变风量空调施工方案

变风量空调施工方案（共6篇）

变风量空调施工方案 篇1

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浅谈变风量空调系统设计施工措施

浅谈变风量空调系统设计施工措施

摘要：文章通过空调系统设计施工应用变风量空调系统是一种全新的、节约能源的系统，采用这种方式调节室内温度可以大大降低能耗，是一种新技术、新工艺。改变了传统的新风机组+风机盘管的空气调节方式。本文主要从工艺原理上介绍了变风量空调系统。

关键词：变风量空调；变风量末端机组（VAV）；空气处理机；风机动力箱；传感器

Abstract: This article through the air conditioning system design and construction application of VAV air conditioning system is a new, energy saving system, using this approach to regulate the indoor temperature can greatly reduce energy consumption, is a kind of new technology, new technology.To change the fan coil unit plus fresh air traditional air conditioning methods.This article mainly from the technological principle introduces VAV air conditioning system.Keywords: variable air volume air conditioning;VAV terminal unit(VAV);air processor;the wind powered box;sensor

中图分类号：TU831.3+5文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

变风量（VariableAirVolume-VAV）系统 是利用改变送入室内的送风量来实现对室内温度调节的全空气空调系统，它的送风状态保持不变。变风量空调系统有单风道、双风道、风机动力箱式和诱导器式四种形式。其中国内技术主要还是采用了变风量单风道空调系统。

变风量空调系统是一种全空气系统，它有很多优点是风机盘管系统无法比拟的：

1、变风量空调系统是带有热回收装置，可以节约能

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源，部分热量重新通过热交换，能够被二次使用。

2、变风量系统是通过改变输送到房间里的风量来改变房间的温度的，而房间内的空调大部分时间是在低负荷下运行的，风量的减少，同样可以节约能源。

3、变风量空调系统与风机盘管系统相比有明显的好处是冷冻水管与冷凝水管不进入建筑吊顶空间，因而免除了盘管凝水和霉变问题。

4、系统的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑。

下面简单介绍一下变风量单风道空调系统的原理：

图一是典型的变风量单风道空调系统。其中空气处理机组与定风量空调系统一样。送入每个区或房间的送风量由变风量末端机组（VAV Terminal Unit,或称变风量末端装置）控制。每个变风量抹端机组可带若干个送风口。当室内负荷变化时，则由变风量末端机组根据室内温度调节送风量，以维持室内温度。变风量系统夏季调节过程很复杂，由于室内的冷负荷和湿负荷的变化并不一定同步，即随着室内冷负荷的变化,室内的热湿比也在变化，那么，根据温度调节的结果，就不一定满足房间湿度调节的要求。

某公司综合业务楼里有很多设备机房和铺满防静电地毯的房间，这些房间根据功能不同，对温度和湿度的要求也有所不同，房间不能太干燥，温度要适宜，否则产生大量的静电，从而对等离子显示器或其他设备造成一定的威胁，有可能损毁这些电子设备，业主单位提出了这部分房间要求增加湿度，减少静电；而另一部分配电机房像高低压配电室业主则要求绝对干燥的房间，不能有任何的水分或湿润空气，但同时要尽量降低房间的温度，这就对整个空调系统的运行提出了更高的要求，该房间只要冷空气而不要湿度。所以变风量空调系统的水系统也很复杂，与定风量空调系统有所不同。

图一变风量单风道空调系统

AH—空气处理机组；VU—变风量末端机组；SF—送风机；RF—回风机

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当房间符合变得很小时，就有可能使送风量过小，导致房间得不到足够量的新风，或导致室内气流分配不均匀，最终使室内温度不均匀，影响人体舒适感。因此变风量末端机组都有定位装置，当送风量减少到一定值时就不再减少了。通常变风量末端机组的风量可减少到30%~50%。在最小负荷时，变风量末端机组已在最小风量下运行，有可能出现室内温度过低。为此，可以在变风量末端机组中增加再加热期，在最小风量时启动再加热器进行补充加热，以维持室内温度。

变风量系统的一个主要变风量末端机组，有节流型和旁通型两类。节流型是利用节流机构（如风门）调节风量。旁通型的是将部分送风旁通到回风顶棚或回风道中，从而减少室内送风量。这样有部分经热、湿处理过的空气随排风被排到室外，浪费了冷、热量。因此，这种旁通型变风量末端机组所组成的系统的总风量是不变的，这样的系统不是具有节能特点的真正意义上的变风量系统，这里不再详细介绍。

节流型的再热式变风量末端机组结构比较复杂，该VAV末端机组箱体内贴保温吸声材料（如玻璃棉毡）；采用蝶型风门调节风量；出口端的再加热器是一排或两排的热水盘管。如果不装再加热器，即为普通的标准变风量型变风量末端机组。风量调节除了蝶型风门外，还有文丘里管（配圆锥型阀）式、双套筒式（改变套筒上缝隙面积）和气囊式（利用气囊的胀缩改变空气流通断面）等形式。在标准型变风量末端机组出口端不同方位设有出口接管（圆形或椭圆形），以便用柔性管连接风口。再热型VAV末端机组出口端可外接有多出口的静压箱，或直接接风管。

变风量末端机组按风量调节方式分有两类：压力有关型和压力无关型。压力有关型是由恒温控制器直接控制风门的角度，VAV末端机组的送风量将随系统的静压的变化而波动。压力无关型VAV末端机组的风门角度根据风量给定值（有上、下限）来调节。这种VAV末端机组需在入口处设风量传感器。风量传感器是由两根测压管（全压和静压）组成，可以测流速（即流量）。风量控制器根据实测风量值与风量给定值之差值来控制风门，而恒温控制器根据室内温度的变化设定

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风量控制器的风量给定值。这时VAV末端机组的送风量不会因系统的静压的变化而变化。

在部分负荷时，系统内变风量末端机组调节的结果，使整个管道系统的阻力增加，系统的风量减少了，这时管道内的静压将增加，而导致系统漏风增加，还可能使风机处于不稳定状态工作；变风量末端机组还因阀门关的过小而调节失灵；另外过度节流会导致噪声增加。因此，在VAV末端机组调节的同时，还应对系统风机进行调节，使风量适应变风量末端机组调节所要求的风量，且使管道内的静压维持在一定水平内。风机风量调节的方法有多种——变风机转速，变风机入口导叶角度，风机出口风门调节，风机旁通风量调节等。风机出口风门调节实质上是增加阻力的调节方法，并不改变风机特性，风量太小时，可能会导致风机在不稳定区工作；风量旁通调节虽然解决了风管内静压不致升高的问题，但风机能耗并未因风量下降而减少，变风量系统的节能优点就失去了。改变离心风机入口导叶角度，使空气进入叶轮时预旋一个角度，从而改变风机的特性；变风机转速（如采用变频电机）也是改变风机的特性。后两种调节方法的节能效果好，尤其是变转速的方法。因此变风量系统宜采用这两种风量调节方法。

