变风量空调系统风机总风量控制方法研究.docx

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变风量空调系统风机总风量控制方法研究

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摘要文章首先对变风量空调系统作了简要阐述，引出风机风量的控制是空调系统的主要问题;随后分析了传统风机总风量的控制方法，并指出了总风量控制方法、定静压控制方法、变静压控制方法存在的不足;接着对风机总风量控制方法的优化方案作了具体阐述，对今后变风量空调系统节能及效能的提升有良好的借鉴意义。

关键词变风量空调;总风量控制;静压控制

1传统风机总风量控制方法

1.1定静压控制方法

定静压控制法的核心思想是节能，为了减少风道中的静压，需要在风道的最不利点设置压力传感器，保证风道中的最小静压满足变风量空调末端设备的需求，其缺点是最佳静压值很难设定，需要作业人员现场调试，工作量大，若静压设置过高，风机高速运行，噪音大，风机能耗也大。

1.2变静压控制方法

变静压法主要是为了克服定静压的不足，核心思想是要求静压值随负荷的变化而变化，既能使送风管的静压满足要求，又尽量使静压值降到最低，因此变静压控制对空调设计的要求比较高，控制算法复杂，实现困难。

1.3总风量控制方法

传统的总风量控制方法是由变风量末端VAV（VariableAirVolume）根据房间温度和设定温度自动调节，计算需求风量，各个VAV将需求风量反馈到组合式空调机组AHU（AirHandleUnit），AHU变频运行，提供需要的风量。由于该控制方法需求风量由末端反馈，实际中风管系统往往会存在漏风现象，从而导致变风量空调系统送风量与变风量空调系统需求风量不匹配，影响变风量空调系统的稳定性[1]。

2风机总风量控制的优化方法

2.1新风量与空调末端风量控制法

控制逻辑分为两个部分，一部分为空调系统方面，此部分系统新风量最小设定值根据区域风量和二氧化碳浓度进行重置，另一部分为空调分区层面，它会保持系统通风效率不小于通风效率最小设定值Ev_limit，重置末端最小风量设定值的目的是使通风效率Ev较小，从而不浪费大量能源在处理室外新风上。调节分区末端风量的能量节约效率取决于降低系统新风与Vpz增加带来的能源消耗之间的平衡，当Ev较低时，即区域中Vbz/Ez*Vpz远大于Vou/Vps时，这种调节方式效率最高。

在图1中的各参数定义，Ev表示系统通风效率，Ev_runtime表示实时通风效率，来自控制系统计算，Ev_limit表示通风效率最小值，Ez表示空调分区气流组织效率，Vou表示未修正室外新风量，来自控制系统计算，Vot_runtime表示基于空调分区送风量计算得到的系统新风量，Vot_eco表示基于economizer控制策略的系统新风量，来自系统计算，Vps表示系统风量，来自设计值，Vbz表示呼吸去新风需求量，来自控制系统计算;Vpz_res.c表示最不利空调分区送风量，来自控制系统计算，Vpz表示空调分区送风量，来自风量监测装置;T_oa表示室外空气干球温度，来自室外温度计，T_ra表示室内空气干球温度，来自室内温度计。

2.2基于运行曲线的变风量空调系统总风量控制方法

该总风量控制法既避免使用压力检测装置，也不需要变静压控制时的末端阀位信号，这就回避了静压测定经常会遇到的压力波动和风管內湍流等问题。依据运行曲线的总风量控制法，完全依据风机的特性曲线和系统的实际运行曲线，在控制形式上具有比静压控制简单，具有某种程度上的前馈控制含义，由于不采用压力控制，调节较迅速且平稳。

该方法包括以下步骤：①获得管路系统阻力特性曲线a，其数学表达式为：P=Sa·Q2;式中P--管路阻力，Pa;Sa-管路阻力系数;Q-风量，m3/h;②获得各种转速下风机特性曲线，包括P-Q曲线以及Ng′-Q曲线，其中P表示风机压头，单位为Pa，Q表示风量，单位为m3/h，Ng′为电机在各种转速下的输入功率，包括：通过测试得出风机P-Q曲线，并求出回归方程P=aQ2+bQ+c，其中Q表示风量，单位为m3/h，a，b，c分别为回归方程的三个系数，通过测试得出Ng′-Q曲线，Ng′为电机在各种转速下的输入功率，P-Q曲线上的任意一点在Ng′-Q曲线都有对应的工况点;③求解风机的运行曲线c，在系统初调时，确定系统最大风量Qmax时的工况点A和系统最小风量Qmin时的工况点E，通过A、E两点的二次曲线就是风机的运行曲线c，④确定Ng′-f曲线，其中Ng为电机在各种转速下的输入功率，f表示风机的运行频率;⑤根据风机的运行曲线c实施总风量调节控制[2]。

3结束语

优化后的总风量控制法在控制形式上比传统静压控制法简单，属于部分前馈控制，调节较迅速且平稳。可以消除静压控制法和传统风量控制法的不足，对提高空调系统设备效能，实现系统节能，具有重要的经济效益，为今后这一领域的发展方向提供了参考价值。

参考文献

[1]李友胜.智能建筑中变风