（暖通空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制管理(2)）

　　摘要從新風(fēng)機(jī)組的控制開始，至全空氣定風(fēng)量系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)，逐漸深入地討論各種空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制，討論的內(nèi)容涉及控制系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，實(shí)現(xiàn)這些功能所要求的硬件設(shè)備，控制方案實(shí)際的運(yùn)行效果及可能出現(xiàn)的問題。

　　關(guān)鍵詞控制、監(jiān)測(cè)、空氣處理、變風(fēng)量

　　AbstractDealswiththecontrolandmonitoringwithcomputersofthefreshairhandlingunit,allairCAV(constantairvolume)systemandVAV(variableairvolume)system.Studiesthehardwareconfigurationforthefreshairunit,givesthealgorithmforcoolingcoilandsteamhumidifier,anddiscussesairprocessschemesforanairhandlingunit,pressurecontrolinVAV,etc.

　　Keywordscontrol,monitoring,air-handling,VAV

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　　2.1新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)測(cè)控制

　　空氣--水換熱器夏季通入冷水對(duì)新風(fēng)降溫除濕，冬季通入熱水對(duì)空氣加熱。干蒸汽加濕器則在冬季對(duì)新風(fēng)加濕。對(duì)于這樣一臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，要用計(jì)算機(jī)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)控制管理，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：

　　(1)監(jiān)測(cè)功能

　　·檢查風(fēng)機(jī)電機(jī)的工作狀態(tài)，確定是處于"開"還是"關(guān)"；

　　·測(cè)量風(fēng)機(jī)出口空氣溫濕度參數(shù)，以了解機(jī)組是否將新風(fēng)處理到要求的狀態(tài)；

　　·測(cè)量新風(fēng)過濾器兩側(cè)壓差，以了解過濾器是否需要更換；

　　·檢查新風(fēng)閥狀況，以確定其是否打開。

　　(2)控制功能

　　·根據(jù)要求啟/停風(fēng)機(jī)；

　　·控制空氣--水換熱器水側(cè)調(diào)節(jié)閥，以使風(fēng)機(jī)出口空氣溫度達(dá)到設(shè)定值；

　　·控制干蒸汽加濕器調(diào)節(jié)閥，使冬季風(fēng)機(jī)出口空氣相對(duì)濕度達(dá)到設(shè)定值。

　　(3)保護(hù)功能

　　冬季當(dāng)某種原因造成熱水溫度降低或熱水停止供應(yīng)時(shí)，為了防止機(jī)組內(nèi)溫度過低，凍裂空氣--水換熱器，應(yīng)自動(dòng)停止風(fēng)機(jī)，同時(shí)關(guān)閉新風(fēng)閥門。當(dāng)熱水恢復(fù)供應(yīng)時(shí)，應(yīng)能重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，打開新風(fēng)閥，恢復(fù)機(jī)組的正常工作。

　　集中管理功能：

　　一座建筑物內(nèi)可能有若干臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，這樣就希望采用分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過通訊網(wǎng)將各新風(fēng)機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)與中央控制管理機(jī)相聯(lián)。中央控制管理機(jī)應(yīng)能對(duì)每臺(tái)新風(fēng)機(jī)組實(shí)現(xiàn)如下管理：

　　·顯示新風(fēng)機(jī)組啟/停狀況，送風(fēng)溫濕度，風(fēng)閥水閥狀態(tài)；

　　·通過中央控制管理機(jī)啟/停新風(fēng)機(jī)組，修改送風(fēng)參數(shù)的設(shè)定值

　　·當(dāng)過濾器壓差過大、冬季熱水中斷、風(fēng)機(jī)電機(jī)過載或其它原因停機(jī)時(shí)，通過中央控制管理機(jī)報(bào)警。

　　2.1.1根據(jù)要求的功能確定硬件配置

　　為實(shí)現(xiàn)上述四大類功能，首先要選擇合適的傳感器、執(zhí)行器，并配置相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)。

　　為監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)電機(jī)的工作狀態(tài)，將風(fēng)機(jī)電機(jī)交流接觸器的輔助觸點(diǎn)作為開關(guān)量輸入信號(hào)，接到DCU的DI輸入通道上。選擇如第1講介紹過的以占空比形式信號(hào)輸出的溫度變送器，接至DCU的一個(gè)DI輸入通道上。選用具有4～20mA電流信號(hào)輸出的濕度變送器，接在DCU-AI通道上，也可以選擇2個(gè)都是4～20mA電流輸出的溫濕度變送器，接至2路AI輸入通道上。為準(zhǔn)確地了解新內(nèi)機(jī)組工作狀況，溫度傳感器的測(cè)溫精度應(yīng)＜±0.5℃，濕度傳感器測(cè)量相對(duì)濕度的精度應(yīng)＜±0.5%。

　　用微壓差開關(guān)即可監(jiān)視新風(fēng)過濾器兩側(cè)壓差。當(dāng)過濾器阻力增大時(shí)，微壓差開關(guān)吸合，從而產(chǎn)生"通"的開關(guān)信號(hào)，通過一個(gè)DI輸入通道接入DCU。微壓差開關(guān)吸合時(shí)所對(duì)的應(yīng)的壓差可以根據(jù)過濾器阻力的情況預(yù)先設(shè)定。這種壓差開關(guān)的成本遠(yuǎn)低于可以直接測(cè)出壓差的微壓差傳感器，并且比微壓差傳感器可靠耐用。因此，在這種情況下一般不選擇昂貴的可連續(xù)輸出的微壓差傳感器。

　　在換熱器水盤管出口安裝水溫傳感器，測(cè)量出口水溫。一方面供控制機(jī)用來確定是熱水還是冷水，以自動(dòng)進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換；同時(shí)還可以在冬季用來監(jiān)測(cè)熱水供應(yīng)情況，供防凍保護(hù)用。水溫傳感器可使用占空比信號(hào)輸出的溫度變送器，這時(shí)接到DCU的DI輸入通道，也可選取用4～20mA電流輸出的溫度變送器，但要接到AI通道上。

　　以上為必需測(cè)量的參數(shù)。為了更好地了解機(jī)組工作情況，在經(jīng)費(fèi)允許時(shí)，還可以在過濾器前、新風(fēng)閥后安裝溫度傳感器，測(cè)量室外新風(fēng)的溫度；在換熱器水盤管的供水側(cè)安裝水溫傳感器測(cè)量供水水溫，在風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道上安裝風(fēng)速開關(guān)，以確認(rèn)風(fēng)機(jī)是否開啟，新風(fēng)閥或風(fēng)道中其它風(fēng)閥是否打開。

