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1、变风量空调系统的调试应用分析通风空调安装IINSTALLATION变凰量室调系统的调试应用分析王永利(山西省工业设备安装公司上海分公司上海200112)摘要:本文结合两个具体的工程实例,简要介绍了两个变风量系统调试中出现的主要问题以及采取的解决措施,并提出了在设计深化,施工,调试方面的具体建议.最后,针对变风量系统调试的关键环节进行了分析并提出了对策和建议.关键词:变风量控制测试调整平衡路分类:TU831.31标识:B文章编号:1002-3607(2011)09003304引言调试通常包括测试,调整,平衡(简称TAB),它既能检验工程的施工质量,又能检验设计和系统的技术性能,因此调试环节的重要
2、性不可忽视,应持有相当严谨的态度.变风量空调系统的调试较为复杂,调试周期长,涉及的专业和影响的因素多,对于实现其系统预定功能尤其重要.变风量系统的发展和应用已有较长的时间,但在工程实践中总是存在难以调试或效果不理想的情况,主要是由于对变风量系统没有充分的认识,没有掌握好科学的方法和缺乏实践经验的积累,因此调试水平的提高成了亟待解决的问题.本文结合以往在上海地区应用过的两个工程实例,对变风量空调系统调试中的主要环节及存在问题做简要介绍和应用分析小结.1.调试实例介绍如果谈及变风量系统的调试,则必须很明确地理解其基本概念和运行原理,由于变风量空调系统的分类和控制方式各不相同,那么调试也就涉及到如何
3、对症下药,针对系统的不同控制方式采取不同的方法,这里结合本文提及的两个工程实例对定静压控制法和总风量控制法作简单介绍.1.1实例1调试介绍该工程项目为高级高层智能化建筑,系统控制方式采用定静压控制法;一次风系统:一次送风为闭环式风管系统,一次回风为全吊顶回风方式,删为组合式变风量机组,送风段及回风混合段均设风机;二次风系统:末端装置采用动力型VAV装置,设有风机动力及诱导回风;新风系统采用经过处理后的新风,设有两个子系统,分别由7F和38F的新风机组提供经处理后的新风,接AHU机组的新风管设AHU定风量装置;服务区域为卜27层,服务面积约为42000m;区域划分:每层设内区,外区,周边区.定静
4、压控制法是在一次送风系统管路的距风机端三分之二的地方设置静压传感器,以保持该处的静压值不变为前提,通过变频风机的变频调节运行改变系统的一次送风量,达到变风量运行的目的._l该方式在实际工程应用中,由于采用的是静压控制的方法,会出现因静压值设定偏大使一次风管噪声影响突出,风机不节能运行等情况.1.2实例2调试介绍该工程项目为智能写字楼建筑,系统控制方式采用总风量控制法;一次风系统:一次送回风方式为一送一回,删为组合式变风量机组,送风段及回风混合段均设风机;二次风系统采用节流型vAV装置;新风系统:采用室外新风直接引入AHU的方式,设新风总管送入,新风量比例由回风混合段压力控制实现;服务区域为卜5
5、层,服务面积约为20000m2;区域划分:每层分为三个独立功能区,每区划分为内区和外区.总风量控制法是通过对不同状态下各VAv末端装置的需求风量累加求出系统所需要的总风量,据此调节风机转速实现变风量系统的节能运行.总风量控制在控制性能上具有陕速,稳定的特点,不像压力控制下系统压力总是有一些高频小幅振荡,其主要原因是因为总风量控制方式取消了压力控制环节,总风量控制在风机节能上介于变静压控制和定静压控制之间,并更接近于变静压控制.凹2.应用实例的调试小结这里通过两个工程实例的实际调试和运行的情况,INSTALLATION33INSTALLATIONl通风空安装介绍调试的方法步骤并列举部分经验和教训
