連載· 46 |《變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)》——7.4 浙江省麗水電力調(diào)度中心變風(fēng)量空調(diào)改造設(shè)計
2018-05-25
7.4.1項目概況
浙江省麗水電力調(diào)度中心（以下簡稱麗水電調(diào)） 附樓原為酒店，現(xiàn)改作辦公大樓及員工食堂。總建筑面積約為 10000m2，其中一樓主要為展示廳以及辦公室，二樓為員工食堂以及宴會包廂、休閑餐廳等， 三樓為企業(yè)文化展示中心、會議室、多功能廳以及招待室和休息室（見圖 7-27）。
圖 7-27 麗水電調(diào)效果圖
7.4.2空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案
1.空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
麗水電調(diào)附樓項目原系統(tǒng)采用的是風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，隨著功能需求的改變，空調(diào)系統(tǒng)也隨之改變，由于使用功能改變，將其改造為變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，每個功能區(qū)域內(nèi)的溫度由一套壓力無關(guān)單風(fēng)道型 VAV-TMN 來控制，送風(fēng)方式為低溫風(fēng)口頂送，回風(fēng)方式為吊頂回風(fēng)。應(yīng)業(yè)主要求，盡量利用原系統(tǒng)設(shè)備，因此采用了原來已有但沒有投用的空氣處理機(jī)組。圖 7-28 為一樓風(fēng)系統(tǒng)平面圖。
圖 7-28一樓風(fēng)系統(tǒng)平面圖
根據(jù)業(yè)主對使用功能的要求，改造單位制定了項目改造技術(shù)方案，重點內(nèi)容包括：
（1）根據(jù)使用功能區(qū)域增設(shè) VAV-TMN 以及對風(fēng)管系統(tǒng)重新布置規(guī)劃。
（2）所有的 VAV-TMN 均為單風(fēng)道型 VAV-TMN，采用源牌 RVC 系列產(chǎn)品。
（3）原系統(tǒng)常規(guī)散流器改為射流誘導(dǎo)型低溫風(fēng)口，采用源牌 SL 系列產(chǎn)品。
（4）控制系統(tǒng)采用源牌 RPC5600 中央空調(diào)智慧控制技術(shù)，系統(tǒng)采用變靜壓方式控制。
2.設(shè)計參數(shù)
室外計算參數(shù)如下：
（1）夏季空調(diào)室外計算干球溫度 36.4℃，夏季空調(diào)室外計算濕球溫度 27.7℃。
（2）冬季空調(diào)室外計算平均溫度 -3℃，冬季室外計算相對濕度 76%。
（3）室內(nèi)設(shè)計參數(shù)：溫度 26℃，濕度 60%。
（4）空調(diào)送風(fēng)溫度 9℃。
主要設(shè)備清單見表 7-23。
表 7-23 主要設(shè)備清單
3.控制系統(tǒng)設(shè)計
控制系統(tǒng)全面采用源牌 RPC5600 變風(fēng)量智慧控制技術(shù)，主要包括：①室內(nèi)溫度控制；②系統(tǒng)變風(fēng)量控制；③送風(fēng)溫度控制；④室內(nèi)空氣品質(zhì)控制；⑤系統(tǒng)連鎖控制等。
為進(jìn)一步驗證系統(tǒng)變風(fēng)量控制的效果，系統(tǒng)風(fēng)量控制可以實現(xiàn)三種模式，即定靜壓控制、 變靜壓控制和可變靜壓控制模式。
定靜壓控制：房間風(fēng)量由 VAV-TMN 根據(jù)室內(nèi)溫度與實測溫度偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù) 系統(tǒng)靜壓值設(shè)定值與實測值的偏差進(jìn)行風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)。采用定靜壓控制方式時，單個 VAV-TMN 的故障不會對系統(tǒng)產(chǎn)生特別大的影響。
變靜壓控制：根據(jù)系統(tǒng)中 VAV-TMN 風(fēng)閥開度和數(shù)量對風(fēng)機(jī)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳穩(wěn)定狀態(tài)；控制度目標(biāo)是使系統(tǒng)中所有的風(fēng)閥均工作在高開度下，減少節(jié)流損失， 降低風(fēng)機(jī)能耗。系統(tǒng)中每一個 VAV-TMN 的狀態(tài)都參與到整個控制系統(tǒng)中，如果其中的 VAV-TMN 發(fā)生問題或故障，則需要在控制系統(tǒng)中進(jìn)行修正。
可變靜壓控制：根據(jù)系統(tǒng)靜壓值設(shè)定值與實測值的偏差進(jìn)行風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)。同時結(jié)合系統(tǒng)中 VAV-TMN 閥位的開度和數(shù)量對靜壓設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳穩(wěn)定狀態(tài)； 控制度目標(biāo)是使系統(tǒng)中所有的風(fēng)閥均工作在高開度下，減少節(jié)流損失，降低風(fēng)機(jī)能耗。 系統(tǒng)中每一個 VAV-TMN 的狀態(tài)都參與到整個控制系統(tǒng)中，如果其中的 VAV-TMN 發(fā)生問題或故障，則需要在控制系統(tǒng)中進(jìn)行修正。
