專利名稱：一種變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的變靜壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)和通風(fēng)技術(shù)，特別是涉及一種變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的變靜壓控制 方法。
背景技術(shù)：
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是一種通過改變送風(fēng)量來滿足室內(nèi)負(fù)荷變化的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。 該系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性和舒適性，滿足用戶對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的良好要求，廣泛用于寫字 樓、醫(yī)院、圖書館和體育館等各類建筑。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在空調(diào)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，變風(fēng)量末端裝置調(diào)節(jié)閥門開度改變空調(diào) 送風(fēng)量來滿足室內(nèi)負(fù)荷變化，變風(fēng)量末端裝置的閥門開度變化后又引起送風(fēng)管上的靜壓變 化，因此自控系統(tǒng)根據(jù)靜壓信號(hào)或末端閥位信號(hào)變頻調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，滿足負(fù)荷 變化需求。因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，負(fù)荷隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化，因此自控系統(tǒng)是變風(fēng)量 空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定、節(jié)能運(yùn)行的關(guān)鍵，而靜壓控制又是變風(fēng)量自控系統(tǒng)的核心。目前常用的變風(fēng)量靜壓控制有三種方法第一種是定靜壓控制，該控制方法的工 作原理是在風(fēng)管處(一般為離空調(diào)機(jī)組2/3位置處)設(shè)置風(fēng)管靜壓傳感器，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí) 變風(fēng)量末端裝置通過調(diào)節(jié)閥門開度改變送風(fēng)量，閥門開度變化引起風(fēng)管靜壓變化，系統(tǒng)控 制器根據(jù)設(shè)定靜壓值與實(shí)測(cè)靜壓值的偏差變頻調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)變頻器的頻率，使靜壓 實(shí)測(cè)值穩(wěn)定在設(shè)定值，以滿足系統(tǒng)送風(fēng)量需求的變化。第二種是常規(guī)變靜壓控制，該控制方 法的工作原理是當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)變風(fēng)量末端裝置通過調(diào)節(jié)閥門開度改變送風(fēng)量，同時(shí)系統(tǒng)控 制器實(shí)時(shí)采集變風(fēng)量末端裝置控制器的閥位信號(hào)，且進(jìn)行綜合判斷，通過對(duì)各閥位信號(hào)進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)，提高或降低空調(diào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)頻率。第三種是總風(fēng)量控制，其工作原理是當(dāng)負(fù)荷變化 時(shí)變風(fēng)量末端裝置通過調(diào)節(jié)閥門開度改變送風(fēng)量，同時(shí)系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)采集變風(fēng)量末端裝 置控制器的風(fēng)量信號(hào)即實(shí)際風(fēng)量和需求風(fēng)量，并計(jì)算實(shí)際風(fēng)量之和與需求風(fēng)量之和，根據(jù) 實(shí)際風(fēng)量之和與需求風(fēng)量之和的偏差變頻調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)變頻器的頻率，使實(shí)際風(fēng)量 之和達(dá)到需求風(fēng)量之和以滿足系統(tǒng)送風(fēng)量需求的變化。這三種控制方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，定靜壓控制方法及系統(tǒng)因?yàn)榭刂颇繕?biāo)明確，因此 控制方法簡單可靠，但在空調(diào)負(fù)荷較小時(shí)變風(fēng)量末端裝置的閥門處于較小開度，因此系統(tǒng) 運(yùn)行不節(jié)能；常規(guī)變靜壓控制方法及系統(tǒng)盡可能保持變風(fēng)量末端裝置在較大開度利于節(jié) 能，但控制策略只知道變化方向，無具體目標(biāo)值，無法迅速根據(jù)閥位變化改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，因 此系統(tǒng)控制復(fù)雜、穩(wěn)定性較差；總風(fēng)量控制方法及系統(tǒng)控制目標(biāo)是變頻風(fēng)機(jī)，但變風(fēng)量末端 裝置的風(fēng)閥也同時(shí)調(diào)節(jié)改變風(fēng)量，系統(tǒng)的阻力特性變化較大，控制不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種既能節(jié)能、又能穩(wěn)定可靠 運(yùn)行的一種變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的變靜壓控制方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
