5.2.2 新型变风量系统控制策略

     变风量控制策略是实现系统舒适节能的重要环节，但由于以下多种因素，国内大部 分实施的变风量系统都无法实现节能的变静压控制。

（1）实际运行时，每个房间的负荷都是动态的，会受到天气、朝向、人为因素、设 备等因素的影响，每个房间或区域设计负荷与实际负荷很难保证完全匹配，同一时间各 房间负荷变化趋势也会有较大差异。按照传统额变静压控制理论很难实现变静压控制。

（2）由于国内建筑规模一般都较大，每台 AHU 承担的供冷面积相对较大，末端装 置数量往往超过 20 台以上，控制目标阀位数量多、变化多样性，对控制系统要求非常高。

（3）直接数字控制（DDC）无法满足如此复杂的控制策略，系统设计、控制策略、 控制系统没有协同匹配，完全脱节。

    根据多年的实践经验，研究出适合国内需求的变风量系统、能够解决目前存在的问题、实现变风量节能舒适运行的变风量系统——第四代变风量技术“集成模糊自适应控制变风量”，从硬件到软件全面升级。

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5.2.2.1 夏季制冷工况

1. 开、关机程序

    开机分为软启动和正常启动两种模式。

（1）低温送风软启动模式。假定送风温度设计值为 9℃。机组开启时，先关闭新风 阀，关闭加湿器，打开回风阀，将送风温度设定值设为 15℃，开启静电除尘杀菌装置， 延时 5s 后开启送风机。送风机频率根据选择的静压控制模式（定静压、可变定静压或 变静压）来进行 PID 结合模糊控制，电动调节水阀根据送风温度设定值与实测值的比较 来进行 PID 调节。

    延时 15min 后，将送风温度设定值设定为 12℃，电动调节水阀根据送风温度设定 值与实测值的比较来进行 PID 调节。

    再延时 15min 后，将送风温度设定值设定为 9℃，电动调节水阀根据送风温度设定 值与实测值的比较来进行 PID 调节；同时新风调节阀开始根据回风 CO2 浓度设定值与 实测值比较来进行 PID 调节。

（2）正常启动模式。机组开启时，关闭加湿器，打开回风阀，开启静电除尘杀菌装 置，延时 5s 后开启送风机。送风机频率根据选择的静压控制模式（定静压、可变定静 压或变静压）来进行 PID 调节，电动调节水阀根据送风温度设定值与实测值的比较来进 行 PID 调节。

（3）关机程序。机组关闭时，先关闭送风机，再关闭静电除尘杀菌装置、关闭电动 调节水阀、关闭新风阀，同时向所有 VAV-TMN 发出停机命令。

2. 系统报警风机故障报警、过滤网压差报警、加湿器故障报警和杀菌装置故障报警。

3. 系统监测内容

    所有传感器信号，如室外温湿度 OT/H、送风温度 SAT、送风静压 SAP、回风 CO2 浓度、回风温湿度 RAT/RAH 等以及冷冻（热）水流量、供回水温度和供冷（热）量计量； 所有阀门、风机、VAV-TMN 等设备状态。

4. 变风量控制策略

（1）静压控制模式。静压控制模式分为定静压控制模式、可变定静压控制、变静压 控制模式，三者可由操作者自由选择。

1）定静压控制模式。风管静压初设值为 P（150Pa±10Pa），送风机频率根据静压 设定值与实测值比较来进行 PID 调节。

2）可变静压控制模式。

a）投入运行后，自控系统根据初始静压设定值 P0（150Pa±10Pa）与实测值的比较， PID 变频调节风机频率（同定静压控制）。

b）控制系统随时监测  VAV-TMN 各风阀的开启状态，并决定是否调整静压设定值。

    VAV-TMN 风阀阀位定义见表 5-16。

表 5-16 VAV-TMN 风阀阀位定义表

● 静压增加。当正常工作的 100% 阀位 VAV 数量，NH 满足条件 NH ≠ 0 时，且维持 5min，则静压增加；调整后静压设定值 P1=P0（原静压设定值）+ΔP1，其中 ΔP1=K×50×

（∑ 100% 阀位 VAV-TMN 风量 / ∑开启的 VAV-TMN 风量），K 值默认为 1（可修改）。

● 静压降低。当同时满足如下两个条件时：

    一是，正常工作的 100% 阀位 VAV 数量满足条件：NH=0。

    二是，低阀位 VAV 数量 NL 与开启 VAV 的数量 N0 及非正常工作的 100% 阀位 VAV数量 N2 之间满足条件：NL/（N0-N2）≥ 0.85。

    维持 5min，则静压值降低，调整后静压 P1= 当前静压值 -ΔP2，ΔP2=5（ 默认， 可修改）。

● 其余情况，维持当前频率。

第一，为保证系统稳定，静压设定值更改后需有 15min 的稳定时间，即 15min 内静 压设定值不变。

第二，系统运行时，自动设定的静压均在静压上限 Pmax（400Pa 该值可修改）和静 压下限 Pmin（90Pa 该值可修改）之间，自动运行的频率也在频率上限 Fmax（50Hz，该值 可修改）和频率下限 Fmin（25Hz，该值可修改）之间。

3）变静压控制模式。

a）投入运行后，自控系统根据变静压控制策略进行风机变频调节，以保证大部分风阀都在高开度状态。

b）控制系统随时监测  VAV-TMN 各风阀的开启状态，并决定是否调整风机频率。

● 频率增加：当正常工作的 100% 阀位 VAV-TMN 数量，NH 满足件 NH ≠ 0 时，且维持 5min， 则频率增加。

    调整后频率设定值 F1=F0（原频率设定值 25Hz）+ΔF1，其中 ΔF1=K×10×（S100%阀位 VAV-TMN 风量 /S 开启的 VAV-TMN 风量），K 值默认为 1（可修改）。