　　由于新風(fēng)閥不用來調(diào)節(jié)風(fēng)量，僅為冬季停機(jī)后防止盤管凍結(jié)用，因此可選擇通斷式風(fēng)閥控制器，通過一路DO通道來控制，當(dāng)輸出為高電平時(shí)，風(fēng)閥控制器打開風(fēng)閥，低電平時(shí)關(guān)閉風(fēng)閥。為了解風(fēng)閥實(shí)際的狀態(tài)，此時(shí)還可以將風(fēng)閥控制器中的全開限位開關(guān)和全關(guān)限位開關(guān)通過2個(gè)DI輸入通道接入DCU。

　　水閥應(yīng)為連續(xù)可調(diào)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以控制風(fēng)溫。為了解準(zhǔn)確的閥位還通過一路AI輸入通道測(cè)量閥門的閥位反饋信號(hào)。如果閥門控制器中安裝了閥位定位器，也可以通過AO輸出通道輸出4～20mA或0～10mA的電流信號(hào)直接對(duì)閥門的開度進(jìn)行控制。

　　2.1.2通過軟件實(shí)現(xiàn)要求的功能

　　定型的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)產(chǎn)品，都帶有通用的輸入輸出程序，并提供一些編程方法。不論采用哪種編程方法。不論采用哪種諧和方法，其目的都是要描述具體使用場(chǎng)合的特殊性，使現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)了解其特點(diǎn)和任務(wù)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指定的功能。這種特殊性的描述一般包括對(duì)輸入輸出的描述及對(duì)各種控制、保護(hù)功能的描述兩部分。

　　2.1.2.1輸入輸出描述例

　　輸入通道：

　　fan:風(fēng)機(jī)狀態(tài)，由DI1通道測(cè)出，高電平為風(fēng)機(jī)開，低電平為關(guān)。

　　temp-air：送風(fēng)溫度，由DI2通道測(cè)出，為占空比信號(hào)，需要以表的形式定義不同占空比所對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值。

　　ψ-air:送風(fēng)相對(duì)濕度，由AI1通道測(cè)出，為4～20mA信號(hào)，相對(duì)濕度與電流信號(hào)的關(guān)系為：ψ=6I-20，

　　I為測(cè)出的電流信號(hào)，mA，ψ為轉(zhuǎn)換的相對(duì)濕度，%。

　　Δp過濾器壓差報(bào)警開關(guān)，由DI3通道測(cè)出，高電平為壓差過大，低電平為正常。

　　d-air新風(fēng)閥開關(guān)狀態(tài)，由DI4通道測(cè)出，高電平為全開，低電平為全關(guān)。

　　temp-water:空氣--水換熱器出口水溫，由DI5通道測(cè)出，為占空比信號(hào)。

　　V-water電動(dòng)調(diào)節(jié)水閥閥位，由AI2通道測(cè)驗(yàn)出，其閥位為：V-water=0.06I-0.2,I為測(cè)出的電流，mA。

　　V-steam:電動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽閥閥位，由AI3通道測(cè)出，其閥位為：V-steam=0.06I-0.2，I為測(cè)出的電流，mA。

　　輸出通道：

　　fan-on:控制風(fēng)機(jī)，與DO1通道連接，高電平風(fēng)機(jī)開，低電平風(fēng)機(jī)關(guān)。

　　V-water-on:控制電動(dòng)調(diào)節(jié)水閥開大，與DO2通道連接。

　　V-water-off:控制電動(dòng)調(diào)節(jié)水閥關(guān)小，與DO3通道連接。

　　V-steam-on:控制電動(dòng)蒸汽閥開大，與DO4通道連接。

　　V-water-off:控制電動(dòng)蒸汽閥關(guān)小，與DO5通道連接。

　　d-air-on：控制新風(fēng)閥，與D06通道連接，高電平打開，低電平關(guān)閉。

　　以上給出上例新風(fēng)機(jī)組監(jiān)測(cè)驗(yàn)控制所要求的輸入輸出通道全部信息，根據(jù)這些信息可按照現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)具體的編程要求描述輸入輸出通道，也可以將這些信息提交給控制機(jī)的供應(yīng)商，委托其代為編程。

　　2.1.2.2自動(dòng)和遠(yuǎn)動(dòng)控制

　　風(fēng)機(jī)的啟/停及各個(gè)閥的調(diào)節(jié)可以由現(xiàn)場(chǎng)機(jī)根據(jù)控制及保護(hù)的要求確定，也可以由中央控制管理機(jī)通過通訊下命令進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)。為了不使現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)的控制與中央控制管理機(jī)的命令發(fā)生沖突，就要增設(shè)一個(gè)"遠(yuǎn)動(dòng)/自動(dòng)"標(biāo)志Auto。Auto為1時(shí)，各設(shè)備由現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)自選控制；Auto為0時(shí)，則現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)不做與控制有關(guān)的分析計(jì)算，各設(shè)備均直接由中央控制管理機(jī)發(fā)出的命令控制。標(biāo)志Auto為貯存在現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)中的一個(gè)變量，其數(shù)值可以由中央控制管理機(jī)通過通訊網(wǎng)直接設(shè)定修改。這樣，各設(shè)備動(dòng)作的邏輯關(guān)系為：

　　不論Auto為何值，風(fēng)機(jī)都可以由中央控制管理機(jī)啟/停，在需要防凍保護(hù)時(shí)，也都可以由現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)停止。當(dāng)Auto為1時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)可以在防凍保護(hù)解除后，重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

　　新風(fēng)閥完全根據(jù)風(fēng)機(jī)狀態(tài)而定，開風(fēng)機(jī)后開新風(fēng)閥，關(guān)風(fēng)機(jī)后關(guān)閉新風(fēng)閥。

　　Auto為1時(shí)，水閥、蒸汽閥由現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)根據(jù)送風(fēng)溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，Auto為0時(shí)，這兩個(gè)閥門根據(jù)中央控制管理機(jī)發(fā)來的命令動(dòng)作。

　　2.1.2.3送風(fēng)參數(shù)的控制

　　當(dāng)Auto為1時(shí)，水閥、蒸汽閥的控制邏輯如下：

　　如果水溫temp-water低于20℃，初步判定為夏季工況，此時(shí)關(guān)閉蒸汽閥門，調(diào)節(jié)水閥開度使送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定值。這時(shí)可按照比例積分調(diào)節(jié)方式（PI）。進(jìn)行調(diào)節(jié)由于計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)是以一定的時(shí)間步長一步步進(jìn)行，因此需要用離散的PI算法。

