VAV空調系統中的自動控制
由于變風量系統在調節風量的同時保持送風溫度不變，因此在實際運行過程中必須根據空調負荷合理的確定送風溫度。例如夏季，當送風溫度定的過高，空調機組冷量不能平衡室內負荷時，空調機組可能大風量工頻運轉，此時起不到節能效果?？照{機組的送風溫度可以通過現場DDC控制器進行設定，并且通過控制空調機組回水電動閥，對送風溫度進行有效的控制，控制過程如前所述。
為了使變風量系統更加穩定的工作、充分發揮節能效果，保持良好的室內空氣品質?，F場DDC可以對空調機組進行起?？刂?，通過設定時間表，使機組按時工作按時停止。對于有幾十臺甚至上百臺空調機組的大廈來說，可以節省很多人工。DDC控制器通過監測新風與回風的焓值，確定新風與回風的混合比。在保持*小新風量的同時充分利用回風，以減少制冷機組能耗。DDC控制器還可以對空調機組過濾網前后的壓差進行監測。當過濾網出現堵塞時會及時報警，以免長時間影響機組送風量。各個現場的DDC控制器通過網絡控制器NCU與中央控制室之間進行信息交互，實現整個系統的集中控制。
空調系統的設計負荷，是考慮在*不利環境下的*大負荷。在實際運行的過程中，處于*大負荷運行狀態的比例很小，所以采用變風量空調系統可以取得良好的節能效果。
摘要：通過工程實例介紹了VAV變風量空調系統中水泵和風機的變頻控制原理，以及現場直接數字控制DDC系統的控制過程，分析了VAV變風量集中空調系統的節能效果。
隨著國民經濟的快速發展，人民的生活品質正在逐步提高，對室內空氣環境的要求也越來越高。為了滿足人們的需要，建筑物空調系統正在快速的普及和發展。與此同時，建筑物的能耗也越來越大。據統計空調系統的能耗占建筑物總能耗的50～70％。因此，在滿足人們需要的同時，必須利用現代先進的自動控制系統大力開發節能型空調系統。
集中空調是將所有空氣處理設備都集中設置在一個空調房間里，空氣處理所需的冷、熱源由集中設置的冷凍站或鍋爐房集中供給。VAV變風量集中空調系統，是相對于傳統的定風量集中空調系統較先進的一種空調方式。它的基本原理是通過改變送入被控房間的風量（送風溫度不變）來消除室內的冷、熱負荷，保證房間的溫度達到設定值并保持恒定。例如，夏季當室內溫度高于設定值時就提高送風量，反之減小送風量；冬季當室內溫度高于設定值時就減小送風量，反之提高送風量。這種空調方式可以顯著的降低空調系統的能耗和改善空調系統的性能，提高空調系統的舒適度。
北京某大廈，總建筑面積12萬m2,地上31層地下3層，建筑物功能為寫字樓?？照{冷源采用離心式冷水機組，熱源采用市政供熱系統?？照{末端主要采用變風量空調系統?？照{自控系統采用某公司的METASYS管理系統。
如圖1所示，空調冷凍水系統循環泵，由初級泵和次級泵組成。初級泵為定頻泵，其流量只需滿足冷水機組的額定流量。次級泵采用變頻泵根據供回水之間的壓差ΔP，控制水泵電機轉速從而改變水泵的供水量?？刂七^程如下圖所示
當空調負荷逐漸減小，空調機組送風溫度t達到設定值時，現場DDC控制器自動將空調機組的回水電動閥開度m減小，以減少機組水流量，此時系統供回水壓差ΔP隨之增大。通過DDC控制器自動調節變頻器的輸出頻率使水泵轉速n下降，從而減小系統水流量。同理，當空調負荷增大時，相應的増大系統的水流量。當次級泵b1滿負荷運轉時，流量仍不能滿足空調系統需要時，DDC控制器自動開啟次級泵b2。此時次級泵的流量大于初級泵的流量，系統回水通過旁通管回到次級泵進口，旁通的水量通過流量計q進行檢測。