淺談VAV系統的控制

徐選玉

摘 要：該文主要從VAV（變風量）系統的特點、控制方式、控制內容幾個方便進行介紹和分析，說明VAV系統對進一步降低企業在能源方面的成本和完成節能減排任務具有重大的現實意義。

關鍵詞：VAV系統 定靜壓 變靜壓 風量 控制

中圖分類號：TB12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

在傳統的空調定風量系統下，風機的風量保持固定不變，盡管末端負荷本身可能不斷的變化著。這正是VAV（變風量）系統設計產生的最初根源之所在，在VAV系統下，隨著空調末端負荷的變化，風量也在不斷的變化、調整，真正達到所需即所供，從而達到節能目的。

1 VAV系統的特點

VAV是Variable Air Volume的簡稱，在空氣調節系統中，為了應對末端負荷的變化，利用改變進入空調區域的送風量來適應區域內負荷變化的一種空調系統。其最大優點在于節能和提供良好的舒適性。

2 VAV系統的控制方式

2.1 VAV系統定靜壓控制

VAV系統定靜壓控制是在送風系統管網適當位置（國標規定在離風機2/3處）設置靜壓傳感器，在保持該點靜壓為一定值的前提下（一般在250 ～375 Pa之間），通過調節風機轉速來改變空調系統的送風量。

當空調負荷減少，部分VAV箱風閥開度減小，系統末端阻力增加，管路綜合阻力系數增加，管路特性變陡，根據理論分析，對于定靜壓控制系統，風機功率的減少率基本上等于風機風量的減少率。當風機風量全年平均在60%的負荷下運行時，此時風機功率節約不到40%。

采用定靜壓法，系統運行控制狀態點會隨送風量的變化，風機的運行點也會隨之變化，改變風機動力。其不足之處是靜壓傳感器的位置和數量很難確定，而且節能效果較差。

2.2 VAV系統變靜壓控制

VAV系統變靜壓控制，是在使風閥盡可能全開和使風管中靜壓盡可能減小前提下，通過調節風機轉速來改變空調系統的送

風量。在調節過程中，風道內的靜壓根據變風量末端機組的風門開度（或送風量）進行調整。自動控制系統測量每個變風量末端機組的風門開度（或送風量），風道內的靜壓應使最大開度（或送風量）的風門（或送風量）接近全開位置（或最大送風量）。當最大開度的變風量末端機組的風門開度小于某一下限值時（例如85%），則減少風道的靜壓設定值，反之，當最大開度的變風量末端機組的風門開度大于某一上限值時（例如98%），則加大風道的靜壓設定值。通常不應使風門長期處于100%開度，以免引起風門執行機構損壞。

由于閥門始終處于85%～98%之間，VAV箱局部阻力系數變化很小（可能增加一點，也可能減小一點），相應地管路綜合阻力系數也變化很小，綜合阻力曲線上升或下幅度微小，根據理論分析，對于變靜壓控制系統，風機功率的減少率基本上等于風機風量減少率的三次方，當風機風量全年平均在60%的負荷下運行時，此時風機功率節約78.4%。

2.3 VAV系統總風量控制

此種控制方法是基于每個變風量末端機組實時的風量要求，采用各風量求和得到總風量，對送風機轉速進行跟蹤調節，使總送風量不斷變化以滿足實時的風量要求，而不去考慮送風系統管道靜壓變化。

3 VAV控制內容

VAV控制器根據室內溫度調節風閥以滿足設定溫度的需要。同時檢測風閥開度和風量的數據。這些數據上傳至相關的DDC，再由DDC判別風閥開度來調節變風量空調機組的頻率。

3.1 室溫控制

供冷時根據區域溫度T控制調節VAV進風量，當達到供冷設定點時維持新風需求的最小進風量不變。

變風量設備的控制環路分為兩個環節：

（1）室內溫度控制環路：通過房間溫度傳感器測得室內溫度，將之與溫度控制器中的設定值作比較，然后給出一個電信號給風量控制器，從而根據房間溫度的變化來調節送風量。控制原理見圖1。

（2）風量串級控制環路：閉環控制環路（測量-比較-調整）。通過VAV設備前端的壓差測量管測得動壓，由壓差變送器轉換成電信號給風量控制器，風量控制器將之轉換成風量值，將此實際測量值與設定值（溫度控制器給出）比較，得出的偏差為一電信號，給執行器后調節閥片，從而改變風量，直到與設定值相同。

3.2 聯鎖控制

VAV關閉時，聯鎖關閉（進風閥和風機）。

VAV起動時先開啟風機，防止風機反轉，再全開進風閥。

3.3 VAV系統控制設定點

（1）送風：溫度，濕度，靜壓

（2）回風：溫度

（3）新風：新風量

（4）末端：VAV箱控制

（5）風系統：風機跟蹤控制

3.4 VAV控制系統還具備下述功能

（1）進風量檢測，顯示

（2）最大/最小風量設定，顯示

（3）供冷/供暖點設定，顯示

（4）室內溫度檢測，顯示，再設定

（5）風機啟停，狀態顯示

（6）熱水調節閥閥位狀態顯示

3.5 與中央監控站通信

（1）室內溫度輸出

（2）VAV最大、最小風量設定功能：使用來自VAV控制器的風量設定信號，進行各VAV控制器的最大風量和最小風量的設定。將該風量設定信號在VAV控制器的室內的溫度控制輸出工作臺上進行置換。

（3）進風閥閥位信號輸出

（4）送風溫度再設定信號輸出

（5）VAV起動信號輸入

（6）室內溫度再設定輸入：通過空調監視系統，進行溫度設定，在用戶處無手動設定。

3.6 VAV風量計算

將由VAV本體輸出的風量信號輸入于VAV控制器，使VAV制造商的指示公式計算風量，對空調監視系統進行通信并表示。回風和送風的VAV的風量控制應納入系統總風量平衡之中。

3.7 VAV冬/夏季節模式自動轉換

主要根據室外溫度來進行VAV冬/夏季節模式自動轉換的，具體的冬/夏季節的溫度設定可參考：上海的夏季一般需要連續5 d平均溫度高于22 ℃，冬季是連續5 d平均氣溫低于10 ℃。

3.8 火警模式下VAV BOX的運行

如果在空調機組服務的樓層或區域內探測到火警情況，則風閥、水閥自動關閉，直到火警返回正常狀態，VAV BOX將返回到當天該時段的正常控制功能。

AHU變頻控制和靜壓控制：變風量控制系統不僅僅是在定風量系統上安裝變風量末端裝置和變速風機，而且還有一整套由若干控制回路組成的控制系統。變風量空調系統運行工況是隨時變化的，它必須依靠自動控制才能保證空調系統的最基本要求—適宜的室溫、足夠的新鮮空氣、良好的氣流組織、正常的室內壓力。比如在夏季，當某個房間的溫度低于設定值時，溫控器就會調節末端裝置，風閥開度減少送入該房間的風量。風閥關小引起系統阻力增加，送風靜壓會升高。

當超過設定值時，靜壓控制器會減少送風機轉速。風道壓力的變化將導致新風量的變化，通過調節新風閥和混風閥可以控制新風量，保證系統進出風量的平衡。可見，控制系統是變風量空調系統最主要的組成部分。

4 結語

VAV系統的成功運行，主要是由控制系統所決定，無論采用那種控制方式，只要能穩定的運行，就能實現節能的目的。變風量技術的廣泛使用必將對我國建筑節能的推廣產生深遠的影響。

參考文獻

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