VAV系統(tǒng)安裝與調(diào)試

VAV系統(tǒng)安裝與調(diào)試北京華為項目VAV空調(diào)系統(tǒng)介紹北京華為項目服務(wù)于高級辦公和研發(fā)，在整個辦公場所中設(shè)計采用了VAV空調(diào)系統(tǒng)，變風(fēng)量系統(tǒng)是通過改變送入房間的送風(fēng)量，來調(diào)節(jié)和控制空調(diào)區(qū)域溫度的一種空調(diào)系統(tǒng)。即體現(xiàn)節(jié)能理念，又能降低房間噪音，為科研人員提供良好的辦公環(huán)境。本項目中，我公司負(fù)責(zé)系統(tǒng)的安裝和配合VAVBOX設(shè)備供應(yīng)商調(diào)試。本項目的變風(fēng)量系統(tǒng)采用單風(fēng)道變風(fēng)量箱和周邊供暖方式的組合，辦公區(qū)域縱深較大，系統(tǒng)設(shè)計上采取了內(nèi)外分區(qū)的方式。內(nèi)區(qū)設(shè)置單風(fēng)道vavbox送風(fēng)，通過vavbox供冷或供熱；外區(qū)設(shè)置單風(fēng)道vavbox和散熱器，通過vavbox供冷或供熱，當(dāng)冬季外區(qū)需要供熱而內(nèi)區(qū)需要供冷時，空調(diào)機運行在供冷模式，外區(qū)vav提供冬季最小的送風(fēng)量，熱負(fù)荷由散熱器提供。當(dāng)空調(diào)機轉(zhuǎn)換為供熱模式時，外區(qū)的熱負(fù)荷盡量由散熱器提供，外區(qū)vav仍保持冬季最小送風(fēng)量，當(dāng)散熱器不能提供足夠的熱負(fù)荷時，由外區(qū)vav加大送風(fēng)量供熱。本項目變風(fēng)量系統(tǒng)由三大要素組成：變風(fēng)量箱；變風(fēng)量空調(diào)機組；自動控制；Vavbox簡圖

變風(fēng)量系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖北京華為項目VAV空調(diào)系統(tǒng)的簡要構(gòu)成和控制VAV末端的構(gòu)成和控制DDC主板DDC主板的核心是內(nèi)置芯片的末端控制器，它通過內(nèi)置的程序結(jié)合輸入的參數(shù)，可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制規(guī)律和實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。風(fēng)速壓差傳感器風(fēng)速壓差傳感器采用若干個全壓口和靜壓孔測定vavbox入口處的動壓，該信號為一機械信號，將被送往壓力變送器處理。壓差變送器壓差變送器將壓差機械信號變?yōu)閴翰铍娦盘査偷紻DC處理，最終計算得到流經(jīng)vavbox的風(fēng)量。風(fēng)閥驅(qū)動器風(fēng)閥驅(qū)動器接受DDC的指令驅(qū)動風(fēng)閥，調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開度。房間溫控器房間溫控器感知房間的溫度，并將信號送至DDC進行判斷和處理。 壓力無關(guān)型vavbox的控制邏輯變風(fēng)量空調(diào)機ahu的控制在變風(fēng)量系統(tǒng)中與變風(fēng)量空調(diào)機密切的控制除風(fēng)閥和水閥的控制，加濕器的控制，壓差控制，風(fēng)機的起停和故障報警等常規(guī)控制外，還有最適于變風(fēng)量系統(tǒng)的變頻控制和送風(fēng)溫度控制。變風(fēng)量空調(diào)機的送風(fēng)溫度控制溫度傳感器的工作范圍。與常規(guī)cav系統(tǒng)相比，vav的送風(fēng)溫度較寬，通常在10-400C,合理的選擇溫度傳感器有利于系統(tǒng)的控制精度。溫度傳感器的安裝位置。溫度傳感器的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離冷熱盤管，最好安裝在送風(fēng)風(fēng)管上的上部或側(cè)面，因為此部分的空氣已經(jīng)過充分的混合，測得的溫度真實，也可避免結(jié)露對傳感器的影響。合理的設(shè)定PID參數(shù)。適當(dāng)提高P值和降低I值，可以獲得穩(wěn)定和更快響應(yīng)速度的送風(fēng)溫度，使空調(diào)機和vav獲得更穩(wěn)定的控制。合理的設(shè)定送風(fēng)溫度。