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变风量空调系统新排风控制策略分析廖滟李林涛孟令然曹越宋业辉（建科环能科技有限公司，北京）摘要：变风量空调机组送入室内的风量随负荷自动变化，造成送入室内的新风量也随之变化。为保持室内正压，排风量也应进行调控。因此需通过楼控系统实现合理的新、排风控制策略。本文针对常见的新排风系统的处理方式和阀门设置形式提出了不同的控制策略，并介绍了相关案例。关键词：变风量；新风；排风；控制策略；正压廖滟，女，年生，硕士研究生，高级工程师 北京市朝阳区北三环东路 号 ：收稿日期：引言变风量空调系统广泛应用于高端写字楼，变风量控制方法主要有定静压、变静压及总风量控制法。当送入室内的风量变化时，新风和排风量也需随之改变。目前，变风量空调系统普遍存在新风不平衡问题，影响了系统运行能耗。然而变风量空调的新排风控制方法无相对统一的固定方式。这主要是因为新排风的设计方式和使用的执行器有较大差别。新风处理一般分为集中处理和分散处理。分散处理的新风一般不单独设置新风处理盘管，而是通过变风量空调机组将新风从机房就近的进风口吸入，与回风混合后经机组统一处理后送入室内。由于就近取风，阻力较小，也比较容易获得较大风量，因此风机能耗较小。集中新风机组通常设置在屋顶、设备层或者地下，进风口就近设置。新风经集中处理后经竖井送至各层楼面，与楼层的回风混合后再次进行热湿处理。竖井送风的阻力较大，风机能耗较高，主要用于高层没有条件在每层都设置进风口的情况。当过渡季需要加大新风量时，还需设置送风机。变风量空调机组新风入口的风阀通常为定风量阀、变风量阀及调节阀等。排风系统与新风系统相似，也分为集中排风和就地排风。就地排风一般是在本层设置变频排风机，就近排风。集中排风则是利用竖井风道排风，排风机也和新风机一样设置在屋顶、设备层或者地下。排风阀的种类与新风阀相同。集中式新风和排风可设置热回收装置，有利于节能。依托于智能化发展，变风量新、排风已具备较好的控制手段。目前，针对新风量的控制策略已有相关研究，但是对于排风策略研究较少。本文将针对变风量不同的新、排风形式总结实际工程中常用的控制策略。新风控制策略 新风阀控制策略 定风量阀定风量阀一般分为机械型或电动型。机械定风量阀的运行无需外部供电，它依靠一块灵活的阀片在空气动力的作用下，能将风量在整个压差范围内恒定在设定值上，如图所示。此类阀门不接入楼控系统，只在使用前将刻度调至设计新风量。当压差满足时，新风量恒定。因此，一般只用在空调工况下的新风量控制，不适用于全新风或变新风运行。电动定风量阀一般属于压力无关型单风道变风量末图机械定风量阀端，可通过楼控设定不同的新风量，满足不同工况、模式要求，如制冷供暖工况、过渡季工况、上下班模式等。楼控系统可根据变风量空调机组模式或时间表的方式设定所需的新风量，并在楼控系统上反馈风量。变风量阀变风量阀与电动定风量阀属于同一类型的阀门，可通过楼控设定及反馈新风量，如图所示。与定风量阀不同的是，可通过楼控编程实现所需的变风量控制。在制冷供暖工况时，新风设定值根据 浓度自动变化。当室 内 浓度超过设定值时，新风变风量阀的风量设定值提高，反之降低。在过渡季时，可实现变风量空调机组全新风运行，也可通过新风与回风混合实现变新风量运行。变新风量运行时，新风量根据室内温度或送风温度自动变化。当温度高于设定值时，新风量设定值提高，回风阀相应关小，反之新风量设定值降低，回风阀开大。过渡季变新风量运行相比全新风运行时，送风温度可根据需要自动变化，避免在秋末、春初时段送风温度过低的问题。