上海某大厦空调设计

2024-11-07

上海某大厦空调设计（精选3篇）

上海某大厦空调设计篇1

1 工程概况

该项目位于上海浦东新区陆家嘴金融贸易区内，是一座集商业、餐饮、办公、酒店为一体的综合性超高层建筑，见图1。

大楼总建筑面积108 884m2，总高度164m。地下2层，地上38层。

地下2层为汽车库、职工餐厅、锅炉房（局部2层和1层溴化锂机房相通）、自行车库及一些管理用房；地下1层为汽车库、变配电所、溴化锂机房、冷冻机房、水泵房、消防泵房、换热器、垃圾房、电话机房及一些管理用房。

地上1层～4层裙房为商场、餐饮。共二幢塔楼，其中一号塔楼为万豪（Marriott）集团五星级酒店式公寓，A号塔楼为5A甲级智能写字楼。塔楼的5层、22层为避难与设备层。1层～21层定为低区，23层～38层定为高区。

2 设计参数

夏季室外计算干球温度34℃,湿球温度28.2℃；冬季室外干球温度-4℃，相对湿度75%。

结合万豪集团全球设计标准并兼顾国内相关节能规定，确定室内设计参数见表1。

3 空调设计

3.1 空调负荷及冷热源

空调冷负荷为102 45kW，热负荷为5 960 kW。冷冻机房集中设置在地下一层机房内，内设2台2907 kW(827RT/H)溴化锂直燃机组、3台2 109 kW(600RT/H)离心式冷水机组同时提供冷源。空调系统划分为高、低二个区，低区空调系统末端由地下机房直接提供6℃～11℃冷冻水，高区空调系统末端分别由二幢塔楼22层设置的板式换热器间接提供7℃～12℃冷冻水。低区热源由溴化锂直燃机组直接提供54℃～60℃热水，高区利用蒸汽热源经位于22层的板式换热器分别提供54℃～60℃热水。

空调主机房设备布置平面图见图2。

注:1—离心式冷水机组;2—直燃式溴化锂机组;3—离心式冷水机组冷冻水泵(三用一备);4—溴化锂冷水机组冷冻水泵(二用一备);5—溴化锂机组热水泵(二用一备);6—热源分水器;7—热源集水器;8—冷源分水器;9—冷源集水器。

3.2 空调水系统

本项目水系统虽然较大，但通过计算各-水量及水阻力相差不大，故水系统采用一次泵系统，水泵与冷冻机、溴化锂直燃机组、板式热交换器一一对应；膨胀水箱选用开式，低区设在22层，高区设在屋顶层。为保证空调水质，冷热水管道各采用一套自动加药装置。

经与业主协商，水系统采用四管制，以满足各房间独立的冷热需求。

根据功能不同，负荷侧水系统分为办公高区、办公低区、公寓高区、公寓低区、裙房五个大的分区。各分区冷热水支路由分集水器引出，各支路回水干管上均设置平衡阀。

水系统原理图见图3。

注:1—离心式冷水机组;2—直燃式溴化锂机组;3—离心式冷水机组冷冻水泵(三用一备);4—溴化锂冷水机组冷冻水泵(二用一备);5—溴化锂机组热水泵(二用一备);6—热源分水器;7—热源集水器;8—冷源分水器;9—冷源集水器;10—热水板式换热器;11—冷水板式换热器;12—高区热水泵;13—高区冷水泵。

3.3 空调方式

裙房单间商铺、餐饮包房均采用风机盘管加新风系统。商场、餐厅、美食街采用全空气系统。

一号塔楼（公寓）采用风机盘管加独立新风系统。由于业主对室内噪声要求较严格，风机盘管噪声值经相关声学部门检测合格后再行购买。所有风机盘管设回风箱，回风箱上设过滤网。新风空调箱每层设置一台，送风机采用变频，空调季节满足2 500m3/h最小新风量,过渡季节风量增大到4 000m3/h，以更好的节能及满足卫生要求。新风竖井以22层为分隔,成二段，每段分设2台送风机，低区设置在5层、22层，高区设置在22层、屋顶层。风机均采用变频。

