一、HVAC系統(tǒng)簡介
1．1 目標(biāo)與任務(wù)
現(xiàn)代大型場館和樓宇中的HVAC系統(tǒng)，對室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流動(dòng)速度以及新鮮度等指標(biāo)進(jìn)行處理，以達(dá)到使環(huán)境舒適的需求。
通常，樓宇的HVAC系統(tǒng)一年中只有幾十天時(shí)間處于最大負(fù)荷。其冷負(fù)荷，始終處于動(dòng)態(tài)變化之中，如早晚，四季交替，每年輪回，環(huán)境及人文，實(shí)施影響HVAC冷負(fù)荷。一般，冷負(fù)荷在5~60%范圍內(nèi)波動(dòng)，大多數(shù)樓宇每年至少70%是處于這種情況。若系統(tǒng)設(shè)計(jì)以最大冷負(fù)荷為最大功率驅(qū)動(dòng)。這樣，將會(huì)造成實(shí)際需要冷負(fù)荷與最大功率輸出之間的矛盾，形成巨大的能源浪費(fèi)和巨額的電費(fèi)支出。
HVAC系統(tǒng)在樓宇的總電耗中占據(jù)了很大的比例（60%~70%），特別是冷凍泵和冷卻泵消耗了大量的能量。特別是夏季，用電的高峰季節(jié)，節(jié)能控制顯得尤其重要。如何降低電耗，節(jié)約能量，使HVAC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)能的控制，將成為了樓宇HVAC系統(tǒng)控制的主導(dǎo)方向。
HVAC水泵系統(tǒng)的能耗一般約占HVAC系統(tǒng)總能耗的20%左右，為此，空調(diào)水系統(tǒng)采用變流量系統(tǒng)，能使輸送能耗流量的增減而增減，具有顯著的節(jié)能效益與經(jīng)濟(jì)效益。水泵系統(tǒng)一般平均節(jié)約能耗約30%以上。
1．2 系統(tǒng)組成
通常HVAC系統(tǒng)主要由一次機(jī)組（冷卻機(jī)組/
鍋爐）、外部熱交換系統(tǒng)（兩個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)）、冷卻塔、冷卻風(fēng)機(jī)四部分構(gòu)成，熱水系統(tǒng)和冷水系統(tǒng)的一次循環(huán)泵分開，其工藝流程簡圖如下：

一次機(jī)組（冷凍機(jī)組/鍋爐）：HVAC系統(tǒng)的“致冷源”或“熱源”，將通往各個(gè)房間的循環(huán)水由一次機(jī)組進(jìn)行“內(nèi)部熱交換”，降/升溫為“冷凍水”或“熱水”。
冷卻水塔：用于為冷凍機(jī)組提供“冷卻水”，帶走冷凍機(jī)組在制冷過程中的熱量。
外部熱交換系統(tǒng)：由兩個(gè)水循環(huán)熱交換系統(tǒng)組成 a冷凍水循環(huán)系統(tǒng)——由冷凍泵及冷凍水管道組成。從冷凍機(jī)組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各房間內(nèi)進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，使房間內(nèi)的溫度下降。從冷凍機(jī)組流出、進(jìn)入房間的冷凍水簡稱為“進(jìn)水”；流經(jīng)所有的房間后回到冷凍機(jī)組的冷凍水簡稱為“回水”。b冷卻水循環(huán)系統(tǒng)——由冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍機(jī)組進(jìn)行熱交換，使冷凍水溫冷卻的同時(shí)，必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進(jìn)行熱交換，然后再將降了溫的冷卻水，送回到冷凍機(jī)組。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍機(jī)組釋放的熱量。
冷卻風(fēng)機(jī)：a室內(nèi)風(fēng)機(jī)——安裝于所有需要降溫的房間內(nèi)，用于將由冷凍水冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內(nèi)的熱交換。B冷卻塔風(fēng)機(jī)——用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。
從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以看出，HVAC系統(tǒng)的工作過程是一個(gè)不斷地進(jìn)行熱交換的能量轉(zhuǎn)換過程。在這里，冷凍水和冷卻水兩個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)是能量的主要傳遞者。因此，對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制便是HVAC控制系統(tǒng)的重點(diǎn)，冷凍水循環(huán)的控制又是該重點(diǎn)的核心控制部分。

