空调系统变风量改造的探讨

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　　【摘要】：原空调系统能耗高，运行噪声大，人工调节控制，影响正常工作，经过变风量改造后，系统运行稳定可靠，能耗降低1/2，机组A声级噪音均小于60dB,改造投资在2～3年内即可回收。
　　【关键词】：空调系统，改造，变风量，节能
　　一、前言
　　曙光医院是一幢综合性业务楼，共12层，每层面积约1900m2。其中有6层为计算机房、会议大厅和办公室，其空调系统为全空气系统，分别有上送风和下送风方式，新风由各层楼引入。
　　这6层集中空调系统原设计为定风量系统，由人工手动调节风阀实现风量和温度的控制，控制粗略，反应迟缓。从室内人员感觉到温度不适，通知空调管理员改变阀门开关，到室内温度达到要求，这个过程一般需要20～30min，这样的情况在一天有时会出现2～3次。同时由于风机在额定风量下工作，A声级噪声近80db。以上情况严重影响了医院办公和计算机房的正常工作，并且极易引起设备坏损。因此，使用了一个空调季后，决定对原空调系统实施变风量改造，改造时间为1998年12月。
　　由于该楼正在使用，要求空调系统的变风量改造不能影响正常工作。因此，在选择VAV系统时，要求其应具有安装测试简单、灵活性强、维护容易等特点，同时应能够在今后对房间进行分隔时，可较方便地增减VAV末端而不会影响整个VAV系统的运行，在经过对多家VAV控制系统进行比较后，选用了上海公司提供的F2200VAV系统。
　　二、选型原则
　　在变风系统设计选型时，以下几点可作参考。
　　2.1确定系统方案
　　根据建筑围护结构计算空调冷、热负荷，确定送风状态点与总送风量，由于F2000VAV系统可以针对不同区域进行灵活控制，与定风量系统相比，系统负荷可以减少20％左右。
　　再根据建筑结构确定变风量的系统形式，比如是单风道系统，还是单风道带末端再热系统，或者是周边和中间区域分别送风的系统（分内外区），等等。
　　确定了风道系统方案后，需要通过计算来确定每个房间或者局部区域的送风量、制冷及供热量，再计算出风道干管、支管、末端及风口的几何尺寸。
　　2.2确定变风量末端指标
　　选择变风量末端要注意三个指标，第一是按照计算出的每个末端送风量，根据末端终端机箱的规格性能表，由额定风量选择与其对应的末端箱体。若没有完全对应的终端箱规格，则应选择规格大一号的终端箱。第二是校核所选择的变风量箱能否提供足够的冷量、热量，如不满足，要选择更大一号的变风量箱并再次校核冷量、热量指标，第三要注意检验末端箱体的噪声指标是否满足要求。
　　2.3确定电气指标
　　最后还需要确定变风量末端的电气联线规格与数量。所有变风量末端均需要220V，
　　50Hz单相交流电源，该电源首先引入F2000EDC末端数字控制器，再由EDX引至F2000FTB终端箱的电机接线端，这两对电源线均可采用1～1.5mm2的塑皮铜导线。每个室内温控器还需接入一对带有屏敝层的双绞线作为RS485通信电缆。
　　三、系统介绍
　　F2000VAV系统主要由末端数字控制器F2000EDC、终端箱F2000FTB、变频器、现场控制器及系统集中控制器F2000CCU等组成。
　　室内控制器实时检测室内温度并与设定值进行比较，当温差大于0.5℃时，温控制自动控制终端箱风机转速，从而实现末端送风量的自动控制和无级调节。经过风量的实时调节，每一个独立温区室温与设定值保持一致，在一个面积较大的温区，均匀分布两个以上测温及控温点，保持同一个温区的温度均匀。同时，F2000CCU将实时采集到的各室内控制器的参数（风量及温度变化趋势〔加以解耦计算来控制变频器的工作频率，从而控制风机的送风量并控制其它相关设备，使总送风量和各分区风量根据负荷变化而变化。同时，各现场控制器可控制水温、新风、空气湿度，实现消防联锁，等等。
　　具体实施如下：在每个未端加装F2000终端箱；房间内安装F2000VAV数字控制器；增设和改动部分风口；在机组风机处安装F2000CCU集中控制器、变频控制器以及检测控制柜，实现自动控制、人工控制的切换以及其它被控参数（风阀、水阀、防冻、防水联动等）的集中控制。
　　四、改造后效果
　　改造后，对每个VAVBOX和空调机组进行了监测，结果表明，各房间的温度可非常方便地独立调节。未端数字式控制器带有大窗口液晶屏，当前室内温度、设置温度、风量大小等均可清晰显示。各个房间的温度可自行设定，与其它房间的温度变化无关。控制系统可随时根据用户设定的值自动调节室温。机组总送风量和各温区风量均可控制在最适宜的状态下。风机送风量根据室内负荷变化而变化。这就得风机大部分时间都运行在一个较低转速下。改造后风机的A声级噪声均低于60DB。
　　据监测，送风机组和未端风机70％以上的时间都工作在很小的负荷下，此时，机组风机的输入电流频率为25－30HZ，大大节省了电能。而当出现短时高负荷时，则可以通过瞬间提高风机转速来满足需要。
　　实测数据表明，改造前1年的耗电量为723MWH，改造后耗量量为337MWH，改造后1年可以人节电386MWH，节约电费23。5万元。这样，约3年即可收回改造投资。
　　五、结束语
　　系统改造后能耗和噪声明显降低，舒适性得明显提高。因此对定风量系统时行变风量改造是一种值得推广的方案。从投资回收的角度来，本工程约3年即可收回改造费用。当然，各项目情况不同，初投资也会有较大差异。
　　改造中使用的F2000VAV变风量控制系统，价格低于进口产品，系统稳定性和可维护性较好；施工方便，对现有机房工作和环境无大影响。