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摘要：变风量空调的设计相较于传统的定风量空调设计有着十分明显的优势，成为近年来空调行业的指向标。而变风量空调的自动控制系统更是成为近年来空调行业研究的热点问题之一，本研究讨论了变风量空调自动控制系统的结构特点和变风量末端装置控制节能的方法，详细的介绍了其设计分析。
关键词：变风量空调；自动控制系统；设计分析
前言
变风量空调的设计是随着人们生活水平的提高以及生活需求提高而在20世纪60年代发展起来的新型空调系统，并在当今世界成为空调系统的主流设计。变风量空调可以满足不空地区不同区域的空调负荷以及室内环境参数的变化，其原理是改变风机的频率，系统就能使空调的送风量得以自动变化和调节，以便人机的满足人们对室内温度的环境要求。现在的变风量空调系统实现室内温控的方式是控制变风量的末端装置。
1.变风量空调系统现状分析
虽然变风量空调系统已经成为我国空调行业的系统主流，但是就我国对变风量空调系统的了解应用以及设计经验来说，与国外的空调技术相比，还有一定的差距，适合于我国的空调设计技术认识不太充分，并且对于变风量空调自动控制设计的理论知识掌握的相对薄弱。因此，我国应该加强对变风量空调系统的研究。
2.变风量空调自动控制系统的设计分析
2.1变风量空调风阀的工作流量特性对自动控制系统和节能的设计分析
目前我国的变风量空调自动控制系统采用的是单风道变风量空调末端控制箱，这种控制方式通过改变风阀的位置进而影响单风道变风量空调末端控制箱的阻力系数，进而控制空调的风量来完成工作。按照与压力的关系可以分为压力相关型和压力无关型两种。
压力相关型单风道变风量空调末端控制箱的作用与普通调节风阀加风阀执行器和控制器的作用无异，该类型的控制箱由四个部件构成：风阀、风阀执行器、控制器以及温度传感器。其风量控制是由VAV BOX风阀上游的静压来决定的。当VAV BOX风阀上游的静压在外界条件下发生改变时，风阀的开度能随着静压的改变而做出一定的变化，就使得变风量空调的风量得以变化。单风道变风量空调末端控制箱被动风量的变化能引起室温发生改变，压力相关型也只是相对于压力无关型来说的。
压力无关型单风道变风量空调末端控制箱与压力相关型单风道变风量空调末端控制箱的区别是在其基础上加装了风速传感器，是一种风量控制与室温控制相结合组成串级回路的单风道变风量空调末端控制箱。当室温与变风量空调系统设计的有偏差时就会自动调节风量的值，系统就会根据风量的偏差值来控制空调风阀的开度。
两者的特点是压力相关时，系统能够做到要求风量不变时通过风口断面的风量基本可以保持不变；而若上游的静压发生变化，压力无关时自动控制系统可以依照空调风量的设定值来控制风阀的开度，进而对上游静压可能发生的变化来作出正确的反应，从而达到维持系统风量不变的目的。
2.2温度控制对变风量自动控制能力的影响
温度对变风量自动控制能力的影响是通过单风道变风量空调末端控制箱可调比以及定送风温度和变送风温度得以实现。其中风量可调比=最大设计风量/最小工作风量，它是反应空调调节能力的重要指标之一，最大设计风量一般取的是空调系统的设计风量，而最小工作风量取的是风速传感器的测量下限值，或者是最小新风量和室内气流组织所限制的最小送风量，取三者中的最大值为准。
从变风量空调的自动控制角度来说，风量的可调比是越大越好，因此如果当风量的可调比受到限制，却又想扩大风量的可调比时，就要采用变送风温度来扩大单风道变风量空调末端控制箱的显热可调比。定送风温度控制引起的送风温差为常数，在一般情况下，变风量空调系统的最小风量为最大风量的百分之三十，可以根据这种情况调节定送风温度的显热可调比大约为3.3。
变送风温度控制相较于定送风温度控制有十分显著的优势，其显热可调比可以调节为无穷大，因此其控制能力远远强于定送风温度控制，在变风量空调系统中实施的是变风量以及变送风温度，其本质可以归结为变显热控制。因此温度对于变风量空调自动控制系统的影响主要体现在变送风温度控制。
3.影响变风量空调自动控制系统设计的其他原因
3.1新风量对变风量空调自动控制系统设计的影响
变风量空调系统采用新风量的方式不同，如果采用混风，新风量在室内各房间的分配方式是按负荷分配的。在这种情况下，就算系统总的新风量达到设计要求，分配与各房间之后，在不同房间内还是会出现新风量分配不足的现象。在实际应用中变风量空调系统采用的风量不是一成不变的，因此房间内的新风量就会随之而变。如果在新风量需要超过送风量的情况下，新风量的问题就会暴露出来，因此在变风量空调的自动控制系统设计中要考虑新风系统的设置，以方便新风量的控制。
3.2噪声问题对变风量空调自动控制系统设计的影响分析