系统总送风量的控制主要有两种策略：（1）定静压控制——保持风道内的静压恒定，即根据风道的静压控制风机的转速或入口导叶的角度。实际上只能保持安装静压传感器处的静压恒定，因此静压传感器安装位置就成关键问题之一，目前通常是安装在风机到最远端的2/3之处。（2）变静压控制——在调节过程中风道内的静压根据变风量末端机组风门开度来调整。自动控制系统测定每个变风量末端机组的阀位，风道内的静压应使最大开度的变风量末端机组的风门（即最大的相对负荷）接近全开位置。当最大开度的VAV末端机组风门开度小于某一下限值时，则减少风道的静压设定值；反之，当风门开度大于某一上限值时，则增加静压设定值。风机转速或入口导叶角度根据变化的静压设定值进行调节。除了这两种方法外，国内还提出了一种总风量控制法，即不通过静压控制总风量，而是根据压力无关型VAV末端机组设定的风量，确定系统总风量，计算出风机的转速，从而对风机进行调节。

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当系统有回风机时，应对回风机进行控制。系统的回风量应当与送风量匹配，并维持室内一定的正压。回风量的控制有以下几种策略：（1）回风机由同一个系统静压控制，使回风量与送风量按一定的比例进行变化。这样，随着负荷的减少，新回风量差值减少，房间内正压将发生变化。因此，这种控制宜用于变风量调节的比例不太大的场合。（2）根据室内正压进行控制。缺点是房间维持的静压差很小，且易受干扰，测量静压差困难。（3）测量送回风量的风量，控制回风机使送、回风差值在一定范围内。但风量的现场测量有时也会很难测得很准确。

VAV 系统除了适应房间或区域的负荷进行调节外，还需根据室外气象参数进行运转调节。其运行调节的策略与单风道定风量系统类似。假使VAV系统冬夏都有冷负荷，并采用表冷器作冷却去湿设备。当室外空气的焓值ho>室内空气焓值hr时采用最小新风，当ho≤hr，采用全新风，而后将混合风和全新风冷却到恒定的送风温度。当室外空气的温度to<送风温度ts时，可以调节新回风混合比来保持一定的送风温度。当室外温度下降，新风量降到最小新风量时，则应采用最小新风，并用加热盘管来保持送风温度。一般说，冬季和过度季节的室内冷负荷比夏季冷负荷小些，这时可以适当增高送风温度的设定值。有关各区的空气处理过程及送风湿度的控制由读者自行分析。如果VAV系统只为建筑的周边区服务，冬季室内无冷负荷而有热负荷时，则冬季可以送热风，这时VAV末端机组转化控制模式——室温升高时，减少风量。如果VAV系统既为周边区又为区内服务，则冬季的送风温度仍应根据区内的冷负荷来确定，周边区送最小风量，并利用VAV末端机组的再加热盘管向室内供热。

VAV空调系统的主要优点有：（1）在部分负荷下运行，可以节省输送空气的能耗，即节省风机能耗。（2）一个系统可同时实现对很多个负荷不同、温度要求不同的房间或区域的温度控制。（3）各个房间或区域的高峰负荷参差分布时，更显示VAV系统的优点，这时系统的总风量及相应的设备（冷却、加热盘管等）和送风管路都比较小。（4）当某个房间无人时，可以完全停止对该处的送风，既节省了冷量和热量，而又不破坏系统的平衡，即不影响其他房间的送风量。（5）当

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VAV系统的实际负荷达不到实际负荷或系统留有余量时，可以可以很容易增加新的空调区域或房间，且费用很低，也不会影响原系统的风量分配；另外也很容易适应建筑格局变化时对系统的改造。VAV系统的缺点有：（1）当房间在低负荷时，送风量减少会造成新风量的不足，影响室内的气流分布，严重时会造成温度分布不均匀，影响房间的舒适度，缺少新风，室内人员感到憋闷。（2）VAV末端机组会有定噪音，主要是在全负荷时产生较大的噪声，因此宜取比实际需要稍大一些的VAV末端机组；或使VAV末端机组负担的区域小一些，这样可以选用较小型号的VAV末端机组，它的噪音水平相对低些。（3）系统的初投资一般比较高。（4）控制比较复杂，它包括房间温度控制、送风量控制、新风量和排风量控制、送回风匹配控制和送风温度控制，这些控制相互影响，有时产生控制不稳定。（5）房间内正压或负压过大导致室外空气大量渗入，房门开启困难。（6）系统调试非常复杂，风量动态平衡调试、工况调试，需要很长的时间，需要一些经验丰富的技术人员。

变风量空调系统在运行调试阶段需要注意几点：

1、风量平衡；在通信公司综合业务楼调试的时候就发现有的房间风很大，有的房间没有风，甚至有的风口没有风,14层、15层办公楼西边甚至吊顶都被吸上去了，最后通过增加回风口的方法才解决这一问题。

2、自动控制；这项工作需要与弱电联动调试，需要双方紧密配合。变风量系统的控制，可以通过在中控室操作电脑完成，系统内的水阀、风阀、机组都可以通过弱电系统来调节控制。

3、噪音；变风量机组的噪音，主要来自VAVBOX箱，有可能在一个大的房间内有多台设备，机器运转产生的噪音，风管通风不畅产生的噪音等，风阻太大，风速大，可能产生“吹哨”。

4、房间温度与机组的联动。这些都是联动调试需要注意的问题，尤其是玻璃幕墙大面积在阳面的的房间，即使没有不送热风房间温度也很高，最后通过向房间内补充全新风（冷空气）才解决了这个问题，在综合业务楼施工过程中都或多或少的出现过问题，但最终都得到圆满解决。

另外变风量系统的主要设备：变风量空调机组也是一个复杂的、大型设备，国内对它的一些性能和运行工况也处在初步认识之中，它

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专业论文 的体积比定风量空调机组设备的体积要大很多，结构比定风量空调机组复杂，它的许多功能是定风量机组不具备的。该设备的自动化运行要求很高，与中控室直接相连，在中控室可以远程控制各房间的温度和湿度。

但是从长期的使用情况来分析，变风量空调系统的使用会逐步降低或减少它的不足和缺点，由于现在是初期使用阶段，人们对变风量空调系统的认识还处在早期摸索阶段，对它的系统运行和使用会逐步成熟起来。

以上是笔者通过实际设计施工过程中的获得的一点粗浅认识。变风量系统有很强的动态特性，加之空调系统固有的非线性，使问题的解决变得非常困难。可目前这方面的研究还比较滞后，设计人员在设计时缺少有效的分析计算手段。国内变风量系统的实践正在兴起，迫切需要可行、有效的辅助设计的分析方法。

