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(gai)況(kuang)
浙江省麗(li)水電力調度中心（以下簡稱麗(li)水電調） 附(fu)樓原為酒店，現(xian)改作辦公大樓及員(yuan)工食(shi)堂。總建筑面積約為 10000m2，其中一樓主要為展(zhan)(zhan)示(shi)廳(ting)以及辦公室(shi)，二樓為員工食堂以及宴會(hui)包廂、休閑餐廳(ting)等， 三(san)樓為企業文(wen)化展(zhan)(zhan)示(shi)中心、會(hui)議(yi)室(shi)、多功能廳(ting)以及招待室(shi)和休息室(shi)（見圖 7-27）。
圖 7-27 麗水電調效果圖
7.4.2空(kong)調系統設計方案
1.空調系(xi)統設計
麗(li)水電調附(fu)樓項(xiang)目原系統(tong)(tong)采(cai)用(yong)的(de)(de)是風機(ji)盤(pan)管系統(tong)(tong)，隨著功(gong)能(neng)(neng)需求(qiu)的(de)(de)改(gai)(gai)變，空調系統(tong)(tong)也隨之改(gai)(gai)變，由于使(shi)用(yong)功(gong)能(neng)(neng)改(gai)(gai)變，將其改(gai)(gai)造(zao)為變風量空調系統(tong)(tong)，每(mei)個功(gong)能(neng)(neng)區域內的(de)(de)溫度(du)由一套壓力無關(guan)單(dan)風道型(xing) VAV-TMN 來(lai)控制，送(song)風方式為低溫風口頂送(song)，回(hui)風方式為吊頂回(hui)風。應業主要求，盡量利用原系(xi)統設備，因此采用了原來(lai)已(yi)有(you)但沒有(you)投用的(de)空氣(qi)處理(li)機(ji)組(zu)。圖(tu) 7-28 為(wei)一樓(lou)風系統平面圖。
圖 7-28一樓風系統平(ping)面圖
根據業主對(dui)使用功能的要求(qiu)，改造單(dan)位制(zhi)定了項目改造技術方案，重(zhong)點內容包括：
（1）根據使用功能(neng)區域增設 VAV-TMN 以及對風管(guan)系(xi)統(tong)重新布置規劃。
（2）所有的(de) VAV-TMN 均(jun)為單(dan)風道型(xing) VAV-TMN，采用源牌 RVC 系列產品。
（3）原系統常規散流器改為(wei)射(she)流誘(you)導型低溫(wen)風(feng)口，采用(yong)源牌 SL 系列產(chan)品。
（4）控制系統采用源牌 RPC5600 中央空調智慧控制(zhi)技術，系統采用(yong)變靜壓方式控制(zhi)。
2.設計參數
室外計算參數如下：
（1）夏季空(kong)調(diao)室外計算干球(qiu)溫度 36.4℃，夏季(ji)空調室外計(ji)算濕(shi)球溫度 27.7℃。
（2）冬季空調(diao)室外計算平均溫度 -3℃，冬季(ji)室外計算(suan)相對濕度 76%。
（3）室內設計參數：溫度 26℃，濕(shi)度 60%。
（4）空(kong)調(diao)送風溫度(du) 9℃。
主要設備清單(dan)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(bian)風量智慧(hui)控(kong)(kong)制技術，主(zhu)要包括(kuo)：①室內溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制；②系(xi)統(tong)變(bian)風量控(kong)(kong)制；③送風溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制；④室內空氣品質控(kong)(kong)制；⑤系(xi)統(tong)連鎖控(kong)(kong)制等。
為進一(yi)步驗證系(xi)統變風量(liang)控制的效(xiao)果，系(xi)統風量(liang)控制可以實(shi)現三種模式(shi)，即(ji)定靜壓控制、 變(bian)(bian)靜壓(ya)控制(zhi)和(he)可變(bian)(bian)靜壓(ya)控制(zhi)模式。
