VAV系統(tǒng)控制策略

1、精選文庫古北國際財富中心VAV系統(tǒng)控制方案上海延華智能科技股份有限公司2010年12月17日VAV系統(tǒng)控制方案目錄1 概述2 系統(tǒng)設(shè)計說明2.1標準層監(jiān)控點表2.2VAV末端溫控器設(shè)計說明3 控制方案描述3.1末端控制3.2空調(diào)機組控制103.3系統(tǒng)控制163.4系統(tǒng)控制權(quán)限164對其它承包商的配合要求165 綜述16VAV系統(tǒng)控制方案1概述傳統(tǒng)定風量（CAV）空調(diào)系統(tǒng)或風機盤管加新風機組系統(tǒng)的一成不變:只有活水，沒有活風，談不上節(jié)能和環(huán)保。而變風量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)的獨特魅力:活風，活水，還有活電，同時還要節(jié)能和環(huán)保。本工程（即古北國際財富中心）辦公區(qū)域采用的就是 VAV系統(tǒng)，在滿足用戶舒適

2、 性的同時，充分體現(xiàn)了建筑節(jié)能和環(huán)保的理念。VAV系統(tǒng)作為本項目空調(diào)系統(tǒng)的核心，其控制也是 BMS的核心組成部分，采用何種控制方案，將影響到本系統(tǒng)的運行效果。本文將詳細介紹本工程VAV系統(tǒng)的控制方 案。2系統(tǒng)設(shè)計說明為了更清晰的說明VAV系統(tǒng)控制與本項目BMS的關(guān)系，請看下圖（即本項目BMS 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖）：辦公區(qū)域BMS丄通訊接口丄照明系統(tǒng)給排水系統(tǒng)丄空調(diào)系統(tǒng)丄通風系統(tǒng)智能照明系統(tǒng)丄餐飲含油廢水處理系統(tǒng)誘導(dǎo)風機系統(tǒng)電梯系統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)電機接口鍋爐接口冷機群控接口航空障礙燈公共照明集水井監(jiān)測系統(tǒng)上 生活給水系統(tǒng)V 空調(diào)系統(tǒng)普通空調(diào)系統(tǒng)S 古北國際財富中心酗商業(yè)區(qū)域BMS丄通訊接智能照明系統(tǒng)丄曰通空

3、調(diào)系生通風系統(tǒng) -圖陰影部分就是VAV系統(tǒng)。本項目VAV系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用范圍為 辦公區(qū)域。除門廳等大空間區(qū)域采用單風管定風量全空氣低速空調(diào)系統(tǒng)，并在周邊玻璃幕墻加 設(shè)地面送風系統(tǒng)外，辦公區(qū)域采用全空氣變風量空調(diào)系統(tǒng)，標準辦公層每層分為四個空 調(diào)區(qū)域（頂層會所為兩個空調(diào)區(qū)域），每個空調(diào)區(qū)域設(shè)置兩臺薄型變風量空調(diào)機組分別 為內(nèi)、外區(qū)服務(wù)，變風量空調(diào)機組處理后的送風經(jīng)中壓風管、單風道變風量風箱和送風口分別送至內(nèi)、外區(qū)，回風通過回風口、吊頂回到空調(diào)機組。 設(shè)計變風量空調(diào)系統(tǒng)采用變靜壓控制方式?？照{(diào)箱均設(shè)有初、中效空氣過濾器、空氣凈化裝置等功能段。下圖為標準層VAV系統(tǒng)示意圖:AjlhAPeVkAI標準層V

