連載· 46 |《變風量空調系統》——7.4 浙江省麗水電力調度中心變風量空調改造設計
2018-05-25
7.4.1項目概況
浙江省麗水電力調度中心（以下簡稱麗水電調） 附樓原為酒店，現改作辦公大樓及員工食堂。總建筑面積約為 10000m2，其中一樓主要為展示廳以及辦公室，二樓為員工食堂以及宴會包廂、休閑餐廳等， 三樓為企業文化展示中心、會議室、多功能廳以及招待室和休息室（見圖 7-27）。
圖 7-27 麗水電調效果圖
7.4.2空調系統設計方案
1.空調系統設計
麗水電調附樓項目原系統采用的是風機盤管系統，隨著功能需求的改變，空調系統也隨之改變，由于使用功能改變，將其改造為變風量空調系統，每個功能區域內的溫度由一套壓力無關單風道型 VAV-TMN 來控制，送風方式為低溫風口頂送，回風方式為吊頂回風。應業主要求，盡量利用原系統設備，因此采用了原來已有但沒有投用的空氣處理機組。圖 7-28 為一樓風系統平面圖。
圖 7-28一樓風系統平面圖
根據業主對使用功能的要求，改造單位制定了項目改造技術方案，重點內容包括：
（1）根據使用功能區域增設 VAV-TMN 以及對風管系統重新布置規劃。
（2）所有的 VAV-TMN 均為單風道型 VAV-TMN，采用源牌 RVC 系列產品。
（3）原系統常規散流器改為射流誘導型低溫風口，采用源牌 SL 系列產品。
（4）控制系統采用源牌 RPC5600 中央空調智慧控制技術，系統采用變靜壓方式控制。
2.設計參數
室外計算參數如下：
（1）夏季空調室外計算干球溫度 36.4℃，夏季空調室外計算濕球溫度 27.7℃。
（2）冬季空調室外計算平均溫度 -3℃，冬季室外計算相對濕度 76%。
（3）室內設計參數：溫度 26℃，濕度 60%。
（4）空調送風溫度 9℃。
主要設備清單見表 7-23。
表 7-23 主要設備清單
3.控制系統設計
控制系統全面采用源牌 RPC5600 變風量智慧控制技術，主要包括：①室內溫度控制；②系統變風量控制；③送風溫度控制；④室內空氣品質控制；⑤系統連鎖控制等。
為進一步驗證系統變風量控制的效果，系統風量控制可以實現三種模式，即定靜壓控制、 變靜壓控制和可變靜壓控制模式。
定靜壓控制：房間風量由 VAV-TMN 根據室內溫度與實測溫度偏差進行調節，根據 系統靜壓值設定值與實測值的偏差進行風機變頻調節。采用定靜壓控制方式時，單個 VAV-TMN 的故障不會對系統產生特別大的影響。
變靜壓控制：根據系統中 VAV-TMN 風閥開度和數量對風機頻率進行調節，以達到最佳穩定狀態；控制度目標是使系統中所有的風閥均工作在高開度下，減少節流損失， 降低風機能耗。系統中每一個 VAV-TMN 的狀態都參與到整個控制系統中，如果其中的 VAV-TMN 發生問題或故障，則需要在控制系統中進行修正。
可變靜壓控制：根據系統靜壓值設定值與實測值的偏差進行風機變頻調節。同時結合系統中 VAV-TMN 閥位的開度和數量對靜壓設定值進行調整，以達到最佳穩定狀態； 控制度目標是使系統中所有的風閥均工作在高開度下，減少節流損失，降低風機能耗。 系統中每一個 VAV-TMN 的狀態都參與到整個控制系統中，如果其中的 VAV-TMN 發生問題或故障，則需要在控制系統中進行修正。
7.4.3系統運行及測試情況
系統改造后調試運行了一段時間，各方面目標均達到了設計要求，并且為驗證變風量控制效果，特別對兩種控制方式，即定靜壓與變靜壓運行數據進行了對比分析，可看 出在變靜壓控制方式比定靜壓方式節能 20%~30%（空氣處理機組風機能耗）。
表 7-24 變風量運行數據
表 7-25 房間溫度對比 （℃）
說明：8 月 5~8 日室外氣溫條件基本相同，可以作為類比，由于周末沒有供冷，8 月 5 日星期一的負荷比其他時間要大，所以相同的運行方式，星期一的耗電量要比星期 二和星期三的電量要多一些；排除星期一的數據，對星期二至星期四的數據進行對比；
即 8 月 6~8 日，8 月 6~7 日為定靜壓控制方式，每日平均耗電量為 82.5kWh，8 月 8 日 為變靜壓控制方式，耗電量 64kWh，可看出相比定靜壓控制方式，變靜壓要比定靜壓節能 23%。
7.4.4系統存在問題及分析
系統調試運行的過程中也出現了一些問題。 采用變靜壓，某一房間設置溫度偏低，比如某個房間設置溫度為 20℃，為了達到這個溫度，該房間 VAV-TMN 閥位會達到 100%，如果送風量還是不足，則按照控制策略， 空氣處理機組的頻率會上調，若風機頻率達到上限時風量都沒有達到需求風量，系統會 按照最高頻率運行；這時候系統按變靜壓控制方式運行的能耗將會大于按定靜壓方式運 行的能耗；當風管設計水力不平衡率大時，將使這種情況更為明顯，可能會出現一些不 利環路的 VAV-TMN 閥位即使達到 100%，房間實際風量還是始終達不到需求風量的情 況；而這種個別情況對定靜壓方式產生的影響卻很小。
變靜壓控制方式和可變靜壓控制方式對設備的穩定性也有一定的要求，若 VAV-TMN 在運行過程中出現故障（比如 VAV-TMN 控制失效閥位固定不變的情況），如果在這時 控制系統又沒有得到這個故障信息，則整個控制方向都將可能不一樣，麗水電調 7 月30 日就出現了這種情況，導致變靜壓耗電量比定靜壓的要高，見表 7-26。
表 7-26 變風量運行數據
表 7-26 中變靜壓運行方式一天的耗電量比定靜壓運行方式一天的耗電量還要多 66%。經過后期對 VAV-TMN 設備的調整和改進，避免了這種情況的再次出現，系統運行更加穩定可靠。
7.4.5案例小結
在變風量整個系統的實施過程中，系統設計非常重要，直接決定了整個工程的質量， 系統設計不好，水力失調率高，調試的難度將會大大增加，即使設置了平衡調節閥，也很難調到一個比較平衡的狀態，而多數工程即使設置了平衡調節閥也很少有人會去用， 因為通過手動調節閥調節風管平衡是非常繁雜的。而系統的運行控制策略也決定了系統設備制造、系統設計、系統安裝和系統調試運行，每個環節都很重要，每個過程的問題都會累積下來，越到后面越嚴重，所以每個過程都必須重視起來。
總的來說，變風量系統要比定風量系統要節能，變靜壓方式要比定靜壓方式節能， 經過麗水電調運行數據的對比，變靜壓方式要比定靜壓方式節能約 20%~30%（空氣處理機組風機部分耗能）。
