AFB0424SHB 變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)本世紀(jì)60年代誕生在美國(guó),現(xiàn)已經(jīng)成為美國(guó)空調(diào)系統(tǒng)的主流,AFB0424SHB并在其他國(guó)家也得到應(yīng)用。VAV技術(shù)的基本原理很簡(jiǎn)單AFB0424SHB,就是通過(guò)改變送入室內(nèi)風(fēng)量來(lái)滿足室內(nèi)變化的負(fù)荷。由于空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間在部分負(fù)荷下運(yùn)行,所以,風(fēng)量的減少帶來(lái)了風(fēng)機(jī)能耗的降低。VAV系統(tǒng)追求以較少的能耗來(lái)滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的要求。
(1)送風(fēng)量調(diào)節(jié)
圖B1-2/14為一典型的VAV系統(tǒng):
【*臺(tái)達(dá)風(fēng)扇代理銷售-139 188 644 73,QQ-937 926 739 ,手機(jī)-15601961570】
一般樓宇的VAV系統(tǒng)主要的特點(diǎn)就是每個(gè)房間的送風(fēng)入口處裝一個(gè)VAV末端裝置,該末端裝置實(shí)際上是一個(gè)風(fēng)閥或變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)。調(diào)整風(fēng)閥的閥位或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以增大/減少送入房間的風(fēng)量,從而實(shí)現(xiàn)增加或減少對(duì)房間冷量的供應(yīng)。當(dāng)一套全空氣空調(diào)系統(tǒng)所帶房間的負(fù)荷變化情況彼此不同,或各房間要求的設(shè)定值彼此不同時(shí),VAV是一種解決問(wèn)題的有效方式。每個(gè)VAV末端裝置需要一套PID回路調(diào)節(jié)。*簡(jiǎn)單的控制方式是根據(jù)房間溫度實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之差,直接調(diào)整末端裝置中的風(fēng)閥。這樣做,當(dāng)某個(gè)房間溫度達(dá)到要求值時(shí),由于其它房間風(fēng)量的變化或總的送風(fēng)機(jī)風(fēng)量有所變化導(dǎo)致連接末端裝置風(fēng)道處的空氣壓力有變化,從而使這個(gè)房間的風(fēng)量變化。由于房間熱慣性較大,在此瞬間房間溫度并不變化。待房間溫度發(fā)生足夠大的變化后,再對(duì)風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)整,又會(huì)反過(guò)來(lái)影響其它房間的風(fēng)量,并引起溫度變化,這樣各房間風(fēng)閥不斷調(diào)節(jié),風(fēng)量和溫度不斷變化,導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。一種改進(jìn)的方法是采用“壓力無(wú)關(guān)”的末端裝置。此種末端上裝有風(fēng)量測(cè)量裝置,房間溫度的變化不再直接改變風(fēng)閥開(kāi)度,而是去修正風(fēng)量設(shè)定值。風(fēng)閥則根據(jù)實(shí)測(cè)的風(fēng)量與風(fēng)量設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整。這樣,當(dāng)某房間風(fēng)量由于風(fēng)道內(nèi)壓力變化而變化時(shí),PID回路調(diào)節(jié)會(huì)直接調(diào)整風(fēng)閥,以維持原來(lái)的風(fēng)量,房間溫度不會(huì)由此引起波動(dòng)。
圖B1-2/15為廣州地鐵五號(hào)線車站大系統(tǒng)的VAV系統(tǒng)示意圖。
可以看出廣州地鐵站大系統(tǒng)的VAV系統(tǒng)和以往的VAV系統(tǒng)相比,AFB0424SHB具有一定的特殊性,這個(gè)特殊性為我們的系統(tǒng)帶來(lái)了極大的簡(jiǎn)化。其調(diào)節(jié)的房間是站廳和站臺(tái),由于站廳和站臺(tái)相通,因此采用一個(gè)PID回路調(diào)節(jié),可認(rèn)為調(diào)節(jié)的房間只有一個(gè)。這樣,就不會(huì)出現(xiàn)上面多房間調(diào)節(jié)所說(shuō)的因?yàn)閴毫Φ淖兓鴮?dǎo)致的不穩(wěn)定,所以我們沒(méi)有必要去考慮風(fēng)量的測(cè)量,我們可以直接認(rèn)為風(fēng)量只和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)(其論證方法參見(jiàn)關(guān)于圖 B1-2/19A的論證),具體風(fēng)量公式參見(jiàn)回排風(fēng)控制的方法一。
(2)回風(fēng)機(jī)的控制
地鐵車站大系統(tǒng) VAV還應(yīng)*保*車站里不會(huì)出現(xiàn)太大的負(fù)壓或正壓,因此,回風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也需要調(diào)節(jié)使回風(fēng)量與變化的送風(fēng)量相匹配。回風(fēng)量調(diào)節(jié)方法有二:
方法一,在送風(fēng)道和回風(fēng)道分別安裝一個(gè)壓力變送器,具體算法如下表B1-2/10:
參數(shù): (注意,KQ的設(shè)定值必須大于1)
表B1-2/10:

2)送排風(fēng)量與各參數(shù)關(guān)系(K為常量)
送風(fēng)量與各參數(shù)關(guān)系: SF_Q=K×SF_P1×SF_P2×SF_V
排風(fēng)量與各參數(shù)關(guān)系: PF_Q=K×PF_P1×PF_P2×PF_V
3)計(jì)算
送排風(fēng)量比: KQ= SF_Q/ PF_Q
送排風(fēng)口壓力比: KP1=SF_P1/ PF_P1
送排風(fēng)機(jī)功率比: KP2=SF_P2/ PF_P2