6、供参考.2.1实例1总结:对于定静压控制方式,调试的主要环节有:需要大量地测试各区域的不同状态下的风量变化,选定一个合理的静压设定值(尽可能最小);测试AHU机组在不同运行状态下,导致各区域的vAv装置的入口处阀门开度,温度的变化状况.删机组最小新风量如何保证供给.关注室内气流组织和噪声对环境的影响程度.这里将调试过程中的一些情况介绍如下:1)系统静压点的测定与调整系统的静压控制是变风量系统控制的重要环节,实现这一控制才能使系统保持一个稳定的运行压力,从而保证整个系统的运行可靠.【3P192该工程采用改变送风机转速的方式实现系统的定静压控制.在房间负荷需求改变的情况下,由于各VAV终端动力箱的
7、一次送风量变化,使得楼层AHU空调机组的一次送风管内的静压值发生变化,并通过静压传感器传送至楼层AHU空调机组的DDC控制箱,改变AHU送风机转速,时刻维持一次送风管内的设定静压值,保证系统的稳定运行.在该工程调试过程中,由于采用的是送风机转速控制,为了保证在系统送风量变化的情况下,保持系统压力稳定且无多余的静压消耗,因此系统静压点的设置经历了较长的时间,在测点位置的选择上,按照前述的原则在离风机出口三分之二的地方设置了测点,即便是系统设置基本相同的楼层,由于每个楼层的实际运行环境和工况的不同,仍然出现了不同的静压点,从中控室获得的数据图表l可以看出,13F一19F的设置区间范围为100160
8、Pa,除了14F回风温度略低,实测静压值偏低需要降低送风机转速外,其余均基本符合设定要求,因此系统静压点的设置实际上是一个较长时间的测定与调整,它反映了系统在不同负荷要求下的末端送风量变化与系统的关系,需要根据实际情况调整而并不是一个完全确定的量值.图表1AHU运行工况记录表2)AHU机组最小新风量的测定与调整对新风的要求可归结为两点:一是质(即温度,湿度等);二是量.其中最难以把握的是新风量,为了节能应该追求尽量减少新风量这一目标,但须满足人员的健康和舒适的要求,确保最小新风量控制是新风控制的重点之一.就设计而言,并不单是理论计算的过程,也涉及是否能够准确地分析判断建筑物综合特性(也就是楼宇
9、各系统的配置问题),而此点往往是难以掌握的.只有通过一定的实际运行,才可以窥其一斑.总新风量控制.设计提出系统的总新风量为7万立方米/,J,时,在系统总管的2/3处设定一个静压值(330Pa),从而通过该风道静压值控制总体风量.但是这样的控制效果并不是很理想.分析如下:由于总新风量从早到晚是由大变小的,因此各层新风入口处的静压值会有不同情况的变化.简言之,即位于静压值设定点以下的楼层的新风阀会开大,而静压设置点以外的楼层则新风阀关小.当楼层中有CAV关闭时,但新风机频率会有明显的下降.列出7F新风处理机组某天逐时新风量与频率的关系图.楼层新风量控制.大厦中各层CAV的新风都是从新风总管中获得.
10、且各层入口处都装有新风量控制阀,负责调节各层可需比例风量.当楼层cAV机组转速大时,相应楼层的新风阀则关小;反之,CAV机组转速小时,新风阀开大.而且楼层新风量也可以根据层面内人员数量设定.人多时相应开大一些,总之,各个楼层新风量每一时刻都要保证最小新风量.这就是说,新风控制阀可以任意调节开度.(由中控室获得数据,列出AIEI机组新风量及入口出风压的关系图,见下页图).变风量机组的新风变风量装置的风阀开度与新风量值之间的匹配,涉及到各台机组新风入口的动压值的大小,能否满足最小新风量的要求.在案例1调试过程中,曾经出现新风阀开度与实际通过风量不成比例的情况,导致对新风量判断失误,直接影响系统的空
11、气品质,因此在调试中应记录新风量的变化和开度是否匹配,入口342011年第o9期通风空调安装IINSTALLATION图表1AHU新风变化记录表动压是否在合理范围内,以确保风阀开度的有效性,使新风量的大小能满足最小新风量的要求.3)室内气流组织和噪声影响带来的问题必须充分重视内外区变风量末端装置选型的问题,尽量使之匹配,反之会使室内气流组织效果受到影响.在案例1中,由于对外区负荷估计过高(BOX风量选型较大)出现了外区风速过大,造成气流组织不合理,噪声过大.因此VAVBOX的布置应考虑建筑割断或布局的影响,避免出现室内气流组织不均匀,造成局部空调效果变差.因此在设计图纸深化阶段要充分考虑此问题
