摘 要:本文根據(jù)筆者工作實際,簡要介紹了兩種變風量空調系統(tǒng)調試控制方式,并對其存在的問題與措施作了探討。
關鍵詞:變風量系統(tǒng) 調試 現(xiàn)場整定
引言
變風量系統(tǒng)的發(fā)展和應用已有較長的時間,變風量空調系統(tǒng)的調試比較復雜,調試周期長,涉及的專業(yè)和影響因素較多,在工作實踐中總是存在難以調試或效果不理想的情況,主要是由于對變風量系統(tǒng)沒有充分的認識,沒有掌握好科學的方法和缺乏實踐經(jīng)驗的積累,因此調試水平的提高成了亟待解決的問題。
1.調試實例介紹
由于變風量空調系統(tǒng)的分類和控制方式各不相同,那么調試也就必須針對系統(tǒng)的不同控制方式采取不同的方法,下文就對兩個工程實例作了簡單介紹與總結。
1.1實例1
該工程項目為高級高層智能化建筑,系統(tǒng)控制方式采用定靜壓控制法;一次風系統(tǒng):一次送風為閉環(huán)式風管系統(tǒng),一次回風為全吊頂回風方式,AHU為組合式變風量機組,送風段及回風混合段均設風機;二次風系統(tǒng):末端裝置采用動力型VAV裝置,設有風機動力及誘導回風;新風系統(tǒng)采用經(jīng)過處理后的新風,設有兩個子系統(tǒng),分別由7F和38F的新風機組提供經(jīng)處理后的新風,接AHU機組的新風管設AHU定風量裝置;服務區(qū)域為1-27層,服務面積約為42000m2;區(qū)域劃分:每層設內(nèi)區(qū)、外區(qū)、周邊區(qū)。定靜壓控制法是在一次送風系統(tǒng)管路的距風機端三分之二的地方設置靜壓傳感器,以保持該處的靜壓值不變?yōu)榍疤,通過變頻風機的變頻調節(jié)運行改變系統(tǒng)的一次送風量,達到變風量運行的目的。[1]該方式在實際工程應用中,由于采用的是靜壓控制的方法,會出現(xiàn)因靜壓值設定偏大使一次風管噪聲影響突出,風機不節(jié)能運行等情況。
1.2實例2
該工程項目為智能寫字樓建筑,系統(tǒng)控制方式采用總風量控制法;一次風系統(tǒng):一次送回風方式為一送一回,AHU為組合式變風量機組,送風段及回風混合段均設風機;二次風系統(tǒng)采用節(jié)流型VAV裝置;新風系統(tǒng):采用室外新風直接引入AHU的方式,設新風總管送入,新風量比例由回風混合段壓力控制實現(xiàn);服務區(qū)域為1-5層,服務面積約為20000m2;區(qū)域劃分:每層分為三個獨立功能區(qū),每區(qū)劃分為內(nèi)區(qū)和外區(qū)。
總風量控制法是通過對不同狀態(tài)下各VAV末端裝置的需求風量累加求出系統(tǒng)所需要的總風量,據(jù)此調節(jié)風機轉速實現(xiàn)變風量系統(tǒng)的節(jié)能運行?傦L量控制在控制性能上具有快速、穩(wěn)定的特點,其主要原因是因為總風量控制方式取消了壓力控制環(huán)節(jié),總風量控制在風機節(jié)能上介于變靜壓控制和定靜壓控制之間,并更接近于變靜壓控制。
2.實例調試小結
2.1實例1總結:
1)系統(tǒng)靜壓點的測定與調整
系統(tǒng)的靜壓控制是變風量系統(tǒng)控制的重要環(huán)節(jié)。該工程采用改變送風機轉速的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的定靜壓控制。
在該工程調試過程中,由于采用的是送風機轉速控制,為了保證在系統(tǒng)送風量變化的情況下,保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定且無多余的靜壓消耗,因此系統(tǒng)靜壓點的設置經(jīng)歷了較長的時間,在測點位置的選擇上,按照前述的原則在離風機出口三分之二的地方設置了測點,即便是系統(tǒng)設置基本相同的樓層,由于每個樓層的實際運行環(huán)境和工況的不同,仍然出現(xiàn)了不同的靜壓點。系統(tǒng)靜壓點的設置實際上是一個較長時間的測定與調整,它反映了系統(tǒng)在不同負荷要求下的末端送風量變化與系統(tǒng)的關系,需要根據(jù)實際情況調整而并不是一個完全確定的量值。
2)AHU機組最小新風量的測定與調整