4、AV示意圖Lrfl外就送鳳 鐘區(qū)回風 rtEiSH 內(nèi)區(qū)也IKsfl.下文VAV系統(tǒng)控制方案中，舉例說明所采用的參數(shù)為 標準層（9F）東南區(qū)域相關(guān)參數(shù)。2.1標準層監(jiān)控點表見下頁:精選文庫M）VAV Bck定岡量裝置內(nèi)IS空謂機組排風機（變頻）回風機分獎卜計總計?。∣）TFT15CAV（0）-9F-l4AHU（O）-9F-1, 3,5,7AHUS 卜 9F器EF一肅T4RAF（O）-9F-1641064921/7水閥控制Sd104回 a 閥 倜 節(jié)排閥倜節(jié)送H溫虔ISISIS2fiCt00212064S45423S精選文庫2.2 VAV末端溫控器設(shè)計說明本項目VAV末端溫控器的形式初期考慮全部

5、頂裝，內(nèi)含溫度傳感器。溫控器的實際安裝形式可在二次裝修時，根據(jù)實際需求進行更改。末端控制器除接受溫控器自帶溫度信號外，還可接入另外一個室內(nèi)溫度傳感器信號，對室內(nèi)溫度進行冗余檢測，但需額外增加成本。3控制方案描述3.1末端控制3.1.1 常見VAV系統(tǒng)控制策略通常VAV系統(tǒng)的控制方式分為三種:定靜壓控制、變靜壓控制、總風量控制;三種方式對比如下:定靜壓控制變靜壓控制總風量控制控制思想穩(wěn)定風管靜壓恒定 減小末端之間干擾使相對開度最大風門穩(wěn)定在適當 區(qū)間，最大程度節(jié)約送風能源建立風管模型 通過總需求風量 直接確定風機頻率節(jié)能效果差最好介于定靜壓與變靜壓之間調(diào)試難度簡單困難容易產(chǎn)生誤差可結(jié)合定靜壓提高

6、可靠性建設(shè)成本低高中了解了上述三種控制方式后，我們發(fā)現(xiàn)，無論使用哪種控制方式都存在優(yōu)點和缺點,那么能不能根據(jù)三種控制方式各自的特點，充分發(fā)揮三種控制方式的優(yōu)點，同時又相互彌補各自的缺點呢?根據(jù)本項目的特點，結(jié)合我司多年 VAV系統(tǒng)施工經(jīng)驗，我們推薦采用：混合控制法。3.1.2 本項目VAV系統(tǒng)控制策略一混合控制法混合控制法可描述為：“總風量+變靜壓”原理圖如下:1B總腿法變艇法t需求風量值對應(yīng)頻率根據(jù)閥位反堿微調(diào)后最適宜頻率第一步：利用總風量法前饋控制的優(yōu)點，使系統(tǒng)迅速達到平衡（從原點點到達A點）.通過累加VAV總的實際需求風量,根據(jù)風量對應(yīng)頻率的風機曲線（需空調(diào)廠家提 供）迅速計算出風機此時

7、需要運行的頻率，并控制風機迅速達到，風機調(diào)節(jié)速度比VAV 風閥調(diào)節(jié)要快得多。第二步:利用變靜壓法精確控制的優(yōu)點，微調(diào)風機頻率，進一步使系統(tǒng)運行在最節(jié) 能的狀態(tài).（從A點到達B點）由于總風量法的風量曲線難免存在誤差，我們很難直接把系統(tǒng)控制到最節(jié)能的狀態(tài),此時我們通過變靜壓法（即閥位控制）,檢測VAV各個末端風閥開度,并微調(diào)風機頻 率,使系統(tǒng)中所有VAV末端風閥開度達到70%90妝此參數(shù)將在VAV專題會議中討論決 定）之間,此時,表明系統(tǒng)既運行在最節(jié)能的狀態(tài),又可以滿足所有VAV勺風量需求。補充說明：上述控制策略描述了系統(tǒng)在正常運行情況下的工作流程，那么在非正常情況發(fā)生時，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是怎樣保證