12、,尽可能避免出现此类影响.该工程采取了弥补的办法,通过对部分BOX采用加装阻抗消声器和支路加设调节阀的办法,通过多次现场试验调整才得以解决,这样的情况在以后应该得到避免.回风组织的不足.因防火分隔设置及吊顶回风的影响,造成了走道和靠近走道的内区回风量大一些,离AHU机组回风口远的则回风量小些,另由于VAV末端回风路径存在不足,造成部分房间回风组织不是很好,使一次风与回风的混合不协调,导致内区的部分区域出现冷感.对此采取的改进办法是:1)尽可能地延长回风管,使之伸到房间内部;2)尽可能地减少吊项内的隔断,或加大防火墙体上的连通回风口面积,使吊顶内加大流通力度.4)送风温度的调整变风量空调系统的另
13、一个控制策略是温度控制.案例1工程的设计送风温度是一个定值,理论上固定在i1.8,仅仅是变化送风量.但由于送风温度偏低,同时受风道布置的局限,部分VAV.BOX的风阀不完全按照理想的情况变化开度,导致部分区域会产生冷感,比较明显的是电梯厅.对此,通过采取折衷的办法,即控制回风温度,根据回风温度测定值与实际值之间的差异,来改变AHU水阀的开度,从而送风温度也相应的变化,就能更为精确地对应不同区域的实时需要,达到节省能源的目的.5)各类传感器设置带来的影响各类传感器的安装,容易出现由于机房内空间因素的影响,因受到取样点的气流参数的影响,对新风,排风变风量装置的调整产生不利的反馈提供了错误的信息,在
14、案例1施工中,由于机房空间有限,使新风定风量装置取样点装在一段紊流管段上,使新风量的调控变得困难.因此传感器必须安装在气流稳定的位置,合理布置测点,保持取样的准确性;再如房间内的温度传感器(回风,送风,房间温度)等同样需要重视其定点设置,要结合房间特点有选择性地在水平和垂直方向内合理布置,如可以分布在吊顶,柱甚至于墙的位置.设置时应注意设在通风组织良好的地方,切忌设在内外区气流交汇处或离冷气流较近的地方,避免不能合理反映室内气流状态的情况.陀2.1实例2总结:对于总风量控制方式,其系统控制主要包括两个方面:一个是确定VAV末端装置设定温度和设定风量两个变量的变化关系,设定温度(Tset)是用户
15、提出的要求,虽然也能部分地反映出对风机的某种控制需求,但却不能体现出实际运行中负荷运的变化状况.设定风量(Gset)却是经过PID控制器后综合体现了空调区域的实际冷,热状况的一个控制参数,将其应用于控制是可行的.l2另一个是如何变风量运行,包括两个重要步骤:取得系统实时运行总风量的步骤和取得实时最佳需求总风量的步骤;将系统实时运行总风量和实时最佳需求总风量进行比较的步骤,然后根据经过比较得到的系统实时运行总风量和实时最佳需求总风量的差异量,再利用DDC控制器通过变频器调节风机的转速.相对定静压控制方式而言,利用其通讯优势,直接从末端装置需求风量获取风机总风量适时调整风机转速,回避了静压控制的压
16、力设定波动,简化了调试环节.4叫在实例2调试中,其主要环节或问题有:AvA末端装置的现场整定:新风量控制;室内空气品质和噪声影响.1)AvA末端装置的现场整定该工程采用的是节流型末端,其风量调节范围与系统运行的适应性需要通过现场大量的测试与整定,采用流量罩或风速仪实UVAVBOX各风口的风量,与末端控制器单元实测风量值比较,确定流量因子.由于此时的风量是综合了现场真实的变风量末端入口压力,送风至各风口的压降的真实风量,因此通过现场整定才是真正体INSTALLATION35INSTALLATIONl通风空调妥装现变风量末端调节功能的重要环节.2)新风量控制在案例2中,新风量控制采用常规的风机跟踪