A号塔楼（办公）空调方式与一号塔楼类似，只是新风空调箱空调季节风量为3 000m3/h,过渡季节5 000m3/h。

空调机组、新风机组均设置粗、中效过滤器及蒸汽加湿装置。

4 通风设计

1）地下停车库设机械排风系统（兼排烟系统），排风量按每小时6次计。地下一层进风采用车道自然进风；地下2层采用机械进风，进风量按每小时5次计算。送、排风机均设置在风机房内。

2）地下室各设备用房均设送排风系统。

3）溴化锂机房和锅炉房设置独立的送、排风系统，送、排风量按有关规程计算公式确定。可同时满足机组运行与停运时的通风量要求。

经消防部门提议，溴化锂机房同锅炉房设置成部分相通，合用一个泄爆口与直通室外的安全出口。送、排风管进出机房处设置电动防火阀，与性能可靠的燃气报警系统联动，达到一定浓度后，可切断所有阀门，电动防火阀关闭。送、排风管穿越其它房间处用土建楼板封隔。

4）一号塔楼（公寓）各套房厨房、卫生间和洗衣房分别设置独立的通风系统，每间卫生间及洗衣房加设排气扇，排风分高地区，经由竖井低区排至22层，高区排至屋顶并集中后由总排风机排至室外。

厨房总排风机前设油烟过滤器，以满足环保要求。

5）两座塔楼高、低区分设过渡季节排风机，低区风机设置在22层，高区风机设置在屋顶层。

6)A号塔楼（办公）卫生间、开水间设独立排风系统。

7）裙房卫生间设独立排风系统。设过渡季节排风机，一部分利用中庭排烟风机兼排风，另一部分利用设置在5层的排风风机。

5 防排烟设计

1）楼梯间及其消防合用前室分别设加压送风系统，独立前室楼梯间仅楼梯间设加压送风系统。

2）地下停车库设机械排烟系统（兼排风系统），每层为一个防火分区，二个防烟分区。地下一层火灾采用车道自然补风；地下二层采用机械补风，进风量满足火灾要求。

3)A号塔楼（办公）因外窗无法满足2%开窗面积，故设机械排烟系统。

4）一号塔楼（公寓）内走道采用机械排烟系统。按照万豪要求，该走道设补风系统，补风量不小于排烟量的50%。

5）裙房中庭采用机械排烟方式。底层除大堂外其余均设机械排烟。2层～4层商场、餐饮除满足2%开窗面积采用自然排烟方式外，其余均设机械排烟系统，利用空调箱送风作为补风，送风口适当远离排烟口。

6）进出机房及重要的、火灾危险性大的房间的风管、穿越防火分区风管、垂直排风立管与支管交接处的水平支管、穿越变形缝的两侧风管均设70℃熔断防火阀。

7）排烟风机入口处、排烟系统的排烟支管上以及排烟管穿越防火墙时均设280℃熔断防火阀。当排烟风机入口处防火阀熔断时，联锁关闭排烟风机。

6 自动控制

6.1 机房控制

机房冷热源侧冷、热水分集水器之间分别设置自力式压差旁通阀，自动维持分集水器之间压差在规定值。

供回水总管上设置温度传感器及流量计，根据所测得的供回水温差及流量计算建筑冷热负荷，并依此控制冷水机组、冷却塔、热交换器和相应水泵运行台数。

溴化锂机组总供回水管上设置电动碟阀，用于供冷或供热的管路切换。

离心式冷水机组及溴化锂机组自带控制装置，用于维持出水温度恒定。板式换热器出水管上设置温度传感器，根据出水温度控制蒸汽管上电动两通阀的开度，以维持出水温度恒定。

6.2 末端控制

空调箱回风管及新风箱出风管上设置温度传感器，根据设定温度，采用比例积分方式控制冷热水管上的电动调节阀开度，从而控制室内温度。空调箱、新风箱还设置过滤器压差报警装置。

空调箱、新风箱内设蒸汽加湿器，根据出、回风相对湿度调节加湿量用于控制房间相对湿度。

风机盘管水管路上设置电动两通阀，根据室内温度开闭，以维持室内温度。风机盘管温控器设高、中、低三速开关，冬夏转换采用手动方式。

7 结语

本工程自2003年开始设计，期间公寓部分根据业主方意见几次调整，2005年进行装饰设计，2006年春季开业。经过两个供冷季及一个供暖季的运行，各区的空调效果基本上达到了设计要求。笔者有如下体会。

