摘要：变风量空调系统最大的优点是节能效果显著，同时也易于多区控制及舒适性良好，广泛应用许多大型建筑中，并逐步成为当今空调系统的一个非常重要的组成部分。变风量空调系统的具体工作过程是通过控制末端控制器来控制送风量的大小和温度，从而来控制室内的温度，同时变频调节送、回风机来维持系统有效、稳定运行，并动态调整新风机保证室内空气质量，以及有效利用新风能源的一种高效的全空气系统以。其主要包括以下几个部分：室内温度控制、送风温度控制、新风控制和室内正压控制。变风量空调系统较定风量空调系统和风机盘管系统而言，具有舒适、节能、安全和方便的优点，得到越来越多的采用。作为金融商业区内的高挡写字楼，建筑物内的空气品质好坏，将成为能否吸引使用者的重要因素之一，未来的社会将是以人为本的社会，更加注重人们的工作环境。变风量空调系统对于传统风机系统具有综合优势，在智能建筑中取代传统风机系统指日可待。基于此，本文主要对变风量空调系统的调试控制技术做论述。
关键词：变风量；空调系统；智能控制技术
引言
变风量空调系统是全空气空调系统，其工作原理是以室内的负荷和需求参数为设计依据来自动调节向室内的送风量来控制室内的温度和湿度，以满足实际需求。变风量空调系统最大的优势是节能，同时对各种复杂应用环境的适应性和灵活性都远优于其他类型的空调系统。要实现建筑节能，变风量空调技术是目前首选技术之一。要使变风量系统能发挥其特有的优势，实现“舒适、健康、节能”的空气调节，必须从变风量系统的设计、施工及调试都应精心组织实施。
1变风量空调系统控制
变风量空调系统控制主要是指：空调系统传统设计都会将负荷进行确定计算，但对于不同的季节和时段，人们的需求也会有所差异，因此传统的设计容易造成电能的浪费。如果根据实际的运行情况，将负荷的设计控制在一定的区间内，结合实际情况利用感应设备进行感应，之后再进行负荷的重新计算，就能在空调运行的过程中充分利用季节和时段的条件，降低电能的消耗，还能更好地满足人们的实际需要。因此我国说变风量空调系统并不是一种完全创新的调节模式，只是通过对原有空调设备的改造，对传统的定风量进行提升变为变风量，在实际运作中降低不必要的负荷，从而起到节约资源的目的。变风量与定风量调节系统在构成的结构和控制方式上都有着较大的区别。为了更好地节约能源，变风量空调控制系统需要及时对室内温度进行采集，从而及时判断出实际温度与设定值之间的差距，通过调整控制风度的阀门，改变风量的大小，从而始终将室内的温度控制在合理范围内。对于变风量的智能控制系统，需要在冷风风道内设置好电动调节的风门，并根据温度的偏差对冷风开放程度进行调节。如果室内温度相对于预设值偏高，此时的冷风就会加强，从而在调节之后将温度控制在合理的范围以内。如果室内温度相对较低，可以降低冷风的强度，从而降低对电能的消耗。这种控制系统需要依靠新风管道上的送风温度传感器，传感器的质量在很大程度上决定了室内温度的调节效率[1]。
2变风量空调系统的调试控制技术
2.1变风量空调原理以及分类
2.1.1变风量空调原理
变风量空调系统，顾名思义，其原理是：每个VAV末端通过控制回路调整风阀开度来达到设定风量，以维持房间温度。空调区域所需的风量由式计算：
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式中：L——VAV末端所需风量，m3/h
q——房间负荷，W
Cp——的定压比热，KJ/（Kg·℃），可取1
p——的密度，kg/m3，可取1.20
T——温度，℃
TSAT——送风温度，℃
由式可以看出：当室内负荷发生变化时，定风量空调系统只能通过改变送风温度来满足室内舒适度，而变风量空调系统可以通过改变送风量或者同时改变送风量和送风温度，两者协同作用来满足室内舒适度。
2.1.2变风量空调系统分类
变风量空调系统有不同的分类方式，包括按管道布置方式或风量分配方式分类和按末端装置调节类型分类。首先是按管道布置方式或风量分配方式分类（1）单风道变风量空调系统单风道变风量空调系统是目前采用最为广泛的一种形式，系统只有一根风管，空气经过空气处理机组（AHU）处理到设定状态后，通过末端装置送入各个空调区域，（2）双风道变风量空调系统双风道系统由冷风道和热风道组成，其风机的出风口分为成两路，一根风管只送热风，一根风管只送冷风。空调区域风量由冷风阀和热风阀控制，冷热风在房间送风口前的混合箱按照房间的负荷要求进行混合以满足各个空调房间的需要。这种系统控制和调节简单，但是因为系统有冷热抵消现象，会出现能源浪费，运行费用较高，且为了减少风管所占的空间，通常，需采用高速送风，故风机输送能耗较大，并且有噪声问题。其次是按末端装置调节类型分类。（1）节流型末端装置。节流型末端装置主要由箱体、控制器、室温传感器、风速传感器和电动风阀组成。它的调节方法是根据室温传感器监测室内温度，用来控制末端风阀的开度，改变送风量，以维持室内舒适度。具有构造简单、体积小、初投资少，控制原理简单容易实现等优点，在变风量控制系统中应用广泛。因为不是直接控制风量，所以控制得到的风量可能不能满足要求，且管道静压对风量的影响较大。节流型末端按照是否有压力变化补偿，又可以分为压力有关型和压力无关型两种。压力有关型末端主要由VAVBOX的DDC、风阀驱动器、房间温控器等组成。由温控器控制，根据房间设定温度和实际温度，由DDC根据PID算法控制末端风阀开度。因为不是直接控制风量，所以控制得到的风量可能不能满足要求，且管道静压对风量的影响较大。压力无关型末端与压力有关型相比，增加了风量传感器，有风量控制和温度控制两个回路，即首先根据设定温度和室内温度确定房间所需风量，然后风量调节器调节风阀开度以保持设定风量，系统风量不受静压影响，减小了各支路之间的耦合关系，系统运行比较稳定，控制精细度也可显著得到提高，偏差基本为零。（2）旁通型末端装置。旁通型末端装置是在送风管旁边增设旁通管，由室内温度传感器监测室内温度，用来调节送风管和旁通管风阀开度，多余空气送入吊顶内，由回风管排出室内，实现送风量的变化。这种末端装置送风管道静压比较稳定，但是并没有节省风机动力，所以不节能，且初投资较大，只适用于采用直接蒸发式冷却器的小型空调系统，实际工程很少采用[2]。
