南方基地办公建筑VAV技术应用

黄秀芳

（中国移动通信集团广东有限公司，广州510640）

1 引言

随着时代的进步发展，人们对办公建筑的舒适度和节能的要求越来越高，我国南方地区办公建筑最常用的空调末端系统为FCU+PAU（风机盘管+新风），随着技术的发展及产品的迭代，VAV（变风量）系统相较于传统FCU+PAU（风机盘管+新风）更舒适节能。

2 变风量（VAV）系统

变风量（VAV）系统由变频中央空调机组（AHU）、变风量末端装置（VAV-BOX）、控制组件、送回风管及送回风口等装置组成。变频中央空调机组将处理后的空气经送风管道及设在室内的变风量末端装置送入室内。当室内负荷发生变化时,末端装置自动改变送入房间的风量以满足室内舒适度要求。而中央空调机组则因低负荷时总送风量下降而降低风机运行频率，从而减少风机动力，达至节能的目的[1]。

一个成功的智能化变风量空调系统，不仅要有可靠的空调设备，同时，更应具有专业的控制系统和控制策略。如果变风量系统控制不好，其效果将不如风机盘管+新风系统节能。所以，合理地控制系统和方案是VAV 变风量系统成功的重要前提。

控制系统主要对变风量系统空气处理机组、变风量末端装置和通风设备进行智能协调控制。将所有设备整合成一个系统，通过专业控制策略，实现最佳控制方案。

3 变风量（VAV）系统控制策略

某项目办公区的空调末端系统为单风道变风量末端，变风量末端为压力无关型，送风量变化由房间恒温器控制。气流组织采用上送上回的方式，新风经过滤及新风空调器处理后送入空调房间，为保证房间人员的新风量标准及过渡季加大新风量，机组内设初效过滤器和静电除尘装置，回风管设置光氢离子空气净化装置，空调器放置空调机房内且按南北分区布置。

4 变风量（VAV）系统控制方案

4.1 变风量空调系统

组成：送风管处的温度、湿度传感器、风机电机、变频器、自动复位式电动比例积分二通阀、VAV、温控器等[2]。

温度控制：由设置在送风管处的温度传感器，控制水路电动二通阀（比例积分式）动作（比例积分二通阀具有断电自动复位功能），调节水量，达到送风温度控制。小办公室内的温控器需有就地开关功能。

新、排风量自动控制：（1）平时按照AHU 机组最小新风量设定值自动调节新风VAV-BOX，以保证新风量满足要求，每个系统在大开间办公室区域及会议室各设置CO2传感器，空气处理机组根据各区域的CO2浓度（设定体积分数为1×10-3）需要的新风量，并控制新风VAV-BOX 的送风量当室内CO2的浓度超标时，自动调节新风VAV-BOX，每次新风量调整建议周期为15min（时间在调试时整定），建议调整幅度为1000m3/h（数值可调整），以保证新风量满足要求。（2）当过渡季时，全新风运行，新风VAV-BOX 调整至最大送风风量。（3）空调器新风管配可设定开度及控制的电动风量调节阀；且具备风量测量功能，其精度在最小新风量15%的偏差范围内；可提供风量信号，并接入BA 系统，当新风量偏差设定值的10%以上时，楼宇自控系统产生报警并介入BMS 系统。（4）排风电动风量调节阀跟随新风电动风量调节阀动作，以保证排风风量按照新风风量的变化做相应调整。

预冷控制：空调机启动一定时间内，关闭新风阀，实行预冷。

送风机变频控制采用定静压再设定控制方式：（1）在送风管道2/3 长度的位置设置静压传感器，根据末端阀位的变化调整静压传感器设定值，以保证每个VAV-BOX 都在70%～90%，从而控制系统的最优化运行；（2）建议控制周期为15min（时间在调试时整定）, 静压传感器的设定值建议调整幅度为10Pa（数值可调整）；（3）每个VAV-BOX 末端均向静压设定控制器发出阀位信号，确定每个变风量末端装置调节风阀的阀位；读取各末端装置调节风阀的阀位开度信息，并进行比较分析，找出阀位开度最大值POSmax；（4）当POSmax＞90%时，表示阀位开度最大的末端，其送风量刚好能够满足其所控制的空调区域的负荷需求，系统静压处在较低的情况下，因此，需要适度增加系统静压的设定值，提高风机转速，确保每个末端装置得到足够的需求风量；（5）当POSmax＜70%时，表示阀位开度最大的末端的开度很小，其他末端调节风阀的开度更小，系统静压值偏大，可降低静压设定值，节省少风机能耗，降低噪声；（6）当70%＜POSmax＜90%时，表示当前系统静压合适，无须改变静压设定值，风机保持在某一转速不变；（7）当某个风阀持续在最大位置流量或末端有故障无法控制时，变静压控制系统应能自动忽略该末端，并以其他正常工作的末端为参考。

4.2 变风量末端控制

VAV-BOX 均配液晶面板就地温控器，可根据用户需求在温控面板上手动设定温度，也可由管理员在中央控制室远程通过控制网络设定温度。其中，小办公室内可实现就地开关控制。

VAV-BOX 根据所测温度与设定值进行比较，设定本区域的风量，再根据所测风量与该值比较，调节末端风阀的开度，使室内温度保持在设定范围。

将自身的各项参数，如设定温度、实际温度、风阀开度、风量、加热盘管阀门信号等通过控制网络，传给网络控制器[3]。

5 结语

变风量系统，可以根据室内负荷变化或室内要求参数的变化，保持恒定送风温度，自动调节空调系统送风量，从而使室内参数达到要求的全空气空调系统。由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，风量的减少带来了风机能耗的降低。VAV 系统追求以较少的能耗满足室内空气环境的要求。除了降低末端能耗，VAV 系统具有全空气系统的一些优点，例如，过渡季和冬季可以利用新风消除室内冷负荷，室内也没有风机盘管凝水问题和霉菌滋生问题，目前设计合理选用单风道系统（规避动力型末端），降低室内噪声等。而衡量一个变风量系统是否成功除了设计、施工、运营调试每个阶段做好质量控制，系统的控制是重中之重，完善的控制方案及控制策略是做好变风量系统的核心前提。