除冬夏季需要不同的送風(fēng)溫度轉(zhuǎn)換外，在過渡季節(jié)也應(yīng)有不同的送風(fēng)溫度，目的是更好的利用新風(fēng)和獲得房間更好的氣流組織和空氣品質(zhì)。通常夏初的冷負(fù)荷只有設(shè)計的30%-50%，此時如果仍以較低的溫度送風(fēng)（130C以下），vavbox會處在一個較小的開度，易造成房間新風(fēng)量不足或局部房間過冷。本項目擬將送風(fēng)溫度設(shè)定在150C左右，使房間有較好的新風(fēng)供應(yīng)和良好的氣流組織。變風(fēng)量空調(diào)機的頻率控制變風(fēng)量空調(diào)機的送風(fēng)量的控制是整個vav系統(tǒng)的控制核心，它決定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能程度，本項目采用變頻裝置控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速達(dá)到系統(tǒng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)。交流電動機的轉(zhuǎn)速和輸入的電源頻率成正比關(guān)系，變頻器是可將工頻交流電轉(zhuǎn)換為不同頻率交流電的裝置。變頻器接受4-20mA的控制信號，而后根據(jù)此信號輸出相應(yīng)頻率的交流電驅(qū)動電動機，達(dá)到風(fēng)機轉(zhuǎn)速改變的目的。風(fēng)機的輸出風(fēng)量和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，風(fēng)機轉(zhuǎn)速的改變從而引起輸出風(fēng)量的改變。由上可知，空調(diào)機變頻裝置的頻率變化和風(fēng)量的輸出也是成線性關(guān)系的。變頻器的控制原理變風(fēng)量空調(diào)機的其它控制變風(fēng)量空調(diào)機的控制除送風(fēng)溫度和電機頻率控制外，還包括風(fēng)機的起停和故障報警，壓差報警，電動風(fēng)閥和電動水閥的控制，加濕器控制，防凍控制等，下面是典型的變風(fēng)量空調(diào)機的自控原理圖和控制內(nèi)容：典型的變風(fēng)量空調(diào)機自控原理圖 當(dāng)設(shè)于送風(fēng)管內(nèi)的壓差感應(yīng)器（位于2/3風(fēng)管處）超過設(shè)定值時，空調(diào)機之變頻器應(yīng)做出調(diào)整，減小送風(fēng)量，以維持設(shè)計的壓差值。若變頻器調(diào)節(jié)至最低頻率時仍不能滿足設(shè)計要求，冷凍/熱水水管之電動調(diào)節(jié)閥做出調(diào)節(jié)，減少冷凍/熱水水流量，以提高送風(fēng)溫度，從而滿足室內(nèi)冷量要求。當(dāng)回風(fēng)溫度高于設(shè)定值時，冷凍水管之電動調(diào)節(jié)閥將會做出調(diào)整，增加冷凍水流量，以滿足回風(fēng)溫度之設(shè)定值。當(dāng)回風(fēng)溫度低于設(shè)定值時，冷凍水管之電動調(diào)節(jié)閥將會做出調(diào)整，減少冷凍水流量，使回風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定值?？照{(diào)機之風(fēng)機與電動新風(fēng)閥及電動回風(fēng)閥連鎖，當(dāng)風(fēng)機停動時，電動風(fēng)閥門應(yīng)為關(guān)閉狀態(tài)。風(fēng)機過濾器的壓差計測量值超出設(shè)定值時，信息將發(fā)至BAS管理系統(tǒng)，以便管理人員為過濾器做出更換。冬季，當(dāng)裝設(shè)在水盤管回水末端的低溫斷路溫度控制器感測到的溫度低于設(shè)定溫度值時，風(fēng)機停動，盤管之電動調(diào)節(jié)閥全開，同時新風(fēng)風(fēng)閥關(guān)閉。冬季時，當(dāng)回風(fēng)濕度低過設(shè)定值時，加濕器將會啟動增加送風(fēng)濕度，以確保室內(nèi)濕度維持設(shè)計范圍值。空調(diào)季節(jié)采用最小新風(fēng)量控制系統(tǒng)。消防控制優(yōu)先于BA之DDC控制。變風(fēng)量系統(tǒng)的定靜壓控制原理定靜壓控制是在風(fēng)機出口或者風(fēng)管的某個適當(dāng)?shù)奈恢醚b設(shè)靜壓傳感器，系統(tǒng)將該靜壓傳感器位置處的靜壓作為系統(tǒng)總風(fēng)量需求的參數(shù)。