智能化辦公大樓變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

摘要：變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是節(jié)能性卓越、舒適性良好的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。其運(yùn)行過程需要有適當(dāng)?shù)目刂剖侄危员ＷC系統(tǒng)的節(jié)能效果和運(yùn)行的穩(wěn)定性。但針對(duì)這樣復(fù)雜難控的對(duì)象，經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制都難以充分滿足要求，所以需要借助于智能控制來全面實(shí)現(xiàn)。本文以某綜合樓為研究對(duì)象，對(duì)該大樓空調(diào)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、設(shè)備配置及裝修配合等方面進(jìn)行了介紹，對(duì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)控制等進(jìn)行了探討，同時(shí)時(shí)存在的問題進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：智能化辦公樓;變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng);設(shè)計(jì)

智能建筑是信息技術(shù)與建筑技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，概括地說，它是以建筑為平面，具有通信自動(dòng)化、建筑設(shè)備自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化三者的智能化集成系統(tǒng)，它為人們提供舒適、安全、高效、方便的環(huán)境，空調(diào)自控系統(tǒng)是組成智能建筑很重要的一部分，特別是近年來控制技術(shù)的發(fā)展特別是微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使空調(diào)儀表走向智能化，功能大量增加，為變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用提供了可靠的保證，從而為智能建筑提供高舒適低能耗的系統(tǒng)。

一、工程概況

某綜合樓位于新疆庫(kù)爾勒市，建筑面積約50000m²：由主樓、裙樓和附樓組成。其中主樓高33層，約140米，為主辦公樓。-1～2層為大廳及休息廳，3～27層為普通辦公區(qū)。28～32層為高管辦公區(qū)，33層為接待中心，15層為避難層。也是空調(diào)豎向分區(qū)的設(shè)備用房。裙樓高2層。為餐飲及配套服務(wù)用房;附樓高3層，為會(huì)議由心及信息中心。本專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括太樓空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)及防排煙系統(tǒng)。

二、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)控制

變風(fēng)量系統(tǒng)的送風(fēng)量和各空調(diào)房間的送風(fēng)量都隨著空調(diào)房間負(fù)荷的變化而不斷變化，則相對(duì)于定風(fēng)量系統(tǒng)而言，必定會(huì)提出更多、更復(fù)雜的控制要求。也只有實(shí)現(xiàn)了這些控制要求，該系統(tǒng)的運(yùn)行才能平穩(wěn)可靠，經(jīng)濟(jì)節(jié)能的優(yōu)勢(shì)才能充分發(fā)揮出來。可以說，VAV空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行性能好壞，在很大程度上依賴于VAV控制系統(tǒng)。

（一）基本控制要求

除單室或單區(qū)域的單區(qū)系統(tǒng)外，多區(qū)系統(tǒng)的基本控制要求一般有如下四方面：

1、各空調(diào)房間的室內(nèi)溫度控制

這是變風(fēng)量系統(tǒng)的基本控制環(huán)節(jié)，包括變風(fēng)量末端裝置的控制和送風(fēng)機(jī)的控制在內(nèi)。這主要是通過控制末端裝置以改變送入室內(nèi)的風(fēng)量，從而保持室內(nèi)溫度的相對(duì)穩(wěn)定。

2、送風(fēng)參數(shù)的控制

也就是對(duì)空氣處理裝置的控制。現(xiàn)在的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)已突破單純送風(fēng)量調(diào)節(jié)的階段，送風(fēng)的溫度也可變化，使兩者都成為可調(diào)的參數(shù)。實(shí)現(xiàn)此類控制，就是在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，既確保送風(fēng)溫度在符合設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)波動(dòng)，又讓送風(fēng)量緊緊跟隨該系統(tǒng)的總負(fù)荷變化而變化。

3、空氣的平衡控制

既使系統(tǒng)保持一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行靜壓，也要各室內(nèi)維持一定的正靜壓。前者對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性十分重要，后者可防止室內(nèi)負(fù)荷因新風(fēng)侵入、室內(nèi)空氣外滲等而增加。

（二）末端裝置的控制

基本是根據(jù)測(cè)得的各室溫度與給定值的偏差，由設(shè)在各個(gè)房間內(nèi)的溫控器來控制末端變風(fēng)量裝置的送風(fēng)量，達(dá)到補(bǔ)償室內(nèi)外干擾、維持室溫的目的。由于變風(fēng)量末端裝置的送風(fēng)量還與其入口處風(fēng)道內(nèi)的靜壓相關(guān)，系統(tǒng)中其它末端裝置的調(diào)解也就會(huì)對(duì)它的實(shí)際送風(fēng)量產(chǎn)生影響。因而對(duì)末端裝置的控制分為三類：壓力相關(guān)型、壓力無(wú)關(guān)型和限制風(fēng)量型。對(duì)此控制要求，常以直接的室內(nèi)正壓控制、風(fēng)道靜壓控制和風(fēng)量追蹤控制三種方法實(shí)現(xiàn)。

