变风量末端系统动态特性分析
VAV末端是空调系统中非常重要的设备之一,其功能是根据室内负荷的变化,通过自动调节送入空调房间的风量来维持室温的稳定。在VAV空调系统中,由于送风管道中的送风流量和管道静压的变化存在不稳定的因素,容易引起送风量波动而不能满足的需求风量的情形,即在末端装置控制中的二次扰动不可避免。因此具备较强的克服二次干扰的能力的末端是VAV空调的首选,压力无关型末端便具备这个特点。根据第三章的建模分析可知,压力无关型末端温度控制,由两个控制回路组成的串级控制完成。对于一个具有较大常数的控制对象,适宜采用串级控制。与单回路控制相比,由于副回路控制的加入,使得串级控制性能得以提升,具体表现在:
(1)串级控制系统对二次干扰(内环扰动)的抑制能力明显增强,相应地也改善了对一次扰动(外环扰动)的抑制能力。
(2)提高了系统的动态性能。
(3)提高了系统的工作频率。
(4)有一定的自适应能力。
压力无关型末端装置中,温度控制和流量控制这两个控制量的时间常数存在很大的差值,因此可以采用串级控制。在串级控制回路中,主控制器的调节对象是温度,其输出为风量设定值,同时也作为副回路的风量控制器输入;风量控制器,负责控制送风量,它的输出值给风阀执行器去调节房间实际送风量。
当空调送风管道中的送风流量和压力发生变化(即产生二次扰动)时,风量控制器根据流量变化立即响应去调节风阀开度,从而使得房间温度免受干扰。同时,压力无关型末端串级控制设计时,内环和外环参数设计非常关键,如果设计得当,能够让内环与外环的工作配合好,不但能够有效地抑制主回路引入的扰动(房间温度变化),而且能够很好地克服副回路上的二次干扰(送风流量和静压变化),从而取得较好的控制效果;但如果设计不当,不但不能发挥优点,甚至影响系统的正常工作。