連載· 46 |《變風量空調(diào)系統(tǒng)》——7.4 浙江省麗水電力調(diào)度中心變風量空調(diào)改造設計
2018-05-25
7.4.1項目概況
浙江省麗水電力調(diào)度中心（以下簡稱麗水電調(diào)） 附樓原為酒店，現(xiàn)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(yè)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(diào)效果圖
7.4.2空調(diào)系統(tǒng)設計方案
1.空調(diào)系統(tǒng)設計
麗水電調(diào)附樓項目原系統(tǒng)采用的是風機盤管系統(tǒng)，隨著功能需求的改變，空調(diào)系統(tǒng)也隨之改變，由于使用功能改變，將其改造為變風量空調(diào)系統(tǒng)，每個功能區(qū)域內(nèi)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(yè)主要求，盡量利用原系統(tǒng)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(tǒng)平面圖。
圖 7-28一樓風系統(tǒng)平面圖
根據(jù)業(yè)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(nèi)容包括：
（1）根據(jù)使用功能區(qū)域增設 VAV-TMN 以及對風管系統(tǒng)重新布置規(guī)劃。
（2）所有的 VAV-TMN 均為單風道型 VAV-TMN，采用源牌 RVC 系列產(chǎn)品。
（3）原系統(tǒng)常規(guī)散流器改為射流誘導型低溫風口，采用源牌 SL 系列產(chǎn)品。
（4）控制系統(tǒng)采用源牌 RPC5600 中央空調(diào)智慧控制技術，系統(tǒng)采用變靜壓方式控制。
2.設計參數(shù)
室外計算參數(shù)如下：
（1）夏季空調(diào)室外計算干球溫度 36.4℃，夏季空調(diào)室外計算濕球溫度 27.7℃。
（2）冬季空調(diào)室外計算平均溫度 -3℃，冬季室外計算相對濕度 76%。
（3）室內(nèi)設計參數(shù)：溫度 26℃，濕度 60%。
（4）空調(diào)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(tǒng)設計
控制系統(tǒng)全面采用源牌 RPC5600 變風量智慧控制技術，主要包括：①室內(nèi)溫度控制；②系統(tǒng)變風量控制；③送風溫度控制；④室內(nèi)空氣品質(zhì)控制；⑤系統(tǒng)連鎖控制等。
為進一步驗證系統(tǒng)變風量控制的效果，系統(tǒng)風量控制可以實現(xiàn)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(jù)室內(nèi)溫度與實測溫度偏差進行調(diào)節(jié)，根據(jù) 系統(tǒng)靜壓值設定值與實測值的偏差進行風機變頻調(diào)節(jié)。采用定靜壓控制方式時，單個 VAV-TMN 的故障不會對系統(tǒng)產(chǎn)生特別大的影響。
變靜壓控制：根據(jù)系統(tǒng)中 VAV-TMN 風閥開度和數(shù)量對風機頻率進行調(diào)節(jié)，以達到最佳穩(wěn)定狀態(tài)；控制度目標是使系統(tǒng)中所有的風閥均工作在高開度下，減少節(jié)流損失， 降低風機能耗。系統(tǒng)中每一個 VAV-TMN 的狀態(tài)都參與到整個控制系統(tǒng)中，如果其中的 VAV-TMN 發(fā)生問題或故障，則需要在控制系統(tǒng)中進行修正。
可變靜壓控制：根據(jù)系統(tǒng)靜壓值設定值與實測值的偏差進行風機變頻調(diào)節(jié)。同時結合系統(tǒng)中 VAV-TMN 閥位的開度和數(shù)量對靜壓設定值進行調(diào)整，以達到最佳穩(wěn)定狀態(tài)； 控制度目標是使系統(tǒng)中所有的風閥均工作在高開度下，減少節(jié)流損失，降低風機能耗。 系統(tǒng)中每一個 VAV-TMN 的狀態(tài)都參與到整個控制系統(tǒng)中，如果其中的 VAV-TMN 發(fā)生問題或故障，則需要在控制系統(tǒng)中進行修正。
7.4.3系統(tǒng)運行及測試情況
系統(tǒng)改造后調(diào)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(shù)據(jù)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(jié)能 20%~30%（空氣處理機組風機能耗）。
表 7-24 變風量運行數(shù)據(jù)
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(shù)據(jù)，對星期二至星期四的數(shù)據(jù)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(jié)能 23%。
7.4.4系統(tǒng)存在問題及分析
系統(tǒng)調(diào)試運行的過程中也出現(xiàn)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(diào)，若風機頻率達到上限時風量都沒有達到需求風量，系統(tǒng)會 按照最高頻率運行；這時候系統(tǒng)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(xiàn)一些不 利環(huán)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(chǎn)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(wěn)定性也有一定的要求，若 VAV-TMN 在運行過程中出現(xiàn)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(tǒng)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(diào) 7 月30 日就出現(xiàn)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(shù)據(jù)
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(jīng)過后期對 VAV-TMN 設備的調(diào)整和改進，避免了這種情況的再次出現(xiàn)，系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠。
7.4.5案例小結
在變風量整個系統(tǒng)的實施過程中，系統(tǒng)設計非常重要，直接決定了整個工程的質(zhì)量， 系統(tǒng)設計不好，水力失調(diào)率高，調(diào)試的難度將會大大增加，即使設置了平衡調(diào)節(jié)閥，也很難調(diào)到一個比較平衡的狀態(tài)，而多數(shù)工程即使設置了平衡調(diào)節(jié)閥也很少有人會去用， 因為通過手動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)風管平衡是非常繁雜的。而系統(tǒng)的運行控制策略也決定了系統(tǒng)設備制造、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)安裝和系統(tǒng)調(diào)試運行，每個環(huán)節(jié)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(tǒng)要比定風量系統(tǒng)要節(jié)能，變靜壓方式要比定靜壓方式節(jié)能， 經(jīng)過麗水電調(diào)運行數(shù)據(jù)的對比，變靜壓方式要比定靜壓方式節(jié)能約 20%~30%（空氣處理機組風機部分耗能）。
