VAV系统调试技术的研究.docx
- 文档编号:18459976
- 上传时间:2023-08-18
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:20.77KB
VAV系统调试技术的研究.docx
《VAV系统调试技术的研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《VAV系统调试技术的研究.docx(11页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
VAV系统调试技术的研究
■B
VAV系统调试技术的研究
【摘要】本文先对VAV系统常用的一些控制方法进行了分析和比较,在此基础上介绍了一个实际的VAV
工程案例,并对案例中的调试技术进行了研究,最后指出VAV系统的调试应分为设计、初步调
试、功能调试、运行测试、人员培训、季节调试等阶段,并分析了各阶段所应完成的工作。
【关键词】VAV调试技术调试流程
1前言
目前,建筑节能已经是一个各方关注的问题
由于空调耗能一般占整个建筑物能耗的4O%以上,
其节能的效果成为人们的重要议题。
变风量VAV
(VariableAirVolume)系统随室内负荷变化通过
改变送风量来维持室内的温度其节能和调节效果好
于定风量系统。
虽然VAV系统的节能控制具有显著
的经济效益,但其技术相对复杂控制环节多尤其
是对系统和设备的控制要求高,如果VAV系统实施
不当往往无法取得预期的效果,严重时会导致整个
系统无法稳定运行。
这里的原因是多方面的,在排除
设计方面的因素后另一个重要原因是系统的调试出
了问题。
当调试者对设计意图的理解不够准确而仅仅
按照常规的经验进行调节时往往会埋下隐患。
调试效
果的好坏直接关系到系统能否正常运行VAV系统
的调试问题解决不好,不仅使用户怀疑系统的可靠
性,还有可能影响到新技术在空调系统中的应用。
本
文对VAV系统的一些基本控制技术作了介绍着重
研究了关于VAV系统的调试技术以使其最大限度
的发挥节能的功效。
2VAV系统及其控制方法简介
变风量系统是指送风温度不变,用改变送风量
44智能建筑与城市信息2007第7期总第128期
的办法来适应负荷的变化。
通过变风量末端装置调节
送人房间的风量并相应调节空调机(AHU)的风量
来适应该系统的风量需求。
变风量空调系统可根据空
调负荷的变化及室内要求参数自动调节空调送风量
(达到极限送风量时调节送风温度)以满足室内人员
的舒适要求或其他工艺要求。
同时根据实际送风量自
动调节送风机的转速,最大限度地减少风机动力节
约能量。
显然VAV系统具有以下优点:
(1)由于空调系统大部分时间在部分负荷下运
行风量的减少带来了风机能耗的降低和末端设备再
加热能耗的降低:
(2)能实现局部区域的灵活控制;
(3)利用系统多样性,可使中央系统的初始成本
低降低扩展的成本;
(4)节能潜力大,控制灵活,可避免冷冻水、冷
凝水上顶棚的麻烦。
2.1VAV系统的组成
VAV系统由变风量空调机组和VAV末端两部分
组成,VAV终端根据控制区域的热负荷,通过调节风
门的开启比例控制末端的送风量。
变风量空调机组则
根据各VAV末端的需求,通过风机变频控制总的送
风量。
图1是一个变风量空调系统的示意图。
(1)VAV装置
VAV空调系统的运行依靠称为VAVBOX的设备
来根据室内要求提供能量控制其送风量。
同时向DDC
控制器传送自己的工作状况,经DDC分析计算后发出
控制风机变频器信号。
根据系统要求风量改变风机转
速,节约送风动力。
(2)DDC控制器
DDC控制器的主要功能是根据系统中各VAV装
置的动作状态、风量或风管的静压值
(设定点),分析计算系统的最佳控制
量,指示变频器动作。
(3)变频风机(空调机)
VAV空调系统常采用在送风机的
电机前加装变频器的方法,根据DDC控
制器的控制指令改变送风机的转速,满
足空调系统的需求风量。
要求,又使送风量紧随着系统负荷的变
化而变化。
此外,还有房间正压控制.它是通
过对送风机和回风机的平衡控制来实现
的。
如果建筑物内设计有周边供暖系
统,则需要独立控制。
2_2_2变风量系统基本控制方法
