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摘要：随着人们生活水平的提高，智能建筑越来越受到人们的欢迎。变风量（VAV）空调系统以其高效、节能、舒适等优点将逐步得到广泛应用，这对智能控制系统解决VAV问题提出了更高的要求。通过不断的探索和研究，掌握精确的控制技术，才可以起到发挥变风量空调系统的作用，更好地应用于人们的日常生活学习和工作中。
关键词：变风量空调系统；控制方法；应用
1 前言
传统意义的空调系统虽然能够有效的调节室内环境温度，但是其存在能耗高、空气品质差等缺点诟病。变风量（VAV）空调系统是保持送风温度恒定，通过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；风量随着负荷的变化而变化，自动分配平衡，房间温度能够单独控制，改善房间空气品质的效果；负荷变化较大时，节能效果尤为显著。
2 变风量空调系统的发展历史及现状
变风量（VAV）空调系统是根据室内负荷的变化或室内温度设定值的变化，自动调节系统的送风量，使室内温度达到设计要求的全空气系统。变风量（VAV）空调系统诞生于上世纪60时年代的美国，80年代在欧美、日本等地得到广泛的运用和发展，现在已成为世界发达国家和地区空调系统的主流。
3 变风量空调系统的分类及控制原理
3.1 变风量空调系统的分类
变风量空调系统一般由冷热源机组（负荷调节）、供水系统（变流量输送）、集中空气处理机组（变频控制风机）、送回风管路、变风量末端装置（调整每个空调区送风量）及其控制系统（智能化控制和管理）组成。变风量空调系统的基本原理是通过改变送风量以适应空调负荷的变化，维持空调房间的空气参数。变风量控制器按房间温度传感器检测到的实际温度，与设定温度比较差值，以此输出所需风量的调整信号，调节变风量末端的风阀，改变送风量，使室内温度保持在设定范围。风道压力传感器检测风道内的压力变化，采用PI或者PID调节，通过变频器控制集中空气处理机组送风机的转速，消除压力波动的影响，控制送风量的大小。自控系统可根据当前的制冷(制热)量的需要，依据制冷(热)机组的制冷(热)能力调节投入运行的台数。根据工况需求，自动组合启动冷冻、冷却水泵及冷却塔的投运台数。变风量控制采用室内温度为主控制量，空气流量为辅助控制量。变风量空调系统可基本分为单风道、双风道、风机动力箱式和诱导器式四类。目前国内技术主要采用变风量单风道空调系统。变风量空调系统的变风量箱（VAVBOX）品种繁多、各具特色，归纳起来可以分为：（1）按改变房间送风量方式分为节流型和旁通型两大类。（2）按补充系统压力变化的方式分为压力相关型和压力无关型。
3.2 变风量空调系统控制原理
变风量空调系统常用定静压控制法、变静压控制法和总风量控制法。由于定静压控制简单，要求的管理水平不高；运行稳定，故障率低，维护费用低；传输数据少，不必联网；压力有关型或无关型VAVBOX都可应用等优点，是目前国内运用最广泛的控制方法。定静压控制的工作原理：保证系统风道内某一点（或几点平均）静压一定的前提下，室内所需风量由VAVBOX风阀调节。定静压设定值太低，不能满足全房间（最大风量）的要求；设定值太高，会增加耗能，增加噪音，对控制不利。定静压设定值的大小与风管系统的压力有关；与压力传感器的位置有关。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆普通空调系统（中压系统），静压值建议在150~300Pa之间，低压系统建议100~200Pa之间；压力传感器建议安装在单环路风管的2/3处比较适宜。具体数值应在调试中确定。
4 变风量系统控制内容
