南方基地辦公建筑VAV技術(shù)應(yīng)用

黃秀芳

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣州510640）

1 引言

隨著時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展，人們對(duì)辦公建筑的舒適度和節(jié)能的要求越來(lái)越高，我國(guó)南方地區(qū)辦公建筑最常用的空調(diào)末端系統(tǒng)為FCU+PAU（風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)），隨著技術(shù)的發(fā)展及產(chǎn)品的迭代，VAV（變風(fēng)量）系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)FCU+PAU（風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)）更舒適節(jié)能。

2 變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)

變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)由變頻中央空調(diào)機(jī)組（AHU）、變風(fēng)量末端裝置（VAV-BOX）、控制組件、送回風(fēng)管及送回風(fēng)口等裝置組成。變頻中央空調(diào)機(jī)組將處理后的空氣經(jīng)送風(fēng)管道及設(shè)在室內(nèi)的變風(fēng)量末端裝置送入室內(nèi)。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),末端裝置自動(dòng)改變送入房間的風(fēng)量以滿足室內(nèi)舒適度要求。而中央空調(diào)機(jī)組則因低負(fù)荷時(shí)總送風(fēng)量下降而降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，從而減少風(fēng)機(jī)動(dòng)力，達(dá)至節(jié)能的目的[1]。

一個(gè)成功的智能化變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，不僅要有可靠的空調(diào)設(shè)備，同時(shí)，更應(yīng)具有專(zhuān)業(yè)的控制系統(tǒng)和控制策略。如果變風(fēng)量系統(tǒng)控制不好，其效果將不如風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能。所以，合理地控制系統(tǒng)和方案是VAV 變風(fēng)量系統(tǒng)成功的重要前提。

控制系統(tǒng)主要對(duì)變風(fēng)量系統(tǒng)空氣處理機(jī)組、變風(fēng)量末端裝置和通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行智能協(xié)調(diào)控制。將所有設(shè)備整合成一個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)控制策略，實(shí)現(xiàn)最佳控制方案。

3 變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)控制策略

某項(xiàng)目辦公區(qū)的空調(diào)末端系統(tǒng)為單風(fēng)道變風(fēng)量末端，變風(fēng)量末端為壓力無(wú)關(guān)型，送風(fēng)量變化由房間恒溫器控制。氣流組織采用上送上回的方式，新風(fēng)經(jīng)過(guò)濾及新風(fēng)空調(diào)器處理后送入空調(diào)房間，為保證房間人員的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)及過(guò)渡季加大新風(fēng)量，機(jī)組內(nèi)設(shè)初效過(guò)濾器和靜電除塵裝置，回風(fēng)管設(shè)置光氫離子空氣凈化裝置，空調(diào)器放置空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)且按南北分區(qū)布置。

4 變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)控制方案

4.1 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)

組成：送風(fēng)管處的溫度、濕度傳感器、風(fēng)機(jī)電機(jī)、變頻器、自動(dòng)復(fù)位式電動(dòng)比例積分二通閥、VAV、溫控器等[2]。

溫度控制：由設(shè)置在送風(fēng)管處的溫度傳感器，控制水路電動(dòng)二通閥（比例積分式）動(dòng)作（比例積分二通閥具有斷電自動(dòng)復(fù)位功能），調(diào)節(jié)水量，達(dá)到送風(fēng)溫度控制。小辦公室內(nèi)的溫控器需有就地開(kāi)關(guān)功能。

新、排風(fēng)量自動(dòng)控制：（1）平時(shí)按照AHU 機(jī)組最小新風(fēng)量設(shè)定值自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)VAV-BOX，以保證新風(fēng)量滿足要求，每個(gè)系統(tǒng)在大開(kāi)間辦公室區(qū)域及會(huì)議室各設(shè)置CO2傳感器，空氣處理機(jī)組根據(jù)各區(qū)域的CO2濃度（設(shè)定體積分?jǐn)?shù)為1×10-3）需要的新風(fēng)量，并控制新風(fēng)VAV-BOX 的送風(fēng)量當(dāng)室內(nèi)CO2的濃度超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)VAV-BOX，每次新風(fēng)量調(diào)整建議周期為15min（時(shí)間在調(diào)試時(shí)整定），建議調(diào)整幅度為1000m3/h（數(shù)值可調(diào)整），以保證新風(fēng)量滿足要求。（2）當(dāng)過(guò)渡季時(shí)，全新風(fēng)運(yùn)行，新風(fēng)VAV-BOX 調(diào)整至最大送風(fēng)風(fēng)量。（3）空調(diào)器新風(fēng)管配可設(shè)定開(kāi)度及控制的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；且具備風(fēng)量測(cè)量功能，其精度在最小新風(fēng)量15%的偏差范圍內(nèi)；可提供風(fēng)量信號(hào)，并接入BA 系統(tǒng)，當(dāng)新風(fēng)量偏差設(shè)定值的10%以上時(shí)，樓宇自控系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警并介入BMS 系統(tǒng)。（4）排風(fēng)電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥跟隨新風(fēng)電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，以保證排風(fēng)風(fēng)量按照新風(fēng)風(fēng)量的變化做相應(yīng)調(diào)整。

