变风量智能空调控制方案.docx

第一节 系统特点1、 集成一体化结构VAV控制器江森公司的VAV控制器采用先进的集成一体化结构VMA控制器，它集DDC控制器、压差 变送器、风门驱动器为一体，直接安装于末端单元风阀轴上，省却了外置接线及安装时间2、 增强型步进电机驱动器VMA 的风门驱动器率先采用增强型步进电机驱动器，驱动马达反应快捷，由全开至全关 只需30秒，大大节省了调节及平衡VAV末端单元的时间，电机运行宁静（小于35Db）、精确 圆滑（ 23k 位置）步进电机快捷及准确地因需求控制风阀位置，减少位置震荡及运行时间VMA 具有真实的阀位反馈，可以清楚的知道阀门是否卡住，或在轴连接处产生滑动同 时真实的阀位反馈信息又是实现变静压控制的最基本条件3、 专利技术PRAC和P-adaptive算法江森公司独家发明的自动调试-专利技术（比例自适应控制算法P-adaptive）及自动校 验-独特的检测功能（模式识别适应控制算法PRAC）在美国获得专利技术，代表了目前VAV末 端控制领域最高水平许多 HVAC 控制厂家在控制器上采用缺省的 PI 控制参数，这些参数不一定合适，使用它 们可能会导致较差的控制性能并且，由于HVAC系统有时间动态特性，许多控制环路需要经 常的再调整。

这些动态特性是因 HVAC 系统的非线形特性及时间引起的负荷波动而产生的 HVAC 系统的负荷随时间和季节的改变而改变PRAC 的专利技术能自适应控制和调整 PI 反馈环路，从过程变化和设定点所感受到的值 及PID控制环路的输出自动调整PI控制环路的比例带和积分时间利用系统的阻尼范围和过 程输出的响应速度，PRAC可以根据不同设定值变化和负荷波动来调整闭环回路响应的特性 这就基本能达到最佳的闭环路控制性能PRAC自动调整噪音水平，并有最少的计算和内存容 量，及易完成利用 PRAC 可以减少新控制系统的调试时间，并消除了再调整控制环路的运行时间，因 马达的运行时间减少，从而也增加了驱动器的寿命P-自适应控制算法（P-adaptive）是利用带有自动调整“死区”的比例控制环路，该“死 区”的值与噪音变化估值有关P-自适应控制在压力无关型中用做二次流量控制环路，它的 优点是严格控制流量使它没用震荡这是因为他可以基于压力传感器测的的“死区” P-自适 应控制不需要任何调整4、多种模式选择VMA 可在多种模式下运行，有些模式是在正常运行工况下就有的，有些则是在管理系统 的命令下运行的VAVBOX的模式决定了哪些PID控制环路激活，并控制VMA的管理命令模式。

当前的运行模式决定了当前的运行状态速度压力和房间温度决定了 VMA 的有限可靠性VAVBOX 的模式中有两个主要的高一级状态：命令模式和自动模式命令模式包括停机打 开、停机关闭、供热、水系统刷新和低极限VAVBOX 的自动模式为制冷、满意和制热第二节 系统控制方案一、 系统组成本项目智能空调系统由变风量空调机及8~10台VAVBOX组成，现场的VMA控制器联网接 入智能空调控制系统，并由控制系统监控以下点：-末端一次风量测定-室内/区域温度测定-室内/区域温度设定-室内空气质量测定-末端风门开度控制-末端实际风门开度反馈变风量系统的基本单元由空调处理设备、风道系统、末端单元及自动控制系统组成本 工程中我们将采用江森公司独有的日本式变静压控制方式VAV BoxSupply AirDuct变风量控制系统二、控制原理1、 将智能空调变风量系统分成三个状态：◊低负荷AHU---在这个低负荷情况下，送风温度值优化设定，风机速度值优化设定◊正常负荷AHU 在典型状态，风机速度值优化设定◊ 高负荷 AHU---在这个阶断负荷较高 ，送风温度值优化设定，风机速度值优化设定2、 风机速度控制VA.VBOX@f°0DQlB£X图:风机速度控制◊动态重置风机速度：计算不断重置风机速度达到最低水平并避免风量不足，确保VAVBOX 的开度在 70%~90%之间（可修改）.◊ 计算每个VAVBOX的风量，求出风量总和。

◊ 根据风机特性曲线，来求出 AHU 的风速◊ 根据VAVBOX的情况，计算VAV风门高开度数量和VAV低开度数量以70~90%为控制目标, 小于70%为低开度,大于90%为高开度◊ 有些 VAVBOX 低开度, 有些高开度，只要有一个 VAVBOX 高开度，风速降低将取消◊ 10/N（N:VAV 在工作的数量）例如： VAV 在运行的有十个，低开度的有 5 个，重置值： 10/10*5=5%VAV 在运行的有二个，低开度的有 1 个，重置值： 10/2*1=5%重置值为5%,积分值为10分钟，增加0.5%/MIN给当前的转速◊ 延时~在修改设定值以后，有一段时间使系统稳定时间太短使系统反应太快，导致更多 的数据要处理机数值小于 3 分钟使运算不稳定，在启动或者别的快速反应按一个 5 分 钟的延时需要，一次负荷的稳定也可增加到 15 分钟3、送风温度控制◊ 当风机速度 100%维持 15 分钟（可调）时，空调机从正常负荷变为高负荷，重置送风温度设定值◊ 当重置参数为零，15分钟（可调），这说明负荷减少，空调机从高负荷变为正常负荷◊ 在高负荷状态，风速设定在100%，每5分钟（可调）在高/低负荷情况下,重置是来调节送风温度范围，节省能源。