8、的呢?對于本系統(tǒng)，我們設(shè)想的最不利狀況為：系統(tǒng)運行時，末端風閥開度同時存在過大 和過小現(xiàn)象，且數(shù)量超過了末端總數(shù)的30%（可討論）【在風平衡調(diào)試成功后一般不會發(fā) 生此種情況，但不排除此種情況在未來發(fā)生的可能性】針對此種情況，我們設(shè)定：當發(fā)生此情況時，系統(tǒng)發(fā)出警報信息，同時自動聯(lián)動空 調(diào)主機進入安全運行模式，此模式下，系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)為定靜壓控制，根據(jù)安裝在風管內(nèi)的靜 壓傳感器反饋信號，結(jié)合設(shè)定靜壓值，保證系統(tǒng)在非正常情況下的安全運行。此時，系 統(tǒng)維護人員應(yīng)盡快排除故障，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行?！径o壓安全模式運行的詳細參數(shù)，將在后續(xù) VAV專題會議上討論】本項目采用的是協(xié)力空調(diào)株式會社（KAK壓力無關(guān)型V

9、AV末端。對于單個VAV末端而言，其基本運行流程圖如下:計算需求風量實際風量實際需求風量對于單個VAV末端而言,系統(tǒng)給定信號為：需求風量信號（DC 0-10V）；現(xiàn)場給定信號為：設(shè)定溫度、開機、關(guān)機;反饋信號：實際風量（葉輪式風速傳感器）、風閥開度過大信號（干結(jié)點）、風閥開 度過小信號（干結(jié)點）、室內(nèi)溫度、設(shè)定溫度；其中風閥開度過大（過?。┬盘柨稍诙?制產(chǎn)品時設(shè)定。單個末端的控制流程說明：系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)反饋溫度與設(shè)定溫度PID運算出【計算需 求風量】，再根據(jù)【計算需求風量】與【實際風量】PID運算出【實際需求風量】，VAVBOX 根據(jù)【實際需求風量】自動控制風門開啟度。當系統(tǒng)穩(wěn)定時，會保持在一個

10、恒定的需求 風量值（即恒定風門開度）。在系統(tǒng)試運行之前，需進行系統(tǒng)最小風量、最大風量、風量平衡調(diào)試，調(diào)試成功之 后，系統(tǒng)可進行正常運行調(diào)試（此部分由上安負責完成，我司會在后續(xù)工作中提出界面 要求）。當處于非過渡季節(jié)模式時，處于一個空調(diào)機組作用范圍內(nèi)所有 VAV末端的系統(tǒng)運行 分三個階段:預(yù)冷或預(yù)熱運行模式：此時所有末端全開，空調(diào)機組滿頻運行;總風量控制模式：此時系統(tǒng)按總風量模式運行10分鐘;正常工作模式：此時系統(tǒng)按變靜壓模式運行?！具^渡季節(jié)系統(tǒng)工作模式在后續(xù) VAV專題會議討論】。系統(tǒng)框圖如下:1進入變靜壓模式11風閥開度情況檢測1開度過大、$末端計數(shù) X. 0I.申閥開度過小否末端計數(shù) 0

11、”J計算修正頻率11風機當前頻率1減去修正頻率r計算修正頻率*風機當前頻率加上修正頻率風機當前頻率保持不變J風機當前頻率反饋進入定靜壓運行模式風機頻率控制值根據(jù)設(shè)定靜壓值及反饋靜壓值PID運算得出風機控制頻率頻率控制值50送風溫度再設(shè)，每次修改0.5度，且每次重設(shè)10分鐘后才可在此重設(shè)輸出頻率限制為 30HZA控制值滿足此條件、 10分鐘$輸出頻率限制為 50輸出頻率限制為 50風機控制頻率輸出注: 圖中修正頻率計算按照PID控制給出，設(shè)定值為0，控制值為風閥超限末端數(shù)量。圖中30HZ是為保護空調(diào)機組風機所設(shè)定的最低限制頻率，此值請上安提供并確認。3.2空調(diào)機組控制3.2.1基本控制321.1

