智能楼宇空调新风系统探讨

徐霁堂　张楠

摘要：针对国内现有空调系统的现状，利用实验系统对各种空调的系统的优缺点进行阐述并进行分析研究，使得智能楼宇的空调新风系统得以优化从而更好更快的发展。

关键词：智能楼宇；新风系统；VAV

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2013）09-0187-02

1前言

在现代的智能楼宇中，空调系统是一个不可或缺的重要组成部分，因为建造智能楼宇的主要目的就是为人们营造一个温馨舒适的生活和工作环境。

所谓空调就空气调节器，是调节室内空气温度、湿度、清洁度和气流速度（简称四度），使它们保持在一定范围内的一项环境工程技术。在这里重点讨论人居环境下的空调系统。而之所以能够称之为空调系统可见其里面包含的不止简单的一个机器而已。

简单意义上的空调作用调节室内温度，不能使室内外空气进行交换，空调的室内外换气率只有8.5%左右。因此常会有类似于空调病或其它哮喘等疾病的发生，

如果在空调系统中加入新风不但更好的使居住者的体感舒适度大大提升，同时优化控制后又可以减少空调系统对能源的损耗。

新风系统：简单地说就是实现房间空气和室外空气之间的流通、换气，还有净化空气的作用。

所以应把空调和新风结合起来，室内和室外流通起来。组成一个更加完整意义的智能楼宇的空调新风系统。才能真正实现对室内的温度，湿度，空气的洁净度，和流速的控制调节。下面仅就这一观点结合某实验产品做研究说明，希望对大的空调系统的今后的发展有所贡献。

2实验系统的相关设备和设计图

现阶段的空调系统按照设备的位置和所需介质的种类可以分为很多种，通过多种方案的比较论证后，对空气处理设备的位置采用：半集中式中央空调。介质采用：空气—水系统；并在末端采用风机盘管加独立新风系统。这样可以集合他们的优点：半集中式它有着投资低、运行管理方便；运行费用低；故障少，便于维修；设备寿命长；噪声低更易于装饰配合等优点。而空气加水的介质有能更好的使水和空气结合起来，为后面的新风系统提供了帮助，解决了温湿度和问题，减少占地空间。现在大多数空气—水系统的末端均采用风机盘管加独立新风系统。其内部包含风机、肋片管式水—空气换热器和接水盘等，它能够起到对空气再一次进行处理后送入房间，风机盘管来处理房间内的回风。

下面向大家介绍该实验系统的相关设备和设计图（图1）。

2.1DDC模块

5201 DDC控制模块是智能楼宇控制系统的一部分，它采用现场总线技术与外界进行通讯，具有网络布线简单、易于维护等特点。它可完成对楼控系统及各种工业现场标准开关量信号与模拟量信号的采集，并且对各种模拟量以及开关量设备进行控制。其特点：具有12路通用输入端口，可采集多种类型的模拟量信号与不同电平的开关量信号，并对其进行不同方式的处理。控制器内部可集成多种软件功能模块，如空调控制功能模块、事件日程功能模块、有限状态机功能模块、机组运行时间累计模块等，并提供基于PlugIn技术的标准配置程序，可对其方便地进行配置。通过配置，可使控制器内部各软件功能模块任意组合，相互作用，从而实现各种逻辑运算与算术运算功能。

2.2温度控制器

其特点：数字温控器，采用国际最先进的微电脑控制芯片，通过温控器内（外）部NTC高精度传感器，检测出室内的温度，并实时与用户所设定的温度进行比较，自动调节冷暖气的进气量或开关电动阀，达到保持室内恒温的目的。该系列温控器通过国家质量认证，符合国家电气安全标准。适用于工业、商业及家庭居室等室内温度控制。公司已经通过ISO9001：2000质量管理体系认证。