在变风量空调自动控制系统的设计中要考虑到噪音对设计的影响，在该系统中影响比较大的噪声源是位于送、排风机外以及变风量的末端装置。由于在系统中流过末端入口的风俗相对来说是比较大的，安装于末端的风速测量传感器只有风速高于一定的数值才可以确保测量的准确度，正是由于这个装置使得噪音的影响更大。末端装置引起的噪音往往通过送风和外壳两个部位传入室内，产生两种噪音，称之为送风噪音和辐射噪音，并且该噪音会随着空调型号的变化而发生变化。同时当风阀的开度改变时，也会产生一定的噪音。对于不同的变风量空调运行工况，一般其使用时室内的压级也是不同的，根据实际经验可知，人耳对特定环境里的压级有一定的适应能力，并且时间长以后，人们对于这种噪音就不会太明显，但如果目前的压级增大之后，人们又能清楚的感觉到噪音的困扰。
噪音问题的出现对于变风量空调自动控制系统的设计是一大挑战，在实际的空调使用中要尽量减少噪音的出现。因此在众多学者和相关研究人员研究的基础上，总结出减少噪音的方法主要有以下几点：使用前仔细校核每个末端装置在最大或者最小风量下所产生的噪音情况；尽量避免把末端装置安装于室内，可以安装在室外或走廊，来减少噪音对室内的辐射影响；若室内对噪音的要求比较高，那么采用变风量空调自动控制系统时就必须谨慎小心；为了减少型号给室内带来的噪声污染，最好采用末端合适的末端装置入口直径，以减轻噪声来源。
除紫外之外还有一些系统的设计会影响到变风量空调的自动控制系统设计，因此在对其进行设计分析时要考虑诸多问题，同时随着智能化的发展，变风量空调的自动控制系统设计将要面临机遇和改革，国内要吸取国外设计的一些先进技术针对于我国特殊的国情研制出适合中国人使用的变风量空调。
4.结语
变风量空调系统运行的关键是要控制系统的合理性及有效性，随着我国自动化控制系统的研究和发展逐渐深入，应用于变风量空调系统的自动控制系统设计也会更加完善，同时由于今年来智能化控制系统的发展，变风量空调系统的设计也开始引入这种方法来提高自动控系统的控制效率。尽管如今的智能控制已经在变风量空调自动控制中发挥了一定的作用，但是真正应用于实践的在国内还很少，这需要更多的学者去研究和实践。
参考文献：
[1]闫永亮 赖伟国 罗国立，《变风量空调系统的控制方案设计分析》，【J】，广东建材 ，2010 年第 3 期
[2]张飞燕徐荞芬，《浅谈变风量空调系统设计中的几种智能控制》，【J】，职业案例秦皇岛技师学校，2013
[3]姜士凯 吴成东 张丽丹，《变风量空调自动控制系统设计》，【J】， 低压电器现代建筑电气篇，2008.12
关键词：变风量空调；自动控制系统；设计分析
前言
变风量空调的设计是随着人们生活水平的提高以及生活需求提高而在20世纪60年代发展起来的新型空调系统，并在当今世界成为空调系统的主流设计。变风量空调可以满足不空地区不同区域的空调负荷以及室内环境参数的变化，其原理是改变风机的频率，系统就能使空调的送风量得以自动变化和调节，以便人机的满足人们对室内温度的环境要求。现在的变风量空调系统实现室内温控的方式是控制变风量的末端装置。
1.变风量空调系统现状分析
虽然变风量空调系统已经成为我国空调行业的系统主流，但是就我国对变风量空调系统的了解应用以及设计经验来说，与国外的空调技术相比，还有一定的差距，适合于我国的空调设计技术认识不太充分，并且对于变风量空调自动控制设计的理论知识掌握的相对薄弱。因此，我国应该加强对变风量空调系统的研究。
2.变风量空调自动控制系统的设计分析
2.1变风量空调风阀的工作流量特性对自动控制系统和节能的设计分析
目前我国的变风量空调自动控制系统采用的是单风道变风量空调末端控制箱，这种控制方式通过改变风阀的位置进而影响单风道变风量空调末端控制箱的阻力系数，进而控制空调的风量来完成工作。按照与压力的关系可以分为压力相关型和压力无关型两种。
压力相关型单风道变风量空调末端控制箱的作用与普通调节风阀加风阀执行器和控制器的作用无异，该类型的控制箱由四个部件构成：风阀、风阀执行器、控制器以及温度传感器。其风量控制是由VAV BOX风阀上游的静压来决定的。当VAV BOX风阀上游的静压在外界条件下发生改变时，风阀的开度能随着静压的改变而做出一定的变化，就使得变风量空调的风量得以变化。单风道变风量空调末端控制箱被动风量的变化能引起室温发生改变，压力相关型也只是相对于压力无关型来说的。
压力无关型单风道变风量空调末端控制箱与压力相关型单风道变风量空调末端控制箱的区别是在其基础上加装了风速传感器，是一种风量控制与室温控制相结合组成串级回路的单风道变风量空调末端控制箱。当室温与变风量空调系统设计的有偏差时就会自动调节风量的值，系统就会根据风量的偏差值来控制空调风阀的开度。