　　通過噴蒸汽向空氣加濕，在h-d圖中可近似為一個(gè)等溫增d的過程。也就是說調(diào)整蒸汽閥改變噴蒸汽的量，僅影響送風(fēng)空氣的絕對(duì)含溫量d,而基本上不影響送風(fēng)溫度。本例新風(fēng)機(jī)組的控制中，用的是相對(duì)濕度的濕度測(cè)量元件，如果直接用實(shí)測(cè)送風(fēng)相對(duì)濕度與設(shè)定值之差作為控制變量，則調(diào)節(jié)水閥改變加熱量會(huì)使相對(duì)濕度降低，開大蒸汽閥增加噴汽量會(huì)使相對(duì)濕度上升。為了避免這種相互影響，可以根據(jù)測(cè)出的送風(fēng)溫度和相對(duì)濕度計(jì)算出送風(fēng)的絕對(duì)含濕量d，通過調(diào)節(jié)蒸汽閥控制d，通過調(diào)節(jié)熱水閥控制t，這樣兩個(gè)控制環(huán)節(jié)可以相互獨(dú)立地進(jìn)行。具體的控制算式可以采用PI調(diào)節(jié)器。選擇線性流量特性的調(diào)節(jié)閥，使蒸汽的噴射量基本上與開度成線性關(guān)系，Δd與閥位間即為線性，使用PI調(diào)節(jié)可以得到較好的控制效果。

　　2.1.2.4防凍保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

　　冬季有三種情況可以凍裂水盤管：熱水循環(huán)泵停，熱水不流動(dòng)，繼續(xù)開風(fēng)機(jī)，使盤管溫度不斷下降、盤管凍結(jié)；熱源停止（如使用蒸汽--水換熱器產(chǎn)生熱水，蒸汽停供）水溫降低，繼續(xù)開風(fēng)機(jī)使盤管凍結(jié)；無熱水供應(yīng)，新風(fēng)機(jī)亦停止，但新風(fēng)閥未關(guān)閉，外界冷風(fēng)進(jìn)入機(jī)組內(nèi)，使盤管凍結(jié)。在第二種情況下，水盤管出口水溫會(huì)很低，如果水盤管出口水溫測(cè)驗(yàn)點(diǎn)距盤管較遠(yuǎn)（距離大于0.5m），且機(jī)房內(nèi)有供暖設(shè)施，熱水停止流動(dòng)后，該點(diǎn)測(cè)出的溫度不一定很低，不可完全依照它來進(jìn)行判斷。第三種情況送風(fēng)溫度與盤管出口水溫可能都不會(huì)太低，不能通過溫度來判斷，只能設(shè)定為關(guān)風(fēng)機(jī)時(shí)必須關(guān)風(fēng)閥。對(duì)于第一、二兩種情況，可設(shè)定為當(dāng)盤管出口水溫temp-water小于5℃或送風(fēng)溫度temp-air小于10℃(考慮了風(fēng)機(jī)溫升、風(fēng)道影響等各種因素)時(shí)，都應(yīng)停止風(fēng)機(jī)，關(guān)閉風(fēng)閥。同時(shí)還應(yīng)該將水閥全開，以盡可能增加盤管內(nèi)與水系統(tǒng)間水的對(duì)流，同時(shí)還可排除由于水閥堵塞或水閥誤關(guān)造成的降溫。由于是保護(hù)動(dòng)作，因此不論系統(tǒng)處在自動(dòng)還是遠(yuǎn)動(dòng)狀態(tài)，即不論Auto為1或0，發(fā)現(xiàn)降溫都有需要執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。

　　保護(hù)后，如果熱水恢復(fù)供應(yīng)，應(yīng)重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，恢復(fù)正常運(yùn)行。為此需設(shè)一防凍保護(hù)標(biāo)志Pt，當(dāng)產(chǎn)生防凍動(dòng)作后，將Pt置為1。當(dāng)測(cè)出盤管出口水溫temp-water大于35℃，并且Pt為1時(shí)，可認(rèn)為熱水供應(yīng)恢復(fù)，應(yīng)重新開啟風(fēng)機(jī)，打開新風(fēng)閥，恢復(fù)控制調(diào)節(jié)動(dòng)作，同時(shí)將標(biāo)志Pt重置為0。由于不論Auto為1或0都進(jìn)行了保護(hù)，因此恢復(fù)動(dòng)作也不應(yīng)考慮Auto的狀態(tài)。

　　如果風(fēng)道內(nèi)安裝了風(fēng)速開關(guān)，還可以根據(jù)它來預(yù)防上述第三種情況的凍裂危險(xiǎn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)電機(jī)由于某種故障停止、而風(fēng)機(jī)開啟的反饋信號(hào)仍指示風(fēng)機(jī)開通時(shí)，如果風(fēng)速開關(guān)指示出風(fēng)速過低，也應(yīng)關(guān)閉新風(fēng)閥，防止外界冷空氣進(jìn)入。

　　2.2全空氣空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制

　　與上一節(jié)的新風(fēng)機(jī)組相比，從控制調(diào)節(jié)的角度看，有如下3點(diǎn)不同：

　　(1)控制調(diào)節(jié)對(duì)象是房間內(nèi)的溫度、濕度，而不是送風(fēng)參數(shù)；

　　(2)要求房間的溫濕度全年均處于舒適區(qū)范圍內(nèi)，與上一例相比，在夏季也要考慮濕度控制，同時(shí)還要研究系統(tǒng)省能的控制方法；

　　(3)有回風(fēng)回到空調(diào)機(jī)組，不再是全新風(fēng)系統(tǒng)，尤其是新回風(fēng)比還可以變化，因此可盡量利用新風(fēng)降溫，但這會(huì)引出許多新的問題。

　　上述問題主要是控制調(diào)節(jié)問題。系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)管理、遠(yuǎn)動(dòng)、防凍保護(hù)等與前面討論的新風(fēng)機(jī)組類似，此節(jié)不再介紹。

