1  引言
    目前的中央空調系統(tǒng)中，變頻風機正在在被廣泛使用，其有如下突出的優(yōu)點:節(jié)能潛力大，控制靈活，可避免冷凍水、冷凝水上頂棚的麻煩等。然而變頻風機系統(tǒng)需要精心設計，精心施工，精心調試和精心管理，否則有可能產(chǎn)生諸如新風不足、氣流組織不好、房間負壓或正壓過大、噪聲偏大、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、節(jié)能效果不明顯等一系列問題。
本文介紹了在中央空調中變頻風機的幾種控制方式的原理和適用場合。

2  變頻風機的靜壓PID控制方式
    送風機的空氣處理裝置是采用冷熱水來調節(jié)空氣溫度的熱交換器，冷、熱水是通過冷、熱源裝置對水進行加溫或冷卻而得到的。大型商場、人員較集中且面積較大的場所常使用此類裝置。圖1所示給出了一個空氣處理裝置中送風機的靜壓控制系統(tǒng)。
    在第一個空氣末端裝置的75%到100%處設置靜壓傳感器，通過改變送風機入口的導葉或風機轉速的辦法來控制系統(tǒng)靜壓。如果送風干管不只一條，則需設置多個靜壓傳感器，通過比較，用靜壓要求最低的傳感器控制風機。風管靜壓的設定值(主送風管道末端最后一個支管前的靜壓)一般取250-375Pa之間。若各通風口擋板開啟數(shù)增加，則靜壓值比給定值低，控制風機轉速增加，加大送風量;若各通風口擋板開啟數(shù)減少，靜壓值上升，控制風機轉速下降，送風量減少，靜壓又降低，從而形成了一個靜壓控制的PID閉環(huán)。

圖1   中央空調送風機的靜壓控制系統(tǒng)

在靜壓PID控制算法中，通常采用2種方式，即定靜壓控制法和變靜壓控制法。定靜壓控制法是系統(tǒng)控制器根據(jù)設于主風道2/3處的靜壓傳感器檢測值與設定值的偏差,變頻調節(jié)送風機轉速,以維持風道內靜壓一定。變靜壓控制法即利用DDC數(shù)據(jù)通訊技術，系統(tǒng)控制器綜合各末端的閥位信號，來判斷系統(tǒng)送風量盈虧，并變頻調節(jié)送風機轉速，滿足末端送風量需要。由于變靜壓控制法在部分負荷下風機輸出靜壓低，末端風閥開度大、噪聲低，風機節(jié)能效果好，同時又能充分保證每個末端的風量需要。

3  變頻風機的恒溫PID控制方式
    在室內空調要求有諸如舒適性等要求較高而空間又不是太過于大的空調區(qū)域內，可以使用恒溫控制, 如圖2所示。恒溫控制中必須注意以下幾個方面:

[NextPage]

圖2   變頻風機的恒溫控制

(1) 溫控系統(tǒng)的熱容量比較大，控制指令發(fā)出后，不是瞬間響應，響應速度慢;
(2) 外界條件如氣溫、日照等對溫控系統(tǒng)的影響很大;
(3) 因為控制對象為氣體，溫度檢測傳感器的安裝位置非常重要。
    本控制方式利用了變頻器內置的PID算法進行溫度控制，比例運算是指輸出控制量與偏差的比例關系。積分運算的目的是消除靜差。只要偏差存在，積分作用將控制量向使偏差消除的方向移動。比例作用和積分作用是對控制結果的修正動作，響應較慢。微分作用是為了消除其缺點而補充的。微分作用根據(jù)偏差產(chǎn)生的速度對輸出量進行修正，使控制過程盡快恢復到原來的控制狀態(tài)，微分時間是表示微分作用強度的單位。
    恒溫控制中必須要注意PID的正作用和反作用，也就是說在夏季(使用冷氣)和冬季(使用暖氣)是不一樣的。在使用冷氣中，如果檢測到的溫度高于設定溫度時，變頻器就必須加快輸出頻率;而在使用暖氣中，如果檢測到溫度高于設定溫度時，變頻器就必須降低輸出頻率。因此，必須在控制系統(tǒng)增設夏季/冬季切換開關以保證控制的準確性。

4  變頻風機的多段速變風量控制方式
    在大型的空調大樓中，由于所需要的空氣量是隨著樓內人數(shù)及晝夜大氣溫度的變化而不同，所以相應地對風量進行調節(jié)可以減少輸入風扇的電能并調整主機的熱負載。人少時，如周末、星期日、節(jié)假日，空氣需求量少。所以考慮這些具體情況來改變吸氣扇轉速，控制進風量，可減少吸氣扇電機的能耗，同時還可以減輕輸入暖氣時鍋爐的熱負載和輸入冷氣時制冷機的熱負載。
    圖3所示為某大樓在不同的工作時段內(平時、周六、周日或節(jié)假日)的風量需求量，由于通常在設計中都留有一定的余量，因此可以按高速時86%、中速時67%、低速時57%的進風量來進行多段速控制。

圖3   變頻風機的多段速控制

如在某地鐵線的車站內安裝有2個體積小巧的可開啟表冷器和4臺變頻風機，整個系統(tǒng)由電腦控制。工作人員首先按照地鐵客流峰谷表編好調溫程序，控制風機轉速:高峰時車站溫度高，變頻風機吹出較大風量;人少時車站里溫度相對較低，風機風量較小，從而站臺的溫度可控制在29℃，站廳溫度控制在30℃，乘客舒適度大為提高。

5  結束語
    變頻風機的控制方式直接影響到中央空調系統(tǒng)的運行效果，在對于不同的使用場合中，只有采用合理的控制方式才能獲得更高的節(jié)能效果、更好的舒適度，本文提出的靜壓PID控制方式、恒溫PID控制方式和多段速控制方式只是其中的有效方式之一。