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      過渡季節(jié) VAV 空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)溫度的優(yōu)化控制分析

      2020-10-20 06:25:52冉義拉楊俊瀟
      科學(xué)與財富 2020年20期
      關(guān)鍵詞:變風(fēng)量新鮮空氣風(fēng)管

      冉義拉 楊俊瀟

      摘要:變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在風(fēng)機裝機容量、運行能耗、對溫度區(qū)域的獨立控制、衛(wèi)生等方面具有顯著的性能優(yōu)勢。變風(fēng)量空調(diào)可以在不同區(qū)域中響應(yīng)空調(diào)負荷和室內(nèi)環(huán)境設(shè)置的變化,原理是改變風(fēng)機的頻率,系統(tǒng)可以自動改變和調(diào)節(jié)空調(diào)的送風(fēng)量,以實時響應(yīng)人們對室內(nèi)溫度的要求。VAV空調(diào)系統(tǒng)的能耗不僅可以降低,而且還可以幫助改善空氣質(zhì)量。

      關(guān)鍵詞:變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng);設(shè)計與應(yīng)用

      中圖分類號:TU831.3文獻標識碼:A

      引言:變風(fēng)量空調(diào)的工作原理是在不同的分區(qū)中調(diào)節(jié)空調(diào)裝置,在內(nèi)部空間負荷變化時調(diào)節(jié)風(fēng)機的頻率,以改變送入房間的風(fēng)量并保持室內(nèi)溫度變化在穩(wěn)定范圍內(nèi)。在中國,過渡季節(jié)白天和晚上之間的溫差通常會大幅波動,因此需要實時優(yōu)化和重置 VAV 系統(tǒng)的送風(fēng)溫度。

      1.????? 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特征

      1.1?? 優(yōu)點

      (1)?????? 節(jié)能:空調(diào)系統(tǒng)一年中大部分時間處于部分負荷運行狀態(tài),VAV系統(tǒng)通過改變送風(fēng)量來調(diào)節(jié)室溫,這可以顯著降低送風(fēng)量的能耗。同時,根據(jù)最大負載的總風(fēng)量的使用,可以合理設(shè)計風(fēng)機的安裝容量。根據(jù)相關(guān)文獻,與固定風(fēng)量系統(tǒng)相比,VAV 系統(tǒng)可節(jié)能30%以上。

      (2)?????? 舒適度高:與一般的固定風(fēng)量系統(tǒng)相比,可以更有效地實現(xiàn)每個局部區(qū)域的靈活溫度控制,可以根據(jù)負荷的變化或個人的要求調(diào)節(jié)房間溫度,并獨立執(zhí)行溫度控制可避免干擾產(chǎn)生熱量過冷,從而可以減少冷卻或供熱負荷。

      (3)?????? VAV 系統(tǒng)是新鮮空氣冷卻的源,具有全空氣系統(tǒng)的某些優(yōu)點,可以使用新鮮空氣作為冷卻源來清除內(nèi)部電荷。

      (4)?????? 系統(tǒng)具有良好的靈活性,易于修改和擴展。它特別適合于具有變化模型的建筑物,例如租賃辦公樓。當內(nèi)部參數(shù)更改或重新分配時,只需要更換旁通管和終端設(shè)備,移動出風(fēng)口的位置即可,只需重置房間恒溫器即可[1]。

      1.2?? 缺點

      (1)?????? 從用戶的角度來看,這種類型的系統(tǒng)主要在中國短時間內(nèi)使用,并且某些建筑物的空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計存在缺陷,例如:1.新鮮空氣不足,人們感覺憋悶;2.房間正壓或負壓很大很難打開房間的門;3.室內(nèi)氣流產(chǎn)生過多的噪音。

      (2)?????? 從操作管理的角度來看,系統(tǒng)的操作是不穩(wěn)定的,特別是對于帶有“電加熱”功能的 VAV 系統(tǒng),節(jié)能效果有時并不明顯。

