VAV系统中新风量的控制方法

变风量系统的新风量控制列作者： (摘自暖通空调 1999年第3期)同济大学钱一明洋之前：东方空调网络点击次数：435更新时间：2004-10-25文章输入：celery Xu减少字体增加字体1，简介在Hvac系统中，室内空气质量(IAO)优秀，足以保证室内职员的舒适和健康的新鲜空气量具有直接意义。对于定风量(CAV)系统，送风在运行过程中始终是恒定的，因此，如果根据要求设置了新风量，则系统在运行的整个期间都可以满足要求。但是，可变风量(VAV)系统在运行过程中与送风量成正比减少，因此，如果负荷很小，可能会出现新的空气体积不足现象。因此，必须控制最小新鲜气流。2、新鲜空气量控制方法2.1气动阀门跟踪调整用安装在新鲜空气阀后面的风速传感器测量风量，调整新鲜空气阀和回流空气阀。如图1所示。高温度和低温度传感器旨在控制低温度传感器测量的温度高于设定的最小值时增加的经济新鲜空气操作。如果室外温度太高，极限温度传感器会将新空气阀返回到最小位置。在房间负荷减少的情况下，尤其是在人减少的情况下，进入房间的新风量可以随着送风量的减少按比例减少，达到最小新鲜风量后，新空气循环混合段的负压必须保持不变，以便最小新鲜风量不再减少，因此新风阀将继续增大，通风阀将继续关闭。使用送风量为10000m3/h的VAV系统，新鲜空气比率为20%、最小新鲜空气流量为1000m3/h的情况下，送风量发生变化时，新风阀与循环气阀的开关和送风量的关系如图2所示。最小新鲜空气量风速太低，很难确保测量和控制精度。2.2通过控制供给、循环风扇的风量，间接控制了新鲜空气量。送货和回送风扇的控制可概括如下(为简洁起见，下图中未列出，请参阅图1)2.2.1回位风扇用于送风的静压控制。控制方法很简单，但只能在交货、回位风扇特征和大小相同、工作条件几乎相同的条件下使用。供应和循环风扇的特性不同会破坏供应气流的平衡，内部会产生负压，这种控制方法如图3所示。2.2.2通过出口动压控制回位风扇供应风机风量由系统的静压力点控制，循环风机的量由送风通道的流量控制，返回风的负量变化相互调节，室内压力易于保持正常情况。如图4所示。2.2.3动态压力差方法在风机出口和风机入口设置流量测量点，测量各个流量，保持一定的差异，如果出现分散现象，再调整风机，保持一定的风量差异。如图5所示。2.2.4室内压力直接控制方法室内压力是调节风机和换气扇的主要因素，因此最直接的控制方法是根据对大气压力的室内正压变化调节换气扇，风机根据室内负荷变化单独控制。如图6所示。这种控制方法的一个困难是室内正压相当小，一栋建筑物的压力变化范围可能比室内和室外测量要困难。室内外压力计的位置选择很重要。室内压力测量点应位于气流稳定、压力平衡的地方。室外压力计应避免多年生显性风向的影响。目前对风扇跟踪控制有两种看法，一种是风扇控制误差太大，另一种是测量结果误差一般在20%-35%以上，由于多个控制回路之间的相互干扰，运行不稳定，另一种能耗也很高，因此最好使用排气风扇代替风扇，或者采用客观的存在控制方式。另一种观点是，目的不是为了保证控制误差不重要，只要系统能提供适当的通风，而是为了保证IAQ，控制新鲜空气量。对于运行不稳定，不能只看一段时间的运行状态，要看整个运行期间的平均情况，据实测数据显示，虽然在很短的时间内信风实际上发生了很大变化，但总体上，新风量的加权平均值保持得很好。2.3单独的新风扇设置控制最小新鲜空气量的更可靠方法是设置具有独立固定特性曲线的新风扇，通过新风扇入口的风速传感器调整风压阀，以保持最小新鲜空气量。使用此控制，风扇会旋转或排出，而不是风扇，因此控制更容易、更可靠。如图7所示。该方法的缺点是需要额外的新风管，不适合改造工程。2.4单元混合段的静电控制通过风阀的风量与风阀前后的差压平方根成正比，因此，只要压力差保持不变，风量就能保持不变。因此，在VAV系统中，无论进风量如何，新打开的阀开放度都是恒定的，通过压力传感器调节回流阀开启，使单元混合段中的负压保持不变，从而确保了最小新鲜风量。