12、機組啟停1）系統(tǒng)啟動時，在服務(wù)器上點擊 ON按鈕（或根據(jù)時間表自動運行）啟動系統(tǒng),控制系統(tǒng)自動聯(lián)鎖啟動相應(yīng)的熱水閥或冷水閥、新風閥及回風閥、送排風機等相應(yīng)設(shè)備。2）系統(tǒng)停止時，在服務(wù)器上點擊 OFF按鈕（或根據(jù)時間表自動運行）關(guān)閉系統(tǒng), 控制系統(tǒng)自動聯(lián)鎖關(guān)閉相應(yīng)設(shè)備。321.2新風閥控制新風閥控制描述如下:1)在正常模式下，維持預(yù)設(shè)的最小新風量。新風閥開度不小于30%2)在省能器模式下，強制新風 VAV的開度為100%;3)在對應(yīng)的AHU?機時，強制新風VAV的開度為0%。外區(qū)新風CAV末端的控制邏輯如下:1）在AHL開機時，開啟CAV2）在AHU?機時，關(guān)閉CAV詳細新風控制參數(shù)將在后續(xù) V

13、AV專題會議上討論。省能器模式是當室外空氣溫度接近設(shè)定送風溫度時，用室外新風替代回風送至冷卻盤管。這將使機械制冷的用能要求降低。對于本項目，我們初步考慮：當室外溫度處于20 C至24 C之內(nèi)時，開啟省能器循環(huán);此時，內(nèi)區(qū)當室外溫度處于VAV新風閥開啟100%，回風閥開啟30%。20 C至24 C之外時，跳出省能器循環(huán)。VAV新風閥開啟30%，回風閥開啟90%。此時，內(nèi)區(qū)上述風閥開度數(shù)據(jù)設(shè)定依據(jù)將在后續(xù) VAV專題會議上討論。3.2.1.3排風機控制排風機轉(zhuǎn)速根據(jù)新風量進行控制，要滿足控制區(qū)域內(nèi)的正壓需求，但不能過大，以免冷量外泄，控制方案及風量參數(shù)請暖通單位提出，在后續(xù) VAV專題會議上討論。

14、3.2.1.4室內(nèi)濕度控制按空調(diào)設(shè)計，根據(jù)回風濕度來控制加濕閥的開關(guān)。本項目濕度控制參考值為50% （可修改），在后續(xù)VAV專題會議上討論。321.5機組保護控制3.2.1.5.1濾網(wǎng)堵塞報警空調(diào)機組過濾網(wǎng)堵塞會嚴重影響系統(tǒng)運行效果，維護人員應(yīng)定期清理過濾網(wǎng)，為保 證系統(tǒng)良好運行，空調(diào)機組設(shè)置了濾網(wǎng)堵塞報警裝置，分別在初效濾網(wǎng)及中效濾網(wǎng)加裝 壓差開關(guān)，其壓差設(shè)定值請暖通設(shè)計單位提供，濾網(wǎng)阻塞報警時，由維護人員手動停機 后，進入設(shè)備維修狀態(tài)。3.2.1.5.2 風機壓差保護由于一般情況下，BMS系統(tǒng)只檢測空調(diào)機組風機接觸器信號作為運行信號反饋,當空調(diào)機組風機接觸器動作而風機未啟動時，BMS系統(tǒng)不

15、能及時作出反應(yīng)，針對此種 情況，本項目設(shè)置了風機壓差保護開關(guān)，以確保送風機的安全運行，當該開關(guān)關(guān)閉時, 表明送風機運行安全，當開機后 30秒，該開關(guān)仍未關(guān)閉，強制停止系統(tǒng)并報警。3.2.1.5.3表冷器防凍保護本項目BMS系統(tǒng)在空調(diào)機組新風段表冷器上設(shè)置防凍開關(guān)， 確保表冷器運行安全, 當防凍開關(guān)動作時，優(yōu)先加大熱水閥到最大開度，并報警；當防凍開關(guān)仍處動作狀態(tài), 則強行關(guān)閉空調(diào)機組 3.2.1.6回風機控制每個分區(qū)設(shè)置了 4臺回風機，控制方式為聯(lián)動控制，當該區(qū)域空調(diào)機組啟動時，聯(lián) 動4臺回風機啟動運行，末端關(guān)閉時，聯(lián)動 4臺回風機關(guān)閉。3.2.2 運行模式選擇系統(tǒng)正常運行模式分為：制冷模式、制

