超高层建筑变风量空调集成施工工法 - 图文

表5.2.3-2 VAVBOX五大环节控制逻辑

控制环节 控制逻辑 温度控制回路主要由一个PRAC自适应模块一个PID控制模块和温度传感器反馈环节等组成它的功能是通过输入设定温度与现场监测温度两个参数，由PRAC自适应模块1温度控制回路 和PID控制模块经过计算后得出需求风量。 PRAC自适应PID算法的优点是：适合于大滞后大延迟温控回路；改善稳定性，稳态控制精度高； SPAN功能模块的作用是针对温度控制回路中的输出量—需求风量进行有效性确认，即FLOW SETPOINT值是否在上下限(最小流量及最大流量)区间之内。比如，此刻FLOWSETPOINT的值为500CFM，而这个VAVBOX能满足的有效最大值是600CFM 最小值是200CFM，那么FLOW SETPOINT值是被接受的，模块可直接输出。否则模块按照最大(输入值大于最大值时)或最小(输入值小于最小值时)值输出。 风量计算环节模块用于计算当前工况下此VAVBOX所能提供的风量。 它根据测量的进风口动压、 VAVBOX的K因子、VAVBOX的进风面积确定。其中VAVBOX的K因子、VVAVBOX的进风面积为常数，由VAVBOX本身的性能决定，进风口动压由VAVBOX毕托管风压传感器测得。 风量控制回路主要是一个具有专利的自适应流量控制模块，采用自适应算法，根据两个输入值的比例生成一个百分比数值。 在此处，根据FLOW SETPIONTA（由SPAN比较功能环节输出）和CALCULANTED FLOW （由风量计算环节输出）计算当前工况下VAVBOX风阀驱动器所要调整的开度比例（百分数）。 此模块根据输入设定值直接调整阀门开度，输入值0～100%与阀门开度0～90度对应，在控制环路中无输出参数 2 SPAN比较功能 3风量计算 4风量控制 5驱动器控制

(3)VAVBOX的DDC控制器根据需要可与中央监控系统实现以下信号通讯： ①室内空气温度检测值与设定值输出，可用于中央监控系统管理； ②风量检测值与设定值输出，可用于中央监控系统管理和系统风量控制； ③VAVBOX运行状态输出，可用于中央监控系统管理；

④VAVBOX调节风阀阀位输出，可用于中央监控系统管理和系统风量控制； ⑤室内温度再设定输入，可用于中央监控系统调整室内温度设定值； ⑥VAVBOX运行状态变更输入，可用于中央监控系统启停末端装置 5) 系统控制

VAV系统有四个基本控制环节：VAVBOX流量控制、送风机转速控制、新风量控制及送风温度控制。VAV系统控制图如图5.2.3-13所示。其中末端流量控制：是测量房间温度偏差，调节末端风阀；送风机转速控制：是根据送风道上测点静压调节送风机转速。

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图5.2.3-13 VAV空调系统控制原理图

图中控制要求代号①～⑥说明如下：

①根据某一种风量控制法，通过变频器比例调节送(回)风机转速。这时，必须注意送回风机的风量应保持同步，否则会使室内压力失控。

②比例积分调节冷(热)水调节阀，维持送风温度t不变，或使其按一定规律变化。 ③根据新排风设定值与检测值偏差，比例调节新风、回风、排风电动调节阀，实现最小新风量控制，某些季节可实现变新风比控制。

④过滤器压差报警。

⑤根据回风湿度双位调节加湿装置。 ⑥与BA中央监控系统通讯。 7 VAV空调监控系统设计

1) VAV空调监控系统应具备的功能

(1)具有对室内、外环境参数、VAVBOX、AHU和风道运行参数的监测功能； (2)具有对人员和设备的安全保护功能； (3)具有通过人机界面进行系统操作的功能； (4)具有对运行参数进行存储和导出的记录功能；

(5)具有对室温、VAVBOX的风阀、AHU的水阀和风机的自动控制功能； (6)具有节能及优化管理功能。

2) VAV空调监控系统的监测功能设计内容，见表5.2.3-3

表5.2.3-3 VAV空调监控系统的监测功能设计内容

监测设计项目 监测功能设计内容 室内温控区的温度；室外空气的温、湿度；室内空气品质及二氧化碳浓度等参数； 风管静压点的静压值（系统风量采用定静压法或变静压法时）； VAVBOX的送风量、一次风阀门开度； AHU的送风温度、回风温、湿度；空气过滤器进出口的静压差； 风机及变频器、水阀、风阀的启停状态和运行参数； 监测空气冷却器进出口的冷水温度； 监测空气加热器进出口的热水温度； 新风量。 1监测参数 2-14

