變風量空調系統的幾種控制方法

摘要：本文介紹了變風量空調系統的三種控制方法的控制原理、特點及其優缺點。

關鍵詞：變靜壓控制法；直接數字控制法變風量；風機總風量控制法

一個好的變風量空調系統，除了精確的設計計算，合理的系統布置，到位的施工安裝外，選擇一個最佳的控制方法也很關鍵。在工程實際運用中，采用較多的有：定靜壓控制法；變靜壓控制法；直接數字控制法（DDC）；風機總風量控制法。以下將就這四種方法加以一一論證。

1 變靜壓控制法

1.1 變靜壓控制方法

所謂變靜壓控制，就是使用帶風閥開度傳感器，風量傳感器和室內溫控器的變風量末端，根據風閥開度控制送風機的轉速，使任何時候系統中至少有一個變風量末端裝置的風閥是全開的。變靜壓控制法的控制原理圖如下所示：

從變靜壓控制法的控制原理圖中，我們可以推知其控制方法：

變風量末端裝置的風閥是全部處于中間狀態→系統靜壓過高→調節并降低風機轉速。變風量末端裝置的風閥是全部處于全開狀態，且風量傳感器檢測的實際風量等于溫控器設定值→系統靜壓適合。變風量末端裝置的風閥是全部處于全開狀態，且風量傳感器檢測的實際風量低于溫控器設定值→系統靜壓偏低→調節并提高風機轉速。

1.2變靜壓控制方法的優點

與定靜壓控制方法相比，節能效果明顯 我們知道，

其中，N為風機的功率Q為風機輸送的風量 ，P為風機所產生的風壓，n為風機的轉速。當空調負荷變小時，風量Q從正常工況點Q1減少到Q2時，如圖所示：

很明顯，由于變靜壓控制法的n2小于定靜壓控制法的n1，風機功率N與風機轉速n成3次方關系，故變靜壓控制法的節能效果比定靜壓控制法好。

控制精度高 ;房間的溫濕度效果更好

1.3變靜壓控制方法的缺點

增加了閥開度控制，相應增加了投資成本，使控制更加復雜，調試更加麻煩。風閥開度信號的反饋對風機轉速的調節有一個滯后的過程，房間負荷變化后要達到房間設定值有一段小幅波動過程。

2直接數字控制法（DDC）

所謂直接數字控制法（DDC）就是計算機在參加閉環的控制過程中，不需要中間環節（調節器），而用計算機的輸出去直接控制調節閥、風機等執行機構。用數字式自動控制器進行最小靜壓控制時，如果知道了末端裝置的風閥全開時的開度-壓差-流量特性，風管的流量-阻力特性，風機的轉速-揚程-流量特性，就可以根據風量求的滿足最小靜壓控制的送風機轉速。其步驟如下： 給出各末端要求風量;計算風管的阻力; 選擇最不利環路和計算最小靜壓狀態的送風機揚程；計算送風機轉速;計算送風機的轉速，送風機風量為各末端裝置要求風量之和各末端;控制，根據送風機轉速的設定值控制送風機的轉速，并對風機轉速的變化率加以限制，以免電機過載。

3風機總風量控制法

3.1風機總風量控制方法

風機總風量控制法的基本原理是根據風機相似律，在空調系統阻力系數不發生變化時，總風量和風機轉速是一個正比關系：

（1）

要得到λ，先引出相對設定風量Ri的概念：

（2）

式中，Gs，i為第i個末端的設定風量，由房間溫度PID控制器輸出的控制信號設定；Gd，i為第i個末端的設計風量。使用誤差理論中的均方差，來消除相對風量Ri的不一致。

式中，Ns為運行工況下風機設定轉速；Nd為設計工況下風機設計轉速，K為自適應的整定參數，缺省值為1.0。

3.2 風機總風量控制法的優點

直接根據設定風量計算出要求的風機轉速，具有某種程度上的前反饋控制，對房間負荷變化作出的反應較快。避免使用壓力測量裝置，減少了風機的一個閉環控制環節。不需要變靜壓控制法中的閥位控制。

3.3 風機總風量控制法的缺點

增加了末端之間的耦合程度。風機和房間的末端閥位同時調節，極大的改變了系統阻力特性。

結束語

總之，變風量空調系統的各種控制方法，都有其各自的特點，在具體工程運用中，不論是從節能的角度，還是系統穩定性角度，都要加以仔細考慮，從而找到一種適合自己的控制方法。

參考文獻

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