变流量空调系统控制策略及优化分析.docx

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变流量空调系统控制策略及优化分析

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穆小丽

内蒙古建筑职业技术学院内蒙古呼和浩特010050

摘要：介绍了针对空调系统部分负荷运行产生的变风量和变水量调节以及各种分类控制方法，比较各种方法的优缺点，分析了变流量空调系统调节控制策略的发展进程和发展空间。引用了变风量与变水量相结合的控制方式，分析其原理及可行性，并阐述了未来的研究工作。

关键词：变风量；变水量；控制；模拟

1VAV系统的控制

变风量系统的控制方法按风机控制方法的不同，有定静压控制、变静压控制和总风量控制等。

1.1定静压控制

定静压控制就是通过调节风机转速来保持风道上某一点的静压恒定不变。

1.2变静压控制

变静压控制方法就是在定静压控制运行的基础上，阶段性的改变静压设定值，在适应当前流量要求的同时，尽量使静压保持允许的最低值以节省风机能耗，因此也称最小静压控制。

1.3总风量控制

总风量控制用各末端的设定风量之和Gset。控制风机转速的一种方法。各末端设定风量Gset是经过PID控制其后综合体现空调区域的实际冷、热状况的一个控制参数。

2冷冻水变流量调节

实际空调负荷在全年的绝大部时间内远比设计负荷低，因此定流量系统全年大部分运行时间处于大流量、低温差的情况下工作，大大浪费了冷冻水泵运行的输送能量，可以使系统全年定温差、变流量方式运行，尽量节约冷冻水泵的能耗。

通常控制水泵有温差控制法、改进温度控制法、变压差控制法。

2.1温差控制方式（回水温度控制）

部分负荷下，供回水温差减小，供回水干管间的温差传感器将温差信号传至控制器，控制器按预先设定的算法计算出输出偏差，并产生输出信号控制冷水泵电机的频率降低，从而通过冷水泵流量的降低使供回水干管温差升高，回到设定值。

2.2改进的温度控制法

鉴于温度控制法存在着一定的滞后性，提出了一种方法［1］，借用变风量空调系统中对室内温度控制的思想，即在现有的温度控制法的基础上加以改进。

2.3变压差控制法

变压差控制是在定压差控制基础上发展起来的一种方法，其控制原理与定压差控制方式相同。两者之间的区别在于定压差控制方式下的△P是设定不变的，而变压差控制方式的压差设定值是随系统负荷的变化而设定，与负荷是一一对应关系。在这种控制方式中，采用冷冻系统某处（通常是离泵最远的空调用户端或冷冻水供、回水总管处）的压差△P作为变频器的采样输入信号。当室内人员流动、室外空气温度变化等因素引起负荷发生改变时，由于相应管路上阀门开度的自动变化而引起管路上压差的改变，压差传感器将这一变化传递到变频控制器；控制器检测到这一变化后，按照预先设定的控制算法计算出偏差，并输出信号控制冷冻水泵电机的运转频率以改变冷冻水泵的流量及扬程，达到节能的目的。

3VAV与VWV结合的空调系统控制模式

变风量风量控制和变水量控制都是将回水温度、末端压差作为控制信号在冷冻水和被处理空气经过表冷器之后发出的，并没有把冷冻水系统和风系统做为一个整体系统考虑，两者的控制实际上是相互脱离的：风系统通过控制风量大小从而控制室内空气温度以达到精度要求，不对冷冻水流量进行控制即只是通过冷冻水量和风量之间的换热间接控制冷冻水量；冷冻水系统主要是对回水温度或者压差的控制，控制的是冷冻水流量，没有直接控制风量的大小。从本质上讲，即使两者能够做到了兼顾室内温度和冷冻水的出风温度，实际上也没有跟随负荷的变化而变化风量和水量。因此当系统受到外扰导致负荷发生变化时，必然存在着一定的滞后性和能耗的浪费。

总风量和风机转速是一个正比的关系：

式中△T为标准工况下的回水温差，一般为5℃。

该过程略去了当前时刻下的送风量和冷冻水量经过表冷器后改变冷冻水出口温度的时间，提前将冷冻水回水温度θwo*作为控制信号发给变频器，而不是作为该时刻下的反馈值，相当于给水泵发出—个前馈信号，有超前调节变频水泵转速的功能，因此应具有一定的可行性。

该研究分析将VAV和VWV有效的结合，共同控制空调系统，优化了目前的控制策略。

4结论

变流量空调控制的方式在其发展过程中不断提出新的控制策略，各种方法都有其创新的理念，尤其是可以通过实现VAV与VWV结合控制的方式，使得系统更与负荷变化吻合，及时响应外界的变化。

变风量空调系统被控对象为一个复杂的热力系统，并且还受到多种干扰因素，故很难用精确的数学模型描述。通过对被控对象的热平衡关系的分析提出较为简单、实用的被控对象的模型，确定控制参数、控制策略和控制算法还是需要讲一步的研究发展。变流量空调系统的控制策略研究还需要将来更多的数据分析以及实践支持，将实验模拟得出的理论应用到现实中，实现节能的理念。

参考文献：

[1]沈静霞．VAV与VNV结合的空调系统控制模式优化[D]，西南交通大学．2007

[2]胥海伦．空调水系统变流量运行管理的节能措施（D]．西南交通大学