定(ding)靜壓控(kong)制：房間風(feng)量由 VAV-TMN 根據室內溫度與實測溫度偏(pian)差進行調節，根據 系統靜(jing)壓值(zhi)設定值(zhi)與實測值(zhi)的偏(pian)差進行風(feng)機變(bian)頻調節。采用定靜(jing)壓控制方(fang)式時(shi)，單個 VAV-TMN 的(de)故障不會(hui)對系統產生(sheng)特別(bie)大的(de)影響(xiang)。
變(bian)靜壓控制：根據系統中 VAV-TMN 風閥開(kai)度(du)和數量對(dui)風機頻率進行調節(jie)(jie)，以(yi)達到最佳穩定狀態；控制度(du)目標是使系統中所(suo)有的風閥均(jun)工作在(zai)高開(kai)度(du)下(xia)，減少(shao)節(jie)(jie)流損(sun)失， 降(jiang)低(di)風機能耗(hao)。系統中每一(yi)個 VAV-TMN 的(de)狀態都參與到整個控制系(xi)統中(zhong)，如果其中(zhong)的(de) VAV-TMN 發生問題或故障，則需要(yao)在控制系統(tong)中進(jin)行(xing)修正。
可變(bian)靜壓(ya)(ya)控(kong)制：根(gen)據系(xi)統(tong)靜壓(ya)(ya)值設定值與實測值的(de)偏差進行(xing)風機變(bian)頻調節。同(tong)時結合系(xi)統(tong)中 VAV-TMN 閥位的(de)(de)開度(du)和數量對靜壓設(she)定(ding)值進(jin)行調(diao)整，以(yi)達到最佳穩定(ding)狀(zhuang)態； 控制度(du)目(mu)標是使系統(tong)中(zhong)所有的(de)(de)風閥均工作在高開度(du)下，減少節流損失，降低(di)風機能(neng)耗。 系統(tong)中(zhong)每一(yi)個 VAV-TMN 的狀態(tai)都參與到整個控制系統中(zhong)，如果(guo)其中(zhong)的 VAV-TMN 發生問題或故(gu)障，則需要在控(kong)制(zhi)系統(tong)中進行修正。
7.4.3系(xi)統運行及測試情(qing)況
系(xi)統改造后調試運行了(le)一段時間，各方(fang)面目標(biao)均達(da)到了(le)設計(ji)要求，并且(qie)為驗(yan)證(zheng)變風量控制效果，特別對(dui)兩種控制方(fang)式，即定(ding)靜(jing)壓與變靜(jing)壓運行數據進行了(le)對(dui)比分析，可看 出(chu)在(zai)變靜壓(ya)控制方(fang)式比(bi)定靜壓(ya)方(fang)式節能 20%~30%（空氣處理機組風機能耗）。
表 7-24 變風(feng)量運行數據
表(biao) 7-25 房(fang)間溫度對比 （℃）
說明(ming)：8 月 5~8 日室外氣(qi)溫條件基本(ben)相(xiang)同，可以作為(wei)類比，由于周末沒有供冷，8 月 5 日星(xing)(xing)(xing)期(qi)(qi)一(yi)的(de)(de)(de)(de)負荷(he)比其他(ta)時(shi)間要大，所以相同的(de)(de)(de)(de)運行方式，星(xing)(xing)(xing)期(qi)(qi)一(yi)的(de)(de)(de)(de)耗電(dian)量要比星(xing)(xing)(xing)期(qi)(qi) 二和(he)星(xing)(xing)(xing)期(qi)(qi)三的(de)(de)(de)(de)電(dian)量要多(duo)一(yi)些；排除星(xing)(xing)(xing)期(qi)(qi)一(yi)的(de)(de)(de)(de)數據，對(dui)星(xing)(xing)(xing)期(qi)(qi)二至星(xing)(xing)(xing)期(qi)(qi)四的(de)(de)(de)(de)數據進(jin)行對(dui)比；
即 8 月 6~8 日，8 月 6~7 日為定靜壓(ya)控(kong)制方式，每日平(ping)均耗電量(liang)為 82.5kWh，8 月 8 日 為變靜壓控制方(fang)式，耗電量 64kWh，可看(kan)出相比定(ding)靜(jing)(jing)壓(ya)控制方式(shi)，變(bian)靜(jing)(jing)壓(ya)要比定(ding)靜(jing)(jing)壓(ya)節能 23%。
7.4.4系統存(cun)在問題及(ji)分(fen)析(xi)