　　2.2.1傳感器與執(zhí)行器的配置

　　與新風(fēng)機(jī)組相比，需要增加被調(diào)房間或被調(diào)區(qū)域內(nèi)溫濕度傳感器。如果被調(diào)房間較大，或是由幾個(gè)房間構(gòu)成一個(gè)區(qū)域作為調(diào)控對(duì)象，則可安裝幾組溫濕度測(cè)點(diǎn)，以這些測(cè)點(diǎn)溫濕度的平均值或其中重要位置的溫濕度作為控制調(diào)節(jié)參照值。房間的溫濕度參數(shù)A直接反饋到控制空調(diào)機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)上，以便直接用來作為參照值進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。當(dāng)被控房間距空調(diào)機(jī)房較遠(yuǎn)、需測(cè)的房間溫濕度參數(shù)又較多時(shí)，可再設(shè)一臺(tái)數(shù)據(jù)采集用現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)，安裝在被控區(qū)域附近，專門與各溫濕度傳感器連接，將測(cè)量信息處理后再通過通訊網(wǎng)把作為參照值的溫濕度參數(shù)送至空調(diào)機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)。

　　由于存在回風(fēng)，需增加新風(fēng)與回風(fēng)的溫濕度測(cè)點(diǎn)?；仫L(fēng)的溫濕度參數(shù)是供確定空氣處理方案時(shí)參考的?；仫L(fēng)道存在較大慣性，有些系統(tǒng)還采用走廊回風(fēng)等方式，這都使得回風(fēng)空氣狀態(tài)不完全等同于室內(nèi)平均空氣狀態(tài)，因此不宜直接用回風(fēng)參數(shù)作為被控房間的空氣參數(shù)（除非系統(tǒng)很小，回風(fēng)從室內(nèi)直接引至機(jī)組）。

　　新回風(fēng)混合后的空氣狀態(tài)對(duì)空氣處理室的調(diào)節(jié)有很大的指導(dǎo)意義，但由于混合室內(nèi)空氣流動(dòng)混亂，溫度亦很不均勻，很難真正得到混合后的空氣參數(shù)。因此一般不測(cè)量混合空氣狀態(tài)。

　　為了調(diào)節(jié)新回風(fēng)比，對(duì)新風(fēng)、排風(fēng)、混風(fēng)三個(gè)風(fēng)閥都要進(jìn)行單獨(dú)的連續(xù)調(diào)節(jié)，因此分別安裝電動(dòng)執(zhí)行器，每個(gè)風(fēng)閥都用2個(gè)DO輸出通道控制其開大或關(guān)小，并用一個(gè)AI輸入通道測(cè)量其閥位，如同上一節(jié)中的電動(dòng)調(diào)節(jié)水閥。當(dāng)然也可以安裝閥門定位器，通過AO輸出通道直接輸出4～20mA電流信號(hào)來控制風(fēng)閥的開度。

　　其它的測(cè)量與控制同上一節(jié)新風(fēng)機(jī)組。由于增加了3個(gè)連續(xù)調(diào)節(jié)的風(fēng)閥，需用啟/停控制并監(jiān)測(cè)驗(yàn)回風(fēng)機(jī)狀態(tài)及測(cè)量室溫、新風(fēng)回風(fēng)溫濕度，所需要的輸入輸出通道遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于新風(fēng)機(jī)組。

　　2.2.2送風(fēng)參數(shù)的確定

　　與新風(fēng)機(jī)組不同，影響空氣處理室工作的有兩個(gè)干擾源：室外空氣狀態(tài)的變化和室內(nèi)熱濕負(fù)荷的變化。此外房間一般都有較大的熱慣性，加之空氣處理室內(nèi)各種閥門調(diào)節(jié)的非線性，導(dǎo)致直接通過風(fēng)閥、水閥控制房間溫濕度有一定困難。比較好的方法是采用"串級(jí)調(diào)節(jié)"，即根據(jù)房間溫度的變化確定要求的送風(fēng)參數(shù)設(shè)定值，及類似于新風(fēng)機(jī)組的控制，根據(jù)要求的送風(fēng)參數(shù)與實(shí)測(cè)的送風(fēng)狀態(tài)之差調(diào)節(jié)空氣處理室。

　　2.2.3空氣處理室的控制

　　確定了要求的送風(fēng)狀態(tài)，接著就是如何調(diào)節(jié)空氣處理室內(nèi)各設(shè)備，使處理后的空氣達(dá)到要求的設(shè)定值。對(duì)于新回風(fēng)比不可調(diào)的固定新風(fēng)量系統(tǒng)，當(dāng)只要求控溫時(shí)，可以采用與新風(fēng)機(jī)組控制相同的方法；當(dāng)溫濕度都有所要求，如圖2-11那樣分別有冷水盤管、熱水盤管時(shí)，則可以判斷當(dāng)需要加濕時(shí)，用冷水盤管或熱水盤管控制送風(fēng)溫度，用蒸汽加濕器控制送風(fēng)的d，當(dāng)需要除濕時(shí)則靠調(diào)整冷水盤管中的冷水量控制送風(fēng)的d，用調(diào)整熱水閥來控制二次加熱量以保證送風(fēng)溫度。

　　與新風(fēng)機(jī)組的控制相比，帶有回風(fēng)的空氣處理室的主要問題是按照什么原則控制新回風(fēng)比使空氣處理室耗能最小。文獻(xiàn)[1]中給出所謂"最小能耗法"的分析方法。

　　2.2.4從節(jié)能角度確定室內(nèi)空氣的最佳狀態(tài)

　　對(duì)于舒適性建筑，并非要求室內(nèi)空氣狀態(tài)恒定于一點(diǎn)，而是允許在較大范圍內(nèi)浮動(dòng)，例如溫度為20～27℃，相對(duì)濕度在40%～70%內(nèi)，均滿足舒適性要求。這樣，當(dāng)室外狀態(tài)偏低時(shí)，室內(nèi)相應(yīng)靠近此域的下限；室外狀態(tài)偏高時(shí)，室內(nèi)則靠近此域的上限。當(dāng)室外處于此域附近時(shí)，則盡可能多用新風(fēng)，使室內(nèi)狀態(tài)隨外界空氣狀態(tài)變化。這樣既可最大限度地節(jié)能，又可提高室內(nèi)空氣品質(zhì)和舒適程度。

　　將空氣處理到該點(diǎn)，這樣做最節(jié)省冷量。

　　·如果Ωs不與Ⅱ區(qū)及I區(qū)相交，僅與Ⅲ區(qū)相交，則應(yīng)取相交域最右側(cè)的最下部作為送風(fēng)點(diǎn)S，以節(jié)省冷量及二次加熱量。