两者的特点是压力相关时，系统能够做到要求风量不变时通过风口断面的风量基本可以保持不变；而若上游的静压发生变化，压力无关时自动控制系统可以依照空调风量的设定值来控制风阀的开度，进而对上游静压可能发生的变化来作出正确的反应，从而达到维持系统风量不变的目的。
2.2温度控制对变风量自动控制能力的影响
温度对变风量自动控制能力的影响是通过单风道变风量空调末端控制箱可调比以及定送风温度和变送风温度得以实现。其中风量可调比=最大设计风量/最小工作风量，它是反应空调调节能力的重要指标之一，最大设计风量一般取的是空调系统的设计风量，而最小工作风量取的是风速传感器的测量下限值，或者是最小新风量和室内气流组织所限制的最小送风量，取三者中的最大值为准。
从变风量空调的自动控制角度来说，风量的可调比是越大越好，因此如果当风量的可调比受到限制，却又想扩大风量的可调比时，就要采用变送风温度来扩大单风道变风量空调末端控制箱的显热可调比。定送风温度控制引起的送风温差为常数，在一般情况下，变风量空调系统的最小风量为最大风量的百分之三十，可以根据这种情况调节定送风温度的显热可调比大约为3.3。
变送风温度控制相较于定送风温度控制有十分显著的优势，其显热可调比可以调节为无穷大，因此其控制能力远远强于定送风温度控制，在变风量空调系统中实施的是变风量以及变送风温度，其本质可以归结为变显热控制。因此温度对于变风量空调自动控制系统的影响主要体现在变送风温度控制。
3.影响变风量空调自动控制系统设计的其他原因
3.1新风量对变风量空调自动控制系统设计的影响
变风量空调系统采用新风量的方式不同，如果采用混风，新风量在室内各房间的分配方式是按负荷分配的。在这种情况下，就算系统总的新风量达到设计要求，分配与各房间之后，在不同房间内还是会出现新风量分配不足的现象。在实际应用中变风量空调系统采用的风量不是一成不变的，因此房间内的新风量就会随之而变。如果在新风量需要超过送风量的情况下，新风量的问题就会暴露出来，因此在变风量空调的自动控制系统设计中要考虑新风系统的设置，以方便新风量的控制。
3.2噪声问题对变风量空调自动控制系统设计的影响分析
在变风量空调自动控制系统的设计中要考虑到噪音对设计的影响，在该系统中影响比较大的噪声源是位于送、排风机外以及变风量的末端装置。由于在系统中流过末端入口的风俗相对来说是比较大的，安装于末端的风速测量传感器只有风速高于一定的数值才可以确保测量的准确度，正是由于这个装置使得噪音的影响更大。末端装置引起的噪音往往通过送风和外壳两个部位传入室内，产生两种噪音，称之为送风噪音和辐射噪音，并且该噪音会随着空调型号的变化而发生变化。同时当风阀的开度改变时，也会产生一定的噪音。对于不同的变风量空调运行工况，一般其使用时室内的压级也是不同的，根据实际经验可知，人耳对特定环境里的压级有一定的适应能力，并且时间长以后，人们对于这种噪音就不会太明显，但如果目前的压级增大之后，人们又能清楚的感觉到噪音的困扰。
噪音问题的出现对于变风量空调自动控制系统的设计是一大挑战，在实际的空调使用中要尽量减少噪音的出现。因此在众多学者和相关研究人员研究的基础上，总结出减少噪音的方法主要有以下几点：使用前仔细校核每个末端装置在最大或者最小风量下所产生的噪音情况；尽量避免把末端装置安装于室内，可以安装在室外或走廊，来减少噪音对室内的辐射影响；若室内对噪音的要求比较高，那么采用变风量空调自动控制系统时就必须谨慎小心；为了减少型号给室内带来的噪声污染，最好采用末端合适的末端装置入口直径，以减轻噪声来源。
除紫外之外还有一些系统的设计会影响到变风量空调的自动控制系统设计，因此在对其进行设计分析时要考虑诸多问题，同时随着智能化的发展，变风量空调的自动控制系统设计将要面临机遇和改革，国内要吸取国外设计的一些先进技术针对于我国特殊的国情研制出适合中国人使用的变风量空调。
4.结语
变风量空调系统运行的关键是要控制系统的合理性及有效性，随着我国自动化控制系统的研究和发展逐渐深入，应用于变风量空调系统的自动控制系统设计也会更加完善，同时由于今年来智能化控制系统的发展，变风量空调系统的设计也开始引入这种方法来提高自动控系统的控制效率。尽管如今的智能控制已经在变风量空调自动控制中发挥了一定的作用，但是真正应用于实践的在国内还很少，这需要更多的学者去研究和实践。
参考文献：
[1]闫永亮 赖伟国 罗国立，《变风量空调系统的控制方案设计分析》，【J】，广东建材 ，2010 年第 3 期
[2]张飞燕徐荞芬，《浅谈变风量空调系统设计中的几种智能控制》，【J】，职业案例秦皇岛技师学校，2013
[3]姜士凯 吴成东 张丽丹，《变风量空调自动控制系统设计》，【J】， 低压电器现代建筑电气篇，2008.12