對新風的要求可歸結為兩點;一是質(即溫度、濕度等);二是量。其中最難以把握的是新風量,為了節(jié)能應該追求盡量減少新風量這一目標,但須滿足人員的健康和舒適的要求,確保最小新風量控制是新風控制的重點之一。
總新風量控制。設計提出系統(tǒng)的總新風量為7萬立方米/小時,在系統(tǒng)總管的2/3處設定一個靜壓值(330Pa),從而通過該風道靜壓值控制總體風量。但是這樣的控制效果并不是很理想。分析如下:由于總新風量從早到晚是由大變小的,因此各層新風入口處的靜壓值會有不同情況的變化。簡言之,即位于靜壓值設定點以下的樓層的新風閥會開大,而靜壓設置點以外的樓層則新風閥關小。當樓層中有CAV關閉時,但新風機頻率會有明顯的下降。
變風量機組的新風變風量裝置的風閥開度與新風量值之間的匹配,涉及到各臺機組新風入口的動壓值的大小,能否滿足最小新風量的要求。在案例1調試過程中,曾經(jīng)出現(xiàn)新風閥開度與實際通過風量不成比例的情況,導致對新風量判斷失誤,直接影響系統(tǒng)的空氣品質,因此在調試中應記錄新風量的變化和開度是否匹配,入口動壓是否在合理范圍內(nèi),以確保風閥開度的有效性,使新風量的大小能滿足最小新風量的要求。
3)室內(nèi)氣流組織和噪聲影響帶來的問題
必須充分重視內(nèi)外區(qū)變風量末端裝置選型的問題,盡量使之匹配,反之會使室內(nèi)氣流組織效果受到影響。在案例1中,由于對外區(qū)負荷估計過高(BOX風量選型較大)出現(xiàn)了外區(qū)風速過大,造成氣流組織不合理、噪聲過大。因此VAVBOX的布置應考慮建筑割斷或布局的影響,避免出現(xiàn)室內(nèi)氣流組織不均勻,造成局部空調效果變差。因此在設計圖紙深化階段要充分考慮此問題,盡可能避免出現(xiàn)此類影響。該工程采取了彌補的辦法,通過對部分BOX采用加裝阻抗消聲器和支路加設調節(jié)閥的辦法,通過多次現(xiàn)場試驗調整才得以解決,這樣的情況在以后應該得到避免。
回風組織的不足。因防火分隔設置及吊頂回風的影響,造成了走道和靠近走道的內(nèi)區(qū)回風量大一些,離AHU機組回風口遠的則回風量小些,另由于VAV末端回風路徑存在不足,造成部分房間回風組織不是很好,使一次風與回風的混合不協(xié)調,導致內(nèi)區(qū)的部分區(qū)域出現(xiàn)冷感。對此采取的改進辦法是:1)盡可能地延長回風管,使之伸到房間內(nèi)部;2)盡可能地減少吊頂內(nèi)的隔斷,或加大防火墻體上的連通回風口面積,使吊頂內(nèi)加大流通力度。
4)送風溫度的調整
變風量空調系統(tǒng)的另一個控制策略是溫度控制。
案例1工程的設計送風溫度是一個定值,理論上固定在11.8℃,僅僅是變化送風量。但由于送風溫度偏低,同時受風道布置的局限,部分VAV.BOX的風閥不完全按照理想的情況變化開度,導致部分區(qū)域會產(chǎn)生冷感,比較明顯的是電梯廳。對此,通過采取折衷的辦法,即控制回風溫度,根據(jù)回風溫度測定值與實際值之間的差異,來改變AHU水閥的開度,從而送風溫度也相應的變化,就能更為精確地對應不同區(qū)域的實時需要,達到節(jié)省能源的目的。
5)各類傳感器設置帶來的影響
各類傳感器的安裝,容易出現(xiàn)由于機房內(nèi)空間因素的影響,因受到取樣點的氣流參數(shù)的影響,對新風、排風變風量裝置的調整產(chǎn)生不利的反饋提供了錯誤的信息,在案例1施工中,由于機房空間有限,使新風定風量裝置取樣點裝在一段紊流管段上,使新風量的調控變得困難。因此傳感器必須安裝在氣流穩(wěn)定的位置,合理布置測點,保持取樣的準確性;再如房間內(nèi)的溫度傳感器(回風、送風、房間溫度)等同樣需要重視其定點設置,要結合房間特點有選擇性地在水平和垂直方向內(nèi)合理布置。
2.2實例2總結:
對于總風量控制方式,其系統(tǒng)控制主要包括兩個方面:一個是確定VAV末端裝置設定溫度和設定風量兩個變量的變化關系;另一個是如何變風量運行。在實例2調試中,其主要環(huán)節(jié)或問題有:①AVA末端裝置的現(xiàn)場整定;②新風量控制;③室內(nèi)空氣品質和噪聲影響。
1)AVA末端裝置的現(xiàn)場整定