如果旁通的水量大于某一設定值時，說明一臺制冷機的制冷量不能滿足負荷的需要。同時系統自動啟動**臺制冷機。反之，停止一臺制冷機。上述過程中電動閥、系統壓差均采用PID的調節方式?？刂葡到y中干擾量是空調負荷，檢測變送裝置是溫度傳感器、壓差傳感器，控制器是DDC執行器是電動閥、變頻水泵。由于空調負荷的滯后性、每個房間空調負荷的不均勻性，使得末端空調機組電動閥不可能同時開大或同時關小，從而造成水系統壓差的不穩定性。采用PID的調節方式可以實現超前調節、積分調節，使系統控制更加平穩。
當空調系統剛開始運行時由于負荷大，系統的水流量為Q1，空調系統運行一段時間后負荷減小并且趨于穩定，水流量變為Q2。根據水泵流量Q、壓力P、轉速n和功率N間的如下關系：
可以看出改變水泵轉速，使流量適應空調負荷的變化。水泵效率η1＝η2＝const ,水泵功率大幅度下降，
具有顯著的節能效果。
變風量空調系統中的空調機組采用變頻風機，送入每個房間的風量由變風量末端裝置VAVbox控制，每個變風量末端裝置可根據房間的布局設置幾個送風口。如圖3所示，
室內溫度通過末端裝置設在房間的溫控器進行設定，溫控器本身自帶溫度檢測裝置，當房間的空調負荷發生變化實際值偏離設定值時，VAVbox根據偏離程度通過系統計算，確定送入房間的風量。送入房間的實際風量可以通過VAVbox的檢測裝置進行檢測，如果實際送風量與系統計算的送風量有偏差，則VAVbox自動調整進風口風閥以調整送風量。例如夏季，當室內溫度高于設定值時，VAVbox將開大風閥提高送風量，此時主送風道的靜壓P將下降，并通過靜壓傳感器把實測值輸入到現場DDC控制器，控制器將實測值與設定值進行比較后，控制變頻風機提高送風量，以保持主送風道的靜壓。如果室內溫度低于設定值時VAVbox將減小送風量。冬季和夏季的調節方式相同，但調節過程相反。具體控制過程如下圖所示 上述控制過程中，控制對象為室內溫度、主送風道靜壓P，檢測裝置為靜壓傳感器，調節裝置是現場DDC控制器，執行器是變頻風機，干擾量是VAVbox風閥開度、空調負荷。另外，送風道的嚴密性也是不可避免的干擾量，但可以通過改善施工工藝使之減小到*小程度。由泵與風機的相似律可知，變頻風機和變頻水泵的節能原理是一樣的，這里就不在重復敘述。
由于變風量系統在調節風量的同時保持送風溫度不變，因此在實際運行過程中必須根據空調負荷合理的確定送風溫度。例如夏季，當送風溫度定的過高，空調機組冷量不能平衡室內負荷時，空調機組可能大風量工頻運轉，此時起不到節能效果?？照{機組的送風溫度可以通過現場DDC控制器進行設定，并且通過控制空調機組回水電動閥，對送風溫度進行有效的控制，控制過程如前所述。
為了使變風量系統更加穩定的工作、充分發揮節能效果，保持良好的室內空氣品質?，F場DDC可以對空調機組進行起?？刂?，通過設定時間表，使機組按時工作按時停止。對于有幾十臺甚至上百臺空調機組的大廈來說，可以節省很多人工。DDC控制器通過監測新風與回風的焓值，確定新風與回風的混合比。在保持*小新風量的同時充分利用回風，以減少制冷機組能耗。DDC控制器還可以對空調機組過濾網前后的壓差進行監測。當過濾網出現堵塞時會及時報警，以免長時間影響機組送風量。各個現場的DDC控制器通過網絡控制器NCU與中央控制室之間進行信息交互，實現整個系統的集中控制。
空調系統的設計負荷，是考慮在*不利環境下的*大負荷。在實際運行的過程中，處于*大負荷運行狀態的比例很小，所以采用變風量空調系統可以取得良好的節能效果。