1）当业主方为著名外资公司或者具有外资背景时，他们对自己的项目往往有全球统一的标准或要求。有些要求与我们国内的习惯做法不同，甚至与我们的规范相悖。设计师要充分解读他们的要求或者标准，并与业主方机电代表充分交流，在不违反国内规范的情况下尽量满足他们的要求或给出合理的建议。

2）在与装饰工程师进行配合时，装饰专业往往从装修效果出发要求空调专业改变送回风口位置或者风口型式，而且能得到部分业主的支持。当这种改变有损空调的气流组织或者空调效果时，空调工程师要据理力争。在此，笔者也呼吁广大业主，房间的室内温湿度环境与装饰效果同等重要。

参考文献

[1]GB50009-2003采暖通风与空气调节设计规范[S].

[2]GB50045-2095高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].

某大厦中央空调节能改造方案篇2

2010年国办发[2010]25号文《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》指出:合同能源管理是发达国家普遍推行的、运用市场手段促进节能的服务机制。2009年, 全国节能服务公司完成总产值580多亿元, 形成1350万吨标准煤的年节能能力, 对推动节能改造、减少能源消耗、增加社会就业发挥了积极作用。加快推行合同能源管理, 积极发展节能服务产业, 是利用市场机制促进节能减排、减缓温室气体排放的有力措施, 是培育战略性新兴产业、形成新的经济增长点的迫切要求, 是建设资源节约型和环境友好型社会的客观需要。

2010年发改委制定的《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》, 文件中提出实施合同能源管理项目的节能服务公司将获得减免税收、资金支持、会计制度、金融服务等四个方面的政策支持。

1 项目概况

北京某5A级写字楼于2003年建成并投入使用, 总建筑面积为12.6万平方米。采用集中空调系统, 空调总面积达9.2万平方米。现阶段写字楼出租率在95%以上。对该大厦进行调研后, 我们对大厦的总体能耗情况有了大致了解。在大厦的整体能耗中, 中央空调系统占能耗总量的40%、照明用电占25%、办公用电占20%、动力用电占15%左右, 大厦的总耗能支出大概是每年1265万元。大厦主要耗能设备是中央空调系统, 它的能耗支出大概是每年300万左右。

该大厦的中央空调制冷系统配有离心式制冷主机3台, 螺杆式制冷主机1台以及90kW低区冷冻水泵5台, 37kW高区冷冻水泵3台, 55kW冷却水泵3台, 45kW冷却水泵1台, 11kW冷却塔风机7台。现采用制冷主机随机配备的控制系统进行联控, 水泵均采用星三角降压方式启动。

2 节能改造方案

在上述政策的支持下, 该大厦通过建筑物节能管理系统, 采用强弱电一体化的手段, 对大厦中央空调制冷系统进行节能改造。

2.1 系统原理

建筑物节能管理系统采用分布式构架、模块化设计, 其核心是模糊控制器及其控制软件。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制, 是近几年发展起来的新型控制技术, 尤其适用于中央空调这样复杂的、非线性的和时变性的系统控制。

系统以设备能效跟踪为核心, 以基础能源统计和管理为手段, 将制冷系统能耗设备的运行信息、能耗数据、故障信息及环境参数进行跟踪采集、统计分析, 进而运用现代模糊控制技术, 实现冷冻水系统的模糊预期控制、冷却水系统的自适应模糊优化控制和主机系统的间接 (或启停) 控制, 实现空调冷媒流量跟随负荷的变化而进行动态调节, 确保整个空调系统始终保持高效、协调地运行, 从而最大限度地降低空调系统能耗。

图1中所示的模糊控制器由模糊化接口、数据库、规则库、推理机、解模糊接口等构成。它的输入变量都选用受控变量, 能够比较准确地反映受控过程中输出变量的动态特性。对于中央空调节能控制系统而言, 受控变量是由系统的供回水温度、流量及压差等造成的。

当中央空调系统负荷变化造成空调主机及其水系统偏离最佳工作状况时, 模糊控制器根据数据采集得到各种运行参数值, 如系统供回水温度、供回水压差、流量及环境温度等。经推理运算后输出优化的控制参数值, 对系统运行参数进行动态调整, 确保主机在任何负荷条件下都有一个优化的运行环境, 始终处于最佳运行工况, 从而保持效率最高、能耗最低, 实现主机节能10%~30%。