　　·如果Ωs不與Ⅱ區(qū)及I區(qū)相交，與Ⅳ相交時(shí)，應(yīng)取相交域的最左側(cè)的中點(diǎn)。

　　·如果Ωs僅與Ⅳ區(qū)相交，則應(yīng)取相交域的左下角。

　　·如果Ωs僅與Ⅴ區(qū)相交，則應(yīng)取相交域的左上角。

　　按照上述方式，可以在每個(gè)時(shí)刻根據(jù)新、回風(fēng)狀態(tài)及室內(nèi)狀態(tài)確定最適宜的送風(fēng)狀態(tài)，既保證房間空氣狀態(tài)處于舒適區(qū)，又使空氣處理能耗最小。這樣的幾何計(jì)算看起來很復(fù)雜，但利用計(jì)算機(jī)卻并不十分困難。當(dāng)房間允許的舒適域范圍較大時(shí)，與固定的室內(nèi)設(shè)定狀態(tài)相比，這樣做節(jié)能效果十分顯著。這是采用計(jì)算機(jī)控制空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)比常規(guī)電子式調(diào)節(jié)器控制節(jié)省運(yùn)行能耗的主要原因之一。

　　2.2.5各空氣處理裝置的調(diào)節(jié)

　　在上述討論中，涉及到控制新風(fēng)、排風(fēng)和混風(fēng)三個(gè)風(fēng)閥以調(diào)節(jié)新回風(fēng)比，控制表冷器、加熱器的水閥以調(diào)節(jié)冷熱量以及控制加濕器蒸汽閥以調(diào)節(jié)加濕量。在控制方案確定后，它們的調(diào)節(jié)都是以送風(fēng)空氣的溫度或絕對(duì)濕度為目標(biāo)，這時(shí)需根據(jù)控制調(diào)節(jié)裝置的特性不同分別采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)算法。

　　新回風(fēng)比的變化與送風(fēng)參數(shù)（d和t）的變化成正比，因此可用PI形式的算法，根據(jù)送風(fēng)d或t的偏差控制這三個(gè)風(fēng)閥，其中新風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)閥應(yīng)同向同步調(diào)節(jié)，混風(fēng)閥則按相反方向調(diào)節(jié)。

　　2.3變風(fēng)量系統(tǒng)的控制

　　變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV）是目前在國內(nèi)開始試用的方式。所涉及的各種問題在《暖通空調(diào)》雜志有專文介紹，這里僅討論采用計(jì)算機(jī)控制時(shí)的一些做法。

　　當(dāng)一套全空氣空調(diào)系統(tǒng)所帶各房間的負(fù)荷變化情況彼此不同，或各房間要求的設(shè)定值彼此不同時(shí)，VAV是一種解決問題的有效方式。每個(gè)VAV末端裝置需要一套控制器。最簡單的控制方式是根據(jù)房間溫度實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之差，直接調(diào)整末端裝置中的風(fēng)閥。這樣做，當(dāng)某個(gè)房間溫度達(dá)到要求值時(shí)，由于其它房間風(fēng)量的變化或總的送風(fēng)機(jī)風(fēng)量有所變化導(dǎo)致連接末端裝置風(fēng)道處的空氣壓力有變化，從而使這個(gè)房間的風(fēng)量變化。由于房間熱慣性較大，在此瞬間房間溫度并不變化。待房間溫度發(fā)生足夠大的變化后，再對(duì)風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)整，又會(huì)反過來影響其它房間的風(fēng)量，并引起溫度變化，這樣各房間風(fēng)閥不斷調(diào)節(jié)，風(fēng)量和溫度不斷變化，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。一種改進(jìn)的方法是采用"壓力無關(guān)"（Pressureindependent）末端裝置。此種末端上裝有風(fēng)量測(cè)量裝置，房間溫度的變化不再直接改變風(fēng)閥開度，而是去修正風(fēng)量設(shè)定值。風(fēng)閥則根據(jù)實(shí)測(cè)的風(fēng)量與風(fēng)量設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整。這樣，當(dāng)某房間風(fēng)量由于風(fēng)道內(nèi)壓力變化而變化時(shí)，末端控制裝置會(huì)直接調(diào)整風(fēng)閥，以維持原來的風(fēng)量，房間溫度不會(huì)由此引起波動(dòng)。簡單的末端控制器和"壓力無關(guān)"方式的末端控制器都可以由常規(guī)模擬電路構(gòu)成或以計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成。

　　2.3.1具有獨(dú)立的末端控制器的VAV系統(tǒng)

　　此種VAV末端控制器是與VAV末端裝置配套的定型產(chǎn)品，它包括掛在室內(nèi)墻壁上的溫度設(shè)定器及安裝在末端裝置上的控制器兩部分，設(shè)定器內(nèi)裝有溫度傳感器以測(cè)量房間溫度。溫度實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之差被送到控制器中去修正風(fēng)量設(shè)定值或直接控制風(fēng)閥。對(duì)于"壓力無關(guān)"的末端裝置，重要的是要測(cè)準(zhǔn)風(fēng)速或風(fēng)量。一般都需要在出廠前逐臺(tái)標(biāo)定，將標(biāo)定結(jié)果設(shè)置到控制器中。有的末端控制器產(chǎn)品還要求在現(xiàn)場(chǎng)逐臺(tái)標(biāo)定，這在選用產(chǎn)品的訂貨時(shí)要十分注意。

　　除VAV末端裝置外就是對(duì)空調(diào)機(jī)的控制了。與前一節(jié)討論過的空氣處理室的控制相比，VAV系統(tǒng)的新的控制問題為：①由于各房間風(fēng)量變化，空調(diào)機(jī)的總風(fēng)量將隨之變化，如何對(duì)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制使之與變化的風(fēng)量相適應(yīng)？②如何調(diào)整回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使之與變化了的風(fēng)量相適應(yīng)，從而不使各房間內(nèi)壓力出現(xiàn)大的變化？③如何確定空氣處理室送風(fēng)溫濕度的設(shè)定值？④如何調(diào)整新回風(fēng)閥，使各房間有足夠的新風(fēng)？