本項目的靜壓傳感器的擬裝設(shè)在送風(fēng)總管距離空調(diào)機的2/3處。如果靜壓值偏高，則反映系統(tǒng)的末端vavbox的風(fēng)閥開度偏小，反映的實際情況是系統(tǒng)的送風(fēng)量過盈，需降低風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。此時系統(tǒng)DDC會通過PI計算降低變頻器的AO輸出值，降低風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，避免末端vavbox的開度過小，防止產(chǎn)生噪聲。如果靜壓值偏低，則反映系統(tǒng)的末端vavbox的風(fēng)閥開度偏大，反映的實際情況是系統(tǒng)的送風(fēng)量不足，需提高風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。此時系統(tǒng)DDC會通過PI計算提高變頻器的AO輸出值，提高風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，保證末端vavbox的入口的合理靜壓值，保證vavbox能正常的工作。定靜壓的位置和控制變風(fēng)量空調(diào)機定靜壓控制示意圖本項目主管路為單環(huán)路，定壓點的選擇如下所示。系統(tǒng)的定壓點代表了整個系統(tǒng)各處的靜壓變化，靜壓點的位置選擇的優(yōu)劣將直接影響系統(tǒng)的控制效果。Vavbox的開度變化的大小引起主管網(wǎng)的靜壓變化的大小在管網(wǎng)的起端和末端是不同的。距離風(fēng)機出口處附件的靜壓變化量小，在管網(wǎng)末端的靜壓變化容易受末端vavbox的干擾，通常公認(rèn)的最佳選擇點在主管路距離風(fēng)機的2/3處。靜壓值的設(shè)定靜壓值設(shè)定過低，將不能滿足全部房間的vavbox最大的送風(fēng)量要求。靜壓值設(shè)定過高，將引起系統(tǒng)的耗能，噪聲升高，對控制不利。不同定靜壓情形下，vavbox的最大和最小風(fēng)量對應(yīng)的vavbox開度。見下圖：由上可見，合理的靜壓值的選擇對保證系統(tǒng)的合理運行是有很大影響的。定靜壓值與系統(tǒng)的工作壓力有關(guān)。定靜壓值與靜壓傳感器的安裝位置有關(guān)。對于本項目的空調(diào)系統(tǒng)，靜壓值在150pa-300pa之間，我們推薦250pa。具體調(diào)試時，我們會選擇設(shè)定最合理的定靜壓值。定靜壓控制方法的優(yōu)點是控制簡單，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，控制環(huán)節(jié)少，應(yīng)用廣泛等。變風(fēng)量系統(tǒng)的變靜壓控制原理變靜壓控制原理是在定靜壓的基礎(chǔ)上采用檢測vavbox的閥位的開度位置，根據(jù)閥門的開度是否合理來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的定壓點，使系統(tǒng)工作在更合理的狀態(tài)。此控制方式在定靜壓系統(tǒng)上只需增加vavbox的DDC對bms的聯(lián)網(wǎng)，除此不增設(shè)其它控制硬件。本項目的vavbox帶閥位回傳功能，通過與bms系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)可升級采用變靜壓控制方式。如果采用該控制方式，我們會認(rèn)真響應(yīng)業(yè)主的需求，對系統(tǒng)進行完善的設(shè)計。變靜壓系統(tǒng)控制原理圖通過bms系統(tǒng)，系統(tǒng)會實時監(jiān)控每個vavbox的閥位開度，并實時對閥門的開度進行調(diào)整，動態(tài)的調(diào)試系統(tǒng)的工作壓力，使系統(tǒng)每時每刻運行在最優(yōu)狀態(tài)。項目變風(fēng)量系統(tǒng)的控制策略：室溫控制：辦公室的內(nèi)區(qū)設(shè)置vavbox，溫度控制根據(jù)室內(nèi)設(shè)定溫度來調(diào)節(jié)vavbox的的閥門開度來控制房間的送風(fēng)量。辦公室的外區(qū)設(shè)置vavbox和散熱器，溫度控制根據(jù)室內(nèi)設(shè)定溫度來調(diào)節(jié)vavbox的的閥門開度來控制房間的送風(fēng)量。