2_2_2.1变风量空调机组的自控方法
(1)定静压法:
在送风系统管网
的适当位置(常在风管的2/3处)设
置静压传感器,在保持该点静压一定值的前提下,
通过调节风机受电频率来改变空调系统的送风量。
这种方法控制简单,有一定的节能效果。
(2)变静压控制法(如图2):
在调节过程中,
风道内的静压根据变风量末端风门的开度来调整。
自控系统测定每个变风量末端机组的阀位,风道
内的静压应使变风量末端机组的风门接近全开位
置。
变静压控制法的节能效果比定静压控制法好,
控制精度高、效果好。
温度调节器
TIC
2.2VAV系统相关的控制技术
2_2_1变风量系统的基本控制要求
(1)房间温度控制:
通过末端装置对送风量的
控制来实现。
任何一种末端装置都携带温度检测与控
制、风量检测与控制的部件。
(2)系统的静压/总风量控制:
这是变风量系
统十分重要的控制环节。
实现这一控制,才能使系统
保持一个稳定的运行压力/总风量,从而保证整个系
统的运行。
(3)空气处理装置的控制:
实现这类控制,则可
在运行最为经济的情况下.既保证送风温度符合设计
(3)总风量控制法:
该方法是将各末端的风量
设定信号直接相加,得到当时的总风量需求值,这一
值可作为调节风机转速的依据。
总风量控制方式避免
使用压力检测装置,容易实现控制系统的解耦。
且在
控制性能上具有快速、稳定的特点,这种控制方法与
压力无关,控制系统的形式得到简化,因而不仅使系
统的调试工作变得容易,同时也带来控制系统可靠性
的提高,减少了以后维护的工作量。
2_2_2.2VAV末端控制方式
(1)压力有关型:
送风量不但取决于控制风阀
的开度,还取决于送风管道的静压。
如果管道静压发
InteligentBuilding&CityInformation20077No.12845
■B。
生变化则送风量也会发生变化进而造成室内温度
的变化这种VAV末端称压力有关型。
(2)压力无关型:
增加了压差传感器可以得
到实际送风量将此值与送风量设定值比较通过风
门调节送风量。
而室内温度本质上是修定送风量设定
值如夏季室内较冷时减小送风量的设定点室内
变热则增大送风量的设定值。
目前VAV空调系统的控制方式多采用多回路
的PID控制。
在系统模型参数变化不大的情况下PID
控制效果良好。
但是VAV空调系统是一个干扰大
的、高度非线性的、强耦合的不确定性系统,所以,
PID控制的效果不甚理想。
在实际工程中采用图1那
样多个环路的控制系统每个环路单独工作都正常。
但是当几个控制系统都工作时整个系统就会出现
不稳定。
l:
ls~l:
l当某个房间的温度下降该房间末端
装置的风阀就会关小从而导致系统静压升高其他
房间的送风量增加。
这时这些房间的末端装置的风
阀就会关小以恒定各自的送风量。
这将导致系统静压
进一步升高。
当达到某一程度静压控制器就降低送
风机的转速减小风量回风机风量也随着减少。
系统
静压又回落到原来的水平,那么各个末端风阀又开始
开大。
系统压力的变化导致新风量的变化从而导致
送风温度的变化。
由于阀位的变化将致使整个系统的
静压和流量发生变化,系统处在一种频繁的调节当
中风阀时而开大时而关小,送进区内的风量也是忽
大忽小。
可见就系统控制而言除了变风量系统本身的
强动态特性空调系统中的非线性环节以及多个反馈
控制环路之间的耦合可能是造成系统不稳定的两个重
要原因。
智能控制理论可解决被控对象及其环境和任
务的非线性和不确定性因此在VAV空调系统的控制
领域具有广阔的前景。
目前智能控制主要有三大方
法即神经网络控制模糊控制和专家系统。
它们在
VAV系统中多用于故障诊断、预测能耗。
对于VAV系
统,模糊控制的思路是将空调系统的状态参数作为输
入,输出是对VAV系统的执行命令。
神经网络的训练
主要采用BP算法,但是BP算法的收敛速度慢容易陷
入局部最优。
而模拟退火算法、单纯形法和遗传算法
(GA)可用来解决这些问题,尤其是遗传算法近年来的
研究与应用日益受到重视。
但是GA往往只能在短时间
内寻找到接近全局最优解的近优解原因在于GA的寻
优过程是随机的,带有一定程度的盲目性和概率性将
BP算法和遗传算法相结合就能克服这些问题。
3典型案例
