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一、HVAC系统简介
1．1 目标与任务
现代大型场馆和楼宇中的HVAC系统，对室内空气的温度、湿度、流动速度以及新鲜度等指标进行处理，以达到使环境舒适的需求。
通常，楼宇的HVAC系统一年中只有几十天时间处于最大负荷。其冷负荷，始终处于动态变化之中，如早晚，四季交替，每年轮回，环境及人文，实施影响HVAC冷负荷。一般，冷负荷在5~60%范围内波动，大多数楼宇每年至少70%是处于这种情况。若系统设计以最大冷负荷为最大功率驱动。这样，将会造成实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，形成巨大的能源浪费和巨额的电费支出。
HVAC系统在楼宇的总电耗中占据了很大的比例（60%~70%），特别是冷冻泵和冷却泵消耗了大量的能量。特别是夏季，用电的高峰季节，节能控制显得尤其重要。如何降低电耗，节约能量，使HVAC系统实现经济节能的控制，将成为了楼宇HVAC系统控制的主导方向。
HVAC水泵系统的能耗一般约占HVAC系统总能耗的20%左右，为此，空调水系统采用变流量系统，能使输送能耗流量的增减而增减，具有显著的节能效益与经济效益。水泵系统一般平均节约能耗约30%以上。
1．2 系统组成
通常HVAC系统主要由一次机组（冷却机组/
锅炉）、外部热交换系统（两个水循环系统）、冷却塔、冷却风机四部分构成，热水系统和冷水系统的一次循环泵分开，其工艺流程简图如下：
一次机组（冷冻机组/锅炉）：HVAC系统的“致冷源”或“热源”，将通往各个房间的循环水由一次机组进行“内部热交换”，降/升温为“冷冻水”或“热水”。
冷却水塔：用于为冷冻机组提供“冷却水”，带走冷冻机组在制冷过程中的热量。
外部热交换系统：由两个水循环热交换系统组成 a冷冻水循环系统——由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各房间内进行热交换，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。从冷冻机组流出、进入房间的冷冻水简称为“进水”；流经所有的房间后回到冷冻机组的冷冻水简称为“回水”。b冷却水循环系统——由冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻机组进行热交换，使冷冻水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降了温的冷却水，送回到冷冻机组。如此不断循环，带走了冷冻机组释放的热量。
冷却风机：a室内风机——安装于所有需要降温的房间内，用于将由冷冻水冷却了的冷空气吹入房间，加速房间内的热交换。B冷却塔风机——用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。
从系统结构可以看出，HVAC系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程。在这里，冷冻水和冷却水两个水循环系统是能量的主要传递者。因此，对冷冻水和冷却水循环系统的控制便是HVAC控制系统的重点，冷冻水循环的控制又是该重点的核心控制部分。
HVAC系统的整体控制思想(中央空调整体机组、水泵控制系统)
HVAC系统的外部热交换由两个水循环系统来完成。水循环系统的回水与进出水温之差，反映了系统需要进行的热交换的热量。因此，根据回水与进出水温度之差来控制循环水的流动速度，从而控制热交换的进行速度，是一种比较合理的控制方法。
1）冷冻水循环系统的控制
由于冷冻水的进水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，常常比较稳定。因此，单是回水温度的高低就足以反映房间内的温度。所以，冷冻泵的变频调速系统，可以简单地根据回水温度进行如下控制：回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水循环；反之，回水温度低，说明房间温度低，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度，在保证房间内温度恒定的同时节约能源。简言之，对于冷冻水循环系统，控制依据是回水温度，即通过变频调速，实现回水的恒温度控制。
HVAC冷冻水系统，根据具体工况对负荷的需求，来分布二次（及以上）水泵，通常采用的控制方式是：一次水定量，二次水变流量控制。对变流量控制，通常采用差压控制方式。因为对于封闭系统来说，采用压差测量比流量测量简单且容易实现，因此，在需要控制流量的场合，往往采用控制差压来控制流量。
该控制方式采用2次水泵变频控制，根据现场工况选择压差测点。
差压传感器的位置选择 通常采用在差压变化最大的地方，可以根据负载的特点，比如：对称性、优先级、区域差异、备用等来确定差压传感器的位置。
2）冷却水循环系统的控制
由于冷却塔的温度是随环境温度而变的，其单侧水温不能准确的反应冷冻机组内产生热量的多少。所以，对于冷却泵，以进水和回水间的温度作为控制依据，实现进水和回水间的恒温差控制是比较合理的。温度大，说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大冷却水的循环速度；温度差小，说明冷冻机组产生的热量小，可以降低冷却泵的转速，减缓冷却水的循环速度，以节约能源。
对HVAC冷却水循环系统，通常采用常规控制方式，比如：温度、压力等对进水、回水的温度差进行控制，以满足系统需求。
对于HVAC系统内，变频水泵系统节能控制阐述：
在HVAC控制系统中，为了平衡整个系统的负荷，以及最大限度的节约能源，可以将2次及3次冷冻泵和2次及3次冷却泵设计为变频调速的系统；此外，冷冻机组和冷却塔风机也可以采用变频调速。一般来说，2次及3次冷冻水泵的变流量控制可以恒定温度或压力进行控制，由于液体温度的响应速度比压力的响应慢，而且HVAC系统要求变频水泵系统快速响应负荷变化，所以通常采用压力控制。通常，恒压变速可以通过三种方式来实现：恒定进水压力、恒定管路末端压力、恒定进水和回水压力。为了达到变频水泵的系统的最佳效果，控制的核心主要为：系统根据负荷实际需求实时调节进水流量；每台变频水泵的工作点始终处于水泵效率特性的高效段。
变频流量控制节能的方式比传统的调节阀的方式的优点在于：不必要造成管网阻力的增加，而带来的大部分能源的浪费。避免阀控制的过压问题，节约控制阀吸收的能量；延长电机和水泵的寿命。
对于整体HVAC的控制流程及系统而言，关键的设备部分就是在：冷却塔系统、循环水泵、变频控制这三大设备组成，因此可以看的出，这三部分的系统选择的重要性，尤其是兼容性。目前在国内的HVAC的整体控制系统而言，TACO、EBARA、PENTAIR三家的系统都是可圈可点的。 ---------------我是分割线----------------- 2015年第二期空气源热泵地暖空调双联供系统设计安装实训班通知 
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