AFB0424SHB

AFB0424SHB　變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV）本世紀(jì)60年代誕生在美國，現(xiàn)已經(jīng)成為美國空調(diào)系統(tǒng)的主流，AFB0424SHB并在其他國家也得到應(yīng)用。VAV技術(shù)的基本原理很簡單AFB0424SHB，就是通過改變送入室內(nèi)風(fēng)量來滿足室內(nèi)變化的負(fù)荷。由于空調(diào)系統(tǒng)大部分時間在部分負(fù)荷下運(yùn)行，所以，風(fēng)量的減少帶來了風(fēng)機(jī)能耗的降低。VAV系統(tǒng)追求以較少的能耗來滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的要求。
（1）送風(fēng)量調(diào)節(jié)
圖B1-2/14為一典型的VAV系統(tǒng)：
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　　一般樓宇的VAV系統(tǒng)主要的特點(diǎn)就是每個房間的送風(fēng)入口處裝一個VAV末端裝置，該末端裝置實(shí)際上是一個風(fēng)閥或變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)。調(diào)整風(fēng)閥的閥位或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以增大/減少送入房間的風(fēng)量，從而實(shí)現(xiàn)增加或減少對房間冷量的供應(yīng)。當(dāng)一套全空氣空調(diào)系統(tǒng)所帶房間的負(fù)荷變化情況彼此不同，或各房間要求的設(shè)定值彼此不同時，VAV是一種解決問題的有效方式。每個VAV末端裝置需要一套PID回路調(diào)節(jié)。*簡單的控制方式是根據(jù)房間溫度實(shí)測值與設(shè)定值之差，直接調(diào)整末端裝置中的風(fēng)閥。這樣做，當(dāng)某個房間溫度達(dá)到要求值時，由于其它房間風(fēng)量的變化或總的送風(fēng)機(jī)風(fēng)量有所變化導(dǎo)致連接末端裝置風(fēng)道處的空氣壓力有變化，從而使這個房間的風(fēng)量變化。由于房間熱慣性較大，在此瞬間房間溫度并不變化。待房間溫度發(fā)生足夠大的變化后，再對風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)整，又會反過來影響其它房間的風(fēng)量，并引起溫度變化，這樣各房間風(fēng)閥不斷調(diào)節(jié)，風(fēng)量和溫度不斷變化，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。一種改進(jìn)的方法是采用“壓力無關(guān)”的末端裝置。此種末端上裝有風(fēng)量測量裝置，房間溫度的變化不再直接改變風(fēng)閥開度，而是去修正風(fēng)量設(shè)定值。風(fēng)閥則根據(jù)實(shí)測的風(fēng)量與風(fēng)量設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整。這樣，當(dāng)某房間風(fēng)量由于風(fēng)道內(nèi)壓力變化而變化時，PID回路調(diào)節(jié)會直接調(diào)整風(fēng)閥，以維持原來的風(fēng)量，房間溫度不會由此引起波動。
圖B1-2/15為廣州地鐵五號線車站大系統(tǒng)的VAV系統(tǒng)示意圖。
　　可以看出廣州地鐵站大系統(tǒng)的VAV系統(tǒng)和以往的VAV系統(tǒng)相比，AFB0424SHB具有一定的特殊性，這個特殊性為我們的系統(tǒng)帶來了極大的簡化。其調(diào)節(jié)的房間是站廳和站臺，由于站廳和站臺相通，因此采用一個PID回路調(diào)節(jié)，可認(rèn)為調(diào)節(jié)的房間只有一個。這樣，就不會出現(xiàn)上面多房間調(diào)節(jié)所說的因?yàn)閴毫Φ淖兓鴮?dǎo)致的不穩(wěn)定，所以我們沒有必要去考慮風(fēng)量的測量，我們可以直接認(rèn)為風(fēng)量只和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)（其論證方法參見關(guān)于圖 B1-2/19A的論證），具體風(fēng)量公式參見回排風(fēng)控制的方法一。
（2）回風(fēng)機(jī)的控制
　　地鐵車站大系統(tǒng) VAV還應(yīng)*保*車站里不會出現(xiàn)太大的負(fù)壓或正壓，因此，回風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也需要調(diào)節(jié)使回風(fēng)量與變化的送風(fēng)量相匹配?；仫L(fēng)量調(diào)節(jié)方法有二：

方法一，在送風(fēng)道和回風(fēng)道分別安裝一個壓力變送器，具體算法如下表B1-2/10：
參數(shù)： （注意，KQ的設(shè)定值必須大于1）
表B1-2/10：
2）送排風(fēng)量與各參數(shù)關(guān)系(K為常量)
送風(fēng)量與各參數(shù)關(guān)系： SF_Q=K×SF_P1×SF_P2×SF_V
排風(fēng)量與各參數(shù)關(guān)系： PF_Q=K×PF_P1×PF_P2×PF_V
3）計算
送排風(fēng)量比： KQ= SF_Q/ PF_Q
送排風(fēng)口壓力比： KP1=SF_P1/ PF_P1
送排風(fēng)機(jī)功率比： KP2=SF_P2/ PF_P2
送排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速比： KV= SF_V/ PF_V
KQ= KP1×KP2×KV
由上式可得：AFB0424SHB