2.2 系统构成

本系统主要由模糊控制柜、水泵智能控制柜、风机智能控制箱、现场模糊控制箱、各种传感器件以及系统软件组成, 如图2所示。

2.3 模糊控制器

模糊控制器包括1台模糊控制柜和1台现场模糊控制箱, 模糊控制柜内配置智能模糊控制单元1套, 工业控制计算机1台, 通讯协议转换单元1套, 数字量接口单元4套, 保护单元1套以及系统软件1套。现场模糊控制箱内配置传感器接口单元2套, 铂电阻输入单元2套。

模糊控制柜与现场用通信线缆、水泵智能控制柜、风机智能控制箱、现场模糊控制箱以及原有的空调启/停控制柜连接。

模糊控制器系统通过协议解析, 可与以上各控制柜进行通信, 通过对空调系统进行全面的参数采集, 实现对空调系统运行的集中监测、控制和管理。

2.4 冷冻水模糊控制系统

建筑物节能管理系统对空调冷冻水系统采用最佳输出能量控制, 在保证空调服务质量的前提下实现水泵的最低能耗。当环境温度、空调末端负荷发生变化时, 冷冻水供回水温度、温差、压差和流量也随之变化, 流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器, 模糊控制器依据独创的预期算法和所采集的实时数据及系统的历史运行数据, 实时计算出末端空调负荷所需的制冷量以及冷冻水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值, 并与检测到的参数值进行比较, 根据其偏差值利用现代变频调速技术, 调节冷冻水泵的转速, 改变其流量使冷冻水系统的温差、供回水温度、压差和流量运行确保在模糊控制器给定的最优值。

在中央空调低区循环系统中, 模糊控制系统设置标准水泵智能控制柜5套, 每套配置90kW变频器1台, 分别控制5台90kW低区冷冻水泵;智能模糊控制单元、智能数字单元各1套。高区循环系统中, 模糊控制系统设置标准水泵智能控制柜3套, 每套配置37kW变频器1台, 分别控制3台37kW高区水泵;智能模糊控制单元、智能数字单元各1套。每台变频器、水泵智能控制柜、控制单元及各管路上的传感器通过传输线路与模糊控制柜连接。

原电机控制柜内的主电路不变, 断开原控制柜进线断路器与启动主电路的导线连接, 加导线改接至对应水泵智能控制柜的进线端, 水泵智能控制柜的出线再返回原电机控制柜, 与启动主电路连接, 原控制电路的进线仍接至进线断路器的出线端, 当需做能耗比较测试或变频器因严重故障短时间内不能恢复或置换时, 可方便快捷地切换为原工频状态运行。

模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据, 计算出负荷需用制冷量及最佳温度、温差、压差和流量值, 并与检测到的实际参数作比较。根据其偏差值控制冷冻水泵的转速, 改变其流量使冷冻水系统的供回水温度、温差、压差和流量趋于模糊控制器给定的最优值。

当原电机控制柜启动完毕后, 启动完毕信号送至模糊控制器, 由模糊控制器向对应的变频器发出指令, 变频启动冷冻水泵。冷冻水泵启动后, 按模糊控制器输出的控制参数值, 调节各冷却水泵变频器的输出频率, 控制冷却水泵的转速, 使系统在保证末端空调用户舒适需求的同时, 可实现最大限度的节能。机组运行时, 如果冷冻水出口温度、流量或供回水压差出现异常, 系统送出报警信号并采取相应的保护措施, 保证空调主机的安全正常运行。

2.5 冷却水模糊控制系统

建筑物节能管理系统对中央空调冷却水及冷却风系统采用最佳效率控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时, 中央空调主机的负荷率将随之变化, 主机冷凝器的最佳热转换温度也随之变化。模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据计算出主机冷凝器的最佳热转换温度及冷却水最佳进、出口温度, 并与检测到的实际温度进行比较。根据其偏差值, 利用现代变频调速技术, 动态调节冷却水的流量, 使冷却水的进、出口温度接近模糊控制器给定的最优值, 从而保证中央空调主机随时处于最佳效率状态下运行。

