风量控制原理的核心在于通过调节系统参数以适应动态负荷变化,实现精准的空气流量匹配。其实现方式涵盖多种技术路径,以下从基础原理、控制方法及系统设计三个维度展开说明:
一、风量控制基础原理
压力-流量关系
风量调节本质是平衡管道阻力与风机性能曲线。当末端装置风阀开度变化时,管道阻力特性曲线发生偏移,导致系统静压波动。例如,在定静压控制法中,通过在送风管2/3~3/4处设置静压传感器,监测最低静压点压力变化。当实际静压偏离设定值时,变频器调整风机转速以维持恒定静压,确保末端风量需求。
风机相似律应用
根据风机相似律,在系统阻力系数不变时,总风量与风机转速呈正比关系。总风量控制法通过计算所有末端装置需求风量之和,结合风机特性曲线直接推导转速设定值。例如,当末端风阀平均开度减小时,系统阻力增大,风机转速需相应降低以避免能耗浪费。
二、典型控制方法
定静压控制法
通过预设静压值维持系统稳定性,但存在最低静压点定位难题。实际应用中需将传感器置于气流稳定的直管段,并依据ASHRAE标准将静压设定值控制在风机总设计静压的1/3以内。若设定值过高,会导致末端风阀长期处于小开度状态,增加风机能耗并引发啸叫;若设定值过低,则可能无法满足末端最大风量需求。
变静压控制法
结合阀位反馈信号动态调整静压设定值。系统通过监控网络获取各末端风阀开度数据,当多数风阀接近全开时降低静压设定值,反之则提高设定值。该方法可显著降低风机能耗,但需依赖高精度传感器和复杂算法,调试周期较长。
总风量控制法
基于末端需求风量总和直接计算风机转速,规避静压测量误差。系统通过实时采集各末端风量信号,利用风机相似律公式推导转速设定值。例如,当部分末端负荷降低时,总风量需求减少,风机转速自动下调,实现按需供风。
三、系统设计关键要素
风管阻力平衡
采用等摩阻法或静压复得法设计风管系统,确保各支路阻力匹配。例如,等摩阻法通过控制单位长度风管摩擦阻力(通常设定为1Pa/m)实现均匀送风;静压复得法则利用动压转化为静压的原理,补偿长距离风管损失。
末端装置选型
根据房间负荷特性选择变风量末端类型。对于进深较大的空间,需采用内外区独立系统:内区配置单风道末端,外区配置带再热盘管的串联风机动力型末端,以避免冷热抵消现象。
传感器与执行器配置
关键监测点包括送风管静压、回风温湿度、过滤器压差等。例如,在过滤器两侧安装压差开关,当压差超过阈值时触发报警;在送风管末端设置压力传感器,实时反馈静压数据至控制系统。
控制逻辑优化
通过DDC控制器实现多参数联动调节。例如,当室内CO₂浓度升高时,系统优先增大新风阀开度;当回风湿度低于设定值时,自动开启加湿阀。同时,设置风机转速变化率限制,避免电机过载。
四、典型应用场景
办公建筑
采用单风道变风量系统,通过末端装置独立调节各房间风量。例如,当某会议室人数减少时,其末端风阀自动关小,系统总风量随之降低,风机转速相应下调。
洁净厂房
应用FFU(风机滤器单元)实现局部高精度风量控制。FFU内置高效过滤器与风机,通过变频器调节转速以维持恒定面风速(通常为0.45m/s±20%),确保洁净度要求。
数据中心
采用冷热通道隔离设计,结合变风量系统精确控制服务器机柜进风量。例如,当某机柜负载升高时,其对应末端风阀开大,系统通过总风量控制法自动增加送风量,避免局部过热。
风量控制技术的演进方向聚焦于提高系统响应速度与节能效率。例如,通过引入人工智能算法优化风机转速预测模型,或采用分布式传感器网络实现更精准的末端需求感知。这些创新将进一步推动空调系统向智能化、低碳化方向发展。