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变风量空调施工方案 篇2

关键词：变风量,质量控制,管理

1 概述

变风量系统 (Variable Air Volume System, 以下简称VAV系统) 的基本原理, 就是通过改变送风量来满足室内变化的负荷需求。VAV系统追求以较少的能耗来满足室内空气环境的要求, 同时结合控制系统实现智能化控制。VAV系统并不是一种新的特殊模式, 而只是在装置上最大程度地考虑了运行的经济性。

业主确定了大楼的品质定位后, 可针对各种空调系统在舒适性、节能性以及整个工程生命期等方面的表现进行比较, 分析各种系统的投资, 来决定是否采用VAV空调系统;在确定方案后交由设计院进行方案设计。VAV系统虽然在国内已经有较长时间的应用, 但由于发展受到传统系统思维的影响以及投资资金的限制, 还未能大范围普及;因此在投资、设计、施工及物业管理等方面都存在缺乏实际应用经验的问题。因自身技术特点决定, VAV系统与传统的定风量空调系统相比要求更严格, 也更易出现问题。因此, 在VAV系统的实施阶段, 必须注意技术分析、严格控制施工质量, 确保系统能达到设计要求, 能够得到合理使用。

2 前期深化设计

与传统的定风量系统不同, VAV系统在深化设计中需要核算的是AHU (Ai Handling Unit) 空调机负荷的峰值, 而不是末端负荷的总和;其目的在于平衡风量、实现能量的转移、减少综合能耗。因此, 设计计算与布局十分重要。由于VAV系统未能大范围应用, 很多实施VAV系统项目的管理人员缺少相关的实际应用的经验。因此, 需要聘请经验丰富的承包商或技术顾问公司对设计方案进行深化分析设计。

(1) 负荷计算复核

负荷计算需要选用较多的参数, 如方向、外幕墙导热系数、室内设备人员配置等。不同的设计师在某些参数取值上的不同选择, 会直接影响设计结果。计算值偏小, 会不利于获得良好的空调效果;计算值过大, 不利于实现设备投资和设备能效的优化。为确保项目效果, 在项目深化设计阶段, 承包商、技术顾问和设计师须多次沟通、反复验算, 以得出合理的计算结果。

(2) 风系统管道设计

在全空气系统中, 通风管道起到合理输送气流的关键作用。合理的设计是减少管道占用空间、降低设备能耗、减少局部噪音等的保证。因此对于管道的走向, 三通、弯头、变径等部件的设置, 沿程阻力的计算都需要详细分析, 以确保整个风系统的合理运行。深化设计中, 为使系统的调试运行获得良好的效果, 可对风管的一些局部进行合理的调整。

(3) 系统自动运行控制方法

VAV系统有多种控制方法, 如定静压控制法、变静压控制法、总风量控制法等。各种控制方法都有其各自的特点, 在具体工程运用中, 不论是从节能的角度, 还是系统稳定性的角度, 都要加以仔细考虑, 以找到一种适合项目的控制方法。

(4) 室内装修规划设计

VAV系统有别于传统的定风量系统, 末端设备是根据区域的负荷自动调节的, 因此要求有很合理的管道设计和末端配置。很多项目往往由于二次装修大量变动, 造成原有系统无法合理使用。因此, 在设计深化阶段, 可以规划装修的变动, 预先考虑设备数量, 预留分支管道等, 以便后期灵活应用。

(5) 噪音控制

VAV系统较容易产生噪声问题, 因此在深化设计阶段要进行声学设计, 并分析现有技术及设备的可靠性。在阻断噪音的传播方面, 合理配置管道消声器、增加机房隔音墙、采用消声软管等措施都能起到明显的效果。

3 施工质量控制

在目前的建筑施工行业中, 由于设计、施工、调试、使用管理都有明显的分工, 各个环节之间缺乏实质的技术沟通与经验交流, 使得一些技术上的潜在问题不能及时得到反映, 往往到最后的使用阶段才被暴露出来, 难以补救。施工阶段既是实现设计理念的阶段, 同时也是保证后期调试运行成功的关键环节, 因此这一阶段的技术质量控制至关重要。

(1) 施工技术指导交底

大部分的机电安装公司对施工规范都十分熟悉, 质量控制也比较到位;但仍须对VAV项目的施工中, 一些关键部位的施工的特殊要求提起注意, 因为即使是细微的疏忽都可能对日后的运行造成不良影响, 甚至影响空调效果。为此, 组织设计单位、施工单位、调试单位、物业管理单位进行技术讨论, 请经验丰富的系统集成商进行技术交底, 对施工的顺利开展十分有利。通过技术指导交底, 可以大量减少施工过程中的返工, 而且可以保证系统调试的顺利进行。

(2) 施工质量检查

施工是一个动态的过程, 而且施工工人的技术水平参差不齐;因此在每个阶段都会出现不同的施工质量问题, 甚至于重复出现同样的技术问题。为加强质量控制, 除监理单位严格监督按规范施工以外, 定期的质量巡检、质量问题通报等方法都能有效控制施工质量。在施工管理中, 使用现场质量问题的照片对施工班组进行讲解, 能起到有效的作用。

(3) 关键部位质量监督

VAV系统由于其自身的技术特点要求, 在一些关键部位 (主要是风管的三通、弯头、支管等位置) 很容易出现通病。VAV系统的制作要求十分严格, 须保证系统满足风量变化时的不同工况的要求。为实现VAV系统, 在系统施工的整个过程中, 由具有成功实施VAV系统经验的技术顾问进行技术交底和质量检查, 可使得施工关键部位的隐患得以消除。

(4) 现场施工方案调整

在常规定风量系统的施工中, 很多现场施工方案的调整是由施工单位把握设计原则进行处理的, 有些甚至不报送设计复核。但在VAV系统的施工中, 局部施工的调整则需要十分谨慎。这是因为这些调整可能会影响局部空调效果, 引发噪音, 严重时甚至会影响系统平衡。因此当现场施工需要调整时, 必须报送设计和技术顾问审核, 以确保变更合理。

(5) 各专业之间的协调配合

VAV系统不只是单一的空调系统, 它不但需要有完整的控制系统, 同时还涉及到设备动力电气系统。还有的VAV系统被并入大楼BAS (Building Automation System) 楼宇自动化系统。因此整个系统的实现需要各个专业之间的紧密配合。在施工开始阶段, 业主和监理的专业工程师就应该组织各个专业分包理清相互之间的结合点的技术要求。在施工过程中, 各专业须加强沟通, 相互检查, 以免产生因专业分工方面问题造成的漏洞, 在调试阶段才发现缺少控制点、通信协议不同等问题。