      (3)?????? 變風(fēng)量系統(tǒng)也有一定的固有缺陷:①系統(tǒng)的初期投資比較大;②對于室內(nèi)濕度負荷變化很大的情況,如果使用室溫控制且沒有終端加熱器,通常很難保證滿足室內(nèi)濕度要求。

      2.????? VAV的主要類型VAV系統(tǒng)

      變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要包括雙風(fēng)管和單風(fēng)管。其中,雙風(fēng)管變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)配有冷風(fēng)管道和熱風(fēng)管道,可精確調(diào)節(jié)室內(nèi)負荷條件下的制冷和供熱,并能在所有條件下響應(yīng)室溫需求。優(yōu)點是熱穩(wěn)定性相對穩(wěn)定并且易于調(diào)節(jié),可用于要求高舒適度的空調(diào)房間。

      就壓力變化的補償而言,具有變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)壓力分為具有變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)和具有獨立的風(fēng)量壓力的空調(diào)系統(tǒng)。目前,節(jié)流型變風(fēng)量箱、旁通型變風(fēng)量箱風(fēng)機供應(yīng)型的變風(fēng)量箱是更常見的變風(fēng)量箱類型。其中,節(jié)流型變風(fēng)量箱是使用最廣泛的變風(fēng)量箱。具有單風(fēng)管的變風(fēng)量箱的結(jié)構(gòu)主要包括外殼、節(jié)流閥和相關(guān)的控制調(diào)節(jié)裝置等,雙風(fēng)管的變風(fēng)量主要包括兩個節(jié)流型變風(fēng)量箱。

      3.????? 用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量控制方法

      (1)?????? 定靜壓法

      在風(fēng)管靜壓的最低點安裝一個靜壓傳感器,在此點測量靜壓,并調(diào)節(jié)風(fēng)機速度,以使該點的靜壓在風(fēng)機末端的最低工作壓力下保持恒定變風(fēng)量,控制簡單可靠。當風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜時,節(jié)能效果很差。對于那些擁有大量終端的用戶來說,大規(guī)模負載切換的規(guī)則是不一致的。適用于無固定風(fēng)量的終端空調(diào)系統(tǒng),一個空調(diào)單元負責更多的 VAV 端子,從20到30個 VAV 端子。

      (2)?????? 變靜壓法

      變靜壓控制的多變量,非線性和隨時間變化的特征使得很難使系統(tǒng)進入穩(wěn)定狀態(tài)。控制復(fù)雜并且容易發(fā)生振蕩,但是它可以確保系統(tǒng)中VAV 末端有足夠的風(fēng)量,并且節(jié)能效果明顯。適用于帶有管道分支的變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng),從6到8個 VAV 端子,空調(diào)區(qū)域的方向相同,以確保負載不斷增加和減少的趨勢。

      (3)?????? 變定靜壓方法

      根據(jù)變風(fēng)量結(jié)束時提供的風(fēng)閥反饋數(shù)據(jù),將閥的位置信息用作壓力請求信號,并根據(jù)每個區(qū)域不同時間的需要重置靜壓設(shè)置值,因此,靜壓的設(shè)定值應(yīng)盡可能低,直到區(qū)域末端的控制閥完全打開為止,從而具有良好的節(jié)能效果。

      4.????? 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的VAV系統(tǒng)設(shè)計

      控制送風(fēng)溫度的優(yōu)化策略具有明顯的優(yōu)勢:可以根據(jù)檢測到的濕度溫度自動選擇較大的溫濕度差值,然后控制熱水閥和冷水管的開度。確保在整個過程中回風(fēng)的濕度保持恒定。在冬季,如果電池水溫未達到防凍規(guī)定的溫度,此時將啟動防凍開關(guān)以防止盤管破裂。