（三）風(fēng)機(jī)的控制

迄今為止，由于涉及風(fēng)管路特性、風(fēng)機(jī)工況和各空調(diào)房間空調(diào)負(fù)荷的變化等多種因素，變風(fēng)量系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)控制尚無(wú)統(tǒng)一的控制方法。針對(duì)現(xiàn)在普遍使用的變頻風(fēng)機(jī)，變風(fēng)量系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)控制通常有定靜壓法、變靜壓法、總風(fēng)量法及最佳靜壓計(jì)算控制法等方法。

三、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程很需要有適當(dāng)?shù)目刂剖侄危员ＷC系統(tǒng)的節(jié)能效果和運(yùn)行的穩(wěn)定性。而其主要任務(wù)是：自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，適應(yīng)房間空調(diào)負(fù)荷的變化;實(shí)現(xiàn)不同功能房間對(duì)室內(nèi)不同溫度參數(shù)的要求;自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗。另外，變風(fēng)量系統(tǒng)的運(yùn)行工況是隨時(shí)變化的，它必須依靠自動(dòng)控制才能保證空調(diào)系統(tǒng)最基本的要求—適宜的室溫、足夠的新鮮空氣、良好的氣流組織、正常的室內(nèi)壓力。

其中應(yīng)用較多也較典型的是單風(fēng)道的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，變風(fēng)量控制系統(tǒng)并不是僅在定風(fēng)量系統(tǒng)上安裝了末端裝置和變速風(fēng)機(jī)而已，而是還有一整套由若干個(gè)控制回路組成的控制系統(tǒng)。僅機(jī)組的變風(fēng)量控制就包含了送風(fēng)機(jī)的控制、回風(fēng)機(jī)控制、新風(fēng)量控制等諸多環(huán)節(jié);變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制的內(nèi)容除上述的基本方面外，還特別包括了送風(fēng)管路靜壓監(jiān)測(cè)及風(fēng)機(jī)風(fēng)量的監(jiān)測(cè)、連鎖控制及送、回風(fēng)機(jī)的風(fēng)量平衡自動(dòng)控制。

定靜壓和變靜壓控制方法盡管都能完成系統(tǒng)的基本控制要求，但兩者均存在許多不足之處：定靜壓方法控制簡(jiǎn)單，但風(fēng)機(jī)能耗較高，末端裝置的閥位多處于偏小狀態(tài)，相應(yīng)地帶來了噪聲問題;變靜壓方法雖然能最大限度地節(jié)省風(fēng)機(jī)能耗，但控制算法復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)較為困難，尤其是市場(chǎng)上提供的控制裝置基本上都不提供變靜壓的控制算法，需要控制人員現(xiàn)場(chǎng)編程、調(diào)試，工作量太大。此外，這兩種方法因?yàn)槭褂脡毫刂疲诟旧线€都存在一個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題。而風(fēng)機(jī)總風(fēng)量控制方法則是基于壓力無(wú)關(guān)型的VAV末端研究出的一種簡(jiǎn)單易行的VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制方法。它通過對(duì)末端裝置環(huán)路的分析，發(fā)現(xiàn)各個(gè)末端的設(shè)定風(fēng)量反映了該末端所帶房間目前要求的總風(fēng)量，并且體現(xiàn)了系統(tǒng)希望達(dá)到的流量狀態(tài)，從而根據(jù)總風(fēng)量和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的正比關(guān)系來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于智能化的高檔辦公樓，由于建筑使用功能的現(xiàn)代化，采用先進(jìn)的空調(diào)形式是必要的。變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)能很好地滿足其需要。采用變溫度定靜壓變風(fēng)量方式，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，比較容易實(shí)現(xiàn)，也能較好地達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)要求。新風(fēng)系統(tǒng)采用定風(fēng)量方式可避免混合方式下出現(xiàn)的新風(fēng)量偏小問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬玉玲.變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)的模糊增益調(diào)整PID控制[D].蘭州理工大學(xué)，2006.

[2]陸晨.內(nèi)區(qū)冬季有余熱的辦公樓空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與節(jié)能分析[D].東華大學(xué)，2015.

[3]陳忠堂，張鵬飛.深圳某金融大廈節(jié)約化空調(diào)設(shè)計(jì)分析[J].上海建設(shè)科技，2017（05）：39-41.

[4]蘇蕊.智能樓宇VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)控制[D].天津大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介：姓名：姜蔓（1987.06--），性別：女，籍貫：遼寧省 大連人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于遼寧工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)有職稱：中級(jí)工程師，研究方向：建筑環(huán)境與設(shè)備工程。