550-550必酉0曲7080 %XN图—重置送风温度值（夏季）从上面这张图中,可看出具体参数的计算：◊ 计算每个VAVBOA的需求风量％ （例如：额定风量为300CFM，需求量为150CFM，需求风量% 为 50%），选择最大值◊ 从当前的送风温度值可计算最佳的送风温度值（例如：重置值为:+5 度，积分时间为 10 分 钟，增加送风温度为 0.5 度） ◊ 送风温度的高/低限可根据暖通设计的要求来确定◊ 在调试过程中应注意，在风门开启度不能满足要求，即有一个VAVBOX在100%的开度情况下，优先考虑增加风速4、VAV 控制原理图TemperatureTransmi tter-Cool Loop——ActualCoolingL JFlowCoolingPI withF *RateSetpointPRACSpanActualHeatingSetpoint.Box HtgPI with PRAC—FlowActuator orElectric HeatRoomSuppl Htg■Actuator nrPI with■Electric HeatPRACSupplemental _Heat-LoopPI Loops Coordinated viaVAV Box Mode(Finite State Machine)control2在 VAVBOX 控制器内的控制模式转换 :VAV Box ModeCommand ModesShutdow nOpe n0ShutdownClosedWarmupLow LimitWaterSystem FlushSupply Air Temperature >No Overrides Zone Temperature\ Warmup Differe ntialWater System 'Flush = TrueLow LimitCo ntact = ActiveAuto ModesHeatingZone Temperature < Htg Setpoint and Htg Available = True and Htg Config < > 揅ooling Only?Heati ng Available = FalseCoolingZone Temp Ctg > Setpoi nt 、 and ClgMaxFlow > ClgMinFlow \ / /Heati ng Mode =扌皇 o Htg Required? and Zone Temp > Htg SetpointSatisfiedClgMaxFIow < ClCooli ng PID-Saturation Status = Low and Zone Temp < Clg Setpoi nt 丿SD-VAV Box ModeVAVBOX 的内部参数可通过网络传送给空调控制系统.主要数据如下:•温度•温度设定值• 空气质量• 风流量• 风量设定值• 风门驱动器阀门开度反馈• 风门驱动器增量控制三、 智能空调变静压系统控制实施步骤:1、数据的读取与设定(1) 数据的设定:设定风机转速上下限，送风温度上下限,VAVBOX阀位控制上下限.风机特性 曲线参数•正确设定每个VAVBOX的参数.(2) 读取每个VAVBOX的开度，与VAVBOX控制的高限和低限相比较，可知处于高开度BOX的数 量和处于低开度 BOX 的数量.(3) 读取每个VAVBOX的风量，求出总风量。

与风机特性曲线比较，可预知风机转速4) 读取每个VAVBOX的风量，求出VAVBOX的负荷量计算出当前最大负荷量.2、空调机风机频率的优化实施过程下图为空调机风机速度的优化实施过程从图型中我们可以很清楚的观察到控制的实行控制目标:确保VAVBOX的开度在70%~90%之间（可修改）.◊计算公式前已叙述，现将控制的积分时间定为10分钟（可修改）◊ 在此期间，异常工作VAVBOX和停止状态VAVBOX ,应排除在控制之外.◊ 通过智能控制软件，可实现上述功能，计算出风机的转速例如：当前风量4650CFM，依风机特性曲线对应频率 为30HZ如有7个VAVBOX处于高开 度，则空调机马达频率修正比率为10/14*7=5%/MIN积分参数为10分钟则修正频率为 30*（1+5%/10）=30.15HZ以后每分钟进行累积.可看出风机速度的变化情况，及相关VAVBOX风门开度的变化风机的反馈频率也可从电脑上读取.风速提高的情况下，VAVBOX风门开度变小，否则反之3、空调机送风温度的优化实施过程下图为空调机送风温度优化实施过程从图型中我们可以很清楚的观察到控制的实行1 ）高负荷 空调机温度设定值的变化为看到高负荷的效果，我们可人为调高 VAVBOX 温度的设定点，则系统负荷升高，此时增大风机速度仍无法满足系统要求。

空调机温度设定值将升高如：有一个 VAVBOX 处于最大负荷, （现控制为冬季模式/舒适控制），重置值为:+5 度，积分 时间为10分钟，增加温度偏差为：0.5度,送风温度设定值 加上偏差0.5度/MIN.（2）低负荷 空调机温度设定值的变化为看到低负荷的效果，我们可人为让一个 VAVBOX 关闭，此时总风量需求将会减少，风 机速度将会减小空调机温度设定值将降低如：有一个 VAVBOX 处于低负荷, （现控制为冬季模式/舒适控制），重置值为:-5 度，积分时 间为10分钟，减少温度偏差为：-0.5度，送风温度设定值 减去偏差0.5度/MIN3、控制模式的变化在系统中，可应用软件来实现并指示系统工作模式的变化4、 对于不定时使用的VAVBOX （如会议室）在系统中，可应用软件来处理。