冷却系统中根据水泵数量, 模糊控制系统设置标准水泵智能控制柜3套, 每套控制柜内配置55kW变频器1台, 分别控制3台55kW冷却水泵;设置标准水泵智能控制柜1套, 配置45kW变频器1台, 控制1台45kW冷却水泵。智能模糊控制单元、智能数字单元各1套。每台变频器、水泵智能控制柜、控制单元及管路上的传感器经传输线路与模糊控制柜连接。

对冷却水泵的接线方式及控制方式与对冷冻水泵的方式完全相同。冷却水泵启动后, 按模糊控制器输出的控制参数值, 调节各冷却水泵变频器的输出频率, 控制冷却水泵的转速, 动态调节冷却水的流量, 使冷却水的进、出口温度接近模糊控制器给定的最优值, 从而确保中央空调主机随时处于最佳转换效率状态, 从而实现冷却水泵和空调主机在最佳工况下节能运行。

由于模糊控制器设定了冷却水泵的最低运行频率, 该频率值略大于中央空调主机冷却水允许最低流量时对应的冷却水泵运行频率, 确保了中央空调主机冷却水的安全运行。机组运行时如果冷却水出口温度超过高限温度, 系统送出报警信号并采取相应的保护措施, 保证制冷主机的安全正常运行。

3 节能效益分析

通过统计、计算和预测, 应用建筑物节能管理系统对该大厦中央空调制冷系统改造后的节能效益分析如表1所示。

根据上述分析, 该大厦进行制冷系统改造后, 从社会效益上看, 节能效果显而易见, 从经济效益上看, 每年节约运行电费85.56万元。这种巨大的经济收益也使得合同能源管理的双方——节能服务企业和大厦物业管理方有了可靠、坚实的合作基础。

此外, 该大厦中央空调制冷系统改造除了带来巨大的社会效益和经济效益外, 还通过使用变频调速系统, 辅助调节治理设备, 减少了水泵启动时对电网的冲击, 也减少了水泵的磨损, 延长了水泵的寿命, 从而节约了一定的维修成本。

摘要：北京某大厦运营单位响应国家节能政策, 通过合同能源管理方式对中央空调制冷系统进行改造。大厦通过建筑物节能管理系统, 采用强弱电一体化的手段、模糊控制理论和变频调速方式, 对制冷系统的主机和水泵的控制方案进行优化, 达到显著的节能效果, 并取得不错的社会和经济效益。

关键词：制冷系统,节能改造,合同能源管理,模糊控制

参考文献

[1]霍小平.中央空调自控系统设计[M].中国电力出版社, 2004

[2]温伯银.智能建筑设计技术[M].同济大学出版社, 2002

[3]张新彬, 李世中, 王文.模糊控制在空调系统中的应用[J].科技信息, 2011 (6)

上海某大厦空调设计篇3

关键词：变风量,总风量,控制方,变静压

1 引言

某大厦是国际标准甲级写字楼,总建筑面积22万m2,地上53层,地下3层,建筑物地上高度240m。建设单位对大厦的空调系统及其楼宇自控系统提出环保、节能、环境舒适、管理高效的要求。综合以上要求,该大厦的办公区域采用了变风量空调系统。变风量系统具有下列优点:

●非满载时,可调节风机转速,降低风机能耗;

●各个区域温度可独立控制,其采用的比例调节方式控制质量好于风机盘管的双位控制;

●保留了定风量系统空气品质较好的特点;

●系统无冷水管进入空调区域。

2 大厦空调系统概述

2.1 空调水系统

大厦集中空调系统的冷源为4台离心式冷水机组,单台制冷量为1200RT,提供5℃〜12℃的冷冻水。冷冻机房设于地下3层,冷却塔置于群楼屋顶。空调系统热源为市政外网提供约60℃〜80℃的一次热水,经过板式换热器换热为50℃〜65℃后供大厦使用,板式换热器置于地下3层冷冻机房。空调水系统为两管制二次泵系统。