      采用單風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV),氣流的組織上送上回。新鮮的外部空氣由安裝在避難所地板或屋頂上的新風(fēng)機處理,由新鮮空氣導(dǎo)管引入,與內(nèi)部主要回風(fēng)混合,由空調(diào)單元處理,然后送入房間;新風(fēng)量可實現(xiàn)過渡季新風(fēng)比不小于50%運行,獲得節(jié)能效果。新鮮空氣系統(tǒng)的設(shè)計具有可變的空氣量,每個辦公室區(qū)域都配備了新的空氣處理系統(tǒng)。

      5.????? VAV-AHU自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

      VAV 空調(diào)器配有“變頻器”。在正常使用期間,每棟大樓中的兩臺標準落地式 VAV 空調(diào)應(yīng)同步運行,并在活動區(qū)域內(nèi)提供圓形風(fēng)管。在辦公時間以外或只有一半樓層需要使用空調(diào)的情況下,操作員可以通過工作站(工作站)手動發(fā)出命令,將天花內(nèi)環(huán)型送風(fēng)管道的電動風(fēng)閥關(guān)上,只起動1臺 VAV 空調(diào)機運行。每臺 VAV 空調(diào)機負責送風(fēng)至各個變風(fēng)量風(fēng)箱(VAV Box)。VAV Box 采用獨立于壓力的類型,變風(fēng)量系統(tǒng)控制方法采用可變靜壓控制方法,并且根據(jù)供氣管線的靜壓變化確定風(fēng)機的頻率轉(zhuǎn)換。在送風(fēng)管道中設(shè)置一個溫度傳感器以監(jiān)視送風(fēng)溫度,并將其與預(yù)設(shè)溫度值進行比較,然后退出電池水閥進行溫度調(diào)節(jié)。

      6.????? 自動控制可變?nèi)萘康男迈r空調(diào)(VAV-PAU)

      風(fēng)量可變的空調(diào)必須配備“變頻器”。每臺具有變風(fēng)量的空調(diào)都負責將新鮮空氣輸送到指定辦公樓的標準樓層。在每個樓層的每個空氣處理單元的新鮮空氣旁路管道上安裝一個 VAV 箱,根據(jù) CO2的濃度確定對新鮮空氣的需求和 VAV 箱的開度,集中式新鮮空氣處理系統(tǒng)采用恒定靜壓設(shè)計和風(fēng)機變頻是基于新鮮空氣監(jiān)控器的靜態(tài)特性。確定壓力變化。在送風(fēng)管道中設(shè)置一個溫度傳感器以監(jiān)測送風(fēng)溫度,并將其與預(yù)設(shè)溫度值(用戶可在 BMS 中設(shè)置)進行比較,然后將其從盤管中取出到水閥中進行溫度調(diào)節(jié)。電池水閥將隨風(fēng)機狀態(tài)鎖定。盤管水閥還將閥開度的百分比值返回給BAS。電氣互鎖是必要的。當風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時,新鮮空氣入口管道上的風(fēng)閥必須自動關(guān)閉。風(fēng)機啟動時,風(fēng)閥應(yīng)自動打開,并且只有在風(fēng)閥完全打開時,風(fēng)機才會開始運行。

      7.????? 變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)的VAV操作

      變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在運行年度內(nèi)可以正常、平穩(wěn)地運行,在系統(tǒng)控制下,室內(nèi)濕度和溫度在一定程度上可以滿足設(shè)計標準。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)字控制部分可以隨時發(fā)送命令,以完全監(jiān)視和控制系統(tǒng)的每個部分,消聲器系統(tǒng)可以有效控制空調(diào)噪音。

      結(jié)論:隨著生活中各種居住場所和電氣設(shè)備要求的不斷提高,空調(diào)是目前空氣中控制溫度的主要方法,是提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫度的有效途徑。在中國,過渡季節(jié)的日溫差較高,通常在早上和晚上只有十度,在中午超過二十度。此溫度條件適合使用優(yōu)化送風(fēng)溫度策略來控制空氣供應(yīng)溫度,節(jié)省能源并有益于健康。

      參考文獻:

      [1]黃友前.VAV 空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管末端裝置安裝及調(diào)試要點分析[J].福建建材,2019(02):84-85+41.

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