图电动变风量阀空调制冷暖通空调 年第 卷增刊新风变风量阀的风量设定需在一定范围内，即需要设定上下限，否则会影响变风量空调系统和集中新风系统的运行。在制冷供暖工况时，新风量下限为保持室内微正压的最小风量值，上限为制冷供暖工况设计新风量。在过渡季时，新风量下限不变，上限为过渡季设计新风量。电动调节阀早些年的变风量机组使用的新风阀为普通电动调节阀，不具备设定和读取新风量的功能，仅能控制和反馈阀位。楼控系统一般在不同工况下设定不同的阀门开度即可。随着节能和室内空气质量需求的增加，改造时一般会加设 浓度传感器。楼控策略也可参照变风量阀的控制策略，风量上下限改为风阀开度上下限。在一些项目中，新风入口同时设置了机械定风量阀和电动调节阀，此时电动调节阀只能进行开关控制，不宜进行调节，否则会影响机械定风量阀的调节性能。新风机组控制策略集中处理新风机组一般为变频控制。变频策略参照变风量空调机组，即定静压、变静压、总风量控制方法。定静压控制定静压控制是在新风主管上设置静压传感器，通过静压设定保证最不利新风阀能够达到设定风量。但是新风主管一般在土建风道内，静压传感器较难安装。因此，实际项目中大部分安装在新风竖井前的水平主管上，影响了静压控制的效果。上述三类新风阀均适用于定静压控制。因为机械定风量阀不能反馈风阀开度，因此使用机械定风量阀的集中新风系统仅能用定静压控制风机频率，变静压或总风量不适用于此类阀门。变静压控制变静压控制是在定静压控制的基础上，根据新风阀状态修正风机频率。当出现高阀位新风阀时（开度），提高风机频率。当无高阀位新风阀时监测是否有低阀位新风阀（开度），如有则降低风机频率。电动调节阀适用于此类控制逻辑。使用电动定风量阀或变风量阀时，需确认阀门是否能够反馈阀位，如不能则不宜使用变静压控制逻辑。总风量控制总风量控制是根据系统的设定风量与风机转速之间的关系计算风机频率的。此类控制方式无需设置静压传感器。系统的设定风量为新风阀设定风量之和，因此仅适用于可设置风量的电动定风量阀或变风量阀。总风量的控制方式相对粗糙，但当风管上无合适位置安装静压传感器时，仍不失为一种可用的控制方式。变静压和总风量控制方式需要监测每个新风阀的风量或阀位，比定静压方式占用的楼控容量更多，在配置服务器时需计算占用容量。排风控制策略 排风阀控制策略 定风量阀排风系统使用机械定风量阀时，仅需按照设计排风量设定刻度。使用电动定风量阀时，不同工况和模式下的排风量应小于新风量，且需满足室内微正压的需求。变风量阀当新、排风均使用变风量阀时，排风阀的风量设定应随新风量变化。一般有种控制方式：一种是在室内安装压差传感器，当室内压差大于设定值时，排风阀设定值提高，反之降低；如室内无压差传感器，则排风阀设定值可根据新风量自动变化，实际项目中一般为新风量扣除卫生间等排风量后再乘以比例系数。排风变风量阀的设定可按式（）计算。在运行计算过程中，应为新风量的反馈值，而非设定值。因为在实际运行过程中，新风设定值与反馈值不是实时相等的，因此排风量的计算值参照新风反馈值比设定值更为合理。（，）（）式中为排 风量设定值，；为新风量反馈值，；，为室内其他排风如卫生间排风量，；为修正系数，一般为 。电动调节阀集中排风系统使用电动调节阀时，排风阀开度根据室内压差自动调节。当室内压差大于设定值时，排风阀开大，反之关小。本层设置就地排风机时，电动调节阀采用开关控制，不作调节。排风量通过排风机变频调节。排风机控制策略竖井集中排风机变频控制也可采用以上种控制方式。一些项目中，为减少楼控成本，排风机频率也可根据新风机频率线性变化。本层就地设置的排风机变频可有种控制方式：一种是在室内安装压差传感器，当室内压差大于设定值时，排风机升频，反之降频；如室内无压差传感器，则排风机频率可根据本层新风量自动变化。