2.2 空调风系统

地下3层〜地下1层电梯厅、大餐厅、中餐厅;主楼1层大堂;2层展厅及裙房1层、2层等较大空间和较大负荷变化的公共用房以及部分会所区均采用定风量全空气低速送风系统。标准层(4〜50层)采用变风量系统,每个楼层按南北分向、内外分区分为4个区域,每个区域设置1台变风量空调机组,采用双风机系统;所有楼层均采用单风道压力无关型VAVBOX,其中外区的VAVBOX带再热盘管。风组织为风管送风,吊顶集中回风。标准层各层从塔楼的北侧取新风。

3 大厦的楼宇自控系统

系统采用集散型控制方式,即现场区域控制,计算机局域网通讯,集中监视、管理的系统控制方式。控制系统由中央管理工作站、现场控制器、传感器、执行器、通讯网络等组成。

建筑设备监控系统采用管理层、控制层和现场层3层网络结构(如图2),服务器、操作站、网络通信设备等通过管理层网络相联。管理层网络采用100BASE-T,以标准TCP/IP协议互相通信,搭建建筑设备监控系统专用网络;控制层网络采用开放的标准化现场总线BACnet/IP RS485;现场层微控制器及仪表直接与上层控制器或总线连接。

中央管理工作站设在地下1层集控中心,在每两层设置1台网络控制引擎,标准层每层1条总线;中央管理工作站内配置1台12口交换机,在6层、24层及41层各设置了1台24口楼层交换机,中心交换机与楼层交换机之间采用多模光纤连接。

4 VAV系统的监测与控制

变风量系统虽然有很多优点,但它控制相对复杂。

变风量空调机组的监控相对于定风量空调机组,其基本控制点位和控制方法大多相同,最大的不同点在于空调机组风机转速的控制,这也是变风量空调机组监控的重点和难点。

AHU风机的控制方法一般分为定静压、总风量和变静压法,本工程考虑到最佳的节能效果,采用了基于总风量法的变静压控制法。

整个控制分为3个回路:末端控制回路、风量控制回路及温度控制回路。

4.1 末端控制回路

本工程采用了压力无关型VAVBOX,它可以较快地补偿送风压力的变化,因此压力无关的控制模式比较合适。总风量控制法就是基于压力无关型的变风量末端的一种变风量空调控制方法。

压力无关型VAVBOX相对于压力相关型VAVBOX,多了1个风量传感器(变送器),利用这个通量传感器构成1个反馈控制,配合原有的温差-风量控制回路构成了1个串级控制,解决末端流量控制和房间温度控制两个环节的时间常数差别太大的问题。能快速有效的消除风管压力对实际风量的影响,这也就是压力无关的含义。

4.2 风量控制回路

目前应用最广泛的是总风量控制法,它相对静压控制避免了压力控制环节,能降低控制系统调试难度,提高了控制系统稳定性。

●VAVBOX DDC控制器根据各个用户的室内温度设定值及其室内温度测量值的偏差值、结合各个房间的体积及空调机组的送风温度计算出各个房间的实时需求风量。

●VAVBOX DDC根据各个房间的实时需求风量与末端实际风量的偏差,调节末端风阀,使各个房间的温度达到设定值。

●同时各个VAVBOX DDC将其计算出的实时需求风量通过总线传送到空调器DDC,空调器DDC将所有VAVBOX的实时需求风量求和。根据风机特性曲线,来求出此时空调器风机的设定转速,得到风机的设定频率,控制变频器输出信号来调节空调器风机转速。

●每个采样周期进行一次循环。

总风量法虽然有诸多优点,但它的控制相对粗糙。例如当各房间的负荷差距较大导致各VAVBOX风阀开度差别较大时,如果个别的VAVBOX风阀的开度已经达到100%,而由于其他VAVBOX风阀小开度的房间需求风量减小导致系统总风量还需减小,这时就会使原本100%开度的VAVBOX的风量继续减小,从而无法满足该房间的实际需求;当风机转速稳定时,可能大多数的VAVBOX风阀开度过低,增加了风阻,从而增加了系统能耗。为了解决这些问题,并进一步的降低能耗,本工程在采用基于总风量法的变静压控制法——在常规的总风量法的基础上,增加了末端阀位反馈控制。

如图7所示,基于总风量的变静压法在总风量法的前提下,统计正常工作的VAVBOX数量(异常工作VAVBOX和停止状态VAVBOX,排除在控制之外)。根据VAVBOX风阀高/低开度数量动态修正风机转速(以70%〜90%为控制目标,小于70%为低开度,大于90%为高开度,控制目标可以调整。其中的积分时间暂定为10min,可调整),使得在保证舒适度的前提下,风机尽量的调低转速。这样不仅能够保证每个房间的舒适性要求,还能更大限度的节约能耗。