7.4.3系統(tǒng)運(yùn)行及測試情況
系統(tǒng)改造后調(diào)試運(yùn)行了一段時間，各方面目標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求，并且為驗證變風(fēng)量控制效果，特別對兩種控制方式，即定靜壓與變靜壓運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，可看 出在變靜壓控制方式比定靜壓方式節(jié)能 20%~30%（空氣處理機(jī)組風(fēng)機(jī)能耗）。
表 7-24 變風(fēng)量運(yùn)行數(shù)據(jù)
表 7-25 房間溫度對比 （℃）
說明：8 月 5~8 日室外氣溫條件基本相同，可以作為類比，由于周末沒有供冷，8 月 5 日星期一的負(fù)荷比其他時間要大，所以相同的運(yùn)行方式，星期一的耗電量要比星期 二和星期三的電量要多一些；排除星期一的數(shù)據(jù)，對星期二至星期四的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比；
即 8 月 6~8 日，8 月 6~7 日為定靜壓控制方式，每日平均耗電量為 82.5kWh，8 月 8 日 為變靜壓控制方式，耗電量 64kWh，可看出相比定靜壓控制方式，變靜壓要比定靜壓節(jié)能 23%。
7.4.4系統(tǒng)存在問題及分析
系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行的過程中也出現(xiàn)了一些問題。 采用變靜壓，某一房間設(shè)置溫度偏低，比如某個房間設(shè)置溫度為 20℃，為了達(dá)到這個溫度，該房間 VAV-TMN 閥位會達(dá)到 100%，如果送風(fēng)量還是不足，則按照控制策略， 空氣處理機(jī)組的頻率會上調(diào)，若風(fēng)機(jī)頻率達(dá)到上限時風(fēng)量都沒有達(dá)到需求風(fēng)量，系統(tǒng)會 按照最高頻率運(yùn)行；這時候系統(tǒng)按變靜壓控制方式運(yùn)行的能耗將會大于按定靜壓方式運(yùn) 行的能耗；當(dāng)風(fēng)管設(shè)計水力不平衡率大時，將使這種情況更為明顯，可能會出現(xiàn)一些不 利環(huán)路的 VAV-TMN 閥位即使達(dá)到 100%，房間實際風(fēng)量還是始終達(dá)不到需求風(fēng)量的情 況；而這種個別情況對定靜壓方式產(chǎn)生的影響卻很小。
變靜壓控制方式和可變靜壓控制方式對設(shè)備的穩(wěn)定性也有一定的要求，若 VAV-TMN 在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障（比如 VAV-TMN 控制失效閥位固定不變的情況），如果在這時 控制系統(tǒng)又沒有得到這個故障信息，則整個控制方向都將可能不一樣，麗水電調(diào) 7 月30 日就出現(xiàn)了這種情況，導(dǎo)致變靜壓耗電量比定靜壓的要高，見表 7-26。
表 7-26 變風(fēng)量運(yùn)行數(shù)據(jù)
表 7-26 中變靜壓運(yùn)行方式一天的耗電量比定靜壓運(yùn)行方式一天的耗電量還要多 66%。經(jīng)過后期對 VAV-TMN 設(shè)備的調(diào)整和改進(jìn)，避免了這種情況的再次出現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。
7.4.5案例小結(jié)
在變風(fēng)量整個系統(tǒng)的實施過程中，系統(tǒng)設(shè)計非常重要，直接決定了整個工程的質(zhì)量， 系統(tǒng)設(shè)計不好，水力失調(diào)率高，調(diào)試的難度將會大大增加，即使設(shè)置了平衡調(diào)節(jié)閥，也很難調(diào)到一個比較平衡的狀態(tài)，而多數(shù)工程即使設(shè)置了平衡調(diào)節(jié)閥也很少有人會去用， 因為通過手動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)風(fēng)管平衡是非常繁雜的。而系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略也決定了系統(tǒng)設(shè)備制造、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)安裝和系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行，每個環(huán)節(jié)都很重要，每個過程的問題都會累積下來，越到后面越嚴(yán)重，所以每個過程都必須重視起來。
總的來說，變風(fēng)量系統(tǒng)要比定風(fēng)量系統(tǒng)要節(jié)能，變靜壓方式要比定靜壓方式節(jié)能， 經(jīng)過麗水電調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)的對比，變靜壓方式要比定靜壓方式節(jié)能約 20%~30%（空氣處理機(jī)組風(fēng)機(jī)部分耗能）。
