng)控制不穩(wěn)定，風(fēng)機頻率與風(fēng)量之間的關(guān)系與風(fēng)管阻力特性有關(guān)，而該 阻力特性隨末端風(fēng)閥狀態(tài)不同而時刻處于變化之中。
3.3.2 送風(fēng)溫度控制
通過對比實測送風(fēng)溫度和設(shè)定送風(fēng)溫度，對冷水 / 熱水電動調(diào)節(jié)閥進行 PI 調(diào)節(jié)，將送風(fēng)溫度保持在設(shè)定值。送風(fēng)溫度重設(shè)：較小負荷時，考慮舒適度以及避免部分區(qū)域過 冷，可提高送風(fēng)溫度。
3.3.3 新風(fēng)量控制
采用回風(fēng) CO2 濃度傳感器或新風(fēng)進風(fēng)管上的流量傳感器控制新風(fēng)閥，或采用定風(fēng)量 閥將新風(fēng)量保持在需求值，也有項目是采用變風(fēng)量裝置作為新風(fēng)控制單元的。
3.3.4 運行管理和用戶定制的其他功能
根據(jù)業(yè)主需求，可定制以下功能：空氣品質(zhì)檢測與控制、過渡季全新風(fēng)運行、夜間 通風(fēng)換氣、上班前預(yù)冷預(yù)熱、下班房間空調(diào)自動復(fù)位、定時開關(guān)機、加班自動請求、溫 度上下限節(jié)能模式、空調(diào)計量收費、能效評估等。
