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摘要：隨着人们生活水平的提高，变风量空调系统的应用越来越广泛，不过其耗能也随之增加，因此加强其总风量控制系统研究进而采取针对性控制措施，对减少变风量空调能耗具有重要意义。本文以某具体实例对变风量空调的总风量控制系统（VAV）进行探讨，以期为变风量空调的合理应用提供参考。
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。经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
[1]朱红. 变风量空调系统风机风量控制方法研究与实现[J]. 黄石理工学院学报，2007，06：12-16.
[2]徐超远，郑文剑，余宁浙. 变风量空调系统（VAV）总风量控制实例分析[J]. 智能建筑与城市信息，2008，09：48-51.
[3]华海荣. 变风量空调总风量控制系统探究[J]. 电子制作，2013，07：220.
[4]李广. 变风量空调系统控制方法探讨[J]. 科技致富向导，2013，14：115+120.
[5]周斌. 变风量空调系统（VAV）在智能建筑中的工程实例系统分析[J]. 科技风，2010，20：250-251.
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。经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
[1]朱红. 变风量空调系统风机风量控制方法研究与实现[J]. 黄石理工学院学报，2007，06：12-16.
[2]徐超远，郑文剑，余宁浙. 变风量空调系统（VAV）总风量控制实例分析[J]. 智能建筑与城市信息，2008，09：48-51.
[3]华海荣. 变风量空调总风量控制系统探究[J]. 电子制作，2013，07：220.
[4]李广. 变风量空调系统控制方法探讨[J]. 科技致富向导，2013，14：115+120.
[5]周斌. 变风量空调系统（VAV）在智能建筑中的工程实例系统分析[J]. 科技风，2010，20：250-251.