4 系统调试

VAV系统的调试需要分步进行, 每个步骤均有相应的技术要求, 且同时涉及多个专业, 需要各个专业共同配合。为提高调试效率, 需要有效地组织系统调试。

(1) 单机调试

VAV末端设备单机调试比常规风机盘管的调试有着更严格的要求, 调试的内容包括最大、最小风量的调整, 以及风口出风量的平衡。很多系统由于没有进行到位的调试, 在实际使用时出现了室内冷热不均、噪音过大等问题。

在调整风系统时, 要进行自控系统通信状况检查, 温控器偏差校验等工作。如果出现问题, 安装人员、调试人员须互相配合, 及时查明原因并予以解决。

对于AHU、水泵、冷却塔、冷水机组等设备, 在进行自动控制试验前必须先进行单机手动试验, 以免在与自控结合中出现故障时难以判断故障原因。在进行设备单机试验时, 需要请生产厂家的技术人员参与, 以便在出现故障时及时找到原因、采取相应的措施。

(2) 系统联动调试

在完成单机调试后, 按照系统运行的步骤开始系统调试。这个阶段的工作十分需要各个专业密切配合, 各自检查关键的设备和系统, 如监视运行状态、压力、噪音、电流等。如期间出现故障应及时通过对讲机沟通, 采取应急措施。由于空调系统涉及面广, 一旦出现质量事故影响较大, 因此每个设备、子系统启动运行时都应观察一段时间, 待其稳定后再进行下一步工作。

(3) 试运行调试

系统调试成功后, 需要进行连续试运行, 以检查系统稳定性。这一阶段仍需要施工和调试人员进行巡检, 以防设备出现故障。调试人员需要对室内的空调效果, 如温度、湿度、噪音等进行检测。自控调试人员需要对所有设备进行监控, 根据报警信息有针对性地检查系统及设备。试运行过程是对整个系统全面检查的过程 (在很多项目中, 这个阶段, 各个专业都在同步试运行) , 也是对整个项目是否达到了设计要求, 能否顺利通过验收的最后检验。

5 项目验收移交

项目通过验收后, 最关键的工作是对物业管理人员的技术培训。由于目前大部分的物业管理人员都未曾接触过VAV系统, 不了解系统的特点、运行的原理、维护的要求。培训不到位, 往往会使得正常的系统无法合理运行, 故障难以排除, 甚至导致了很多项目将VAV系统修改为定风量系统来使用;结果既没能实现节能的效果, 也无法正常达到智能化控制和空调使用要求。

在培训中, 系统承包商应提供完整的系统图纸和调试报告, 以及完整、易懂的说明书、操作指南等资料;对每个操作步骤进行演示和详细说明;对常见故障进行分析并传授解决方法;提供系统及设备维护手册。为达到更好的培训效果, 可组织物业人员参加更专业的VAV系统知识培训。

6 结束语

变风量空调总风量控制系统分析 篇3

关键词：变风量空调 总风量 控制 系统

VAV系统根据室内参数和控制区域空调负荷的变化情况，实现送风量的自动控制，在满足人们生产生活方面发挥重要作用，而且变风量空调系统具有结构简单、维修量小，使用寿命长等特点，因此对其总风量控制系统研究一直是业内人士研究的重要内容。

一、VAV系统控制环路

一个具有代表性的变风量空调系统由送风温度控制、新排风量控制、送回风量匹配控制、送风静压控制、室温控制共五个反馈控制环路构成。其中送风温度控制目的在于将空间内的气流组织维持在最佳状态，以防止空间内的气流组织紊乱；新排风量控制能将空间压力维持在正常水平，因此排风阀的开度大小应参考新风阀的而定；空调系统工作时送风量改变会引起送回风量差值的改变，因此将风量维持在平衡状态，可通过控制器进行调整；送风压控制常用方法有总风量法、变静压法和定静压法，运用总风量法时需计算出VAV系统末端装置总瞬时风量，并参考风道阻力和风机性能曲线特点，确定转速和流量之间的关系，控制器利用该关系对空气流量进行控制。变静压控制时应将阀门全部打开，并在保持风管中静压尽量小的基础上对送风量进行控制。不过该种方法控制操作比较麻烦，且系统稳定性不高，因此实际应用率并不高。定压控制时需将静压传感器测定值和设定值进行对比，通过控制器调节风管静压合和风机速度。空间温度控制由主控制和副控制回路之分，主控制回路先对比设定温度和空间温度的实际值，利用PI控制算法计算出输出风量值用于输入副控制回路。而副控制回路依据从主控回路输入值和末端装置的实际风量之间的差值，利用PI控制算法将结果传输到风阀执行器实现流量的控制。

二、变风量空调系统设计实例分析

1.实例概况

北方沿海城市某甲级写字楼总建筑面积22万平方米左右，高度240m其中楼上53层楼下3层，外部为钢结构框架，内部为剪力墙核心筒。另外，该沿海城市受暖温带大陆性季风气候影响。

2.空调系统设计要求

该写字楼空调系统设计要求较为复杂，要求高大空间周边区使用变风量全空气空调系统，会所区、地下车库、设备区运用全空气定风量送风系统，电梯厅、餐厅采用的空调系统为变风量全空气低速送风系统。

办公区分为内区和外区且均使用单风道变风量空调系统，并要求不同标准层设置东、西两个方向上的风系统，每个系统均包含3个朝向的房间。在空调系统末端安装单风道变风量末端装置，另外，为满足冬季工作要求，要求在外区安装热水加热盘管。

办公区中每层的两个空调机房中共安装4台变风量空调机组，且为双风机系统，并运用送回风机变频控制。每层空气通过百叶进行更新。另外，空调机组均安装全热交换器，以提高排风所带余热。

3.空调系统控制的实现

（1）VAV末端温度控制

该写字楼温度的控制主要通过由VAV控制器组成的主副环串级调节系统实现。其中主环是定值调节系统，且将室内温度作为主要参数，副环为随机调节系统且将风道空气流量作为副参数。工作时VAV控制器先对比室内和设定温度间的差值，利用PI控制算法将数据传输给副环，副环在VAV控制器控制下比较空气流量和由主环传输的数值，并在PI算法的控制下，通过末端装置对室内温度进行调节。

（2）送风量控制

该写字楼空调系统中，控制空调机组送风机方法为总风量控制法。该控制方法需计算出VAV末端总风量数据，即由空调机组中的控制器读取各末端风量，并计算出所需总风量。經大量研究证明转速和风机风量为近似正比关系。实际工作中如发现所需总风量对应的转速低于风机实际转速，表示风机转速较高应适当关小末端风阀；反之，应将风机转速适当调高。总风量控制法节能效果处在变静压和定静压法之间，且调节比较平稳和及时，因此在大型公共建筑中应用较为广泛。