KV=KQ/(KP1×KP2)= SF_V/ PF_V
因此：PF_V=(KP1×KP2/ KQ)×SF_V （公式2-1）
回路調(diào)節(jié)如圖 B1-2/16示：
方法二：在室內(nèi)安裝一個壓力變送器，具體算法是通過回路調(diào)節(jié)，*保*室內(nèi)稍有正壓?；芈氛{(diào)節(jié)如圖 B1-2/17示：
　　建議廣州地鐵五號線設(shè)風(fēng)量或風(fēng)壓檢測裝置，應(yīng)用上述的方法之一。
　　如果廣州地鐵不設(shè)風(fēng)量或壓力檢測裝置。此時，不能直接按照室內(nèi)壓力對回風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，由于送風(fēng)機(jī)在維持送風(fēng)道中的靜壓，其工作點(diǎn)如圖 B1-2/18（定出口壓力時風(fēng)機(jī)工況的變化）那樣隨轉(zhuǎn)速變化而變化，送風(fēng)量并非與轉(zhuǎn)速成正比。而回風(fēng)道中如果沒有可隨時調(diào)整的風(fēng)閥，回風(fēng)量基本上與回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。因此不能簡單地讓回風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)同步地改變轉(zhuǎn)速。實(shí)際工程中可行的方法是同時測量總送風(fēng)量和總回風(fēng)量，調(diào)整回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使總回風(fēng)量總是略低于總送風(fēng)量，即可維持各房間稍有正壓。
　　在這種工程環(huán)境下，我們可以忽略風(fēng)壓，采用“隨動”的方法來實(shí)現(xiàn)（即排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速按比例隨送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速動作），為什么可以忽略風(fēng)壓？請參見圖 B1-2/19A的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（圖 B1-2/19A、圖 B1-2/19B、圖 B1-2/19C是以往工程中空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果），然后再作具體分析。
圖 B1-2/19A （風(fēng)量和轉(zhuǎn)速關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)果）
圖 B1-2/19B（風(fēng)機(jī)定風(fēng)量控制時的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)曲線）
圖 B1-2/19C（風(fēng)機(jī)定風(fēng)量控制時壓力曲線）
　　圖 B1-2/19A中，模擬通過置末端風(fēng)閥為全開位，改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，得到一系列系統(tǒng)總風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系， 從圖中也可以清楚地看出兩者之間的正比關(guān)系。廣州地鐵大系統(tǒng)的末端沒有這些風(fēng)閥限制，因此可以認(rèn)為和上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似。
　　綜上所述，我們得到了一個很重要的結(jié)論：那就是風(fēng)道的阻力特性變化不大的情況下，可以認(rèn)為風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。
再看圖 B1-2/19B和圖 B1-2/19C，這是模擬恒定風(fēng)量時的轉(zhuǎn)速和壓力曲線，恰好證明了我們的結(jié)論的準(zhǔn)確性。
　　具體算法如下：
　　控制回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速同時按比例變化。這時，風(fēng)道內(nèi)靜壓不是恒定而是隨風(fēng)量變化，但風(fēng)道的阻力特性變化不大，送風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)變化不大，因此送風(fēng)機(jī)風(fēng)量近似與轉(zhuǎn)速成正比，于是回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速即可與送風(fēng)機(jī)同步。由于總風(fēng)量近似正比于送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，由此可估計出不同轉(zhuǎn)速下所需要的*小新風(fēng)比，以*保*系統(tǒng)有足夠的新風(fēng)量，用這個*小新風(fēng)量即可作為新排風(fēng)機(jī)此時刻轉(zhuǎn)速的下限。
　　具體公式算法見公式2-1，即PF_V=(KP1×KP2/ KQ)×SF_V，如果忽略壓力的影響，那么KP1=1,所以PF_V=(KP2/ KQ)×SF_V。
令a= KP2/ KQ，那么PF_V=a×SF_V，即排風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按比例隨動。
　　上述控制效果當(dāng)然不如帶有風(fēng)量或風(fēng)壓測量裝置的系統(tǒng)，但如果送回風(fēng)道設(shè)計恰當(dāng)，變頻風(fēng)機(jī)選擇合適，一樣可以獲得較好的運(yùn)行品質(zhì)。（圖 B1-2/20是某風(fēng)機(jī)在不同控制方式下性能曲線圖，僅供參考）