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變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)正常工作VAV的數(shù)量Ntl，以及其中 100%閥門開度VAV的數(shù)量Nh ；實(shí)時(shí)采集各個(gè)正常工作VAV的閥門開度，并計(jì)算實(shí)際平均閥 門開度V1 ；設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)平均閥門開度V2和標(biāo)準(zhǔn)100%閥門開度VAV的數(shù)量Nb ；當(dāng)V1 > V2時(shí)， 若Nh > Nb,系統(tǒng)控制器增加風(fēng)機(jī)頻率，直至Nh < Nb ；若Nh < Nb,系統(tǒng)控制器維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻 率；當(dāng)V1 < V2時(shí)，若Nh > Nb時(shí)，系統(tǒng)控制器增加風(fēng)機(jī)頻率，直至Nh < Nb ；若Nh < Nb,系統(tǒng)控 制器降低風(fēng)機(jī)頻率，直至V1達(dá)到V2。本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明的系統(tǒng)控制目標(biāo)明確，即根據(jù)實(shí)際平均閥門開度V1與設(shè)定平均閥門開度V2 的比較，變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率，因此控制可靠且穩(wěn)定；同時(shí)通過設(shè)定較高的V2保證空調(diào)系統(tǒng)節(jié) 能運(yùn)行；另外，由于空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的前提是優(yōu)先滿足不利房間的需求，因此自控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采 集100%閥門開度VAV的數(shù)量Nh，并與標(biāo)準(zhǔn)100%閥門開度VAV的數(shù)量Nh比較，增加或維持 風(fēng)機(jī)頻率，以滿足最不利VAV的風(fēng)量需求。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)的控制流程圖。圖1中1.變風(fēng)量末端裝置(文中簡稱VAV)，2.變風(fēng)量末端裝置(VAV)控制器， 3.帶有風(fēng)機(jī)變頻器的空調(diào)機(jī)組，4.系統(tǒng)控制器。具體實(shí)施方法下面結(jié)合附圖和實(shí)施方法對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明由一臺(tái)帶有風(fēng)機(jī)變頻器的空調(diào)機(jī)組3和若干個(gè)變風(fēng)量末端裝 置(VAV) 1組成，每一個(gè)變風(fēng)量末端裝置(VAV) 1均設(shè)有各自的變風(fēng)量末端裝置(VAV)控制 器2和一個(gè)系統(tǒng)控制器控制4組成。本發(fā)明的控制方法是如圖2所示，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)正常工作VAV的數(shù)量 N0,以及其中100%閥門開度VAV的數(shù)量Nh。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，VAV的閥門開度發(fā)生變化改變 房間送風(fēng)量滿足室內(nèi)負(fù)荷變化的需求，一般情況下，閥門開度增大意味著需求風(fēng)量增加，閥 門開度減少意味著需求風(fēng)量減少。系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)采集各個(gè)正常工作VAV的閥門開度，并 計(jì)算實(shí)際平均閥門開度義。同時(shí)，系統(tǒng)控制器設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)平均閥門開度V2和標(biāo)準(zhǔn)100%閥門 開度VAV的數(shù)量Nb，V2可以通過現(xiàn)場情況設(shè)定，如設(shè)定較大值如85 %，Nb也可通過系統(tǒng)情況 設(shè)定，如設(shè)定2個(gè)。當(dāng)V1 > V2時(shí)，表明VAV處于較大的閥門開度，運(yùn)行節(jié)能，這時(shí)還需判斷Nh與Nb的 關(guān)系。若Nh >Nb，盡管此時(shí)的實(shí)際平均閥門開度達(dá)到了設(shè)定值，但由于100%閥門開度VAV 的數(shù)量Nh超過設(shè)定值，因此沒有滿足這些VAV的風(fēng)量需求，因此系統(tǒng)控制器提高當(dāng)前風(fēng)機(jī) 頻率，目標(biāo)是Nh < Nb ；若Nh < Nb,表明平均閥門開度V1和100 %閥門開度VAV的數(shù)量Nh都 處于合適水平，因此系統(tǒng)控制器維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻率。當(dāng)V1 < V2時(shí)，表明VAV處于較小的閥門開度，運(yùn)行不節(jié)能。這時(shí)還需判斷Nh與Nb 的關(guān)系。若Nh >Nb，盡管此時(shí)的實(shí)際平均閥門開度小于設(shè)定值，具有降低風(fēng)機(jī)頻率提高閥 門開度的需求，但由于100%閥門開度VAV的數(shù)量Nh超過設(shè)定值，因此沒有滿足這些VAV的風(fēng)量需求，因此系統(tǒng)控制器仍提高當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻率，目標(biāo)是Nh < Nb ；若Nh < Nb，表明100%閥 門開度VAV的數(shù)量Nh處于合適水平，但平均閥門開度低于設(shè)定值，因此系統(tǒng)控制器降低當(dāng) 前風(fēng)機(jī)頻率，目標(biāo)是V1達(dá)到V2。為保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，每次風(fēng)機(jī)頻率都維持運(yùn)行一定的時(shí)間，該時(shí)間可現(xiàn)場根 據(jù)情況設(shè)定，如5分鐘，系統(tǒng)再進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。