浅析空调风量的控制装置

段华锋　景阳阳

【摘 要】变风量空调系统中，使用变风量末端装置来有效控制风机的运行速度和送风量，具有运行稳定、节约能耗、方便调节的特点，满足了空调系统的舒适性要求。本文介绍了变送风温度的必要性，对变风量末端装置的控制进行了分析，阐述了变风量空调系统的控制方法及其控制原理。

【关键词】空调风量；变风量；控制方法

0 前言

随着我国社会市场经济的不断发展，科学技术水平得到了提升，人们生活质量进一步提高，对空调系统提出了更高的要求，促进了变风量空调的应运而生。变风量空调系统通过改变负荷来调节送风量，与传统定风量空调相比，在调节风量和节约能耗方面具有明显的优势，已广泛应用于人们的日常生活中。在变风量空调系统的设计中，要体现舒适性和经济性的特点，充分考虑变风量末端装置的特殊性和复杂性，选择适宜的施工方法和设备，提高空调系统的整体性能。

1 变送风温度的必要性

变风量空调系统中的象征性设备是变风量末端控制装置，通过此装置可调节送风机的风量，保证室内的温度适宜，同时变频调节风机的运行速度，维持空调系统的稳定工作，是一种高效的全空气系统。变风量空调系统的风道设计决定了变风量末端装置性能的优劣。变风量温度的控制是通过变风量末端装置实现的。为了维持室内温度的恒定，通常在变风量末端装置上安装再热器。变风量末端装置的可调比越大，变风量空调的舒适性越好，冷热抵消的热损失则越小，能量消耗越小。因此，在设计变风量空调系统时，必须要考虑变送风温度的影响，严格控制空调系统的变送风的温度。

2 变风量末端装置的控制

2.1 变风量空调系统风道的特征

变风量空调系统是基于定风量系统而发展起来的，具有与定风量空调系统相同的风道系统特征。变风量空调系统风道的设计要遵循定风量空调系统风道的设计方法，不能让空调变风量末端装置承担阻力平衡功能。在验收时，将变风量系统的末端装置的阀位全部打开，通过测量风量的变化情况，可以确定空调系统的设计风量。变风量末端装置的功能是在非设计工况条件下，起到系统风量调节的作用。由于变风量末端承担的阻力与风道的静压分布密切相关，通过静压复得方法，可计算出风道的阻力值。在定压差条件下，变风量系统系统的风量是额定的。在实际工况下，应保持压差不变，以维持末端装置的行程恒定，这也是变风量空调系统风道的特征。此外，变风量空调系统的风道设计引进了分区设计方法，将风机负荷变化一致的空调区域归为同一个变风量系统中，不需要考虑使用系数。变风量末端装置的风量值有一个下限，当达到此下限时，可在末端装置上附加一个再热装置来进一步调节系统负荷，或通过提高空调系统机组的送风温度来实现空调负荷调节的目的。

2.2 变风量末端装置的可调比

变风量空调系统末端装置的可调比被定义为最大可控风量与最小可控风量的比值。变风量末端装置的可调比越大，则末端再热器的运行频率越小，有利于变风量空调系统的节能。可调比是表征变风量末端装置调节性能的一个重要指标。选用设计风量大的末端装置可使该装置的可调比相应变小。变风量末端装置通常采用比例积分调节来控制系统风量，细分步距角承担的风量对末端装置的比例积分调节有直接的影响。为了增加变风量末端的控制器出厂预设比例积分调节参数的适应性，在变风量末端装置的设计过程中，往往不承担空调系统的阻力平衡功能。变风量末端装置的细分步距角的实际风量变化受到空调系统的主风道静压影响。过高的静压会减少末端装置的可用细分步距角，不利于空调的节能。因此，要控制变风量空调系统的主风道静压尽量小，不仅能有效提升变风量末端装置的调节能力，还能够降低风机的运行能耗。

3 变风量空调系统的送风温度控制

在变风量空调的设计中，系统负荷的降低会引起风机的气流减少，当气流速度不能满足风量要求时，无法产生贴附射流效应，阻碍了空气的气流组织，室内的有效温差将变大，变风量空调系统的性能随之降低。因此，若空调系统中存在较大的负荷变动的情况下，要通过调节系统的送风温度，保证风量值达到最小。变风量空调系统的送风温度的控制不仅能使系统的送风量维持最小，空调的重新换气也需要提高空调系统的送风温度。通过降低空调系统的送风温度，可实现空调系统的低温送风。变风量空调系统的送风温度的计算，以变风量末端装置的送风量为变量，在允许的最小送风量与最大的送风量变化内，确定系统送风温度的范围，再以末端装置的允许送风温度为参考根据，进行空调送风温度的分析，最后确定变风量空调系统的实际送风温度。

4 变风量空调系统的控制方法

4.1 定静压控制法

在变风量空调系统中，应用定静压控制技术，选择适宜的点安装静压传感器，并记录静压传感器的示数，将其作为送风机风量控制的目标值，改变空调风机的转速，使送风管的静压保持不变。静压传感器的设置点决定了空调系统的稳定性和能耗。当系统的负荷增加时，压力测点与送风机的之间距离越远，则空调变风量末端装置的工作环境压差较小，降低了风机的运行能耗，此时空调系统的噪音较小。当系统压力测点与变风量末端装置的距离较远，则负荷增加时，风机的工作静压随之增加，不利于风机系统的节能运转。但此时如变风量末端装置的工作状态仍然处于设计负荷，由于风机的实际工作静压小于设计值，将会导致送风量较小，无法达到要求。在实际的空调系统应用中，压力测点的位置一般设置为250帕至375帕之间，此处管路的阻力为总阻力的三分之二。

4.2 变静压控制法

变风量空调系统的变静压控制法是指末端装置的静压设定值受到系统负荷的影响，在满足所需风量需求的基础上，维持静压的值尽可能小，进而达到降低风机的能耗的目的。这种控制方法的关键在于定静压的计算，通常系统静压设计值是通过末端阀位信号确定的。当末端装置中的阀位信号超过95%时，由于此时空调系统的静压值过低，需要调节风管的静压，进而提高风机的运转速度。当末端装置中的阀位大于75%且小于95%时，说明系统的静压适中。当末端装置中阀位信号都低于75%时，说明空调系统的静压偏高，应降低风机的运转速度。

4.3 总风量控制法

变风量空调系统中总风量控制法是一种新的空调控制方法，这种方法基于变风量空调的末端设计，根据风机相似率的原理，系统末端装置阻力不变时，风机运行转速和总风量成正比。在这种情况下，空调系统运行过程中，每个运行风量都对应相应的风机转速。虽然在实际工况下，空调系统的阻力会有变化，但风机转速和总风量仍可近似为正比的关系。由此可以看出，与静压控制不同，总风量控制法是依据设计风量的值来计算风机的运行转速，控制方法和设计结构更加简单，在节省能耗和控制系统稳定性方面都有较大的优势。

5 结语

变风量空调系统中引进了风量调节装置和变风量末端装置，能够实现室内温度的有效调节。变风量空调系统的控制方法，主要有3种：定静压控制法、变静压控制法和总风量控制法，其中定静压控制法和变静压控制法的应用已经比较成熟，总风量控制法更加有利于空调系统的稳定运行，且能够节约能源。

【参考文献】

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[责任编辑：王楠]