南方基地辦公建筑VAV技術應用

黃秀芳

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣州510640）

1 引言

隨著時代的進步發展，人們對辦公建筑的舒適度和節能的要求越來越高，我國南方地區辦公建筑最常用的空調末端系統為FCU+PAU（風機盤管+新風），隨著技術的發展及產品的迭代，VAV（變風量）系統相較于傳統FCU+PAU（風機盤管+新風）更舒適節能。

2 變風量（VAV）系統

變風量（VAV）系統由變頻中央空調機組（AHU）、變風量末端裝置（VAV-BOX）、控制組件、送回風管及送回風口等裝置組成。變頻中央空調機組將處理后的空氣經送風管道及設在室內的變風量末端裝置送入室內。當室內負荷發生變化時,末端裝置自動改變送入房間的風量以滿足室內舒適度要求。而中央空調機組則因低負荷時總送風量下降而降低風機運行頻率，從而減少風機動力，達至節能的目的[1]。

一個成功的智能化變風量空調系統，不僅要有可靠的空調設備，同時，更應具有專業的控制系統和控制策略。如果變風量系統控制不好，其效果將不如風機盤管+新風系統節能。所以，合理地控制系統和方案是VAV 變風量系統成功的重要前提。

控制系統主要對變風量系統空氣處理機組、變風量末端裝置和通風設備進行智能協調控制。將所有設備整合成一個系統，通過專業控制策略，實現最佳控制方案。

3 變風量（VAV）系統控制策略

某項目辦公區的空調末端系統為單風道變風量末端，變風量末端為壓力無關型，送風量變化由房間恒溫器控制。氣流組織采用上送上回的方式，新風經過濾及新風空調器處理后送入空調房間，為保證房間人員的新風量標準及過渡季加大新風量，機組內設初效過濾器和靜電除塵裝置，回風管設置光氫離子空氣凈化裝置，空調器放置空調機房內且按南北分區布置。

4 變風量（VAV）系統控制方案

4.1 變風量空調系統

組成：送風管處的溫度、濕度傳感器、風機電機、變頻器、自動復位式電動比例積分二通閥、VAV、溫控器等[2]。

溫度控制：由設置在送風管處的溫度傳感器，控制水路電動二通閥（比例積分式）動作（比例積分二通閥具有斷電自動復位功能），調節水量，達到送風溫度控制。小辦公室內的溫控器需有就地開關功能。

新、排風量自動控制：（1）平時按照AHU 機組最小新風量設定值自動調節新風VAV-BOX，以保證新風量滿足要求，每個系統在大開間辦公室區域及會議室各設置CO2傳感器，空氣處理機組根據各區域的CO2濃度（設定體積分數為1×10-3）需要的新風量，并控制新風VAV-BOX 的送風量當室內CO2的濃度超標時，自動調節新風VAV-BOX，每次新風量調整建議周期為15min（時間在調試時整定），建議調整幅度為1000m3/h（數值可調整），以保證新風量滿足要求。（2）當過渡季時，全新風運行，新風VAV-BOX 調整至最大送風風量。（3）空調器新風管配可設定開度及控制的電動風量調節閥；且具備風量測量功能，其精度在最小新風量15%的偏差范圍內；可提供風量信號，并接入BA 系統，當新風量偏差設定值的10%以上時，樓宇自控系統產生報警并介入BMS 系統。（4）排風電動風量調節閥跟隨新風電動風量調節閥動作，以保證排風風量按照新風風量的變化做相應調整。

預冷控制：空調機啟動一定時間內，關閉新風閥，實行預冷。

送風機變頻控制采用定靜壓再設定控制方式：（1）在送風管道2/3 長度的位置設置靜壓傳感器，根據末端閥位的變化調整靜壓傳感器設定值，以保證每個VAV-BOX 都在70%～90%，從而控制系統的最優化運行；（2）建議控制周期為15min（時間在調試時整定）, 靜壓傳感器的設定值建議調整幅度為10Pa（數值可調整）；（3）每個VAV-BOX 末端均向靜壓設定控制器發出閥位信號，確定每個變風量末端裝置調節風閥的閥位；讀取各末端裝置調節風閥的閥位開度信息，并進行比較分析，找出閥位開度最大值POSmax；（4）當POSmax＞90%時，表示閥位開度最大的末端，其送風量剛好能夠滿足其所控制的空調區域的負荷需求，系統靜壓處在較低的情況下，因此，需要適度增加系統靜壓的設定值，提高風機轉速，確保每個末端裝置得到足夠的需求風量；（5）當POSmax＜70%時，表示閥位開度最大的末端的開度很小，其他末端調節風閥的開度更小，系統靜壓值偏大，可降低靜壓設定值，節省少風機能耗，降低噪聲；（6）當70%＜POSmax＜90%時，表示當前系統靜壓合適，無須改變靜壓設定值，風機保持在某一轉速不變；（7）當某個風閥持續在最大位置流量或末端有故障無法控制時，變靜壓控制系統應能自動忽略該末端，并以其他正常工作的末端為參考。

4.2 變風量末端控制

VAV-BOX 均配液晶面板就地溫控器，可根據用戶需求在溫控面板上手動設定溫度，也可由管理員在中央控制室遠程通過控制網絡設定溫度。其中，小辦公室內可實現就地開關控制。

VAV-BOX 根據所測溫度與設定值進行比較，設定本區域的風量，再根據所測風量與該值比較，調節末端風閥的開度，使室內溫度保持在設定范圍。

將自身的各項參數，如設定溫度、實際溫度、風閥開度、風量、加熱盤管閥門信號等通過控制網絡，傳給網絡控制器[3]。

5 結語

變風量系統，可以根據室內負荷變化或室內要求參數的變化，保持恒定送風溫度，自動調節空調系統送風量，從而使室內參數達到要求的全空氣空調系統。由于空調系統大部分時間在部分負荷下運行，所以，風量的減少帶來了風機能耗的降低。VAV 系統追求以較少的能耗滿足室內空氣環境的要求。除了降低末端能耗，VAV 系統具有全空氣系統的一些優點，例如，過渡季和冬季可以利用新風消除室內冷負荷，室內也沒有風機盤管凝水問題和霉菌滋生問題，目前設計合理選用單風道系統（規避動力型末端），降低室內噪聲等。而衡量一個變風量系統是否成功除了設計、施工、運營調試每個階段做好質量控制，系統的控制是重中之重，完善的控制方案及控制策略是做好變風量系統的核心前提。