17、控制的方法,由于回风阻力较大,回风风压处于较低状态,以及回风量监测精度影响,新风处于偏离状态不能满足要求.对此,在后期根据实际运行情况增加Tco.浓度探测作为一种辅助的控制方法,通过设置房间c浓度探测器的方法,通过对房间内空气含量的监测,适时调整新风量,满足房间内人员的新风需求.3)室内空气品质和噪声影响在调试中发现,房间内的温度控制器通常因使用人员的不当操作会置于较低的温度设置,这样带来的问题是房间内过冷.为了解决这一问题,采取了附加措施即通过回风温度设定来控制删水阀开度,控制效果良好.此外,在回风组织方面发现,原设计为考虑回风阻力的平衡,造成个别回风口风速过高,产生噪声.因此回风管路上在风
18、口位置要适当考虑平衡措施,如采用加装调节阀来解决,在保证房间气流合理组织的基础上,避免带来噪声影响.3.调试的主要关键环节和对策通过上述两个变风量系统工程实例的调试,结合工程目前的实际运行情况及个人理解,就其调试而言,应做好对以下调试关键环节的掌控,这里介绍如下供参考:3.1一次风的平衡分配一次风主支管风量的平衡与分配,其直接影响到VAV终端装置获取一次风的质量如何,关系到空调房间内能否获得预定的温湿度,以及空调系统能否经济运行.建议采取流量等比分配法逐步予以调整.平衡时可采用调试工具与VAV控制器通过传输线相连接,并将vAV装置的一次风阀挡板固定在全开状态,利用一次风阀上的传感器测定的压力平
19、均值求得一次风量,将其值与设计风量值相比较,根据需要进一步逐个调整调节阀的开启角度,使读出的一次风量值与设计值相吻合,经确认后做好记录.3_2VAV装置的现场整定前面已提到,VAVBOX的现场整合是必须的,其DDC控制器的PID控制运算逻辑必须结合BOX的实测流量因子予以调整,这是最重要的基础环节.该工作的关键是不能怕繁琐,需要细致地逐个完成,不能遗漏.3.3最小新风量是否满足要求新风量主要涉及舒适性.其关键是校核在VAV装置以最小风量值运行的情况下,新风量能否满足区域新风量最小值的要求,调试时必须对此做出测定和调整.新风量的控制是变风量系统实现的难点之一,由于送入各房间的风量是变化的,所以新
20、风量也随之变化,即使总新风量达到要求,分配到各房间的新风量不一定满足最小新风量标准.通过上述实例应用,建议采取的方式有:二氧化碳浓度控制法,在回风总管或主要房间内设置c探测器,以c浓度作为新风量调节对象,其重点是合理确定探测器的布点位置和数量,是比较直接有效的方式;风机跟踪控制法,即通过控制风机回排风量与送风量的比例,使之维持不变从而控制新风量,稳定输送一定量的新风量.n3.4室内气流组织是否合理气流组织的合理性直接影响到室内空气品质,关系到舒适性,因此在调试过程中应注意通过测定室内温湿度,空气品质检测等方法,判断气流组织的合理性,一般情况下主要是受建筑隔断和布局,风速控制等影响,导致新风量不
21、足,回风排风组织不畅,一次风与回风的混合不协调等情况,要进行相关分析,并提出相应的解决措施.3.5AHU机组是否在合理的运行工况内运行从以上实例可以看出,不论采用何种方式,AHU能否合理调整其送风量,能否与系统需求相匹配是关系变风量运行的最终关键.因此在调试过程应注意记录相关参数,形成运行工况曲线图,与设备,环境参数作对比分析,判断其是否在合理的工况下运行.4.结束语通过上述调试实例可以看出,首先,VAV系统调试是建立在不同的系统控制方式基础之上的,因控制方式的不同,调试过程中出现的问题也不尽相同,需要采取对应的方法加以解决.其次,VAV系统在设计,施工安装,调试等环节总是存在各种各样的现实问题,需要通过实践不断积累优化,弥补的方法和对策.再者,从系统调试和运行管理角度,以及节能性,稳定性来看,总风量控制方法具有一定的优势,应该在以后的系统中得到广泛应用.参考文献:1】梅晓海,余国和变风量空调系统控制方法的探讨【J】.制冷技术,20034l2】戴斌文,狄洪发,江亿变风量空调系统风机总风量控制法【J】.暖通空调,1999.3f3】蔡敬琅.变风量空调没计(第二版)fM】.中国建筑工业出版社2007.6【4】叶大法,杨国荣变风量空调系统设计lM】.中国建筑工业出版社2007.12362011第o9期