变风量系统是指室内的负荷需要增加减少时，通过自动调节送入室内风量而维持室内温湿度需求的一种方式，并不是靠改变送风温度来维持的。变风量空调系统是通过末端调节风量和变速风机来保证室内温度，实现对室内温度的有效控制，其也有一套由多个控制组成的控制系统。变风量空调系统的运行是处于时时变化的，它依赖于自动控制系统才能使室内保持舒适的温湿度、新鲜的空气流通。近年来变风量系统的研究更注重于智能控制方面，例如：模糊控制、神经网络。
5 变风量空调系统的控制优化方法
5.1 送风静压的优化控制
对于送风静压的优化控制，可以根据阀位控制与总风量控制方法来进行静压优化设定。根据总送风量、需风量、风阀开启情况来调整设定值以及使其最终满足系统运行要求，同时保证系统运行状态始终稳定。在变风量空调系统实际运行过程中，如果风阀长时间开启运行会导致出现卡位、堵死等故障，从而致使信号输出有误，影响送风量及需风量的数值变化。因此在优化其控制上，首先需要设定一个上限值来避免这种情况的发生，当出现故障以及出现故障的次数超过限定值的时候，则系统会默认为风阀出现故障，东二静压值会恢复初始设定值，通过这种方式，以减少风阀故障带来的影响。
5.2 送风温度的优化控制
对于送风温度的优化控制主要是通过控制风机转速，来调节管道静压与阀门，从而达到满足风量的需求。风机转速降低之后，系统管道静压值会变小，末端装置阀门承受压力则会变大，从而完成风量的输送。在负荷过小时，意味着系统所需风量减少，在输送风量上会出现新风量不足、空气流动性差等情况，因此在这个时候，需要提高送风温度来增大送风量，反之，当负荷变大的时候，则需要降低送风温度，以此来减少送风量，这样才能够保持送风温度的平衡。在变风量空调系统的末端，都有一个最大风量，并对应着不同时刻的需求风量，二者比值变化就代表了系统运行时该末端的负荷率，负荷率越大则代表风量需求越大。当系统运行状态无法满足室内的送风需求时，则需要降低温度设定值。
5.3 回风湿度的优化控制
对于回风湿度的优化控制主要是根据回风湿度设定值和实测湿度值的差和禁止加湿送风温度设定值与送风温度实测值的差来控制加湿阀的开闭，以达到回风湿度控制的目的。当回风湿度值低于设定值，同时送风温度高于禁止加湿送风温度设定值时，打开加湿阀，同时设置湿度与温度的动作间隙，当加湿到设定值后，同时超出此动作间隙时，关闭加湿阀，这样就能够避免阀门的频繁动作，同时提高回风湿度的控制精度，还能够达到节能的目的。
5.4 送风量的优化控制
（1）定静压控制：定静压控制是优化送风量控制的最经典的方法，其主要优点是控制简单，但静压设定值的确定、静压传感器的安装位置、风机选型及风管系统的设计和施工情况都会影响系统的稳定性和节能效果。因此在设定静压值时，一般不大于风机总设计静压的1/3，安装位置根据等摩阻计算法，通畅设置在距离空调机出口约1/3处的主风管上。（2）变静压控制法：以最小阻力控制。这种控制阀的系统调试工作量较大，对编程调试人员的要求更高，但这是一种较为节能的风量控制方式，一般使用一中小型的变风量空调系统。（3）总风量控制法：采用前馈控制方式，既能够提高系统的稳定性，同时也能够简化控制调节，但这种方式相对较为粗糙。因此在对送风量的优化控制上，可以根据实际情况，选择不同的控制方式，以达到优化控制的目的。
6 结束语
随着人民生活水平的提高，环保意识的增强，对室内空气品质的重视，变风量空调系统的优点越来越突出。变风量空调系统的运用是趋势，得到了广泛的认可与运用，但是由于影响性因素很多，使得变风量空调的技术还有待完善的地方。因此对变风量空调系统施工过程中的控制要点进行研究很有必要。
参考文献：
[1]李界家，瞿睿.基于多变量的变风量空调系统优化控制方法研究[J].过程控制会议,2016.
[2]颜鹏程.变风量空调系统控制优化方法探究[J].城市建设理论研究:电子版,2015.
论文作者:任航
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
标签：静压论文; 风量论文; 空调系统论文; 变风量论文; 设定值论文; 温度论文; 系统论文; 《防护工程》2018年第35期论文;