家用蒸发冷却变风量中央空调送风系统自动控制方案的探讨

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1、空调制冷大市www.hvacr.cn家用蒸发冷却变风量中央空调送风系统自动控制方案的探讨论文作者：贺进宝黄翔梁才航摘要：家用中央空调系统由于初投资和运行费用高等原因而影响了其推广的进程。家用蒸发冷却中央空调系统有效的降低了初投资和运行费用，同时它与普通风管机系统一样存在着送风系统难于进行分室控制的难题，本文将变风量技术融入到其中，提出了家用蒸发冷却变风量中央空调系统的概念，针对家用中央空调送风系统的特点及问题，面对用户不同的价格接受能力，采用不同的分析解决问题的思路，分别提出了适用于中高端用户和中低端用户的送风系统自动控制方案

2、。关键词：家用中央空调蒸发冷却变风量送风系统自动控制1引言我国经济的不断进步，带来了建筑业的迅速发展。常规家用空调逐渐暴露出其问题，为家用中央空调系统提供了发展机遇[1，2]。已有的家用中央空调系统各有其优、缺点，其中，空气式中央空调系统（风管机）能提供最好的空调品质[3]。家用中央空调的推广主要因为其难以为大多数消费者所接受的初投资与运行费用而进展艰难。在现有技术水平下，家用中央空调的造价通常在250元每平方米左右，一整套产品几万元的价格让大多数用户“望机兴叹”。另外，据业内有关人士统计，现在的家用中央空调，一个冬季或夏季的

3、运行费用都在万元左右，若要充分发挥、享用家用中央空调的空调品质，其对家庭经济实力的要求则是年收入在20万元以上，这种家庭在当前的中国显然是比例甚少的，不超过5%。家用蒸发冷却中央空调系统结合了蒸发冷却制冷技术和传统家用空气式中央空调系统（风管机）的技术和方法，具有制冷系统成本与运行费用低和全新风运行等优点，其一次投资综合造价仅为传统制冷空调方式的40%—70%；维修保养费用为传统机械制冷空调系统的30%—40%。使用天然冷源，整个夏季的耗电量仅为传统制冷空调方式的25%左右[4，5]。然而目前，同常规风管机一样，家用蒸发冷却中

4、央空调系统也存在着难于分室控制的问题，家用蒸发冷却变风量中央空调系统融入了变风量（VAV）控制技术，可解决此问题，是一种适合我国国情的家用中央空调系统。因此，如何以合理的代价将变风量技术和家用蒸发冷却中央空调系统进行结合，便是本文所要探讨的问题。market.hvacr.cn空调制冷大市www.hvacr.cn2家用中央空调送风系统的特点及问题传统的变风量系统对于总风机采用静压控制方案[6]，有定静压控制、变静压控制等。对于家用蒸发冷却变风量中央空调而言，其送风系统的规模相对比较小，末端的个数也相对有限，因而单个末端的风量变化

5、对于总风量的影响很大，而且送风管路较短，送风压头较小，采用静压控制的误差必然较大。因此，要实现变风量控制，必须要寻找新的控制方法。总风机控制与多风机控制方法虽然跳过了压力反馈控制的环节[7，8]，但是为了补偿系统压力变化对末端造成的影响，以进行末端风量的精确控制，往往在每一个末端上装有流量测量装置，增加了末端的复杂度和成本。也不是一个十分适合小型送风系统的方案。对属于风管型的家用蒸发冷却变风量中央空调送风系统，其主要需要达到的要求有[9]：（1）当通过某一末端的风量发生变化时，其它末端的送风量不应受大的影响。（2）总送风机如何

6、满足个个末端所需的风量之和发生变化时对总送风量的需求。3面向中高端用户的完全解决方案3.1分析解决问题的思路在图1当中，给出了空调系统中的管路与电路中的电源、电阻的类比关系。将管路的沿程阻力与局部阻力合并后与电路中的电阻相类比，将送风机与电源相类比。送风系统中的等压点相当于电路中的等电位点，将1至5号风阀型变风量末端看成电路中的1至5号可变电阻器。将电路中的各个局部串联支路部分中流过的电流与风管中风量做类比，如果在电路的各个局部串联支路部分（虚线框中的固定电阻与可变电阻器呈串联关系，在本文称之为局部串联支路）中都有一个可调电阻

7、器，而风管的送风口前也类似的装有一个风量调节阀，则要使风口间一个风口风量变化时，通过调节末端阀的开度而不影响其它风口风量的问题和送风机的随动问题就可转化成电路中如何确定各个可变电阻器的阻值及电源的电压，以使得一个局部串联支路的电流发生变化时而不影响其它串联支路中的电流，并且电源能供给适当的总电流。market.hvacr.cn空调制冷大市www.hvacr.cn在电路中，基尔霍夫电流定律（KCL）体现了电流的连续性。基尔霍夫电压定律（KVL）是电压与路径无关这一性质的反映。根据电阻电路的支路分析方法，对于具有n个节点和b条支路

8、的电路，按KCL可以列出(n-1)个独立的支路电流方程；选择一组独立回路，按KVL可以列出(b-n+1)个独立的支路电压方程；这样共有b个方程。对b条支路，按支路的内容可以列出b个支路方程。所以总共可以列出2b个方程。电路中的变量为b个支路电流和b个支路电压，总共也是2b个，