　　2.3.1.1送風(fēng)機(jī)的控制

　　為了保證系統(tǒng)中每個(gè)VAV末端裝置都能正常工作，要求主風(fēng)道內(nèi)各點(diǎn)的靜壓都不低于VAV末端裝置所要求的最低壓力。在主風(fēng)道壓力最低處安裝靜壓傳感器，根據(jù)此點(diǎn)測(cè)出的壓力，調(diào)整送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使該點(diǎn)的壓力恒定在VAV末端裝置所要求的最小壓力值，即可保證各VAV末端裝置正常工作。對(duì)于僅一條風(fēng)道的系統(tǒng)，將壓力傳感器裝在風(fēng)道的最遠(yuǎn)處，根據(jù)它的壓力調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即可保證各VAV末端裝置都在足夠的壓力下工作，然而在實(shí)際工程中會(huì)出現(xiàn)問題：當(dāng)主風(fēng)道前半部分風(fēng)速較高，尾部風(fēng)速較低時(shí)，最遠(yuǎn)處的靜壓比近處某些位置的靜壓還高，導(dǎo)致近處一些VAV裝置不能正常工作。當(dāng)主風(fēng)道分為兩支或多支（如圖2-11）時(shí)，若裝有壓力傳感器的分支A內(nèi)各變風(fēng)量裝置的風(fēng)閥因需要的風(fēng)量小而關(guān)小，分支內(nèi)總風(fēng)量減少，而另一支要求的風(fēng)量大，則壓力傳感器測(cè)出的壓力接近于風(fēng)道分叉處點(diǎn)a的壓力，但由于分支B內(nèi)風(fēng)量大，壓降大，點(diǎn)C的壓力遠(yuǎn)低于點(diǎn)a，從而也就低于點(diǎn)b的壓力，這樣，當(dāng)控制送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使點(diǎn)b于額定壓力時(shí)，點(diǎn)c及其附近的壓力就會(huì)偏低，使連接于這些位置的ＶＡＶ末端裝置不能正常運(yùn)行。鑒于這種情況，國外一些文獻(xiàn)建議將參考測(cè)壓點(diǎn)前移至總風(fēng)道上距末端1／3處，如圖2-21中d點(diǎn)。在歐洲有些工程師干脆將測(cè)點(diǎn)設(shè)在風(fēng)機(jī)出口，使風(fēng)機(jī)出口壓力恒定。此時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整過程如圖2-22所示。這樣，部分負(fù)荷時(shí)VAV末端裝置壓力過大，使得風(fēng)閥關(guān)得很小，噪聲增加，同時(shí)小風(fēng)量時(shí)風(fēng)機(jī)電耗節(jié)省不多。這樣，雖然測(cè)壓點(diǎn)越接近風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)越可靠，但風(fēng)機(jī)節(jié)能效果就越差。這些分析都是采有一個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速這種單回路的簡單控制方式，而使用DDC控制，可以多裝幾個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)來解決上述矛盾。例如圖2-11例中，在點(diǎn)b、c處均安裝壓力傳感器，調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使這兩個(gè)壓力中的最小者不低于VAV末端裝置要求的最低壓力。還可以在有可能出現(xiàn)最高風(fēng)速的風(fēng)道處裝壓力測(cè)點(diǎn)，以保證該點(diǎn)壓力不低于額定值。當(dāng)然在保證可基本了解風(fēng)道內(nèi)壓力分布的前提下，應(yīng)盡可能減少壓力測(cè)點(diǎn)，以減少投資。在何處設(shè)壓力測(cè)點(diǎn)是出現(xiàn)了VAV系統(tǒng)以后國外長期爭論、且尚未圓滿解決的問題。但采用計(jì)算機(jī)控制的，增加這種"哪里壓力最低"的邏輯判斷功能，問題就變得很容易解決了。

　　2.3.1.2回風(fēng)機(jī)的控制

　　回風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也需要調(diào)節(jié)，以使回風(fēng)風(fēng)量與變化了的送風(fēng)量相匹配，從而保證各房間不會(huì)出現(xiàn)太大的負(fù)壓或正壓。由于不可能直接測(cè)量每個(gè)房間的室內(nèi)壓力，因此不能直接按照室內(nèi)壓力對(duì)回風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制。由于送風(fēng)機(jī)在維持送風(fēng)道中的靜壓，其工作點(diǎn)如圖2-22那樣隨轉(zhuǎn)速變化而變化，因此送風(fēng)量并非與轉(zhuǎn)速成正比。而回風(fēng)道中如果沒有可隨時(shí)調(diào)整的風(fēng)閥，回風(fēng)量基本上與回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。因此也不能簡單地使回風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)同步地改變轉(zhuǎn)速。實(shí)際工程中可行的方法是同時(shí)測(cè)量總送風(fēng)量和總回風(fēng)量，調(diào)整回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使總回風(fēng)量總是略低于總送風(fēng)量，即可維持各房間稍有正壓。再一種方式是測(cè)量總送風(fēng)量和總回風(fēng)道接近回風(fēng)機(jī)入口處的靜壓，此靜壓應(yīng)與總送風(fēng)量的平方成正比，由測(cè)出的總送風(fēng)量即可計(jì)算出回風(fēng)機(jī)入口靜壓的設(shè)定值，調(diào)整回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使回風(fēng)機(jī)入口靜壓達(dá)到該設(shè)定值，即可保證各房間內(nèi)的零壓。

　　2.3.1.3送風(fēng)參數(shù)設(shè)定

　　對(duì)于第二節(jié)中討論的定風(fēng)量系統(tǒng)，總的送風(fēng)參數(shù)可以根據(jù)實(shí)測(cè)房間溫濕度狀況確定。對(duì)于變風(fēng)量系統(tǒng)，由于每個(gè)房間的風(fēng)量都根據(jù)實(shí)測(cè)溫度調(diào)節(jié)，因此房間內(nèi)的溫度高低并不能說明送風(fēng)溫度偏高還是偏低。只有將各房間溫度、風(fēng)量及風(fēng)閥位置全測(cè)出來進(jìn)行分析，才能確定送風(fēng)溫度需用調(diào)高或降低，這必須靠與各房間變風(fēng)量末端裝置的通訊來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于各變風(fēng)量末端間無通訊功能的控制系統(tǒng)，送風(fēng)參數(shù)很難根據(jù)反饋來修正，只能根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算或總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)建筑物使用特點(diǎn)、室內(nèi)發(fā)熱量變化情況及外溫確定送風(fēng)溫度設(shè)定值。根據(jù)一般房間內(nèi)溫濕度要求計(jì)算出絕對(duì)濕度d,取d-(0.5～1)g/kg作為送風(fēng)絕對(duì)濕度的設(shè)定值。為了滿足各房間溫度要求，這樣確定的送風(fēng)溫度設(shè)定值一般總是偏保守，即夏天偏低，冬天偏高，從而使經(jīng)過末端裝置調(diào)節(jié)風(fēng)量后，各房間溫度都能滿足要求。但有時(shí)各VAV末端裝置都關(guān)得很小，增加了噪聲。此外還減少了過渡期利用新風(fēng)直接送風(fēng)降溫的時(shí)間，多消耗了冷量。

