當社會各方面的發展，能源的消耗量日益增大，而制冷空調作為一個與人們生活和生產過程息息相關，而又高能耗的產業，其節能和環保一直是人們所關心的重點。變風量空調系統作為一種節能系統，采用了新的風量調節技術，其節能效果已經引起了人們的關注。今年的SARS問題暴露了傳統封閉式空調系統的問題，變風量空調系統的新風循環方式也使得它的應用得到了廣泛認同。

1變風量空調系統的原理及特點

日常生活中，空調系統并不總是處于滿負荷運行狀態，其大部分時間的運行效率只有10％左右，因此，從節約能源的觀點，我們可以根據空調系統的負荷隨時調節系統的送風量，只在高峰時，增大送風量，以達到節約能源的目的。變風量空調系統也正是基于這個原理而產生的。其主要優點有以下幾個方面： （1）通過調節送入室內的風量來控制環境溫度，因此在裝機是可以選擇一定的峰值使用量，從而達到節約風機能耗和裝機容量的目的。

（2）系統具有很大的靈活性，易于改建，擴建，增刪調節單元，個人可根據負荷的變化或舒適要求自動調節工作環境。這一點尤其適用于那些格局多變的建筑。

（3）變風量系統屬于全空氣系統，空氣品質好，可以利用新風消除室內負荷，沒有風機盤管凝水問題和霉變問題：在過渡季節，可以充分利用天然冷源甚至全新風，節能效益好。

2變風量空調系統的工程應用

目前在工程中應用的變風量空調系統主要有兩種類型，一種是普通變風量空調系統，一種是變頻變風量空調系統。我們所采用的方案是后者。采用變頻變風量空調系統變頻變風量空調系統和普通變風量空調系統一樣，具有變風量空調系統的共同特點。不同的是，變頻變風量空調系統采用了末端風機和空調機組風機皆連續調速的技術，形成了變頻控制變風量系統。

2．1工作原理

為獲得空調系統的實時負荷情況，我們在每個建筑單元內裝設一個室內溫控器，用來檢測室內溫度，并與用戶設定的期望溫度值進行比較，當二者出現差值時，溫控器改變變風量風機盒風機的轉速，減少或增加送入室內的風量從而調節室內的溫度，直到室內溫度恢復為設定值為止。室內溫控器在調節變風量風機盒風機轉速的同時，通過串行通訊方式，將本身的負荷信號傳入空調機房的變頻控制器；變頻控制器接收各溫控器送來的負荷信號，計算所有風機需要的風量之和，并通過一定的運算規律得出變頻器需要的控制信號，通過變頻器控制空調機組送出的總風量，使總送風量滿足各單元的實際風量需求。

2．2系統組成

變風量空調系統主要由以下幾部分組成：新風處理設備，室內溫控器，變風量風機盒和智能變頻控制器 新風處理設備即空調機組是由新風閥、回風閥、送風閥、預熱器、表冷器和送風機組成。

室內溫控器主要用來完成用戶溫度設定，控制本單元變風量風機送風量，與智能變頻控制器交換數據等功能。其具有溫度傳感器，能夠實時采集室內溫度，根據室溫和設定值的偏差及溫差的變化率，算出所需風量和風機的轉速值。風機轉速值的輸出用來控制風機送入房間的風量，風量值的輸出通過串行通訊反饋給變頻控制器，變頻控制器計算各個溫控器的總風量，確定空調機組風機的轉速以滿足各末端風機的風量需求。 相對來說，室內溫控器的功能比較簡單，主要用來提供用戶設定溫度和運行方式的鍵盤、顯示以及與上位機交換數據的通訊接口即可，其余控制，通訊協議等功能都可以由軟件來實現。由于溫控面板的安裝空間有限，因此我們將電源部分設置在變風量風機盒中，通過電纜線向溫控面板供電。在以上分析的基礎上，我們決定采用Philips公司生產的P87LPC767單片機。它是一種基于C51內核的高集成度，低功耗，寬電壓范圍的20引腳芯片。其具有內部可編程的時鐘，內置LED驅動電路和看門狗電路，復用4通道8位A／D轉換器，8個鍵盤中斷輸入。具有4KEPROM代碼空間，128字節RAM，2個16位計數器，兩個模擬比較器，并可編程端口。在實際應用中，由于按鍵數量很少，采用端口口線直接擴展鍵盤，并采用內部集成AD對放大后的溫度信號進行采樣，并用單片機的串行口擴展外部通訊端口。我們采用的通訊物理鏈路是RS485方式，采用了MAXIM公司的MAX487E通訊芯片來驅動信號。

由于某些樓層有走廊大廳等大空間場所，在這些地方，氣流流動性較強，因此溫控器采用一控多的方式，可根據具體情況為多個個變風量風機盒設一個溫控器。這樣為平時調節室溫提供了方便，而且以后空間分隔時，也可以靈活進行。

變風量風機盒是變頻變風量空調可以根據溫控系統的末端裝置，主要由風機、風機電機和機箱組成。 變風量風機盒負責對變頻后的電源信號進行過零檢測，并將信號提供給溫控器，溫控器根據過零信號向風機盒上的可控硅發出觸發信號，對室內風機轉速進行控制，以調節室內送風量達到調節室溫的目的。為防止強電信號通過信號線傳至溫控面板，采用光耦對信號進行隔離。為防止在小風量時，風機發生蠕動，我們在軟件設計中用定時器對可控硅的導通時間進行了控制，限制導通時間在一定范圍內，避免發生風機蠕動時損壞風機。

智能變頻控制器由交流電機變頻調速器和變頻控制器組成。由于功能相對簡單，選用Winbond公司推出的W77E58單片機實現與下位溫控器的通訊和對變頻調速器的控制。W77E58是一種高速51兼容單片機，它具有4個8位端口， 12個中斷源，片內時鐘振蕩器，2個優化全雙工串口且內部有32KFLASH EPROM和可編程看門狗電路。由于智能控制器沒有鍵盤顯示等模塊，因而其外圍電路比較簡單，只需要擴展通訊模塊和控制量輸出模塊即可。

單片機在工作過程中巡回檢測各個溫控器的數據，并將數據累加后按一定規律進行運算，通過DA轉換器輸出模擬量實現對變頻器的運行控制，直接輸出數字量對變頻器進行啟停控制。為在某些建筑中實現對空調系統的集中控制，我們還擴展了一個串行通訊接口，需要時可以將多個智能控制器連接至PC機，實現對溫控器的集中控制。PC機能夠能實時查看和控制各溫控器的各種運行狀況。考慮到風道的壓力損失等因素，我們在控制規律中對此進行了補償。

2．3系統軟件工作框圖

3結束語

變頻變風量空調系統是一種比較先進的空調系統，其在節約空調系統運行能耗、減少裝機容量和提高舒適性方面都有顯著的效果，而且與普通變風量空調系統相比還具有以下優點：

（1）由于末端風機帶有一定余壓，可減小空調機組所需余壓和送風管道尺寸。 （2）由于采用了數字控制系統，風量平衡方便，系統易于調節，運轉穩定。

此系統已經在某集團公司辦公樓空調系統中得到成功運用，由于不具備條件，其16個樓層的智能控制器獨立工作，暫時沒有集控功能，實驗證明，系統運行穩定。但在實際安裝調試過程中，我們也發現了許多不足之處，如：溫控器的識別碼是燒寫在溫控器中的，不利于現場安裝；風機葉窗等易損部件容易損壞等。相信隨著加工工藝的提高和產品開發的不斷進行，其不足之處將會逐步改進，提高其可靠性，它必將得到更加廣泛的應用。