● 频率降低： 当同时满足如下两个条件时：

    一是，正常工作的 100% 阀位 VAV 数量满足条件：NH=0；

    二是，低阀位 VAV-TMN 数量 NL 与开启 VAV 的数量 N0 及非正常工作的 100% 阀 位 VAV-TMN 数量 N2 之间满足条件：NL/（N0-N2）≥ 0.85。

    维持 15min，则静压值降低，调整后频率 F1= 当前频率值 -ΔF2，ΔF2=2.5（默认， 可修改）。

● 其余情况，维持当前频率。

    第一，为保证系统稳定，频率设定值更改后需有 15min 的稳定时间，即 15min 内频 率设定值不变。

    第二，系统运行时，自动设定的频率也在频率上限Hmax（50Hz，该值可修改）和频 率下限 Hmin（25Hz，该值可修改）之间，自动运行的静压均在静压上限 Pmax（400Pa 该 值可修改）和静压下限 Pmin（90Pa，该值可修改）之间。

（2）总风量控制模式。

1）投入运行后，自控系统根据末端 VAV-TMN 设定风量（即需求风量设定值）进 行风机变频调节，以保证风机风量满足末端需求风量的要求。

2）控制系统随时监测 VAV-TMN 的设定风量，并决定是否调整风机频率。每个末端定义一个相对设定风量的概念

    式中为第 i 个末端的设定风量，由房间温控器设定温度与实测温度的偏差计算的需 求风量设定值；Gd，i 为第 i 个末端的设计风量。

    风机转速控制关系式

式中 Hs ——运行工况下风机设定转速；

Hd ——设计工况下的设计转速；

Gs，i ——运行工况下的第 i 个末端的设计风量；

σ ——所有末端相对设定风量比的均方差；

R ——各个末端相对设定风量的平均值；

K ——自适应的整定参数，默认值为 1.0；

n ——末端个数。

    为保证系统稳定，频率设定值更改后需有 15min 的稳定时间，即 15min 内频率设定值不变。

    系统运行时，自动设定的频率也在频率上限 Fmax（50Hz，该值可修改）和频率下限 Fmin（25Hz，该值可修改）之间，自动运行的静压均在静压上限 Pmax（400Pa 该值可修改） 和静压下限 Pmin（90Pa，该值可修改）之间。

5. 送风温度控制模式

    送风温度控制模式分为定送风温度控制模式和变送风温度控制模式，两者可由操作者自由选择。

（1）定送风温度控制模式。

    送风温度设定值为上位机设定值，不变，根据送风温度设定值与实测值比较 PI 调节电动调节水阀。

（2）变送风温度控制模式。

1）当系统完成软启动模式后，自控系统根据初始送风温度设定值与实测值的比较，

PI 调节电动调节水阀（同定送风温度控制）。

2）控制系统每 15min 监测一次 VAV-TMN 各风阀的开启状态，并决定是否调整温度设定值。

● 温度增加：夏季供冷工况，当所有房间的室内温度都低于设定值，且超过 85%VAV-TMN 的风量均处于最小风量时，且维持 30min，则送风温度设定值增加 1℃。 温度最多增加 3℃（可修改）。

● 温度降低：夏季供冷工况，当正常工作的 100% 阀位 VAV-TMN 数量，NH 满足条件 NH ≠ 0 时，且维持 10min，则温度设定值减小 1℃（可修改）。

    温度最小减到初始设定值。

6. 夏季过渡季除湿工况

    在春夏相交的季节，可投入除湿工况。 风机频率按定静压控制模式运行，静压设定值为150Pa（可修改）。 电动调节水阀间歇开关，开 15min，关 15min，打开时按定送风温度模式，送风温度设定值为 12℃（可修改）。

7. 夏季夜间全新风通风工况（适合带排风机系统）

    在制冷模式下，周一至周五工作日的每天凌晨 4：00，自动投入全新风运行工况， 运行时间长度为 1h（可修改）。

    先远程启动 VAV-TMN，然后开起新风阀、关闭回风阀、开起送风机，送风机频率 根据设定的静压自动调节静压设定值为 150Pa（可修改），同时开起排风机与送风机频 率联动。

    工况结束时，关闭送风机、关闭新风阀、打开回风阀，远程关闭全部  VAV-TMN。

 8. 过渡季全新风运行工况（适合带排风机系统） 当室外新风焓值小于室内焓值时，投入全新风运行工况。

    新风阀全开、回风阀关闭，送风机频率根据选定静压控制策略进行变频控制，同时开启排风机与送风机频率联动。

    工况结束时，关闭送风机、关闭新风阀、打开回风阀，远程关闭全部 VAV-TMN。

9. CO2 浓度控制根据回风 CO2 浓度控制新风阀开度。

    新风调节阀根据回风 CO2 浓度设定值与实测值比较来行PID 调节。 CO2 浓度设定值初始设置为 1000×10-6（ppm），设定值可修改。 新风阀与风机连锁，风机停止后新风阀关闭。

10. 室内正压控制（适合核心筒竖井新风排风系统）

    根据新风 VAV-TMN 和排风 VAV-TMN 的连锁控制，保证室内一定正压值 5~10Pa（可修改）。

    新风机与排风机均采用变频控制，采用可变静压控制策略。