　　2.3.1.4保證足夠的新風(fēng)

　　當(dāng)新、排、混風(fēng)閥處于最小新風(fēng)位置時(shí)，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使總風(fēng)量減小，新風(fēng)入口處的壓力就會(huì)升高，從而使吸入的新風(fēng)的百分比不變，但絕對(duì)量減少。對(duì)于舒適性空調(diào)，這使各房間新風(fēng)量的絕對(duì)量減少，空氣質(zhì)量變差。為避免這一點(diǎn)，在空氣處理室的結(jié)構(gòu)上可采取許多措施。就控制系統(tǒng)來說，可在送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)適當(dāng)開大新風(fēng)和排風(fēng)閥，轉(zhuǎn)速增加時(shí)再將它們適當(dāng)關(guān)小。更好的辦法是在新風(fēng)管道上安裝風(fēng)速傳感器，調(diào)節(jié)新風(fēng)和排風(fēng)閥，使新風(fēng)量在任何情況都不低于要求值。

　　2.3.2各末端控制器具有通訊功能的VAV系統(tǒng)

　　當(dāng)各個(gè)末端控制器均為DDC控制、空氣處理室的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)可以與各末端控制器通訊時(shí)，前面討論的那些VAV控制調(diào)節(jié)中的問題就較容易解決了。此時(shí)的主題是充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算分析能力，盡可能少使用各種壓力和風(fēng)量/風(fēng)速傳感器，通過計(jì)算機(jī)使各末端裝置相互協(xié)調(diào)，解決上述問題。此是的控制策略取決于采用"壓力無關(guān)"型末端裝置還是簡單的電動(dòng)風(fēng)閥裝置。下面分別進(jìn)行討論。

　　2.3.2.1使用"壓力無關(guān)"型末端裝置

　　此時(shí)空調(diào)處理室的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)可得到各末端裝置風(fēng)量實(shí)測(cè)值、風(fēng)量設(shè)定值、對(duì)應(yīng)的房間溫度和房間溫度設(shè)定值。有些控制器不可得到閥位信息。末端裝置控制器調(diào)節(jié)的速度很快，一般情況下風(fēng)量實(shí)測(cè)值應(yīng)接近風(fēng)量設(shè)定值。如果某個(gè)末端裝置在連續(xù)一段時(shí)間內(nèi)（1～2min）實(shí)測(cè)的風(fēng)量低于風(fēng)量設(shè)定值較多，則說明風(fēng)道內(nèi)壓力偏低，因此可增加送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。各末端裝置風(fēng)量設(shè)定值之和與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速有一對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于各風(fēng)量設(shè)定值之和所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，則說明風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏高，各變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)閥可能都關(guān)得較小，因此需降低轉(zhuǎn)速?？傦L(fēng)量和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可在初調(diào)節(jié)時(shí)通過實(shí)測(cè)得到：將幾個(gè)最末端的變風(fēng)量裝置的風(fēng)量設(shè)定到最大值（或?qū)⒎块g溫度設(shè)定值調(diào)到很低）。近端的變風(fēng)量裝置設(shè)定到最小值，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使這些風(fēng)量設(shè)定值基本上得到滿足。記下此時(shí)實(shí)測(cè)風(fēng)量之和及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，再增加幾個(gè)設(shè)定風(fēng)量為最大值的末端裝置，再次調(diào)整轉(zhuǎn)速。這樣即可得到一組最不利條件下總風(fēng)量與轉(zhuǎn)速之關(guān)系，作為控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的依據(jù)。此關(guān)系可通過同樣的思路根據(jù)風(fēng)道阻力情況預(yù)先計(jì)算得到。當(dāng)末端裝置的風(fēng)閥閥位信息也可向空氣處理室的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)提供時(shí)，可以根據(jù)是否有閥位開到90%以上來確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使任何時(shí)候系統(tǒng)中至少有一個(gè)VAV末端裝置的風(fēng)閥閥位大于90%。

　　由各變風(fēng)量裝置實(shí)測(cè)的風(fēng)量之和即可確定回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。只要使轉(zhuǎn)速與總風(fēng)量成正比，房間內(nèi)基本上可保證正常的壓力范圍。比例系數(shù)可在調(diào)節(jié)時(shí)實(shí)測(cè)確定。

　　最適合的送風(fēng)參數(shù)亦可由各末端裝置的風(fēng)量設(shè)定值確定：當(dāng)各末端裝置的風(fēng)量設(shè)定值都低于各自的最大風(fēng)量，說明送風(fēng)溫差過大，應(yīng)升溫（夏季）或降溫（冬季），以減小送風(fēng)溫差。若有的裝置風(fēng)量設(shè)定值等于或高于其最大風(fēng)量，則說明送風(fēng)溫差偏小，應(yīng)降溫（夏季）或升溫（冬季）。這種控制的結(jié)果，系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)至少有一個(gè)末端裝置其風(fēng)量設(shè)定值高于90%的最大風(fēng)量。這種用房間控制信息反饋來確定送風(fēng)參數(shù)的方法比沒有通訊時(shí)前饋方法要可靠、省能，亦可避免大量風(fēng)閥關(guān)小引起的噪聲。掌握了各房間風(fēng)量的實(shí)測(cè)值，還可以更準(zhǔn)確地保證各房間的新風(fēng)量。每個(gè)房間都有事先定義的最小新風(fēng)量要求（根據(jù)人員數(shù)量），由各房間實(shí)測(cè)風(fēng)量與該房間額定最小新風(fēng)量之比即得到此時(shí)要求的最小新風(fēng)比。新風(fēng)、排風(fēng)閥閥位開度近似于新風(fēng)比，因此可簡單地根據(jù)這種計(jì)算出的最小新風(fēng)比檢查和調(diào)整新風(fēng)、排風(fēng)閥。為使新風(fēng)量更準(zhǔn)確，也可以在新風(fēng)管道上測(cè)量新風(fēng)量，再用計(jì)算出的實(shí)測(cè)總風(fēng)量乘以最小新風(fēng)比作為最小新風(fēng)量的設(shè)定值.