當(dāng)冬季內(nèi)區(qū)需要供冷，外區(qū)需要供熱時，空調(diào)機機組采用供冷模式運行，外區(qū)的vavbox采用恒定的冬季最小送風(fēng)量，以保障最小的新風(fēng)量，外區(qū)的熱負(fù)荷由周邊的散熱器提供。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷減少時，vavbox以最小的送風(fēng)量運行而仍造成室內(nèi)過冷或過熱時，系統(tǒng)將通過調(diào)節(jié)空調(diào)機組盤管的水閥來控制盤管的出風(fēng)溫度。以滿足房間的溫度需求。空調(diào)機送風(fēng)量控制:Vavbox根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷自動調(diào)整閥門的開度，并造成系統(tǒng)管網(wǎng)壓力的波動。距空調(diào)機2/3處的送風(fēng)主管上裝設(shè)靜壓傳感器，感知管網(wǎng)壓力的變化并將信號傳至自控系統(tǒng)的DDC。自控系統(tǒng)的DDC根據(jù)管網(wǎng)壓力的變化調(diào)節(jié)空調(diào)機風(fēng)機的變頻裝置，從而改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速保證管網(wǎng)的壓力恒定。送風(fēng)溫度控制:系統(tǒng)在空調(diào)機設(shè)計的出風(fēng)溫度下運行，當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷減少到vavbox的最小送風(fēng)量提供的負(fù)荷以下時，系統(tǒng)將調(diào)節(jié)盤管回水管上的電動兩通調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)節(jié)盤管的出風(fēng)溫度。室內(nèi)需供冷時，當(dāng)室外空氣的焓值小于室內(nèi)設(shè)計狀態(tài)點的焓值時,加大新風(fēng)量運行。盡量利用室外的新風(fēng)，當(dāng)送風(fēng)溫度不能滿足室內(nèi)負(fù)荷時，則啟用盤管制冷。新風(fēng)量控制:夏季供冷當(dāng)室外空氣的焓值大于夏季室內(nèi)設(shè)計狀態(tài)點的焓值時,采用最小新風(fēng)量運行。夏季供冷當(dāng)室外空氣的焓值小于室內(nèi)設(shè)計狀態(tài)點的焓值時,加大新風(fēng)量運行。當(dāng)全新風(fēng)送風(fēng)溫度仍高于設(shè)定溫度時，應(yīng)開啟冷盤管供冷。冬季和過渡季變動新回風(fēng)比運行,根據(jù)送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)送回風(fēng)比例,并且維持新風(fēng)量不小于最小新風(fēng)量。在冬季若采用最小新風(fēng)量,送風(fēng)溫度仍低于設(shè)定值時,應(yīng)開啟熱盤管供熱。最小新風(fēng)量的控制方法為裝設(shè)定風(fēng)量裝置，測定新風(fēng)管上的新風(fēng)量,根據(jù)最小新風(fēng)量的設(shè)定值,調(diào)整新回風(fēng)閥的開度。本項目VAV空調(diào)系統(tǒng)功能實現(xiàn)的難點分析本項目VAV空調(diào)系統(tǒng)的特性VAV空調(diào)系統(tǒng)是目前比較先進的空調(diào)系統(tǒng)，正因為其先進，所以，相對于定風(fēng)量系統(tǒng)比較復(fù)雜，技術(shù)含量相對較高，主要表現(xiàn)在控制方面。VAV空調(diào)系統(tǒng)是一個干擾較大的、高度非線性的、不確定性系統(tǒng)，這是由于：外界氣候和空調(diào)區(qū)域里人員活動的變化很大，從而對系統(tǒng)形成過大的干擾；空氣調(diào)節(jié)過程是高度非線性的；各執(zhí)行器的運行特性也是非線性的；各個控制回路之間耦合強烈；隨著時間的推移，設(shè)備會老化和更換，從而造成系統(tǒng)參數(shù)的變化；在許多系統(tǒng)里，完全的系統(tǒng)數(shù)字模型很難建立。難點分析由VAV空調(diào)系統(tǒng)的特性決定，要實現(xiàn)其預(yù)期的功能，達(dá)到預(yù)期的效果，主要取決于以下幾個環(huán)節(jié)：系統(tǒng)設(shè)計的合理性控制策略的合理性以及狀態(tài)參數(shù)選擇的合理性末端設(shè)備安裝系統(tǒng)調(diào)試在下面的章節(jié)中將分別闡述所分析難點的應(yīng)對措施。