本工程空调机组采用了双风机系统,排风机与送风机连锁运行,排风机的运行频率略低于送风机的运行频率(调试时根据实际情况调整),使室内对室外保持微正压,以满足室内的洁净要求。

4.3 温度控制回路

在温度控制区设计最大显热负荷下,各个VAVBOX的最大送风量Gmax与最小送风量Gmin均对应一个送风温度:

则各个末端许可送风温度范围为t2

在保证舒适的前提下,系统根据不同的负荷状态采取不同的送风温度调整策略,以求风机尽可能运行在低频,从而最大限度的节约能耗。正常情况下均以公共许可送风温度的最低值作为送风温度;当风机运行在最低频率并维持一段时间后,系统转入低负荷状态,此时由于风机已不能再降低转速,采取提高送风温度的方法保持各个末端区域的温度(送风温度在公共许可送风温度范围内即可);反之当风机运行在最高频率并维持一段时间后,系统转入高负荷状态,此时实际上系统已经超负荷,只能采取提高一些相对不重要的区域(如走廊、大厅等)的设定温度来保证其他区域的温度设定值。由于空调的设计已经考虑了不利的情况,超负荷的情况很少发生。

本工程的标准层划分为4个空调区域,系统较小,每个小系统均独立的进行风机频率和送风温度的控制,相对于每层只有1台空调机组的大系统控制要容易很多。

4.4 外区带再热盘管VAVBOX的控制

本工程外区的VAVBOX为单冷再热型,带一排再热盘管。供冷工况时,其与内区不带再热盘管的VAVBOX控制相同;进入过渡季,末端装置维持最小风量(约为设计风量的30%),送风温度大约为16℃;当室内温度持续降低时,系统进入供热工况,此时启用再热盘管,采用双位控制,以保证室内温度。如果遇到极端天气,末端再热盘管开启的情况下室内温度依然无法达到设定温度时,末端也可以提高送风量来增加系统的供热,或者人为的提高空调器的送风温度也可以应付这种情况。

4.5 新风量控制与工况转换

本工程标准层在北侧就地取新风,各层的4台空调机组均设有新风阀、回风阀和排风阀。新风量控制采用了比较常用的CO2浓度控制,设定值为1000ppm(可调);对每个VAVBOX均设置最小风量值(30%,可调),以保证各个空调区域的新风供给。工况转换采用了常用的焓值法,由于大厦高达200多米,在每10层的新风口处设置一组温湿度传感器,通过系统总线共享数据。

4.6 系统调试概述

变风量系统开始调试的一个重要前提是空调系统的水力平衡、风平衡及风管漏风量已经测试完毕并通过验收。如果空调系统不能保证质量,仅仅依靠楼宇自控是无法保证系统稳定运行的。

●调试准备工作:建立测试表及测试方案;检查现场设备接线的正确性,严禁强电串入弱电回路。

●DDC的基本设置及单点调试:控制箱上电及控制程序的下载,建立控制器间通讯;建立现场设备和DDC间正确信号连接并且控制正确。

●VAV单体调试:对室内温度模块进行设置,对温度-风量控制环进行调试。

●空调机组单体调试:对空调机组温度模块进行设置,对送风温度-调节水阀控制环进行调试;对空调机组的变频风机及调节风阀进行调试。

●系统的功能调试:模拟各种工作模式及工况,对空调系统进行联动调试。

●系统的试运行:测试在实际的运行条件下的控制效果。

调试过程中应全程记录,对于存在故障的点位及时更换设备。

由于各空调系统的热特性不同,现场调试工作周期很长,至少需要经过冬夏两季的一次调试,若想得到比较满意的结果,一般需要2〜3年。

5 结语

我们在变风量空调系统的应用中经常遇到各种各样的问题,这些问题与VAV系统的设计、控制及运行管理密切相关。VAV系统的控制系统对保证系统正常运行、达到设计要求至关重要。虽然变风量空调的控制在国内依然是一个难题,但究其良好的节能效果,在有条件的情况下依然应该推广应用。