　　從上面的分析可以看到，采用各末端裝置有通訊功能的控制系統(tǒng)，可以使風(fēng)道壓力控制、室內(nèi)壓力控制、送風(fēng)參數(shù)設(shè)定和新風(fēng)控制這4個(gè)問題得到較妥善的解決，并且除VAV末端裝置內(nèi)的風(fēng)量測(cè)量外，不再需要其它測(cè)點(diǎn)，免去了無通訊功能時(shí)需要對(duì)風(fēng)道壓力、總風(fēng)量、回風(fēng)機(jī)入口壓力及新風(fēng)量的測(cè)量。通訊功能所需要增加的投資可以從省下的這些傳感器投資中得到。而系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)品質(zhì)卻會(huì)大大改善。

　　2.3.2.2使用無風(fēng)量測(cè)量的末端裝置

　　即使不采用"壓力無關(guān)"型末端裝置，直接通過調(diào)風(fēng)閥控制房間溫度，依靠各DDC控制器通過通訊網(wǎng)的相互聯(lián)系，也能獲得較好的控制效果。

　　采用"壓力無關(guān)"末端裝置的主要原因是為了避免鄰近末端裝置及送風(fēng)機(jī)的調(diào)整造成的風(fēng)量變化。當(dāng)具有通訊功能時(shí),每個(gè)末端裝置要對(duì)風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，同時(shí)將要調(diào)整的開度變化通知鄰近的各末端裝置。各鄰近末端裝置可根據(jù)預(yù)定的權(quán)系數(shù)對(duì)自己的風(fēng)閥同時(shí)進(jìn)行調(diào)整。例如某末端裝置為使房間溫度降低，要將風(fēng)閥開大10%，則最鄰近的兩個(gè)末端裝置同時(shí)也將自己的風(fēng)閥開大3%～4%，次鄰近者同時(shí)開大1%～2%，這樣就可避免在風(fēng)量減小、引起溫度變化后再進(jìn)行調(diào)整了。送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，則所有的風(fēng)閥都應(yīng)自行進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。這種調(diào)整量的權(quán)系數(shù)可通過"自學(xué)習(xí)"的方法逐漸修正。此種控制調(diào)節(jié)的效果可接近"壓力無關(guān)"型末端裝置（詳細(xì)討論與模擬實(shí)驗(yàn)分析見文獻(xiàn)[3]）。

　　對(duì)于這種末端裝置，空調(diào)室的現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)應(yīng)知道各末端裝置的閥位，根據(jù)各末端裝置的閥位狀態(tài)確定送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及空調(diào)機(jī)送風(fēng)狀態(tài)。當(dāng)所有末端裝置的閥位均小于80%時(shí)，說明風(fēng)道內(nèi)靜壓偏高，應(yīng)降低送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。反之，若發(fā)現(xiàn)有開度大于90%的末端裝置，說明有可能風(fēng)道內(nèi)靜壓偏低，應(yīng)加大送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣可以用各末端裝置中閥門開度最大值來控制送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使得在任何時(shí)候系統(tǒng)內(nèi)至少有一個(gè)末端裝置風(fēng)閥開度在80%～90%之間，沒有風(fēng)閥開度超過90%。

　　根據(jù)各末端裝置風(fēng)閥開度，同樣也可確定適宜的送風(fēng)溫度：

　　若各風(fēng)閥開度在20%～90%之間，而送風(fēng)機(jī)未達(dá)到最大轉(zhuǎn)速，則應(yīng)減小送風(fēng)溫差，這將導(dǎo)致各末端裝置風(fēng)閥相繼開大。最大都超過90%后，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，最終的結(jié)果使各末端裝置風(fēng)閥開度范圍在40%～90%之間。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大，各風(fēng)閥間開度仍較大時(shí)，就不能再調(diào)整。

　　若各風(fēng)閥開度在70%～90%之間，則可適當(dāng)加大送風(fēng)溫差，各風(fēng)閥就會(huì)相繼關(guān)小，此時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)降低，最終的結(jié)果也可使各末端裝置風(fēng)閥開度范圍在40%～90%之間。這樣做還要注意送風(fēng)溫差的最大值，當(dāng)送風(fēng)溫差設(shè)定值達(dá)到其最大值時(shí)，就不能再減小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

　　回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可能控制成基本上與送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速同時(shí)按比例變化。由于風(fēng)道內(nèi)靜壓不是恒定而是隨風(fēng)量變化，各末端裝置的風(fēng)閥開度范圍基本不變，因此風(fēng)道的阻力特性變化不大，送風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)變化不大，因此送風(fēng)機(jī)風(fēng)量近似與轉(zhuǎn)速成正比，于是回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速即可與送風(fēng)機(jī)同步。這與風(fēng)道內(nèi)維持額定正壓的控制不同。對(duì)于后者，即使所有的風(fēng)閥全關(guān)小，總風(fēng)量降到50%，風(fēng)道風(fēng)測(cè)壓點(diǎn)的壓力仍不變，于是風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)偏移，總風(fēng)量與轉(zhuǎn)速不成正比.

　　由于總風(fēng)量近似正比于送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，由此可估計(jì)出不同轉(zhuǎn)速下所需要的最小新風(fēng)比，以保證系統(tǒng)有足夠的新風(fēng)量，用這個(gè)最小新風(fēng)量即可作為新排風(fēng)閥此時(shí)刻的開度下限。

　　由上述初步的定性分析與討論，可以看出來用計(jì)算機(jī)控制后，尤其是采用帶有通訊功能的計(jì)算機(jī)可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工作情況進(jìn)行全面分析，確定控制策略，可使VAV控制中的一些困難問題得以較好地解決，同時(shí)可以減少傳感器使用數(shù)量。上述最后一例，無任何風(fēng)量傳感器使用數(shù)量。上述最后一例，無任何風(fēng)量傳感器和壓力傳感器，完全依靠各變風(fēng)量末端風(fēng)閥閥位的信息，即解決了VAV系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的控制?？刂菩Ч?dāng)然不如帶有"壓力無關(guān)"末端裝置的系統(tǒng)，但如果送回風(fēng)道設(shè)計(jì)恰當(dāng)，變風(fēng)量末端裝置選擇合適，也可以獲得較好的運(yùn)行品質(zhì)。

　　2.4參考文獻(xiàn)

　　1李吉生，彥啟森.空調(diào)系統(tǒng)最小能耗控制.制冷學(xué)報(bào)，1993，（1）.

　　2朱偉峰.變風(fēng)量系統(tǒng)的解耦控制[學(xué)位論文].北京：清華大學(xué)熱能系，1996.

　　3ThomasBHartman.DirectdigitalcontrolsforHVACsystem.McGraw-Hill,inc.