該工程采用的是節(jié)流型末端,其風量調節(jié)范圍與系統(tǒng)運行的適應性需要通過現(xiàn)場大量的測試與整定,采用流量罩或風速儀實測VAV BOX各風口的風量,與末端控制器單元實測風量值比較,確定流量因子。由于此時的風量是綜合了現(xiàn)場真實的變風量末端入口壓力、送風至各風口的壓降的真實風量,因此通過現(xiàn)場整定才是真正體現(xiàn)變風量末端調節(jié)功能的重要環(huán)節(jié)。
2)新風量控制
在案例2中,新風量控制采用常規(guī)的風機跟蹤控制的方法,由于回風阻力較大,回風風壓處于較低狀態(tài),以及回風量監(jiān)測精度影響,新風處于偏離狀態(tài)不能滿足要求。對此,在后期根據(jù)實際運行情況增加了CO2濃度探測作為一種輔助的控制方法,通過設置房間CO2濃度探測器的方法,通過對房間內(nèi)空氣含量的監(jiān)測,適時調整新風量,滿足房間內(nèi)人員的新風需求。
3)室內(nèi)空氣品質和噪聲影響
在調試中發(fā)現(xiàn),房間內(nèi)的溫度控制器通常因使用人員的不當操作會置于較低的溫度設置,這樣帶來的問題是房間內(nèi)過冷。為了解決這一問題,采取了附加措施即通過回風溫度設定來控制AHU水閥開度,控制效果良好。此外,在回風組織方面發(fā)現(xiàn),原設計為考慮回風阻力的平衡,造成個別回風口風速過高,產(chǎn)生噪聲。因此回風管路上在風口位置要適當考慮平衡措施,如采用加裝調節(jié)閥來解決,在保證房間氣流合理組織的基礎上,避免帶來噪聲影響。
3.調試的關鍵環(huán)節(jié)和對策
3.1一次風的平衡分配
一次風主支管風量的平衡與分配,其直接影響到VAV終端裝置獲取一次風的質量如何,關系到空調房間內(nèi)能否獲得預定的溫濕度,以及空調系統(tǒng)能否經(jīng)濟運行。建議采取流量等比分配法逐步予以調整。平衡時可采用調試工具與VAV控制器通過傳輸線相連接,并將VAV裝置的一次風閥擋板固定在全開狀態(tài),利用一次風閥上的傳感器測定的壓力平均值求得一次風量,將其值與設計風量值相比較,根據(jù)需要進一步逐個調整調節(jié)閥的開啟角度,使讀出的一次風量值與設計值相吻合,經(jīng)確認后做好記錄。
3.2 VAV裝置的現(xiàn)場整定
前面已提到,VAVBOX的現(xiàn)場整合是必須的,其DDC控制器的PID控制運算邏輯必須結合BOX的實測流量因子予以調整,這是最重要的基礎環(huán)節(jié)。該工作的關鍵是不能怕繁瑣,需要細致地逐個完成,不能遺漏。
3.3最小新風量是否滿足要求
新風量主要涉及舒適性。其關鍵是校核在VAV裝置以最小風量值運行的情況下,新風量能否滿足區(qū)域新風量最小值的要求,調試時必須對此做出測定和調整。通過上述實例應用,建議采取的方式有:①二氧化碳濃度控制法,在回風總管或主要房間內(nèi)設置CO2探測器,以CO2濃度作為新風量調節(jié)對象,其重點是合理確定探測器的布點位置和數(shù)量,是比較直接有效的方式;②風機跟蹤控制法,即通過控制風機回排風量與送風量的比例,使之維持不變從而控制新風量,穩(wěn)定輸送一定量的新風量。
3.4室內(nèi)氣流組織是否合理
氣流組織的合理性直接影響到室內(nèi)空氣品質,關系到舒適性,因此在調試過程中應注意通過測定室內(nèi)溫濕度、空氣品質檢測等方法,判斷氣流組織的合理性,一般情況下主要是受建筑隔斷和布局、風速控制等影響,導致新風量不足、回風排風組織不暢、一次風與回風的混合不協(xié)調等情況,要進行相關分析,并提出相應的解決措施。
3.5 AHU機組是否在合理的運行工況內(nèi)運行
從以上實例可以看出,不論采用何種方式,AHU能否合理調整其送風量,能否與系統(tǒng)需求相匹配是關系變風量運行的最終關鍵。因此在調試過程應注意記錄相關參數(shù),形成運行工況曲線圖,與設備、環(huán)境參數(shù)作對比分析,判斷其是否在合理的工況下運行。
4.結語
通過上述調試實例可以看出,VAV系統(tǒng)調試是建立在不同的系統(tǒng)控制方式基礎之上的,因控制方式的不同,調試過程中出現(xiàn)的問題也不盡相同,需要通過實踐不斷積累優(yōu)化、彌補的方法和對策。從系統(tǒng)調試和運行管理角度,以及節(jié)能性、穩(wěn)定性來看,總風量控制方法具有一定的優(yōu)勢,應該在以后的系統(tǒng)中得到廣泛應用。
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