2.2自控系统设计是实现系统功能的核心
变风量空调系统自控系统环节多，技术比较复杂，对系统和设备的控制要求相对较高，暖通空调工程师既要通晓暖通工艺，又能精通控制系统知识技能，在设计才能提出科学合理的控制要求。对相关弱电工程师的要求也很高，既要熟悉暖通工艺，又要擅长于楼宇自控系统的设计、调试和运行维护，自控系统才能发挥优异的控制功能。一个好的自控设计应结合工程特点，应精心地计算和分析各系统冷热负荷和水力状况的动态变化情况，并深入地掌握建筑维护结构、空调设备、各类集中控制器以及管理和控制网络特性，才能在此基础上设计出舒适性高、能耗量小的高效系统。变风量系统的控制内容复杂，控制变量多并且相互关联，以及存在变量间的耦合关系，都导致控制系统的设计趋于复杂化。要非常清晰所有被控量的控制规律和不同被控量的联动控制规律，尤其在出现变量耦合的情况下，还可以适当地采用变量解耦简化系统的设计。夏季、冬季及过渡季的控制参数随着三种全局性工况的不同而不同，实际上全局性工况下又有许多具体的运行工况，各种工况下，控制温度、湿度或焓值等工作环境参数也不同，即控制系统要能够对各种可能的工况实施可靠的控制。变风量空调系统的各种控制方法，如定静压定温度法、定静压变温度法、变静压控制法、总风量控制法、末端调节控制法等。由于VAV系统的复杂性，还将各种智能控制方法及技术应用到控制系统中，同时还要优化控制系统。定静压法控制简单，多数系统采用了该控制方法，但静压传感器的最佳设置点要结合工程实际，采用理论和实际相结合的方式确定；在舒适性、节能性、噪声控制等方面有较大优势。变风量空调系统是一个非线性、大延时、干扰多的时变系统。其控制性能优化比较困难，采用智能控制方法具有模拟人类智能思维、来实现精度更高、稳定性更好的控制。即神经网络控制技术、模糊控制技术和专家系统技术等。以获得系统总体上最优或较优的性能指标。控制程序一般由厂家直接提供及现场编程，或由系统集成商从事这些工作，这是一个非常重要的环节，由于控制对象不同或应用环境有较大差异，控制程序也不同，因此编程量较大，编程过程还要和调试相结合。首先要做到精细编程，这个环节用到许多节能的方法、控制程序中用到许多专业算法，如新风补偿、过渡季处理、焓值控制、顺序控制、逻辑控制等常规算法。控制程序还用到智能程度较高的算法，但原则是要求控制程序与系统运行工艺及运行工况高度吻合[3-4]。
2.3VAV末端发送需求规则
每个VAVBOX根据DDC控制器采集的阀位和末端风量发送需求，每个末端的阀位需求和风量需求进行加和。具体方法如下：（1）根据阀位发送需求当第i个末端风阀开度达到95%时，发送一个需求信号R0，即R0=1，并保持至风阀开度降低到85%，需求信号消失，R0=0。（2）根据末端风量发送需求当第i个末端实际风量低于设定值70%达1min，发送2个需求信号，R0=2；当第i个末端实际风量低于设定值50%达1min，发送3个需求信号，R0=3。
2.4传感器、控制器
传感器又称为敏感元件，是一种检测装置，它直接与被调对象发生联系，感受被调量的大小，然后将感受的信息传递给调节器，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。为房间空调、通风等设备设施上安装传感器，采集温度、湿度、二氧化碳浓度、风量、压力、水流量和空气清新度等各种信息，是实现自动检测和自动控制的首要环节。智能楼宇直接控制器（DDC），是整个控制系统的核心，是系统实现控制功能的关键元件，智能网络和系统可以通过DDC和终端进行更有效的信息交互，进而实现更好的控制[5]。
结语
综上，由于变风量空调的研究力度不断加大，其在实际生活中发挥的作用也越来越明显。这种技术更符合可持续发展的战略规划，以及绿色健康的生活方式。但我国由于在技术和设备上依然存在一定的困难，因此在应用智能控制系统时，需要做好参数值的计算工作，提升温度感应器的敏感度，不断提升调节的效率。
参考文献
[1]汪训昌．空调冷水系统的沿革与变流量一次泵水系统的实践[J]．暖通空调，2006，36(7)：32-40．
[2]我国空调产业向着节能环保道路方向发展.http://news.dichan.sina.com.cn2012.12.8来源：中国环保设备展览网
[3]袁锋,胡益雄,杜朝辉.变风量系统能耗及节能特性研究[J].暖通空调,2005(03):113-117.
[4]张子慧等.制冷空调自动控制[M].科学出版社,1999.
[5]曹振华.变风量空调系统的特点和发展前景[J].洁净与空调技术,2011(02):74-75+78.