實(shí)施示例變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)初始運(yùn)行頻率45Hz。工況1 統(tǒng)計(jì)Ntl = 10，Nh = 8 ；計(jì)算 V1 = 95% ；設(shè)定 V2 = 85%，Nb = 2 ；當(dāng)前頻率 45Hz。 V1 ^ V2, N0 ^ Nb,提高風(fēng)機(jī)頻率，如47Hz，使N0 < Nb。按該頻率運(yùn)行一定時(shí)間，如5分鐘，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。工況2 統(tǒng)計(jì)Ntl = 10，Nh = 5 ；計(jì)算 V1 = 90% ；設(shè)定 V2 = 85%，Nb = 2 ；當(dāng)前頻率 47Hz。 V1 ^ V2, N0 ^ Nb,提高風(fēng)機(jī)頻率，如48Hz，使N0 < Nb。按該頻率運(yùn)行一定時(shí)間，如5個(gè)循環(huán)，即25分鐘，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。工況3 統(tǒng)計(jì)Ntl = 10，Nh = 1 ；計(jì)算 V1 = 85% ；設(shè)定 V2 = 85%，Nb = 2 ；當(dāng)前頻率 48Hz。 V1 ^ V2, N0 < Nb,維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻率，即48Hz ；按該頻率運(yùn)行一定時(shí)間，如5個(gè)循環(huán)，即25分鐘，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。工況4 統(tǒng)計(jì)Ntl = 10,Nh = 0 ；計(jì)算 V1 = 75%;設(shè)定 V2 = 85%,Nb = 2 ；當(dāng)前頻率 48Hz。V1
<V2, N0 < Nb,降低當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻率如46Hz，使V1達(dá)到V20按該頻率運(yùn)行一定時(shí)間，如5個(gè)循環(huán)，即25分鐘，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。工況5 統(tǒng)計(jì)Ntl = 10，Nh = 2 ；計(jì)算 V1 = 80%;設(shè)定 V2 = 85%,Nb = 2 ；當(dāng)前頻率 48Hz。V1
<V2, N0 ^ Nb,提高當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻率如47Hz，使N。< Nb。以上工況中的參數(shù)=Ntl為系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)正常工作VAV的數(shù)量；Nh為100%閥 門開度VAV的數(shù)量；Nb為標(biāo)準(zhǔn)100%閥門開度VAV的數(shù)量乂為實(shí)際平均閥門開度；V2為設(shè) 定標(biāo)準(zhǔn)平均閥門開度。
權(quán)利要求
一種變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的變靜壓控制方法，其特征在于其控制方法是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)正常工作VAV的數(shù)量N0，以及其中100％閥門開度VAV的數(shù)量Nh；實(shí)時(shí)采集各個(gè)正常工作VAV的閥門開度，并計(jì)算實(shí)際平均閥門開度V1；設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)平均閥門開度V2和標(biāo)準(zhǔn)100％閥門開度VAV的數(shù)量Nb；當(dāng)V1≥V2時(shí)，若Nh≥Nb，系統(tǒng)控制器增加風(fēng)機(jī)頻率，直至Nh＜Nb；若Nh＜Nb，系統(tǒng)控制器維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻率；當(dāng)V1＜V2時(shí)，若Nh≥Nb時(shí)，系統(tǒng)控制器增加風(fēng)機(jī)頻率，直至Nh＜Nb；若Nh＜Nb，系統(tǒng)控制器降低風(fēng)機(jī)頻率，直至V1達(dá)到V2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的變靜壓控制方法。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)后，控制器實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)正常工作VAV的數(shù)量N0，以及其中100％閥門開度VAV的數(shù)量Nh；實(shí)時(shí)采集各個(gè)正常工作VAV的閥門開度，并計(jì)算實(shí)際平均閥門開度V1；設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)平均閥門開度V2和標(biāo)準(zhǔn)100％閥門開度VAV的數(shù)量Nb。當(dāng)V1≥V2時(shí)，若N0≥Nb，增加風(fēng)機(jī)頻率，直至N0＜Nb；若N0＜Nb，維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)頻率；當(dāng)V1＜V2時(shí)，若N0≥Nb時(shí)，增加風(fēng)機(jī)頻率，直至N0＜Nb；若N0＜Nb，降低風(fēng)機(jī)頻率，直至V1達(dá)到V2。本發(fā)明根據(jù)V1與V2的差值實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)，且通過設(shè)定較高的V2保證空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行；優(yōu)先滿足100％閥門開度VAV的需求，在節(jié)能同時(shí)優(yōu)先保證系統(tǒng)最不利VAV的風(fēng)量需求。
文檔編號(hào)F24F11/00GK101975434SQ20101050881
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者葉水泉, 應(yīng)曉兒, 張勁松, 林擁軍 申請(qǐng)人:杭州源牌環(huán)境科技有限公司