VAV变风量控制说明与建筑设备管理系统厂家直销

 一、VAV变风量控制说明

  变风量（VAV）空调系统是根据室内负荷变化，采用改变送风量的方式来维持室内温度平衡的方法。其主要特点是节能，可根据建筑特点灵活分布，没有像风机盘管冷凝水和霉变等问题，设备维护工作量较小。
  采用VAV空调系统可显着节约风机耗能。因为在全年空调的建筑物里，大部分时间，空调系统都不在满负荷状态下工作，而采用末端变风量系统，控制系统根据热负荷调节风机总的送风量，则风机耗能将大大减少。除此之外，VAV末端都有隔离噪音的作用。变风量空调系统示意图如下：

  VAV系统由变风量空调机组（VAV AHU）和VAV末端装置（VAV Terminal）两部分组成，VAV末端根据控制区域的热负荷，通过调节风门的开启比例控制末端的送风量，而变风量空调机组则根据各VAV末端的需求，通过风机变频控制总的送风量。本投标方案提供的APOGEE系统使用西门子ATEC专用控制器来实现对VAV末端装置的控制，而使用MEC或MBC控制器来控制变风量空调机组（VAV AHU）。

二、VAV末端装置的控制方案
   压力无关型VAV末端装置的控制系统由压差取压管（传感器）、调节风阀、VAV专用控制器、室内温度传感器等组成。VAV控制器根据压差监测值和风管面积计算实际送风量，与送风量设定值比较，通过风阀调节送风量。而室内温度传感器及其控制回路的作用是起修定送风量设定值的作用，根据不同的室内温度重新调节风量的设定点。如夏季室内较冷时，即室内的热负荷较低时，减小送风量的设定点，室内热负荷较大时，则增加送风量的设定值。典型的压力无关型变风量末端装置控制系统的控制原理图如下：

   图中Tsensor反映了各房间温度状况，是控制系统最终所要实现的目的。Tset表示各房间的温度要求，由用户给出或系统管理人员根据实际情况分别设定。实际使用中往往是给定一个范围，如19～20℃。Gsensor为VAV末端所测的流量，将动压经过VAV控制器内置的对照表及修正系数转换而来。Gset系由温度PID控制回路根据房间温度偏差设定的一个合理的房间要求风量。其实现是先由设计人员给出该房间最大、最小设计风量，并存入VAV控制器的数据库中，以Siemens的变风量专用的ATEC控制器为例，数据库中Gmax, Gmin即分别对应于最大、最小风量。Gset可用下式确定：

   其中Kt是直接由房间温度偏差经过PID控制器的输出信号，其范围是（0～100）。
从上述VAV末端装置的控制原理图可以看出，VAV末端的控制实际上使用了一个串级控制。使用这种串级控制的基本原因是末端流量控制和房间温度控制两个环节的时间常数差别太大。整个串级控制环路中共有两个实时测量，即温度、流量测量信号；直接设定参数一个，即房间设定温度Tset；中间变量一个，即设定风量Gset；及输出给VAV末端的阀位控制信号C。

本投标方案选用西门子楼宇科技最新推出的一体式VAV末端控制器，专用控制器集压差变送、风阀驱动、控制、通讯功能为一体，结构紧凑，性能稳定。西门子控制器的种类比较多，根据不同的应用类型（如压力有关型VAV末端、压力无关型VAV末端、风机盘管等）在控制器出厂时已固化了相应的VAV控制应用程序，现场调试时只需要填写相应的控制参数即可。

三、变风量空调机组控制方案
  ① 定静压控制方案
  当VAV末端风门改变开度后，会影响整个风道的静压，风机通过改变风量以满足风道系统的静压要求。根据招标文件提供的设计方案，变风量空调机组的风量调节采用定静压控制方案，通过风机变频器来完成。风管静压的控制点一般放在主风道距风机出口的2/3处。定静压控制方案属于传统的变风量空调系统的调节方案，实际使用时常常存在如下问题：
   •设定值不确定问题
  定静压控制方案必须在控制系统中对风道静压的设定值进行确定，这种确定往往按设计院提供的设计数据或凭经验设定。而实际的风系统的阻力特性往往与当初的设计系统存在较大的差别，当静压设定值偏大时，VAV末端装置的风门往往不能全开，浪费能耗；当静压设定值偏小时，远端的VAV末端装置即使风门全开也达到不了房间的温度要求。
   •多支管问题
  当变风量空调机组带有多支路VAV末端装置时，静压传感器布置的位置显得比较复杂，可能需要在很多分支风管上布置静压传感器，然后选取最小值或平均值进行变风量控制依据。由于静压传感器一般布置在吊顶里，这给静压传感器的维护带来了不方便。
   ② 总静压动态控制方案
  随着楼宇自控系统网络技术和可靠性的提高，新的变风量空调系统控制方案不断被提出。本投标方根据已往的工程经验，采用总静压动态控制方案，方法是只在空调机组的出口总管上布置静压传感器，通过楼宇自控系统对该台空调机组所带的所有VAV末端装置的风门开度进行监测、分析，不断对总管的静压设定值进行修正。比如当所有VAV末端装置中的最大风阀开度才85%时，自控系统自动减少总管静压设定值（步长可设为10Pa）。由于该方案完全按VAV末端装置的实际负荷需求进行动态调整，因此风机运行能耗能进一步降低。同时，总管静压传感器由于布置在空调机房，维护保养十分方便。

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