變風量空調系統風機總風量控制方法研究

摘 要 文章首先對變風量空調系統作了簡要闡述，引出風機風量的控制是空調系統的主要問題;隨后分析了傳統風機總風量的控制方法，并指出了總風量控制方法、定靜壓控制方法、變靜壓控制方法存在的不足;接著對風機總風量控制方法的優化方案作了具體闡述，對今后變風量空調系統節能及效能的提升有良好的借鑒意義。

關鍵詞 變風量空調;總風量控制;靜壓控制

1傳統風機總風量控制方法

1.1 定靜壓控制方法

定靜壓控制法的核心思想是節能，為了減少風道中的靜壓，需要在風道的最不利點設置壓力傳感器，保證風道中的最小靜壓滿足變風量空調末端設備的需求，其缺點是最佳靜壓值很難設定，需要作業人員現場調試，工作量大，若靜壓設置過高，風機高速運行，噪音大，風機能耗也大。

1.2 變靜壓控制方法

變靜壓法主要是為了克服定靜壓的不足，核心思想是要求靜壓值隨負荷的變化而變化，既能使送風管的靜壓滿足要求，又盡量使靜壓值降到最低，因此變靜壓控制對空調設計的要求比較高，控制算法復雜，實現困難。

1.3 總風量控制方法

傳統的總風量控制方法是由變風量末端VAV（Variable Air Volume）根據房間溫度和設定溫度自動調節，計算需求風量，各個 VAV 將需求風量反饋到組合式空調機組AHU（Air Handle Unit），AHU 變頻運行，提供需要的風量。由于該控制方法需求風量由末端反饋，實際中風管系統往往會存在漏風現象，從而導致變風量空調系統送風量與變風量空調系統需求風量不匹配，影響變風量空調系統的穩定性[1]。

2風機總風量控制的優化方法

2.1 新風量與空調末端風量控制法

控制邏輯分為兩個部分，一部分為空調系統方面，此部分系統新風量最小設定值根據區域風量和二氧化碳濃度進行重置，另一部分為空調分區層面，它會保持系統通風效率不小于通風效率最小設定值Ev_limit，重置末端最小風量設定值的目的是使通風效率Ev較小，從而不浪費大量能源在處理室外新風上。調節分區末端風量的能量節約效率取決于降低系統新風與Vpz增加帶來的能源消耗之間的平衡，當Ev較低時，即區域中Vbz/Ez*Vpz遠大于Vou/Vps時，這種調節方式效率最高。

在圖1中的各參數定義，Ev表示系統通風效率，Ev_runtime表示實時通風效率，來自控制系統計算，Ev_limit表示通風效率最小值，Ez表示空調分區氣流組織效率，Vou表示未修正室外新風量，來自控制系統計算，Vot_runtime表示基于空調分區送風量計算得到的系統新風量，Vot_eco表示基于economizer控制策略的系統新風量，來自系統計算，Vps表示系統風量，來自設計值，Vbz表示呼吸去新風需求量，來自控制系統計算;Vpz_res.c表示最不利空調分區送風量，來自控制系統計算，Vpz表示空調分區送風量，來自風量監測裝置;T_oa表示室外空氣干球溫度，來自室外溫度計，T_ra表示室內空氣干球溫度，來自室內溫度計。

2.2 基于運行曲線的變風量空調系統總風量控制方法

該總風量控制法既避免使用壓力檢測裝置，也不需要變靜壓控制時的末端閥位信號，這就回避了靜壓測定經常會遇到的壓力波動和風管內湍流等問題。依據運行曲線的總風量控制法，完全依據風機的特性曲線和系統的實際運行曲線，在控制形式上具有比靜壓控制簡單，具有某種程度上的前饋控制含義，由于不采用壓力控制，調節較迅速且平穩。

該方法包括以下步驟：①獲得管路系統阻力特性曲線a，其數學表達式為：P=Sa·Q2;式中P--管路阻力，Pa;Sa-管路阻力系數;Q-風量，m3/h;②獲得各種轉速下風機特性曲線，包括P-Q曲線以及Ng′-Q曲線，其中P表示風機壓頭，單位為Pa，Q表示風量，單位為m3/h，Ng′為電機在各種轉速下的輸入功率，包括：通過測試得出風機P-Q曲線，并求出回歸方程P=aQ2+bQ+c，其中Q表示風量，單位為m3/h，a，b，c分別為回歸方程的三個系數，通過測試得出Ng′-Q曲線，Ng′為電機在各種轉速下的輸入功率，P-Q曲線上的任意一點在Ng ′-Q曲線都有對應的工況點;③求解風機的運行曲線c，在系統初調時，確定系統最大風量Qmax時的工況點A和系統最小風量Qmin時的工況點E，通過A、E兩點的二次曲線就是風機的運行曲線c，④確定Ng ′-f曲線，其中Ng'為電機在各種轉速下的輸入功率，f表示風機的運行頻率;⑤根據風機的運行曲線c實施總風量調節控制[2]。

3結束語

優化后的總風量控制法在控制形式上比傳統靜壓控制法簡單，屬于部分前饋控制，調節較迅速且平穩。可以消除靜壓控制法和傳統風量控制法的不足，對提高空調系統設備效能，實現系統節能，具有重要的經濟效益，為今后這一領域的發展方向提供了參考價值。

參考文獻

[1] 李友勝.智能建筑中變風量空調系統的控制與研究[D].蘭州：蘭州理工大學，2011.

[2] 邱國永.基于通風網絡理論的變風量空調送風系統控制研究[D].鄭州：中原工學院，2011.

作者簡介

崔學玲（1983-），女，寧夏銀川人;畢業院校：華北水利水電學院，學歷：本科，中級工程師，現就職單位：智誠建科設計有限公司寧夏分公司，研究方向：暖通空調。