VAV系統(tǒng)設(shè)計的合理性合理的設(shè)計是功能實現(xiàn)的前提保證，我公司雖然對VAV系統(tǒng)僅僅負(fù)責(zé)安裝和配合調(diào)試，但我們將根據(jù)我們的經(jīng)驗，提出一些優(yōu)化設(shè)計的建議。設(shè)計階段主要應(yīng)做好以下幾個方面：風(fēng)量區(qū)間的選擇VAV末端的風(fēng)量VAV末端的風(fēng)量通常小于3000M3／H，最小風(fēng)量60M3為了防止不穩(wěn)定的控制方法，進口管道的最小流速應(yīng)大于1.8m／s，如果小于此值，壓力信號將小于2.5Pa，大多數(shù)控制系統(tǒng)將不能進行真實的分辨。系統(tǒng)的總風(fēng)量系統(tǒng)的總風(fēng)量的控制，是通過調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速或風(fēng)機進口導(dǎo)葉，保證風(fēng)道上的某一點的靜壓恒定來實現(xiàn)的。系統(tǒng)最大風(fēng)量的設(shè)定，取決于房間朝向，建筑規(guī)模、房間性質(zhì)和使用情況,由設(shè)計者作充分調(diào)查后決定，考慮到各末端負(fù)荷控制的不同時性，系統(tǒng)主風(fēng)機的標(biāo)準(zhǔn)運轉(zhuǎn)點，通常處在最大負(fù)荷的60％-80％，風(fēng)量過度會使系統(tǒng)靜壓設(shè)定值偏高，影響系統(tǒng)的節(jié)能和噪聲。系統(tǒng)最小風(fēng)量的設(shè)定，應(yīng)滿足控制室風(fēng)的相對濕度，最大新風(fēng)和氣流組織的要求。風(fēng)道系統(tǒng)的阻力平衡。如果系統(tǒng)阻力平衡不匹配，會導(dǎo)致阻力特性的非線性化進一步提高。給調(diào)試造成更大困難。在系統(tǒng)的調(diào)試過程中，我們將按規(guī)范的調(diào)試要求嚴(yán)格完成系統(tǒng)的風(fēng)平衡工作，為系統(tǒng)的進一步完善提供保障。VAV空調(diào)器選型程序VAVbox應(yīng)根據(jù)所提供的控制區(qū)大小，冷／熱負(fù)荷，送風(fēng)溫度和房間的設(shè)計溫度等參數(shù)，按下述程序選擇VAVbax。確定房間的送風(fēng)量根據(jù)房間的冷／熱負(fù)荷、設(shè)定溫度和所要求的送風(fēng)溫度，計算房間的送風(fēng)量，應(yīng)注意，不同的冷熱負(fù)荷具有不同的送風(fēng)量。確定機組型號選擇vav型號，使其風(fēng)量大于等于房間所需的送風(fēng)量。VAVBOX的選擇（由供應(yīng)商選擇）變風(fēng)量比Kv=Vmin/VmaxKv=0.2—0.6(國外值);04—06(建議值)新風(fēng)量比Kx=Vout/Vzu噪聲的處理措施室內(nèi)氣流組織室內(nèi)正負(fù)壓力控制策略的合理性以及狀態(tài)參數(shù)設(shè)定的合理性控制策略、運行狀態(tài)參數(shù)設(shè)定、設(shè)備選型，是互相關(guān)聯(lián)的，在設(shè)計之初就要做好規(guī)劃。任何一種控制方式都沒有絕對的優(yōu)劣，都有成功的案例，關(guān)鍵是互相的協(xié)調(diào)與配合。需要在設(shè)備最終確定選型后，確定最終的控制方案。本項目由于系統(tǒng)龐大，對系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性要求很高。所以建議采用定靜壓法控制系統(tǒng)或變靜壓法控制。對于空調(diào)器內(nèi)的加濕器，根據(jù)室內(nèi)的相對溫度，控制空調(diào)機的加濕、除濕量。在新風(fēng)入口設(shè)置電動風(fēng)閥，與新風(fēng)送風(fēng)機連鎖開關(guān)，以防冬季非運行時盤管凍裂?？照{(diào)自控系統(tǒng)還包括冷凍機組運行臺數(shù)控制，優(yōu)化啟?？刂?，供回水壓差恒定控制，啟停聯(lián)鎖控制，各運行狀態(tài)的遙感遙測和非正常狀態(tài)的故障報警等。系統(tǒng)壓力管道壓力控制是保證噪聲，較精確的流量調(diào)節(jié)和節(jié)能的最有效方法。使用不同的風(fēng)機調(diào)節(jié)和節(jié)能的最有效方法。使用不同的風(fēng)機調(diào)節(jié)技