图8是当温度传感器T2检测到室外空气温度高于设定T2时，经济新鲜空气阀DM1关闭，固定最小新鲜空气阀DM2引入新鲜空气的更完整的VAV新鲜空气控制系统。减少供给风量，通过压力有效期传感器DP调节回位阀开启，保持正压送风系统负压不变，确保最小新鲜空气量。使用经济新鲜空气时，DM1开口由T1控制，DM2开口直到完全关闭为止，新的回风混合温度达到设定值。表1为测量的混合段的负压和新鲜空气量的变化。从表中可以看出，随着负压的减少，新鲜空气的数量也减少了。混合段静压控制是一种简单有效的方法，主要缺点是由于气流扰动，很难在混合正压送风系统内找到适合放置压力传感器的位置。2.5CO2浓度控制有时在空调负荷中，新鲜空气负荷占很大的比例。在室内空气质量保证条件下，最好尽量减少新鲜空气量。室内有害物主要由人生产，肯人员变动率大的商业建筑。通过测量CO2浓度(例如会场、办公室等)实时控制新鲜空气量，表示室内CO2浓度的方程式如下：LOA(n-1)K(n)C(n)=COA(n) 1-exp(-是的T)-嗯vLOA(n-1LOA(n-1)Exp(-是的C(n-1)-COA(n-1)v样式C(n)，COA(n)为n瞬时室内，外部空气中的CO2浓度，10-6(ppm)；LOA(n-1)是n-1瞬间的新鲜空气量，m3/h；K(n)是n瞬间建筑物内CO2的发生率；v表示房间体积，m3；t是采样间隔，h。当CO2浓度超过100010-6(或其他设置)时，新风量会自动调整到与样式的预测值C(n)对应的位置。如果浓度超过一定阈值(默认值)，新鲜空气阀将完全打开，稀释室内空气。某些VAV系统根据室内浓度控制新鲜空气量，必要时还可以通过用户终端强制通风。如图9所示。在文献6中，根据提供新风量的持续室内正压保持和预设室内人数的CO2浓度控制新风量。此数值可以按浓度确定的新空气量，如下所示：CRA-CSALOA=-嗯LSA-2个CRA-COALOA是新鲜空气量。LSA提供空气量。CRA是回风中的CO2浓度。CSA是送风期间的CO2浓度，COA是新风中的CO2浓度。控件如图10所示。文献7作者发现，基于CO2浓度调节的VAV系统在CO2浓度设置为100010-6时，加热能耗节约25%-30%，而冷却能耗几乎没有差异。通风下降了约15%。CO2浓度见表2。表2最小新鲜风量控制和CO2浓度控制比较加热能量/MWh冷却能源/MWh通风次数/h-1平均CO2浓度10-6最大CO2浓度/10-6最小室外空气控制2661530.98583979100010-62021450.80628120980010-62051480.855761069这种方法的缺点是，当人的房间比例很低时，不能控制非人类因素产生的其他有害物质浓度。2.6控制人员估计对CO2浓度调节法的缺陷，不仅考虑了人数，还考虑了人所占空间，因此，对人员的估计控制得到了改善，准确估计室内人数非常重要。一般根据室内CO2浓度判断室内人员变动情况。估计方法可分为稳态估计、近似估计和精确动态估计。其中，稳态估计在检查者变更时有明显的延迟现象，而准确的动态估计与检测很一致，与规定的最小新鲜空气量系统相比，可以节省10%的能源消耗。室内人员超过设计人员，可以进一步提高室内空气质量。参考文献1.蔡庆郎。变风量空调设计。北京：中国建筑产业出版社，1997年2.钱爱明，VAV空调系统。上海同志大学，1981年3.西安冶金建筑学院，同志大学联合热计量及自动调整北京中国建筑工业出版社，1985山武霍尼韦尔VAV空调系统及控制5.Theodore Cohen . providing constant ventilation in variable air volume systems . ashraej，1994，(5)。6.George j janu，jarrel d Wenger . outdor ai