浅谈VAV系统的控制

徐选玉

摘 要：该文主要从VAV（变风量）系统的特点、控制方式、控制内容几个方便进行介绍和分析，说明VAV系统对进一步降低企业在能源方面的成本和完成节能减排任务具有重大的现实意义。

关键词：VAV系统 定静压 变静压 风量 控制

中图分类号：TB12 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-02

在传统的空调定风量系统下，风机的风量保持固定不变，尽管末端负荷本身可能不断的变化着。这正是VAV（变风量）系统设计产生的最初根源之所在，在VAV系统下，随着空调末端负荷的变化，风量也在不断的变化、调整，真正达到所需即所供，从而达到节能目的。

1 VAV系统的特点

VAV是Variable Air Volume的简称，在空气调节系统中，为了应对末端负荷的变化，利用改变进入空调区域的送风量来适应区域内负荷变化的一种空调系统。其最大优点在于节能和提供良好的舒适性。

2 VAV系统的控制方式

2.1 VAV系统定静压控制

VAV系统定静压控制是在送风系统管网适当位置（国标规定在离风机2/3处）设置静压传感器，在保持该点静压为一定值的前提下（一般在250 ～375 Pa之间），通过调节风机转速来改变空调系统的送风量。

当空调负荷减少，部分VAV箱风阀开度减小，系统末端阻力增加，管路综合阻力系数增加，管路特性变陡，根据理论分析，对于定静压控制系统，风机功率的减少率基本上等于风机风量的减少率。当风机风量全年平均在60%的负荷下运行时，此时风机功率节约不到40%。

采用定静压法，系统运行控制状态点会随送风量的变化，风机的运行点也会随之变化，改变风机动力。其不足之处是静压传感器的位置和数量很难确定，而且节能效果较差。

2.2 VAV系统变静压控制

VAV系统变静压控制，是在使风阀尽可能全开和使风管中静压尽可能减小前提下，通过调节风机转速来改变空调系统的送

风量。在调节过程中，风道内的静压根据变风量末端机组的风门开度（或送风量）进行调整。自动控制系统测量每个变风量末端机组的风门开度（或送风量），风道内的静压应使最大开度（或送风量）的风门（或送风量）接近全开位置（或最大送风量）。当最大开度的变风量末端机组的风门开度小于某一下限值时（例如85%），则减少风道的静压设定值，反之，当最大开度的变风量末端机组的风门开度大于某一上限值时（例如98%），则加大风道的静压设定值。通常不应使风门长期处于100%开度，以免引起风门执行机构损坏。

由于阀门始终处于85%～98%之间，VAV箱局部阻力系数变化很小（可能增加一点，也可能减小一点），相应地管路综合阻力系数也变化很小，综合阻力曲线上升或下幅度微小，根据理论分析，对于变静压控制系统，风机功率的减少率基本上等于风机风量减少率的三次方，当风机风量全年平均在60%的负荷下运行时，此时风机功率节约78.4%。

2.3 VAV系统总风量控制

此种控制方法是基于每个变风量末端机组实时的风量要求，采用各风量求和得到总风量，对送风机转速进行跟踪调节，使总送风量不断变化以满足实时的风量要求，而不去考虑送风系统管道静压变化。

3 VAV控制内容

VAV控制器根据室内温度调节风阀以满足设定温度的需要。同时检测风阀开度和风量的数据。这些数据上传至相关的DDC，再由DDC判别风阀开度来调节变风量空调机组的频率。

3.1 室温控制

供冷时根据区域温度T控制调节VAV进风量，当达到供冷设定点时维持新风需求的最小进风量不变。

变风量设备的控制环路分为两个环节：

（1）室内温度控制环路：通过房间温度传感器测得室内温度，将之与温度控制器中的设定值作比较，然后给出一个电信号给风量控制器，从而根据房间温度的变化来调节送风量。控制原理见图1。

（2）风量串级控制环路：闭环控制环路（测量-比较-调整）。通过VAV设备前端的压差测量管测得动压，由压差变送器转换成电信号给风量控制器，风量控制器将之转换成风量值，将此实际测量值与设定值（温度控制器给出）比较，得出的偏差为一电信号，给执行器后调节阀片，从而改变风量，直到与设定值相同。

3.2 联锁控制

VAV关闭时，联锁关闭（进风阀和风机）。

VAV起动时先开启风机，防止风机反转，再全开进风阀。

3.3 VAV系统控制设定点

（1）送风：温度，湿度，静压

（2）回风：温度

（3）新风：新风量

（4）末端：VAV箱控制

（5）风系统：风机跟踪控制

3.4 VAV控制系统还具备下述功能

（1）进风量检测，显示

（2）最大/最小风量设定，显示

（3）供冷/供暖点设定，显示

（4）室内温度检测，显示，再设定

（5）风机启停，状态显示

（6）热水调节阀阀位状态显示

3.5 与中央监控站通信

（1）室内温度输出

（2）VAV最大、最小风量设定功能：使用来自VAV控制器的风量设定信号，进行各VAV控制器的最大风量和最小风量的设定。将该风量设定信号在VAV控制器的室内的温度控制输出工作台上进行置换。

（3）进风阀阀位信号输出

（4）送风温度再设定信号输出

（5）VAV起动信号输入

（6）室内温度再设定输入：通过空调监视系统，进行温度设定，在用户处无手动设定。

3.6 VAV风量计算

将由VAV本体输出的风量信号输入于VAV控制器，使VAV制造商的指示公式计算风量，对空调监视系统进行通信并表示。回风和送风的VAV的风量控制应纳入系统总风量平衡之中。

3.7 VAV冬/夏季节模式自动转换

主要根据室外温度来进行VAV冬/夏季节模式自动转换的，具体的冬/夏季节的温度设定可参考：上海的夏季一般需要连续5 d平均温度高于22 ℃，冬季是连续5 d平均气温低于10 ℃。

3.8 火警模式下VAV BOX的运行

如果在空调机组服务的楼层或区域内探测到火警情况，则风阀、水阀自动关闭，直到火警返回正常状态，VAV BOX将返回到当天该时段的正常控制功能。

AHU变频控制和静压控制：变风量控制系统不仅仅是在定风量系统上安装变风量末端装置和变速风机，而且还有一整套由若干控制回路组成的控制系统。变风量空调系统运行工况是随时变化的，它必须依靠自动控制才能保证空调系统的最基本要求—适宜的室温、足够的新鲜空气、良好的气流组织、正常的室内压力。比如在夏季，当某个房间的温度低于设定值时，温控器就会调节末端装置，风阀开度减少送入该房间的风量。风阀关小引起系统阻力增加，送风静压会升高。

当超过设定值时，静压控制器会减少送风机转速。风道压力的变化将导致新风量的变化，通过调节新风阀和混风阀可以控制新风量，保证系统进出风量的平衡。可见，控制系统是变风量空调系统最主要的组成部分。

4 结语

VAV系统的成功运行，主要是由控制系统所决定，无论采用那种控制方式，只要能稳定的运行，就能实现节能的目的。变风量技术的广泛使用必将对我国建筑节能的推广产生深远的影响。

参考文献

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