（2）送回风量匹配和送风温度的控制

系统控制送回风量时主要根据送风机工作频率，控制回风机工作状态，以保证两者之间达到良好的匹配。另外，为保持送风温度的恒定通过传感器调节水阀的开闭。

（3）新排风量控制

控制新风阀主要运用二氧化碳浓度监控法，即在风管上安装二氧化碳浓度传感器以监测系统回风的二氧化碳浓度，并将其和设定值对比以控制新风阀的开度。系统运行中如发现二氧化碳浓度高于设定值会适当将新风阀调大，以达到减少室内二氧化碳浓度的目的。总之，在回风阀和排风阀参考新风阀开度的基础上共同维持系统风量平衡。

（4）防冻控制

冬季如盘管温度未达到防冻保护温度要求，防冻开关会发出警告，将加湿阀和新风阀关闭，并将热水阀调节至全开状态以避免盘管冻裂。

三、总风量调试分析

1.风机风量的测定

转速和风机风量存在近似的正比例关系，且在初调时能够测定出来。另外，也可向系统提供方索取。该项数据是控制系统总风量的重要参数，因此需认真测定以保证数据的准确性。

测定风机总风量时应在空调机组正常运行的基础上实施，即根据相关规范规定，在距离离异管件4～5倍管径位置处设置测定风量孔，将风量传感器安装其中，利用传感器的压差，获得管路中的风量。另外，如不使用风量测定孔应及时关闭。

2.系统风量平衡

变风量空调风机工作时，总风量的调节主要依据末端BOX需求总风量调节转速实现。不过实际调试时末端箱体风量不足的现象时有发生，为此，技术人员应根据实际情况进行调节，以保持系统压力平衡，常用方法有加装手动风阀、插节流孔板等。

3.新风量的控制

因空调系统运行时送入的房间风量处在变化之中，因此新风量的也会发生改变。而且有时总风量即便满足设计要求，但是真正到达房间的最小风量未必满足要求。同时，新风量的调节主要依据回风二氧化碳浓度，但是如系统使用走廊吊顶回风方式，回风管并未和所有空调房间连接，因此会给某些房间的控制质量造成影响。鉴于此种情况调试时应对系统总风量进行修正。并安装定风量箱或新风风量传感器，保证系统新风量满足设计要求。

四、总结

综上所述，变风量空调总风量控制系统主要依据末端设计风量确定风机转速，不但保证了系统工作稳定性，而且大大降低了调试难度。因此，应对变风量空调总风量控制系统进行研究，为该系统的广泛应用奠定了坚实的基础。

参考文献

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空调隔板安装专项施工方案 篇4

专

項

施

工

方

案

河南京大建设工程有限公司北京中铁科研院项目部

2018.3.12

中铁科研院1、2#楼外墙空调隔墙板安装

专项施工方案

一、项目概况：

1、工程名称：铁科院朝阳区酒仙桥北路1号院职工住宅项目

2、建筑层数、高度：本建筑地上为十八层，地下为三层，建筑高度为54.00m

3、结构形式为剪力墙结构，设计使用年限：50年。

二、编制依据

1、铁科院朝阳区酒仙桥北路1号院，职工住宅建设住宅项目2#楼建筑、结构图纸

2、<<冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002 <<建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

三、材料：

1、预埋件钢板采用Q235钢,型号分别为50*100*5mm，镀锌U型槽作为安装固定件，膨胀螺栓用M8*60mm

2、工程所用的固定件采用热浸镀锌，单面镀锌量不小于135kg/㎡。

3、上下缝隙填充粘接砂浆填满。

4、水泥板采用600*2700mm*10mm外墙轻体加气水泥板

防火等级：A1级不燃材料，密度：＞1.20g/cm3 含水率：＜10%，湿胀率：≤0.25%。

抗冻性：冻融循环，不出现裂痕、分层。

三、预埋件制作安装

1、选用的材料除须具有出厂合格证书外，在下料或制作安装前进行抽样检验。证明将符合规范要求的质量标准的材料方可使用。

2、安装缝达到规范要求，最大厚度不小于20mm。

3、预埋件安装位置弹好预埋板边线或控制线，保证预埋件安装位置准确，不能有扭转。埋板和与其接触面不平整，先打磨平整，再下预埋件。垫好垫片，拧紧螺母。埋件与墙体间隙不超2mm。

4、打孔过程中，如钻到钢筋，无法进行继续钻时，可以顺隔墙方向偏移位置。

5、预埋板安装完成后，待验收合格后做防腐处理。

6、水泥板与其它材料交接须用砂浆填满处理，缝隙在20mm左右。

7、水泥板安装时，须用专用工具切割放样试安装，大立面压小立面，以便加固。

8、板缝处理（外侧设计无保温）：先清理浮灰贴50mm宽玻纤网格带，转角隔墙在阳角处粘贴100mm宽（每边各50mm宽）玻纤布一层，压实，粘牢。

9、板缝处理（外侧设计有保温）：先清理浮灰贴50mm宽玻纤网格带，刮抗裂砂浆一道。

四、质量要求

1、隔板整体垂直度误差±10mm。

2、预埋件安装牢固不松动，并做防腐处理。

3、水泥板安装后，检查所有缝隙及板边是否完好，裂缝处应用砂浆填实压平。

4、板材安装应垂直、平整、位置准确，板材不应有断裂或缺陷。

五、施工安全事项

1、本項工程是外墙安装作业墙体高、施工难度大，安装机械只能使用吊篮升降运输，并且作业人员和材料全部依靠吊篮。

2、水泥单片板块自重在150公斤左右，最高处在54米，根据工程的特点，将600*2700mm的水泥板块从长边方向1分为2减轻板材的自重，给吊篮减少承重减轻荷载，确保施工安全。

3、在上吊篮前每天必须检查吊篮的所有部件的安全性、稳定性、可靠性全部达标使用灵活方可上人作业。

4、户外遇有5级及以上风力时，必须停止作业，严禁吊篮不作业时临空停放，严禁作业人员在吊篮上作业时跨越吊篮、临空够物超出人体的臂长。

5、临电闸箱必须做到一机一闸一漏保，不得超荷载用电，手用电动工具确保有防护装置、防尘、防水、防漏电。

六、其它（施工部位）1、1#楼3轴、9轴、13轴、19轴、23轴、29轴、34轴、40轴、44轴、50轴、54轴、60轴(1-18层)空调板隔断墙安装。2、2#楼 11轴、21轴、31轴、42轴（1-18）层空调板隔断墙安装

七、应急预案的编制

为贯彻《中华人民共和国安全生产法》规定的企业负有“组织制定并实施本单位的生产安全事故应急救援预案的职责”；执行《建设工程安全生产管理条例》第四十八条的规定：施工单位制定本单位生产安全事故应急预案；建立应急救援组织或者配备应急救援人员，配备必要的应急器材、设备。结合建筑施工企业的行业特点以及本工程的特点，当发生事故后，为及时组织抢救，防止事故扩大，减少人员伤亡和财产损失，制定本应急救援处理预案。应急预案的任务和目标