频率与新风量的变化曲线需通过调适获得，即使用仪器测试室内外压差，调试不同新风量下维持室内微正压需采用的排风机频率。部分项目在制冷供暖时，无需开启排风机，依靠自然通风即可保持室内正压。在过渡季时，再开启本地排风机。案例分析 案例该项目变风量系统新风从同层进风口就近吸入，新风管上安装变风量阀。排风由本层就近设置的排风机从同层排风口排出，排风机前设置电动调节阀。制冷供暖工况时，新风阀根据 浓度自动调节，排风机和排风阀均不开启。过渡季时，新风阀根据室内温度自动调节，排风阀全开。此时排风机根据新风量自动变频。系统示意图见图，控制逻辑图见图。案例该项目变风量系统新风从同层进风口就近吸入，新风管上安装变风量阀。排风为集中排风，排风机设置在屋顶。本层排风口设置变风量阀。制冷供暖工况时，新风阀根据 浓度自动调节，排风机和排风阀均不开启。过渡季时，暖通空调 年第 卷增刊 空调制冷图案例变风量系统示意图图案例新排风控制逻辑图新风阀根据室内温度自动调节，排风阀根据新风量自动调节，屋顶排风机根据系统各排风阀的风量设定值按照总风量控制法变频。系统示意图见图，控制逻辑图见图。图案例变风量系统示意图图案例新排风控制逻辑图 案例该项目变风量系统新排风为集中处理，屋顶设置新风热回收机组及过渡季送、排风机。本层新风入口分为个，小新风管设置电动定风量阀用于制冷供暖工况，大新风管设置电动变风量阀用于过渡季工况。本层排风出口也分为个，均设置电动变风量阀。制冷供暖工况时，新风定风量阀按设计新风量定风量控制，新风变风量阀关闭，仅开启个排风变风量阀，按设计排风量定风量控制。新风热回收机组的送、排风机按照总风量控制法变频。过渡季时，新风定风量阀仍按上一工况控制，新风变风量阀按送风温度调节。排风变风量阀按新风量自动调节，个排风阀均按同一个风量控制。过渡季送、排风机按照总风量控制法变频。该项目的新风电动定风量阀为台变风量末端，可实现变新风量运行。但业主对室内空气品质要求较高，希望通过加大新风量稀释室内甲醛等污染物，因此在制冷供暖工况时定新风量运行。系统示意图见图，控制逻辑图见图。图案例变风量系统示意图图案例新排风控制逻辑图 案例该项目为改造项目，业主选取试验层进行楼控改造。变风量系统新风从同层进风口就近吸入，新风管上安装电动调节阀。排风为集中排风，排风机设置在屋顶。本层排风口设置电动调节阀。电梯前室安装压差传感器。制冷供暖工况时，新风阀根据 浓度自动调节，排风阀根据室内压差自动调节，屋顶排风机频率定静压控制。过渡季时，新风阀和排风阀全开，屋顶排风机工频运行。系统示意图见图，控制逻辑图见图。案例该项目变风量系统新排风为集中处理，屋顶设置新风机和排风机。本层新、排风管为支，均设置电动开关阀和机械定风量阀。过渡季不采用增大新风量的方式供冷，而采用冷却塔免费制冷。新、排风机均采用定静压控制频率。系统示意图见图，控制逻辑图见图。空调制冷暖通空调 年第 卷增刊图案例变风量系统示意图图 案例新排风控制逻辑图结论本文主要介绍了变风量空调系统的新、排风控制策略。策略宜根据不同的新、排风形式，阀门类型等制定。在变风量空调投入运行后，还需开展新排风系统联合运行调适，对楼控系统的相关参数进行精细化调适，并对最终控制效果进行验证。图 案例变风量系统示意图图 案例新排风控制逻辑图参考文献：廖健敏，刘成兴变风量系统新风不平衡性及其对系统节能影响的探讨建筑节能，（）：，刘维福，叶安丽智能建筑中空调系统新风控制方法研究电气应用，（）：赵天怡，范朋丹，刘超，等变风量空调系统新风量控制策略对比试验研究暖通空调，（）：叶大法，杨国荣变风量空调系统设计北京：中国建筑工业出版社，：，暖通空调 年第 卷增刊 空调制冷