預(yù)冷控制：空調(diào)機(jī)啟動(dòng)一定時(shí)間內(nèi)，關(guān)閉新風(fēng)閥，實(shí)行預(yù)冷。

送風(fēng)機(jī)變頻控制采用定靜壓再設(shè)定控制方式：（1）在送風(fēng)管道2/3 長(zhǎng)度的位置設(shè)置靜壓傳感器，根據(jù)末端閥位的變化調(diào)整靜壓傳感器設(shè)定值，以保證每個(gè)VAV-BOX 都在70%～90%，從而控制系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行；（2）建議控制周期為15min（時(shí)間在調(diào)試時(shí)整定）, 靜壓傳感器的設(shè)定值建議調(diào)整幅度為10Pa（數(shù)值可調(diào)整）；（3）每個(gè)VAV-BOX 末端均向靜壓設(shè)定控制器發(fā)出閥位信號(hào)，確定每個(gè)變風(fēng)量末端裝置調(diào)節(jié)風(fēng)閥的閥位；讀取各末端裝置調(diào)節(jié)風(fēng)閥的閥位開(kāi)度信息，并進(jìn)行比較分析，找出閥位開(kāi)度最大值POSmax；（4）當(dāng)POSmax＞90%時(shí)，表示閥位開(kāi)度最大的末端，其送風(fēng)量剛好能夠滿足其所控制的空調(diào)區(qū)域的負(fù)荷需求，系統(tǒng)靜壓處在較低的情況下，因此，需要適度增加系統(tǒng)靜壓的設(shè)定值，提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，確保每個(gè)末端裝置得到足夠的需求風(fēng)量；（5）當(dāng)POSmax＜70%時(shí)，表示閥位開(kāi)度最大的末端的開(kāi)度很小，其他末端調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開(kāi)度更小，系統(tǒng)靜壓值偏大，可降低靜壓設(shè)定值，節(jié)省少風(fēng)機(jī)能耗，降低噪聲；（6）當(dāng)70%＜POSmax＜90%時(shí)，表示當(dāng)前系統(tǒng)靜壓合適，無(wú)須改變靜壓設(shè)定值，風(fēng)機(jī)保持在某一轉(zhuǎn)速不變；（7）當(dāng)某個(gè)風(fēng)閥持續(xù)在最大位置流量或末端有故障無(wú)法控制時(shí)，變靜壓控制系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)忽略該末端，并以其他正常工作的末端為參考。

4.2 變風(fēng)量末端控制

VAV-BOX 均配液晶面板就地溫控器，可根據(jù)用戶需求在溫控面板上手動(dòng)設(shè)定溫度，也可由管理員在中央控制室遠(yuǎn)程通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)定溫度。其中，小辦公室內(nèi)可實(shí)現(xiàn)就地開(kāi)關(guān)控制。

VAV-BOX 根據(jù)所測(cè)溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，設(shè)定本區(qū)域的風(fēng)量，再根據(jù)所測(cè)風(fēng)量與該值比較，調(diào)節(jié)末端風(fēng)閥的開(kāi)度，使室內(nèi)溫度保持在設(shè)定范圍。

將自身的各項(xiàng)參數(shù)，如設(shè)定溫度、實(shí)際溫度、風(fēng)閥開(kāi)度、風(fēng)量、加熱盤(pán)管閥門(mén)信號(hào)等通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)，傳給網(wǎng)絡(luò)控制器[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

變風(fēng)量系統(tǒng)，可以根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化或室內(nèi)要求參數(shù)的變化，保持恒定送風(fēng)溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量，從而使室內(nèi)參數(shù)達(dá)到要求的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。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)追求以較少的能耗滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的要求。除了降低末端能耗，VAV 系統(tǒng)具有全空氣系統(tǒng)的一些優(yōu)點(diǎn)，例如，過(guò)渡季和冬季可以利用新風(fēng)消除室內(nèi)冷負(fù)荷，室內(nèi)也沒(méi)有風(fēng)機(jī)盤(pán)管凝水問(wèn)題和霉菌滋生問(wèn)題，目前設(shè)計(jì)合理選用單風(fēng)道系統(tǒng)（規(guī)避動(dòng)力型末端），降低室內(nèi)噪聲等。而衡量一個(gè)變風(fēng)量系統(tǒng)是否成功除了設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)調(diào)試每個(gè)階段做好質(zhì)量控制，系統(tǒng)的控制是重中之重，完善的控制方案及控制策略是做好變風(fēng)量系統(tǒng)的核心前提。