送排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速比: KV= SF_V/ PF_V
KQ= KP1×KP2×KV
由上式可得:AFB0424SHB
KV=KQ/(KP1×KP2)= SF_V/ PF_V
因此:PF_V=(KP1×KP2/ KQ)×SF_V (公式2-1)
回路調(diào)節(jié)如圖 B1-2/16示:
方法二:在室內(nèi)安裝一個(gè)壓力變送器,具體算法是通過(guò)回路調(diào)節(jié),*保*室內(nèi)稍有正壓?;芈氛{(diào)節(jié)如圖 B1-2/17示:
建議廣州地鐵五號(hào)線設(shè)風(fēng)量或風(fēng)壓檢測(cè)裝置,應(yīng)用上述的方法之一。
如果廣州地鐵不設(shè)風(fēng)量或壓力檢測(cè)裝置。此時(shí),不能直接按照室內(nèi)壓力對(duì)回風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制,由于送風(fēng)機(jī)在維持送風(fēng)道中的靜壓,其工作點(diǎn)如圖 B1-2/18(定出口壓力時(shí)風(fēng)機(jī)工況的變化)那樣隨轉(zhuǎn)速變化而變化,送風(fēng)量并非與轉(zhuǎn)速成正比。而回風(fēng)道中如果沒(méi)有可隨時(shí)調(diào)整的風(fēng)閥,回風(fēng)量基本上與回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。因此不能簡(jiǎn)單地讓回風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)同步地改變轉(zhuǎn)速。實(shí)際工程中可行的方法是同時(shí)測(cè)量總送風(fēng)量和總回風(fēng)量,調(diào)整回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使總回風(fēng)量總是略低于總送風(fēng)量,即可維持各房間稍有正壓。
在這種工程環(huán)境下,我們可以忽略風(fēng)壓,采用“隨動(dòng)”的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)(即排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速按比例隨送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速動(dòng)作),為什么可以忽略風(fēng)壓?請(qǐng)參見(jiàn)圖 B1-2/19A的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖 B1-2/19A、圖 B1-2/19B、圖 B1-2/19C是以往工程中空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果),然后再作具體分析。
圖 B1-2/19A (風(fēng)量和轉(zhuǎn)速關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)果)
圖 B1-2/19B(風(fēng)機(jī)定風(fēng)量控制時(shí)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)曲線)
圖 B1-2/19C(風(fēng)機(jī)定風(fēng)量控制時(shí)壓力曲線)
圖 B1-2/19A中,模擬通過(guò)置末端風(fēng)閥為全開(kāi)位,改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,得到一系列系統(tǒng)總風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 從圖中也可以清楚地看出兩者之間的正比關(guān)系。廣州地鐵大系統(tǒng)的末端沒(méi)有這些風(fēng)閥限制,因此可以認(rèn)為和上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似。
綜上所述,我們得到了一個(gè)很重要的結(jié)論:那就是風(fēng)道的阻力特性變化不大的情況下,可以認(rèn)為風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。
再看圖 B1-2/19B和圖 B1-2/19C,這是模擬恒定風(fēng)量時(shí)的轉(zhuǎn)速和壓力曲線,恰好證明了我們的結(jié)論的準(zhǔn)確性。
具體算法如下:
控制回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速同時(shí)按比例變化。這時(shí),風(fēng)道內(nèi)靜壓不是恒定而是隨風(fēng)量變化,但風(fēng)道的阻力特性變化不大,送風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)變化不大,因此送風(fēng)機(jī)風(fēng)量近似與轉(zhuǎn)速成正比,于是回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速即可與送風(fēng)機(jī)同步。由于總風(fēng)量近似正比于送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,由此可估計(jì)出不同轉(zhuǎn)速下所需要的*小新風(fēng)比,以*保*系統(tǒng)有足夠的新風(fēng)量,用這個(gè)*小新風(fēng)量即可作為新排風(fēng)機(jī)此時(shí)刻轉(zhuǎn)速的下限。
具體公式算法見(jiàn)公式2-1,即PF_V=(KP1×KP2/ KQ)×SF_V,如果忽略壓力的影響,那么KP1=1,所以PF_V=(KP2/ KQ)×SF_V。
令a= KP2/ KQ,那么PF_V=a×SF_V,即排風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按比例隨動(dòng)。
上述控制效果當(dāng)然不如帶有風(fēng)量或風(fēng)壓測(cè)量裝置的系統(tǒng),但如果送回風(fēng)道設(shè)計(jì)恰當(dāng),變頻風(fēng)機(jī)選擇合適,一樣可以獲得較好的運(yùn)行品質(zhì)。(圖 B1-2/20是某風(fēng)機(jī)在不同控制方式下性能曲線圖,僅供參考)