2监控系统的安全保护设计 3监控系统的操作功能设计 风机/变频器故障报警和电机过电流断电保护； 空气过滤器堵塞报警； 监测参数的超限报警或提示功能。 设定、修改室内温度值； 设定、修改设备启停状态； 设定、修改设备的运行参数设定值。 按照使用时间进行风机定时启停； AHU风机停止运行时新风阀连锁关闭； 供冷工况下风机停止运行时，水阀连锁关闭； 依据全年多工况要求运行； AHU送风温度设定值根据供冷、供热、过渡工况自动调整； VAVBOX根据室内温度自动调节送风量； 水阀根据AHU机组送风温度调节开度； AHU送风机频率根据需求自动调节。 过渡季能增大新风比例运行； VAVBOX根据服务区域的使用状况启停； 新风量根据服务区域的使用状况调节； 根据室外温度参数优化室内温度的设定值； 根据AHU运行状况给出需要供水温度的信息； 根据服务区域的工作时间优化风机的启停时间。 4监控系统的自动控制功能设计 5监控系统节能优化控制功能 3) 控制设备选型，见表5.2.3-4

表5.2.3-4 VAV空调监控系统控制设备选型要求

设备名称 控制设备选型要求及结果 (1)输入、输出通道数量应满足VAVBOX的要求； (2)输入、输出通道的信号类型应与VAVBOX配套的室温传感器、流速/风量传感器、风阀执行器和风机控制等的信号类型相匹配； (3)应独立存储服务区域的室温设定值并完成室温控制和风量调节；应具有风量计算和室温控制的专用软件，且程序中参数可修改； (4)应与该VAVBOX所属变风量空调系统的现场控制器双向通信。 选型结果 选用庄森MS-VMA1610可编程数字集成控制器，将VAV控制器/执行机构/压力传感器，FC总线和SA总线集成为一体。 控制器可通过BACnet主从令牌传递协议(MS/TP)进行通讯。 采用专利的比例自适应控制(P-Adaptive）和模式识别自调整控制(PRAC)算法，进行闭环控制。 1 VAVBOX 控制器 2 AHU现场控制器 (1)输入、输出通道应与传感器、执行器的信号类型相匹配； (2)当AHU风机变频器自带控制单元时，宜与其控制单元通信，可采用标准电信号的输入/输出通道监控变频器运行、变频器故障、电机转速和就地/远程开关状态； (3)同一VAV空调系统中，AHU和所有关联 选用庄森AHU现场控制器NCE系列 2-15

VAVBOX的控制点宜连接在同一控制器中； (4)应能提供比例、比例＋积分、比例＋积分＋微分、开/关、时间、顺序、算术、逻辑比较、计数器等基本软件功能；宜提供由基本软件功能组合成的高级控制算法； (5)应与VAV空调监控系统双向通信。 (1)整个系统通信网络采用同一通信协议。（当采用两种及以上通信协议时应配置网关或通信协议转换设备） (2)网络结构、网络传输距离、网络能够连接设备的数量、网段划分、电气连接方式应符合所采用通信技术的要求； (3)网络设备端口容量应满足网络结构要求。 选用BACnet网络 每一个VAV控制器都可以连接到Metasys N2，或者BACnet MS/TP等网络中。网络控制单元可以被编程以便提供附加的能量管理和监视控制功能。其中包括最佳起动(optimal start)，需求限制(demand limiting)，负荷滚动(load roling)，运行时间累计(runtime totalization)等。 3 通信网络 4 中央级监控系统 (1)应能即时显示监测的运行参数和设备状态， 应存储连续一年以上的运行参数并可导出到存储介质上； (2)应能计算系统的能量消耗、各台设备连续和累计运行时间； (3)应能改变各控制器的设定值，并能对设置为“远程”状态的设备直接进行启、停和调节； (4)应根据预定的时间表，或依据节能控制程序自动进行系统或设备的启停； (5)应设立操作者权限控制等安全机制； (6)应有参数越限报警、事故报警及报警记录功能； (7)宜有系统或设备故障诊断功能； (8)应能与冷热源等监控系统进行信息共享； (9)宜为建筑设备监控系统的一部分，并可与其他建筑智能化系统进行信息共享。 4) VAV空调监控系统设计 (1)AHU监控

AHU监控采用自适应控制与模糊控制原理等高级控制软件，自动改变温度设定值，提高控制精度，以达到节能的目的。

变频AHU监控的内容包括：变频器故障监测以及频率反馈、变频控制；风机的启停控制；状态、故障报警、手/自动状态监控、风机压差监测；

回风温度；冷水阀调节；送风温度监测；过滤网前后压差监测；新风阀调节、回风阀调节。

监控原理，如图5.2.3-14所示。

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