保证本工程安全顺利进行，给全体施工人员和施工场区周围居民提供更好更安全的环境；保证各种应急反应资源处于良好的备战状态；指导应急反应行动按计划有序地进行；防止因应急反应行动组织不力或现场救援下作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急反应行动的快速、有序、高效；充分体现应急救援的“应急精神”。

八、应急预案涉及的事故内容

本工程需要大量的吊篮垂直运输及安装机械，要保证其安全稳定； 高空作业人员还必将在高空存放构件，工人可能被落下的物体砸伤； 工人有可能在高出地面的结构上作业时坠落等；

现场的各种易燃材料、用电设备很多，施工人数多，防火工作必须居安思危； 根据以上工程特点和施工任务的分析，我们总结出本工程施工过程中可能发生的较大事故主要有：建筑质量安全事故、架体倒塌、高空坠落、掉物伤人、触电以及不可预见突发性事件等。

九、各项应急预案 1；触电应急预案

如发生触电事故，应迅速报告到项目经理部，并马上拨打急救电话120报告伤害类型，同时项目经理部立即启动应急反应预案，并通知上级相关领导。应急响应小组现场总指挥项目经理负责组织急救工作，首先切断电源，如附近无电源开关，应寻找干燥木方等绝缘材料，挑开带电体，或迅速呼唤到周围电工，电工可利用本人绝缘手套、绝缘鞋齐全的条件、迅速使触电人员摆脱带电部分，同时抢救人员应首先保证自己不被伤害，2；机械伤害应急预案

（1）如发生机械伤害，应迅速报告到项目经理部，对事故伤害严重者马上拨打急救电话120报告伤害类型，同时项目经理部立即启动应急反应预案，并通知上级相关领导。应急响应小组现场总指挥项目经理负责组织急救工作，为防止事故扩大首先应切断机械电源，使其停机后方可救人。（2）对轻度外伤者应及时用消毒药水对伤口进行清洗，然后再去医院进行进一步的治疗；

（3）对施工中出现的典型严重伤害类型按照以下方式进行急救：

1)发生断指、断手等严重情况时，对伤者的伤口进行包扎止血、止痛，进行半握掌状的功能固定，对断指、断手应用消毒或清洁的敷料包好，忌将断指、断手放入酒精消毒液中，并将其放入袋中，扎紧袋口，在袋的周围放冰块或用冰棍代替，速随伤员去医院抢救。

2)发生头皮撕裂伤害时，清洗伤口并涂红汞后用消毒大纱布块、消毒棉花包扎，压迫止血，使用抗菌素注射抗破伤风血清，预防感染。

3)发生骨折时，在不大幅度的挪动伤员的基础上，将伤员安放在担架上或地上，等待医生赶来救治。

4)发生物体击穿身体部位时，可以先止血，然后急送医院，由医务人员进行进一步的治疗。

河南京大建设工程有限公司

北京中铁科研院项目部

变风量空调系统工程调试实例 篇5

本文主要对我们近年来完成的几项大型VAV系统工程的调试进行了总结,希望与同行共同探讨,以共同提高智能化行业VAV系统工程的调试水平。

变风量空调系统(Variable Air Volume,简称VAV系统)与传统的定风量空调系统相比,它的“变”体现了两层含义:空调系统的总风量可变;空调区域内末端装置的一次风送风量可变。系统通过空调机组风机变频以及在空调区域末端装置加装调节阀实现了变风量,根据使用者的需求按需提供风量,从而使空调系统效率极大提高,耗能减少,是一种值得大力推广的空调系统。

相对于传统的风机盘管FCU系统,VAV系统属于全空气系统,可以实现全新风运行,使空气质量得到保证。同时它易于改造的特点也使得系统运行成本极大减少,虽然初始投资较高,但从建筑寿命全周期来看,系统的性价比较高。

随着压力无关型末端装置的出现和风机变频技术的成熟,特别是上世纪90年代后BA系统在空调领域的应用和普及,更使变风量空调技术日趋完善。目前国内新建建筑已大规模使用了VAV系统,但由于VAV系统的工程调试相较于一般空调系统显得非常复杂,所以能够成功完成VAV系统的调试成为衡量一家公司技术实力的重要依据。根据我司多年来实施VAV系统的工程经验,下文将分享我们在VAV系统调试领域的经验心得。

2 VAV系统调试

一个成功的VAV系统项目需要土建、暖通、机电、智能化、装修等多家单位的协同配合。系统设计合理、设备选型准确、工程技术要求清晰、工程实施方案合理,最重要的是它的运行维护专业及时,这些都是VAV系统能够成功运行及达到设计目标的基础,而调试则是联系各种因素的纽带,VAV系统调试需要多家单位的通力合作,使调试过程中的信息反馈能够得到及时的处理。

2.1 VAV系统调试流程

VAV系统的调试有别于传统空调系统,它不是在设备安装后开始,而是在设备在工厂时就开始了,VAV系统的调试贯穿了它从工厂到交付用户的全过程。

通常情况下,VAV系统的调试流程如图1所示。

其中VAV末端风量标定、风平衡调试、系统联动调试对VAV系统的运行起到最直接的作用,本文将从这三个方面重点阐述。

2.2 VAV末端风量标定

VAV末端装置由箱体等机械部分与控制器等电气部分组成。机械部分包括箱体、风阀、风速传感器以及其他附属器件。电气部分包括室温传感器、控制器、模数转换器、执行器等,一般由楼宇自动化公司提供。VAV末端的整体性能不但依赖各部件的质量,更依赖它们之间的组合效果。在早期某些工程建设时,将VAV末端装置与控制系统分开招标,分别订货,箱体与控制系统在现场组装、现场风量标定,装置测定风量与实际风量误差很大,难以达到设计效果。因此,在这之后的VAV系统工程建设时,基本上将VAV末端装置的箱体与自控设备作为一个包进行招标。自控设备供应商将控制器提供给末端装置供应商,在末端装置生产厂内将控制装置安装在末端装置箱体上,并在试验台上进行整定测试,整定测试中最主要的步骤就是风量标定。

VAV末端装置整定测试不但包括一次风风量与风速传感器输出变量之间的关系(即风量标定),还应包括装置箱体漏风量测试、装置的压力无关性能测试、控制精度测试等。本文主要对风量标定进行论述。

通常情况下,VAV末端风量标定的流程如图2所示。

通常情况下,VAV控制器厂商会提供标准程序以及标定软件,具体使用方法可参考厂商提供的技术资料。

(1)设置末端参数

根据VAV末端规格设置风阀面积、最大/最小风量。

(2)风速传感器校准

校准的目的是对风速传感器精度进行标定,同时测定VAV末端装置风速传感器压差变化带来的传感器读数变化规律。

确保测试平台无风,传感器校零位。

逐步调节送风机频率,同时记录送风机频率、喷嘴(或孔板)的压差值以及传感器的读数。利用有精度要求的喷嘴或孔板流量测量装置的测试数据对应的风速传感器读数,对风速传感器的流量特性进行标定,求得修正系数。