系統調試運行的過程(cheng)中也(ye)出現了(le)一些問題。 采用(yong)變靜(jing)壓，某一房(fang)間(jian)設置(zhi)溫度(du)偏低，比如某個(ge)房(fang)間(jian)設置(zhi)溫度(du)為(wei) 20℃，為了達到這(zhe)個溫度，該房(fang)間 VAV-TMN 閥位會(hui)達(da)到 100%，如果送風量(liang)還是不足(zu)，則按照(zhao)(zhao)控制(zhi)(zhi)策略， 空(kong)氣處理機(ji)組的頻率(lv)(lv)會(hui)上調，若風機(ji)頻率(lv)(lv)達到(dao)上限(xian)時風量(liang)都(dou)沒有達到(dao)需求風量(liang)，系(xi)統(tong)會(hui) 按照(zhao)(zhao)最高頻率(lv)(lv)運行；這時候(hou)系(xi)統(tong)按變靜壓控制(zhi)(zhi)方(fang)式運行的能耗將(jiang)會(hui)大于按定靜壓方(fang)式運 行的能耗；當風管設計水力不平衡率(lv)(lv)大時，將(jiang)使這種情(qing)況更為(wei)明顯(xian)，可能會(hui)出現一些不 利(li)環路的 VAV-TMN 閥位即使達到 100%，房間(jian)實際風量還(huan)是始終(zhong)達不到(dao)需求(qiu)風量的(de)情 況(kuang)(kuang)；而這種個別情況(kuang)(kuang)對定靜壓方式(shi)產生的(de)影響卻很小(xiao)。
變靜壓控(kong)制方式和可變靜壓控(kong)制方式對設備的穩定性(xing)也有一定的要求，若 VAV-TMN 在(zai)運行過程中出(chu)現故障（比如 VAV-TMN 控制失效閥(fa)位固定不(bu)變的情況），如果在這時(shi) 控制系(xi)統又沒有得到這個故(gu)障信(xin)息，則(ze)整個控制方(fang)向(xiang)都將(jiang)可能(neng)不(bu)一樣，麗水電調(diao) 7 月30 日就出現了(le)這種情況，導致變(bian)靜(jing)壓耗電量(liang)比定靜(jing)壓的(de)要高，見表 7-26。
表(biao) 7-26 變(bian)風量(liang)運行數據(ju)
表(biao) 7-26 中(zhong)變靜(jing)壓運(yun)行(xing)方式一天的耗電(dian)量比定靜(jing)壓運(yun)行(xing)方式一天的耗電(dian)量還要(yao)多 66%。經過后(hou)期對(dui) VAV-TMN 設(she)備的(de)調整和改進，避免(mian)了這(zhe)種情況(kuang)的(de)再次出現，系統運行更加穩(wen)定可靠。
7.4.5案(an)例小結
在變風(feng)量(liang)整(zheng)個系統(tong)的實施過程中，系統(tong)設計非常(chang)重要，直(zhi)接決定了整(zheng)個工程的質(zhi)量(liang)， 系統設(she)(she)計不好，水力失調率(lv)高，調試的難度(du)將會大(da)大(da)增加，即(ji)使設(she)(she)置了平(ping)衡調節閥，也很難調到一(yi)個比較平(ping)衡的狀態，而多數工程即(ji)使設(she)(she)置了平(ping)衡調節閥也很少有(you)人會去用， 因為通過手(shou)動調(diao)節(jie)閥(fa)調(diao)節(jie)風(feng)管平衡是非常繁(fan)雜的。而系統(tong)的運行控制(zhi)策略也(ye)決定(ding)了系統(tong)設(she)備(bei)制(zhi)造(zao)、系統(tong)設(she)計、系統(tong)安裝(zhuang)和系統(tong)調(diao)試運行，每個(ge)環(huan)節(jie)都很重(zhong)要，每個(ge)過程的問題都會(hui)累(lei)積下來，越(yue)到后面越(yue)嚴重(zhong)，所以每個(ge)過程都必須重(zhong)視起來。
總的來說，變風(feng)量(liang)系統(tong)要(yao)比(bi)定風(feng)量(liang)系統(tong)要(yao)節能，變靜(jing)壓(ya)(ya)方(fang)式(shi)要(yao)比(bi)定靜(jing)壓(ya)(ya)方(fang)式(shi)節能， 經(jing)過(guo)麗(li)水電調運行數據的對比(bi)，變(bian)靜(jing)(jing)壓(ya)方式要比(bi)定靜(jing)(jing)壓(ya)方式節能約 20%~30%（空氣處(chu)理機組風機部(bu)分耗(hao)能）。
