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1、VAV变风量系统技术方案（补充）中华通信系统有限责任公司北京 2015年09月目 录1.VAV变风量系统设计方案31.1VAV空调机控制系统3定静压控制3变定静压控制31.2VAV空调机组控制内容51.3变风量空调系统的控制要点61.4本项目定变静压控制方法说明6VAV AHU 变定静压系统控制实施步骤：7空调机风机频率的优化实施过程81.5送风温度的控制9送风温度的一般控制9空调机送风温度的优化实施过程101.6空调机的其他控制121.7新风机、排风机的控制14新风机控制14排风机控制141.8变风量末端（VAV）控制151.9变风量空调系统噪声控制181.10VAV系统控制架构192.产品
2、说明212.1WEBSTION-AX管理软件212.2WEBPro-AX编程工具252.3Spyder控制器272.4Spyder变风量末端控制器282.5TR42 大液晶房间温控单元293.系统调试流程及调试操作方法303.1系统调试流程30变风量(VAV)系统调试流程如下图所示30系统平衡调试要求313.2检测调试步骤及调试方法32系统平衡调试步骤32调试前的准备32现场准备工作325.2.1.3 调试小组的组成及分工325.2.1.4 调试工具及仪器33调试过程33空调系统风量的测试与调整33AHU的新风量测试和调整394.VAV项目安装调试中的注意事项404.1VAV Box工厂标定4
3、0流量传感器精度测试40压力无关性测试41密封性测试41报告的保存414.2VAV Box的安装414.3系统调试44AHU的调试的注意事项44VAV Box调试的注意事项44系统联调451. VAV变风量系统设计方案1.1 VAV空调机控制系统 综述：国瑞中心合德门项目变风量系统数量多，房间内变风量末端装置的数量大，共有793套VAV BOX。因此，对本项目的空调箱的控制初步建议采用定静压控制方式来实现（二次深化根据现场实际情况调整控制方案）。1.1.1 定静压控制 空调机组的定静压方法就是在送风系统管网适当位置（中国标准规定在离风机1/3处）设置静压传感器，在保持静压为一定值的前提下（一般
4、在200 - 350 Pa之间），通过调节风机转速来改变空调系统的送风静压值。定静压控制原理图 该方法在控制上较为简单，而且不需要采集每个末端的风量或阀位信号，因此，几乎不依赖于VAV控制器网络，可靠性较高。1.1.2 变定静压控制 VAV系统变定静压控制是在定静压基础上发展而来的，定静压系统尽管控制简单，但有能耗较高和最不利点难以设置的缺点。硬件上同定静压法一样，变定静压法是在送风系统管网适当位置（中国标准规定在离风机1/3处，如下图）设置静压传感器。但变定静压法还统计各VAV末端的阀位反馈，利用静压重设，通过控制器对变频器的控制调节，尽量减小静压设定值，使所有VAV末端的开度保持在70-9
5、0%范围内的一种控制方式。变定静压控制原理图 当空调负荷减少，部分VAV箱风阀开度减小，系统末端阻力增加，管路综合阻力系数增加，管路特性变陡，根据理论分析，风机功率等于风机风量的几何次方。当风机风量全年平均在60%的负荷下运行时，此时风机功率节约了，不到40%。变定静压控制法的优势：1) 在送风总管上尽管也设置了静压传感器，但由于可以对静压设定值进行重设，这也回避的单纯定静压控制中，最不利点的设置位置问题。2) 该方法利用DDC数据通讯的优势，而且可根据阀位情况对风机转速进行微调，确保每个VAV Box装置风量需求。当VAV Box的风阀开度较小时，还可不是时机地降低风机转速，实现风机节能运行
6、。是一种比较节能的系统风量控制方法。 采用变定静压法，系统运行控制状态点会随送风量的变化，风机的运行点也会随之变化，改变风机动力。该控制器控制目前作为一种主要的控制方法在变风量系统中得到普遍采用。1.2 VAV空调机组控制内容 为了提高节能和保持合适的室内环境，通常由空调机组送风。空气源均来自新风和回风的混合，新风分别源自新风机组，经过新风量控制箱进入到相应的变风量空调机组。 监控内容以投标点表为准：监控设备数量监控方式及监控内容变风量空调机组1台(每层)AI：送风温度、送风管静压、回风温度、频率反馈、冷、热水阀反馈AO：冷、热水盘管阀门开度控制、风机变频控制DI：风机运行状态、故障报警、手/
7、自动状态、初、中过滤网压差报警、风机压差开关DO：风机启停控制 下面就VAV空调机组的控制作详细介绍。1.3 变风量空调系统的控制要点 AHU变频控制和静压控制：变风量控制系统不仅仅是在变风量系统上安装变风量末端装置和变速风机，而且还有一整套由若干控制回路组成的控制系统。变风量空调系统运行工况是随时变化的，它必须依靠自动控制才能保证空调系统的最基本要求适宜的室温、足够的新鲜空气、良好的气流组织、正常的室内压力。比如在夏季，当某个房间的温度低于设定值时，温控器就会调节末端装置，风阀开度减少送入该房间的风量。风阀关小引起系统阻力增加，送风静压会升高。当超过设定值时，静压控制器会减少送风机转速。可见