2.3风道温湿度传感器

其特点：稳定性好，使用寿命长，常温环境下温湿度测量精度高、测量精度为舒适范围内的±3%相对湿度，主测量段线性好，安装方便。

2.4管道温度传感器

其特点：该类传感变送器适用于安装在蒸汽、水路管道、风道等环境下对温度的监测。稳定性好，使用寿命长，测量精度高、线性好，外形美观，安装方便。

2.5防冻开关

其特点：低温断路器利用敏感元件进行温度检测，主要应用于空调，制冷系统的低温报警控制电路。在北方地区冬季较低，对空气处理机组吸入的新风温度可能会造成冻裂加热盘管，因此将毛细管缠绕在被保护盘管表面，如果盘管表面温度低于设定值，则该低温短路器无源开关量信号，或同时与空气处理机组的新风调节阀连锁。可以进行温度调节以适应不同系统

2.6压差开关

其特点：该开关用于测量过滤器的阻塞情况及风机的启停状态。由两个传感孔检测到的压差，作用于控制器薄膜的两面。当两侧压差大于设定值，弹簧承托的薄膜移动并启动开关。当探测微量正压时，只需使用高压连接端而不用低压连接器，若探测真空度时，便只需使用低压连接端，而高压连接端则连通大气。

2.7风阀执行器

其特点：适用于中央空调空气处理机送/回风量的调节，通风系统送/排风的控制。产生一个0～90°的旋转信号，提供可逆增量（开关）或比例控制。

该系统具有的功能：

（1）控制对象：电动调节阀、风机启停、新风风阀。

（2）检测内容：送风温湿度、过滤器堵塞信号、防冻信号；风机启停、工作、故障及手/自动状态。

（3）控制方法：送风温度是通过调节电动阀的开度来保证其设定值的。根据排定的工作程序表，DDC按时启停机组。

（4）连锁及保护：风机启停，风阀、电动调节阀联动开闭。风机启动后，其两侧压差低于其设定值时，故障报警并停机。

同时过滤两侧之压差过高超过设定值时，自动报警。盘管出口处设置的防冻开关，在温度低于设定值时，报警并开大热水阀值时，自动报警。根据送风温度与设定温度，对加热或表冷盘管进行阀的调节。

现组成的空调新风系统能够完成以上功能。但还远远不能胜任今后的人们对生活居住环境和低碳环保的需求。更完善的系统应该具有更先进的控制关系。而变风量（Variable Air Volume）空调系统正是能够解决此问题。

目前变风量空调系统有供冷、单独供热、再热式和双风道5种形式。

变风量空调系统是指根据空调区域的负荷变化，自动调节送风量以维持室内温、湿度的一种空调系统。该系统通过变风量末端设备，调节送入房间的风量或新回风混合比 并相应调节空调机组的风量或新回风混合比来控制某一空调区域温度，以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时，根据实际送风量自动调节送风机的转速，可以大幅度减少风机的运行能耗，达到节能减排的目的。现在的大部分空调系统分为两大部分：主机和末端。主机主要是由空调主机即冷热源、新风机、风机盘管、变风机等。末端主要是由温湿度传感器、流量传感器和控制阀等。因此从末端入手（VAV控制），与主机配合，使今后智能楼宇的空调新风系统更能适应人体对舒适环境的需求。

3结束语

本实验系统具有DDC（或者PLC）再结合网络技术就可以进一步发展成为TRAV（Terminal Regu-lated Air Volume，末端调节的变风量系统），而在TRAV系统中，在相同的情况下TRAV系统所要求的风机功率要低得多，还能完成“集成控制”、和“动态控制”。所以变风量空调系统的主要特点如下。

（1）降低能耗效果明显。

（2）集中、动态多种控制灵活。

（3）末端控制设备和系统成本较高。

（4）安装调试维护较复杂。

国内经过40多年的发展，VAV控制的技术发展还没有完全成熟，仍存在问题亟待解决。也希望通过此实验系统对VAV的末端设备的合理选择和室内湿度、新风量控制的问题能够有进一步研究，为广大研究人员提供参考，更早的为人们创造出安全舒适方便快捷的生活和工作环境。

参考文献

[1]彦启森.空气调节用制冷技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.

[2]薛殿华.空气调节[M].北京：清华大学出版社，1991.

[3]卜啸华.制冷与空调技术问答[M].北京：冶金工业出版社，2000，11.