(3) K值法标定风量

K值表示风量特征系数,通常情况下用在使用毕托管式风速传感器的VAV末端风量标定中,控制器会要求输入K值从而换算出风量,叶轮式风速传感器可直接测量到风速,无需换算。标定软件中一般可直接进行K值计算,通过平台给定风量,再将实测值输入软件即可。

(4)风量压力无关性测试

测试目的是在风管压力变化的情况下,测定压力无关控制器对风量的控制性能。

调节送风机频率,使末端装置的入口静压值在等于最小入口静压值+187Pa时达到额定风量。调节末端装置入口静压值到最大允许静压,测得与此静压值对应的风量。然后,调节末端装置入口静压值到最小入口静压,测得该静压值与对应的风量,计算偏差。

调整送风机转速,使风量达到50%设计风量,并重复以上步骤。

绘制VAV末端装置控制器压力无关控制性能曲线。

(5)标定数据报告

通常情况下,标定软件具有输出标定数据的功能,如无此功能,则应进行人工记录保存。此报告会与VAV末端装置一并提供给自控系统实施单位。

2.3 VAV系统风量平衡调试

在VAV末端装置安装到位后,会进行风量平衡调试,调试的目的是使同一系统内的VAV末端全部达到设计风量要求,不会出现风量过大或过小的现象。

风量平衡调试人员通常应包括自控系统施工人员以及暖通系统施工人员。

在调试前应确保以下的安装和调试任务已完成:

(1)空调系统风水电设备安装调试完毕,具备试运行条件;

(2)完成变频风机的安装与调试;

(3)完成风管的安装与调试并符合验收规范;

(4)风系统要求清洁并安装过滤器,以免影响风速传感器等设备的运行;

(5)将风系统中的手动风阀全部开到最大位置;

(6)确认VAV控制器已进行风量标定;

(7) VAV末端按规范安装;

(8) VAV控制器按规范接线并经过通信与电气测试。

通常情况下,_VAV系统风量平衡调试的流程如图3所示。

(1) VAV控制器设置

通过厂商提供的调试软件对VAV控制器进行必要的设置,确保全部VAV控制器已在线并正常工作。将所有VAV末端风阀强制开启至最大位置。

(2)风管系统静压调试

安全启动变频风机,为防止极端情况发生,通常在主风管设置静压极限值监测点,以免发生危险。

逐级提高风机转速,通过调整风管中的手动阀门使所有VAV末端的入口静压符合要求,通常在125～375Pa。

(3) VAV末端风量平衡

测量VAV末端一次风量,推荐使用集风罩,与通过软件测量的风量值比较,并调整误差。通过调整风管中的手动阀门使所有VAV末端风量满足设计要求。

对于极端情况,如变频风机已达到最大转速,但仍不能使风量达到平衡,则需调整风机传动比,进一步提高风速。

(4)记录数据

通过调试软件生成数据报告或人工录入调试数据。

2.4 VAV系统联动调试

在经过单体调试与风平衡调试后,接下来就要进行VAV系统的联动调试。

VAV系统的联动调试主要是通过在线获取到VAV末端的参数后,经过逻辑运算得到空调机组的控制值,控制空调机组送风温度以及送风量,从而达到变风量系统设计的初衷。空调系统的风量控制是VAV系统最主要的控制内容之一。对于VAV系统,常见的风量控制方法主要有:定静压法、变定静压法、总风量法和变静压法。这几种控制方法的对比见表1

变风量空调施工方案 篇6

变风量空调系统具有突出的节能优势,并且有舒适灵活、装机容量小的特点,但是在变风量空调系统的运行中,控制系统的品质不仅关系着系统节能效果,且影响系统的稳定性。总风量控制法直接根据末端装置的设定风量计算出要求的风机转速,具有某种程度上的前馈控制含义,而且省去了静压控制回路,提高了控制系统的稳定性。但由于末端动作频繁、通信量大、控制复杂而一直处于研究完善阶段。

本文提出一种采用总风量控制法对多区域变风量空调控制系统联动调节的控制方案。并针对一个典型两层建筑进行变风量空调系统建模和控制系统仿真,仿真结果表明系统具有较好的跟踪能力,自适应性和鲁棒性较强。

1 空调系统描述

本文研究对象为一典型两层建筑,长、宽、层高分别为42m、24m、3.5m,被控空调室长、宽、高分别为4.5m、4.5m、3.5m。夏季室外计算干球温度33.2℃;相对湿度64%;夏季室内设计温度24~26℃;相对湿度50%~60%。人员密度为8m2/人,使用系数为0.85。照明及设备负荷为65W/m2,同时使用系数为0.9。经过负荷计算可知总送风量G=50000m3/h。采用露点温度送风法求得送风温度[1]。在求得新风量后便可得混风空气状态点,即表冷器处理前空气状态,由效率系数法[2],对表冷器选型。易可求得空调系统其他参数。空调系统如图1所示。

VAV(Variable Air Volume)空调系统是通过改变送入室内的送风量来实现对室内温度调节的空调系统。常用的总送风量控制方法有:定静压(CPT)控制法、变静压(VPT)控制法、总风量控制法。

其中总风量控制法由清华大学戴斌文[3]通过对压力无关型变风量末端的分析得出,由末端控制环路得到各端的设定风量,所有末端设定风量之和为当前要求的总风量。它的特点是:在控制系统形式上避免使用压力测量装置,减少了一个风机的闭环控制环节,提高了控制系统的可靠性;它是直接根据设定风量计算出要求的总风量,具有某种程度上的前馈控制含义。但总风量控制法的风机和末端之间耦合度相对较大,致使末端频繁动作,造成系统的不稳定。

本文由于对末端装置采用神经网络预测控制,具有很强的抗扰动能力,实现快速调节,保证了系统的稳定性。

2 空调对象建模

2.1 表冷器模型

根据能量守恒定律,单位时间内表冷器的热量变化=空气单位时间内带入的热量-水在单位时间内带出的热量,得其热平衡方程式如下[2]

式中各参数为Mc表冷器的质量,kg;Cc冷器的比热容,kj/(kg℃);θc表冷器的温度,℃;Ga表冷器的空气流量,m3/s;ρa空气密度,kg/m3;Ca空气的定压比热容,kj/(kg℃);θa.i、θa.o表冷器的进风、出风温度,℃;Gw表冷器的冷冻水流量,m3/s;ρw冷冻水密度,kg/m3;Cw冷冻水的定压比热容,kj/(kg℃);θw.i、θw.o表冷器的进水、出水温度,℃;αa表冷器风一侧的换热系数,k W/(m2℃);Fa表冷器风一侧的换热面积,m2;Ga.f、Ga.b新风、回风流量,m3/s;θa.f、θa.b新风、回风温度,℃。