3.1古北国际财富中心一期VAV系统简介
古北大厦VAV空调系统由VAV末端和变风量空
调机组组成采用了协立的VAVBOX和HoneywelI的
XL12和XLS00控制器。
系统结构示意图如图3。
3.1.1变风量末端的控制
新
46智能建筑与城市信息2007年第7期总第128期
缛立工厂对设备进行Honeywell现场
整和传器感的器调量,的设试并校定,且准寺最进大工风行作最阀风小控量制风回进以调行及数试X据温,L并度1的2且控校的准制进联行的网
系统采用的控制原理图如图4所示。
目前.通常VAV设备厂家仅提供VAVBOX箱
体.而所有的检测转换、控制则由控制厂家实施.不
仅现场调试的工作量大.而且由于受现场环境及调
试人员水平的限制VAV系统的效果不理想。
协立
的VAVBOX包括了风量检测及控制风阀的风量控制
器.其测试工作在VAVBOX的制造工厂完成.可通
过标准信号给控制设备DDC.不仅大大提高了检测
的准确性.且减轻了现场调试任务对控制质量及工
作进度都有很大的帮助。
具体方案见图5。
3.1.2最小风量的设定
VAV最大风量、最小风量的设定在工厂进行设
定。
由于现阶段最小风量的设定尚无统一标准.根据
其它工程的经验与考虑空气品质,将最小风量设定为
设计风量的4O%。
3.1.3控制策略
(1)根据控制区域的负荷变化通过调节VAV
末端风阀的开度或调节VAVBOX风机的转速来控制
房间的送风量。
(2)控制器接收到VAV末端反馈的工作状态后.
经过分析计算,自动调节空调机风机转速来调节风机
的总送风量。
(3)空调机变频控制
通过系统总的需求风量控制风机变频器的速度
尽量保持每个VAVBOX的阀门开度在8O%~9O%之
间.让末端阀门尽可能全开.降低风管中静压值从
而实现节能。
(4)送风温度的控制
检测空调机的送风温度.对空调机的冷水阀和热水
阀进行PID控制,以保证空调机的送风温度为设定值。
3.1.4系统的控制流程
(1)图6所示的变风量空调系统控制流程.主要
描述了整个控制系统的模式判断,控制指令.执行顺
序.以及相关的转换等。
(2)图7所示的正常工作模式变静压变温度控制
流程.详细描述了控制重点——变静压变温度的控
制以及新风冷却的控制。
3.2系统的调试技术方案
变风量系统的变静压控制是工程的难点为了
调试的顺利开展及系统的稳定运行需要结合以往的
工程经验制订出调试方案。
4VAV系统调试方案研究
通过上面的案例我们可以看到变风量系统
(VAV)调试是安装过程中最重要的环节之一调试
中的每一个细节都可能导致整个系统无法正常运行
使变风量系统的节能优势变得荡然无存。
因此,变风
量空调系统(VAV)调试工作是一项严谨的工作。
总
结工程经验.我们认为调试单位应编制详尽的调试
方案.明确空调系统的设计要求、特点、调试人员安
排、仪器配置时间安排验收标准及安全注意事项
等。
调试方案应详细列表明确每台设备的型号、性能
参数等以便实测数据与设计数据相比较.判别是否
IntelligentBuilding&CityInformation20077No.12847
■Bu楼ild宇ing自A动uto化mation
48智能建筑与城市信息2007年第7期总第128期
~ntelligentBuilding&CityInformation20077No.12849
■B
序号调试子项调试前提调试方法调试目标
1、风量一风阀控制环节快速准
确且稳定;
VAV的工厂调试:
1、控制方案已经通过专家认2
、风量传感器精度及响应速度
1包括风量的校准,风量一风阀可;可参见变风量末端的调试方法
。
在要求范围内;
控制环的调试,最大最小风量2、xl12已经整合安装在VAV3
、最大最小风量按设计要求正
的设定。
内。
确设定
;
4、风阀高低位反馈准确。
1、模拟现场环境进行控制设备
控制程序预调试:
的连接;2、程序下载到控制器1、控制程序按照设计的模式
2工作模式的动作测试,控制流控制方案已经通过专家组的中;3、对控制程序进行模拟测变化;
程的测试认可。
2、控制逻辑满足方案要求;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- VAV 系统 调试 技术 研究