古北国际财富中心 VAV系统控制方案
上海延华智能科技股份有限公司 2010年12月17日古北国际财富中心工程 VAV系统控制方案目录 1 概述 ................................................................................................................................................. 1 2 系统设计说明 ................................................................................................................................. 1 2.1 标准层监控点表 ........................................................................................................................ 3 2.2 VAV末端温控器设计说明 ......................................................................................................... 5 3 控制方案描述 ................................................................................................................................. 5 3.1 末端控制 .................................................................................................................................... 5 3.2 空调机组控制 .......................................................................................................................... 10 3.3 系统控制 .................................................................................................................................. 16 3.4 系统控制权限 .......................................................................................................................... 16 4 对其它承包商的配合要求 ........................................................................................................... 16 5 综述 ............................................................................................................................................... 16 古北国际财富中心工程
1/17 VAV系统控制方案 1 概述 传统定风量（CAV）空调系统或风机盘管加新风机组系统的一成不变： 只有活水，没有活风，谈不上节能和环保。 而变风量（VAV）空调系统的独特魅力： 活风，活水，还有活电，同时还要节能和环保。 本工程（即古北国际财富中心）办公区域采用的就是VAV系统，在满足用户舒适性的同时，充分体现了建筑节能和环保的理念。 VAV系统作为本项目空调系统的核心，其控制也是BMS的核心组成部分，采用何种控制方案，将影响到本系统的运行效果。本文将详细介绍本工程VAV系统的控制方案。
2 系统设计说明 为了更清晰的说明VAV系统控制与本项目BMS的关系，请看下图（即本项目BMS网络架构图）： 古北国际财富中心工程
2/17 办公区域BMS
普通空调系统VAV空调系统生活给水系统集水井监测系统公共照明航空障碍灯冷机群控接口锅炉接口发电机接口电力系统电梯系统诱导风机系统餐饮含油废水处理系统智能照明系统
通风系统空调系统给排水系统照明系统通讯接口
商业区域BMS生活给水系统集水井监测系统冷机群控接口锅炉接口发电机接口电力系统电梯系统餐饮含油废水处理系统智能照明系统通风系统普通空调系统给排水系统照明系统通讯接口商业租户供电回路裙房公共照明
古北国际财富中心BMS
图阴影部分就是VAV系统。本项目VAV系统设计应用范围为办公区域。 除门厅等大空间区域采用单风管定风量全空气低速空调系统，并在周边玻璃幕墙加设地面送风系统外，办公区域采用全空气变风量空调系统，标准办公层每层分为四个空调区域（顶层会所为两个空调区域），每个空调区域设置两台薄型变风量空调机组分别为内、外区服务，变风量空调机组处理后的送风经中压风管、单风道变风量风箱和送风口分别送至内、外区，回风通过回风口、吊顶回到空调机组。 设计变风量空调系统采用变静压控制方式。 古北国际财富中心工程 3/17 空调箱均设有初、中效空气过滤器、空气净化装置等功能段。 下图为标准层VAV系统示意图：
下文VAV系统控制方案中，举例说明所采用的参数为标准层（9F）东南区域相关参数。 2.1 标准层监控点表 见下页：古北国际财富中心工程 4/17 古北国际财富中心工程
5/17 2.2 VAV末端温控器设计说明 本项目VAV末端温控器的形式初期考虑全部顶装，内含温度传感器。 温控器的实际安装形式可在二次装修时，根据实际需求进行更改。 末端控制器除接受温控器自带温度信号外，还可接入另外一个室内温度传感器信号，对室内温度进行冗余检测，但需额外增加成本。
3 控制方案描述 3.1 末端控制 3.1.1 常见VAV系统控制策略 通常VAV系统的控制方式分为三种： 定静压控制、变静压控制、总风量控制； 三种方式对比如下：
定静压控制 变静压控制 总风量控制 控制思想 稳定风管静压恒定 减小末端之间干扰 使相对开度最大风门稳定在适当区间，最大程度节约送风能源 建立风管模型 通过总需求风量 直接确定风机频率
节能效果 差 最好 介于定静压与变静压之间
调试难度 简单 困难 容易产生误差 可结合定静压提高可靠性 建设成本 低 高 中
了解了上述三种控制方式后，我们发现，无论使用哪种控制方式都存在优点和缺点，那么能不能根据三种控制方式各自的特点，充分发挥三种控制方式的优点，同时又相互弥补各自的缺点呢？ 根据本项目的特点，结合我司多年VAV系统施工经验，我们推荐采用：混合控制法。 古北国际财富中心工程 6/17 3.1.2 本项目VAV系统控制策略—混合控制法 混合控制法可描述为：“总风量＋变静压” 原理图如下：
第一步:利用总风量法前馈控制的优点, 使系统迅速达到平衡（从原点点到达A点）. 通过累加VAV总的实际需求风量, 根据风量对应频率的风机曲线（需空调厂家提供）迅速计算出风机此时需要运行的频率, 并控制风机迅速达到, 风机调节速度比VAV风阀调节要快得多。
第二步:利用变静压法精确控制的优点, 微调风机频率，进一步使系统运行在最节能的状态. （从A点到达B点）
由于总风量法的风量曲线难免存在误差, 我们很难直接把系统控制到最节能的状态, 此时我们通过变静压法(即阀位控制), 检测VAV各个末端风阀开度,并微调风机频率,使系统中所有VAV末端风阀开度达到70%~90%（此参数将在VAV专题会议中讨论决定）之间, 此时,表明系统既运行在最节能的状态,又可以满足所有VAV的风量需求。
补充说明：上述控制策略描述了系统在正常运行情况下的工作流程，那么在非正常古北国际财富中心工程 7/17 情况发生时，系统的安全稳定是怎样保证的呢？ 对于本系统，我们设想的最不利状况为：系统运行时，末端风阀开度同时存在过大和过小现象，且数量超过了末端总数的30%（可讨论）【在风平衡调试成功后一般不会发生此种情况，但不排除此种情况在未来发生的可能性】
针对此种情况，我们设定：当发生此情况时，系统发出警报信息，同时自动联动空调主机进入安全运行模式，此模式下，系统跳转为定静压控制，根据安装在风管内的静压传感器反馈信号，结合设定静压值，保证系统在非正常情况下的安全运行。此时，系统维护人员应尽快排除故障，恢复系统的正常运行。
【定静压安全模式运行的详细参数，将在后续VAV专题会议上讨论】 本项目采用的是协力空调株式会社（KAK）压力无关型VAV末端。 对于单个VAV末端而言，其基本运行流程图如下：
VAV BOXPID计算需求风量控制区域实际风量室内温度PID
+
-+
-
实际需求风量
对于单个VAV末端而言， 系统给定信号为：需求风量信号（DC 0-10V）； 现场给定信号为：设定温度、开机、关机； 反馈信号：实际风量（叶轮式风速传感器）、风阀开度过大信号（干结点）、风阀开度过小信号（干结点）、室内温度、设定温度；其中风阀开度过大（过小）信号可在定制产品时设定。
单个末端的控制流程说明：系统根据室内反馈温度与设定温度PID运算出【计算需求风量】，再根据【计算需求风量】与【实际风量】PID运算出【实际需求风量】，VAVBOX根据【实际需求风量】自动控制风门开启度。当系统稳定时，会保持在一个恒定的需求风量值（即恒定风门开度）。