HVAC系統(tǒng)的整體控制思想(中央空調(diào)整體機(jī)組、水泵控制系統(tǒng))
HVAC系統(tǒng)的外部熱交換由兩個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)來完成。水循環(huán)系統(tǒng)的回水與進(jìn)出水溫之差，反映了系統(tǒng)需要進(jìn)行的熱交換的熱量。因此，根據(jù)回水與進(jìn)出水溫度之差來控制循環(huán)水的流動(dòng)速度，從而控制熱交換的進(jìn)行速度，是一種比較合理的控制方法。
1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制
由于冷凍水的進(jìn)水溫度是冷凍機(jī)組“冷凍”的結(jié)果，常常比較穩(wěn)定。因此，單是回水溫度的高低就足以反映房間內(nèi)的溫度。所以，冷凍泵的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以簡單地根據(jù)回水溫度進(jìn)行如下控制：回水溫度高，說明房間溫度高，應(yīng)提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水循環(huán)；反之，回水溫度低，說明房間溫度低，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，在保證房間內(nèi)溫度恒定的同時(shí)節(jié)約能源。簡言之，對于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，控制依據(jù)是回水溫度，即通過變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)回水的恒溫度控制。
HVAC冷凍水系統(tǒng)，根據(jù)具體工況對負(fù)荷的需求，來分布二次（及以上）水泵，通常采用的控制方式是：一次水定量，二次水變流量控制。對變流量控制，通常采用差壓控制方式。因?yàn)閷τ诜忾]系統(tǒng)來說，采用壓差測量比流量測量簡單且容易實(shí)現(xiàn)，因此，在需要控制流量的場合，往往采用控制差壓來控制流量。

該控制方式采用2次水泵變頻控制，根據(jù)現(xiàn)場工況選擇壓差測點(diǎn)。
差壓傳感器的位置選擇 通常采用在差壓變化最大的地方，可以根據(jù)負(fù)載的特點(diǎn)，比如：對稱性、優(yōu)先級、區(qū)域差異、備用等來確定差壓傳感器的位置。

2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制
由于冷卻塔的溫度是隨環(huán)境溫度而變的，其單側(cè)水溫不能準(zhǔn)確的反應(yīng)冷凍機(jī)組內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少。所以，對于冷卻泵，以進(jìn)水和回水間的溫度作為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水和回水間的恒溫差控制是比較合理的。溫度大，說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量大，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大冷卻水的循環(huán)速度；溫度差小，說明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量小，可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷卻水的循環(huán)速度，以節(jié)約能源。
對HVAC冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，通常采用常規(guī)控制方式，比如：溫度、壓力等對進(jìn)水、回水的溫度差進(jìn)行控制，以滿足系統(tǒng)需求。

對于HVAC系統(tǒng)內(nèi)，變頻水泵系統(tǒng)節(jié)能控制闡述：
在HVAC控制系統(tǒng)中，為了平衡整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷，以及最大限度的節(jié)約能源，可以將2次及3次冷凍泵和2次及3次冷卻泵設(shè)計(jì)為變頻調(diào)速的系統(tǒng)；此外，冷凍機(jī)組和冷卻塔風(fēng)機(jī)也可以采用變頻調(diào)速。一般來說，2次及3次冷凍水泵的變流量控制可以恒定溫度或壓力進(jìn)行控制，由于液體溫度的響應(yīng)速度比壓力的響應(yīng)慢，而且HVAC系統(tǒng)要求變頻水泵系統(tǒng)快速響應(yīng)負(fù)荷變化，所以通常采用壓力控制。通常，恒壓變速可以通過三種方式來實(shí)現(xiàn)：恒定進(jìn)水壓力、恒定管路末端壓力、恒定進(jìn)水和回水壓力。為了達(dá)到變頻水泵的系統(tǒng)的最佳效果，控制的核心主要為：系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷實(shí)際需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水流量；每臺(tái)變頻水泵的工作點(diǎn)始終處于水泵效率特性的高效段。
變頻流量控制節(jié)能的方式比傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥的方式的優(yōu)點(diǎn)在于：不必要造成管網(wǎng)阻力的增加，而帶來的大部分能源的浪費(fèi)。避免閥控制的過壓問題，節(jié)約控制閥吸收的能量；延長電機(jī)和水泵的壽命。

對于整體HVAC的控制流程及系統(tǒng)而言，關(guān)鍵的設(shè)備部分就是在：冷卻塔系統(tǒng)、循環(huán)水泵、變頻控制這三大設(shè)備組成，因此可以看的出，這三部分的系統(tǒng)選擇的重要性，尤其是兼容性。目前在國內(nèi)的HVAC的整體控制系統(tǒng)而言，TACO、EBARA、PENTAIR三家的系統(tǒng)都是可圈可點(diǎn)的。

---------------我是分割線-----------------

2015年第二期空氣源熱泵地暖空調(diào)雙聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝實(shí)訓(xùn)班通知

點(diǎn)擊下方↓↓↓ 閱讀原文 查看詳細(xì)通知及報(bào)名信息