根据上述方程组可导出表冷器的动态微分方程为:

根据上述方程可建立表冷器的动态数学模型仿真图如图2所示。

2.2 房间模型

被控对象空调房间通常具有较大的热容量、多容且存在纯滞后等特征,理论上建立这样的数学模型是比较困难的。为了方便研究,作如下简化:忽略维护结构的蓄热;内部各点温度均匀一致;按集中参数来处理,不考虑室温的滞后,则根据能量守恒定律[3,4],可得动态方程为

式中,ρi、ρo、ρs——分别为室内、室外、送风空气密度(kg/m3),并近似认为ρs=ρi=1.2kg/m3;ci、co、cs——分别为室内、室外、送风空气比热(kj/kg℃),并近似认为cs=ci=1kg/℃;θi、θo、θs——分别为室内、室外、送风空气温度(℃);Gr——送风量(m3/s);V——房间体积(m3);R——外围护结构总传热热阻(℃/k W)。

若空调室长、宽、高分别为4.5m、4.5m、3.5m。热阻倒数1/R=0.065k W/℃,则房间模型仿真图如图3所示。

3 空调控制系统控制器设计

3.1 PID控制器

根据表冷器的动态方程可知其为线性系统,故选择常规的PID控制方式。PID离散位置控制算法为

式中KP、TI、TD分别为调节器的比例增益、积分时间、微分时间,T采样周期。

3.2 神经网络预测控制器

由于末端动作频繁、控制复杂的问题,房间的控制采用了神经网络预测控制方法。应用非线性神经网络模型预测系统未来性能,然后控制器计算控制输入,在指定时间内,控制输入使得系统性能最优。

模型网络采用常用于系统辨识的带有输入延迟链的双层网络结构,预测控制采用滚动式的有限时域的输出优化,预测控制的每一步,都检测实际输出并与基于预测模型的预测值相比较,以此修正模型预测的不确定性,然后进行新的优化。相应的末端房间空调控制系统结构如图4所示。

模型预测分两步。首先建立一个非线性被控对象的神经网络预测模型,然后控制器利用此系统模型预测未来系统性能。利用预测模型,可由控制输入,预报出被控系统在将来一段时间范围内的输出值。则非线性优化器将使如下二次型性能指标极小,即得到最优控制时的最优性能函数为:

式中,为未来时刻系统期望输出与预报输出的误差;为未来时刻的控制增量,j=N1,N1+1,…,N2

其中,u为控制信号,yr为期望响应,ym为神经网络响应。N2最大输出预报区间,表明了待优化的未来输出需要被跟踪的时间范围。Nu是控制长度,表示未来要纳入考虑的时间控制范围。ρ为加权因子,表示控制能量对优化指标的贡献度。

4 空调控制系统仿真

4.1 仿真模型创建

设夏季室外温度为33.2+3sin(2πt/3600)℃。其中包含了幅值为3℃,周期为3600s的正弦扰动,设总风量为多步阶跃扰动,阶跃幅值在10%左右。执行器、变送器可近似为比例环节。根据图2模型进行表冷器控制系统仿真,PID调节器选正作用方式,得到调节器参数为Kp=980,TI=7539。

末端装置选用美国开利公司生产的Moduline系列产品,设定房间噪声级别为NC35,房间效应为8d B。选取的三个空调室参数为:

1)R1:面积为4.5×4.5m2,热阻倒数1/R=0.065k W/℃,选用3台37AG末端装置;

2)R2:面积为9×6m2,热阻倒数1/R=0.207k W/℃,选用10台37AG末端装置;

3)R3:面积为15×12m2,热阻倒数1/R=0.433k W/℃,选用20台37AH末端装置。

若室内热源阶跃扰动的最大幅度不低于25%。执行器、变送器近似为比例环节,并将变送器的增益折算在控制器中。V A V末端最小阀位开度为30%。则总风量扰动算法为各房间实际风量与设计风量之差求和,即

式中,Grj为空调室Rj的实际风量;Gsrj为空调室Rj的设计风量,∆Ga为总风量的扰动。

风机的总风量为空调系统设计风量与扰动风量之和,即

其中Gsa为系统设计风量。

回风温度为各房间室内温度与房间风量权重积的和,即

其中θrj为空调室Rj的温度,Ta.b为回风温度。

房间模型网络采用带有输入延迟链的双层网络结构[9,10],隐层节点为7个。根据式(6)所求得的房间动态模型,如图3所示模型结构,生成训练样本,使用Levenberg-Marquardt算法训练网络,得到预测模型。本文设置最大训练步数设为10000,训练结果显示:网络在训练了9997次之后达到目标误差。

非线性优化器的关键是预报区间和控制加权因子的设置,分别设置为9和0.005。

分别对各房间设计相应的子控制,并封装构成多区域VAV空调系统仿真图如图5所示。

4.2 仿真结果分析

将多区域空调室之间及其与表冷器间存在的耦合均视为各个控制环节的扰动因素,故在对表冷器、空调室分别进行控制得出满意的动、静态性能的基础上,进行区域空调系统的联动调试仿真。

对各房间的辨识应得到足够多和广的学习样本,以保证得到神经网络预测模型的正确性;并用测试样本来检验预测模型的泛化能力。由预测模型和非线性优化器实现预测函数控制,从而得到期望的控制量。

若空调房间的初始值为33.2℃,各空调房间在室外温度、室内热源、送风温度的多重扰动下,VAV空调系统中各空调房间的跟踪特性如图6所示,跟踪误差分别不超过。如房间R3在2800s时,给定温度由24℃升至26℃,调节过程在500s以内,静差小于0.15℃,经过两次振荡在约3200s时趋于稳定,调节时间较短,动态偏差很小,稳定性很好。

表冷器的空气温度初值均为33.2℃,在新风温度、总送风量、回风温度的多重扰动下,VAV空调系统仿真结果如图7所示,表冷器出风温度的跟踪误差0.1℃。

由图7看出系统总风量在2800s有一个明显的下降;系统回风温度在2800s也有明显的变化,表现为原来的下降趋势迅速变缓并出现小的波动。

5 结论

本文对典型两层建筑设计了多区域变风量空调系统,应用总风量控制法进行联动控制仿真,表冷器采用常规的PID控制算法,对各空调房间使用神经网络预测控制算法。仿真结果表明该多区域变风量空调系统具有很好的控制品质,控制系统具有较强的跟踪能力,抗干扰能力较强,对时变、非线性等特性具有良好的鲁棒性和自适应性。

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