8、，控制系统是变风量空调系统最主要的组成部分。 变风量系统之所以能够变工况运行，完全是依靠它的控制系统。变风量的控制系统由若干个控制回路组成，它们要完成回路基本功能：室温控制、送风机控制、送回风匹配控制和新排风控制。其中最主要的是送风机控制。因为送风机的控制方法的选定直接涉及到空调系统的方式和节能，而且也是此次技术方案重点说明的地方。1.4 本项目定变静压控制方法说明 一般而言，送风机的控制方法有三种：定静压、变静压和总风量控制方法。 变定静压控制法是在定静压基础上优化得来的，可实现降低风机转速，实现风机节能运行。但该系统控制方法比较复杂，适合于中等规模的变风量空调系统的场合。 该方法在送风系统
9、管网的适当位置，通常在离送风机约1/3处，设置静压传感器，并根据末端阀门开度的位置，不断对静压值进行再设，来调节空调箱送风机的频率，以达到送风静压目标值。其系统运行控制状态点会随静压设定值的改变，风机的运行点也会随之变化，改变风机动力。 对于变风量系统采用的离心式风机：风量与转速的关系为 Q1/Q2 = n1/n2风压与转速的关系为 H1/H2 = (n1/n2)风机所需轴功率与转速的关系为 P1/P2 = (Q1H1)/(Q2/H2) = (n1/n2) 由上述关系可知，轴功率与转速的三次方成正比，这就是说，随着风量(或转速)的下降，轴功率将立方倍地下降。例如，风量下降到50时，轴功率将下降
10、到12.5%，可见节约的能源相当可观。因此，用调节风机转速是一种非常有效的节能措施。1.4.1 VAV AHU 变定静压系统控制实施步骤： 变定静压控制法的关键在于对各末端阀位数据的读取与送风总管静压再设定，其步骤如下：（1）读取每个变风量末端的风阀阀位。（2）分析各末端阀位开度的最大值POSmax。（3）如果有1-2个末端阀门开度的POSmax90%，说明在当前系统静压下，具有最大阀门开度POSmax的末端装置的送风量刚好满足送风区域的负荷要求，因此，需要增大静压设定值，一般以10Pa为每个步进。（4）如果有1-2个末端阀门开度的POSmax70%，说明在当前系统静压下，POSmax太小，系
11、统静压值偏大，可以减小静压设定值，一般也以10Pa。变定静压控制流程 本项目中，办公楼每层设置了1台AHU空调机组，从空调机房出来后，送风管分成2根总管，分别为两边的VAV Box末端送风。整体上送风总管成“C”字型，空调机在中间位置。一般建议在2根总管上各设置一个静压传感器，取其平均值作为静压控制值。 但该项目上，两边的风管不一样长，因此也可以只在较长的风管上安装静压传感器。1.4.2 空调机风机频率的优化实施过程u 控制目标：确保VAV Box 的开度在70%90%之间（可修改）。u 计算公式前已叙述，现将控制的积分时间定为 10 分钟（可修改）u 在此期间,异常工作VAV Box 和停止
12、状态VAV Box，应排除在控制之外u 通过WEBs的DDC 控制器编程程序，可实现上述功能，计算出风机的转速 例如：当前风量8160 CMH，依风机特性曲线对应频率 为30 Hz。如有7 个VAV Box 处于高开度，则空调机马达频率修正比率为：10/14*7=5%/Min。积分参数为10 分钟。 则修正频率为：30*（1+5%/10）=30.15HZ 以后每分钟进行累加，可看出风机速度的变化情况，及相关VAV Box 风门开度的变化。风机的反馈频率也可从电脑上读取。1.5 送风温度的控制1.5.1 送风温度的一般控制上述送风静压的改变是对某一个固定的送风温度而言的，因此针对某个送风温度的静
13、压值对另一个送风温度来说就不能说是合理的静压了。所以送风温度的设定问题与送风静压的设定问题一样，也是此次工程需解决的问题之一。 本案选择了统计法的控制方法。其原理是，对于某一空调的显热负荷，若该末端存在送风量允许范围，则势必相应地存在送风温度允许范围。若系统中各末端的允许送风温度范围存在共同区间，则该区间内的任意一个送风温度均可使各末端满足负荷要求。若不存在共同区间，则可在最多的统计区间内选择送风温度以满足多数末端的要求，或折中选择送风温度以使系统中各末端平摊损失。这时，重新设定送风温度可能影响静压的设定。这两者之间的参数有一种耦合关系。工程上的作法一般是当送风静压稳定后一段时间(如10min
14、15min)，再来改变送风温度值。1.5.2 空调机送风温度的优化实施过程 下图为空调机送风温度优化实施过程。从图中我们可以很清楚的观察到控制的实行。每个VAV Box当前负荷读取VAV Box负荷最大值得出送风温度重设值求出送风温度设定修正值求和空调机送风温度设定值空调机送风温度最优值空调机送风温度低限值空调机送风温度高限值送风温度优化实施过程图1）高负荷-空调机温度设定值的变化 为看到高负荷的效果，我们可人为调高VAV Box 温度的设定点，则系统负荷升高，此时增大风机速度仍无法满足系统要求。空调机温度设定值将升高。 如：有一个VAV Box 处于最大负荷, （现控制为冬季模式/舒适控制），重置值为:+5 度，积分时间为10 分钟，增加温度偏差为：0.5 度 ,送风温度设定值 加上偏差0.5 度/Min。2）低负荷-空调机温度设定值的变化 为看到低负荷的效果，我们可人为让一个VAV Box 关闭，此时总风量需求将会减少，风机速度将会减小。空调机温度设定值将降低。如：有一个VAV Box 处于低负荷,（现控制为冬季模式/舒适控制），重置值为:-5 oC，积分时间为10 分钟，减少温度偏差为：-0.5 oC,送风温度设定值减去偏差0.5oC /MIN。3）控制模式的变化 在系统中，可应用软件来实现并指示系统工作模