16、熱模式和過渡季節(jié)模式。同時，當室內(nèi)外溫差比較大時，為了能夠保證用戶的舒適性，系統(tǒng)會在用戶進入大 樓工作之前進行預(yù)冷預(yù)熱。3.221制冷模式一般是在夏季時運行此模式，此模式下系統(tǒng)主要依靠調(diào)節(jié)冷水閥降低送風溫度。3.2.2.2制熱模式一般是在冬季時運行此模式，此模式下系統(tǒng)主要依靠調(diào)節(jié)熱水閥提高送風溫度。3.2.2.3過渡季節(jié)模式此模式下冷水機組及鍋爐系統(tǒng)將不提供空調(diào)水，系統(tǒng)依靠新風閥及回風閥來調(diào)節(jié)室 內(nèi)溫度。此模式具體控制方法將在后續(xù) VAV專題會議上討論。3.2.2.4預(yù)冷模式目的：在上班前通過大功率輸出冷風將建筑物夜間集聚的熱量和散發(fā)污染物排到室 外，使室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫度滿足用戶需求?？刂疲捍?/p>

17、模式啟動的時候:全新風運行10分鐘后關(guān)閉新風閥；（全新風運行時，會開啟相應(yīng)排風機） 冷水閥開啟到最大值;所有VAV末端按最大風量模式運行;AHU的送風機按最大風量需求頻率運轉(zhuǎn);當回風溫度達到22度時，自動進入正常工作模式。【全新風運行時間由暖通設(shè)計單位提供】 3.2.2.5預(yù)熱模式目的：在上班前通過大功率輸出熱風使室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫度滿足用戶需求?？刂疲捍四Ｊ絾拥臅r候:全新風運行10分鐘后關(guān)閉新風閥；（全新風運行時，會開啟相應(yīng)排風機） 熱水閥開啟到最大值;所有VAV末端按最大風量模式運行;AHU的送風機按最大風量需求頻率運轉(zhuǎn);當回風溫度達到22度時，自動進入正常工作模式?！救嘛L運行時間由暖通

18、設(shè)計單位提供】 3.226模式選擇我們設(shè)定本系統(tǒng)平時的正常運行時間為8:00-20:00 （可修改）。調(diào)試階段，我們會在每天7:00-20:00時間段內(nèi)設(shè)定溫度參考值:7:00室外氣溫;當天室外平均氣溫;當天室外最高氣溫;上述數(shù)值會自動存儲進入數(shù)據(jù)庫 7天。在正式運行時，系統(tǒng)將每天檢測到的數(shù)據(jù)自動存儲進入數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)會自動根據(jù)前一周的室外氣溫判定第二天是否進入過渡季節(jié)運行模式。【判定詳細情況會在后續(xù)VAV專題會議討論】在非過渡季節(jié)模式時，我們用室內(nèi)氣溫作為參考值，用RT表示:當RT 22 7時，系統(tǒng)將在7:00開始預(yù)冷模式運行;當RT 22 7時，系統(tǒng)將在7:00開始預(yù)熱模式運行;當7 RT 22 ! 7時，系統(tǒng)將在7:30開始預(yù)冷模式或預(yù)熱模式運行;323 運行流程圖700-系統(tǒng)啟動14”、否否-否過渡季節(jié)模式運行r/RT 227S溫度采集及存檔R-22 4&00自動跳轉(zhuǎn)下一步啟動預(yù)熱模式1啟動預(yù)冷模式延時30分鐘啟動 預(yù)冷或預(yù)熱模式是否HT - 否22=0 一J進入過渡季節(jié)工作模式進入正常工作階段/否f 系統(tǒng)停止時間到-、/RT表示室內(nèi)溫度 HT表示回風溫度 ST表示送風溫度 OT表示室外溫度1st OT I 2進入正常運行模式否進入省能器運行模式