文/白明輝 北京富力城房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 北京 100022

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r分析

文/白明輝 北京富力城房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 北京 100022

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、靈活及智能化的特點，其應(yīng)用越來越廣泛。本文主要對VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，總結(jié)了VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展方向及技術(shù)關(guān)鍵。

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)；發(fā)展；應(yīng)用

20世紀(jì)60年代中期美國發(fā)明了VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，由于VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能、靈活及舒適的特點，因此在日美及歐洲等發(fā)達(dá)國家得到了廣泛應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，近年來我國大型商務(wù)建筑及辦公大樓逐步向智能化方向發(fā)展，由于VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具有安全、舒適、節(jié)能的特點，同時該空調(diào)系統(tǒng)又具有智能化調(diào)節(jié)功能，VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在我國大型商務(wù)建筑及辦公大樓的應(yīng)用越來越多。本文主要對VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，指出了VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展前景及發(fā)展方向。

1.VAV系統(tǒng)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 VAV系統(tǒng)的節(jié)能研究

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究主要集中于20世紀(jì)70年代至90年代，主要通過與CAV定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的節(jié)能效果進(jìn)行比較來進(jìn)行。VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)與CAV定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比能夠減少再熱量或不需要再熱量，能夠降低送風(fēng)量，能夠降低制冷負(fù)荷，減小風(fēng)機(jī)能耗，同時VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)還能夠消除過冷、回收燈光的熱量，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。風(fēng)機(jī)能耗是VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能耗最大的部分，通過采用科學(xué)的調(diào)節(jié)方法對風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控，降低風(fēng)機(jī)能耗，能夠明顯改善VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

目前，VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要采用調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)流葉片角度兩種方式來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)能耗。通過采用動態(tài)模擬軟件進(jìn)行模擬計算可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能夠更好的實現(xiàn)節(jié)能，而且變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與DDC結(jié)合會有更好的調(diào)節(jié)效果。研究結(jié)果表明VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與變靜壓控制相結(jié)合方式具有更好的節(jié)能效果，而且在高層建筑的VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中可以引入建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)，通過采用計算機(jī)進(jìn)行控制，能夠進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能效果。

1.2 VAV系統(tǒng)送風(fēng)量的控制研究

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)通過改變送入室內(nèi)的風(fēng)量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，因此風(fēng)量控制是VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，不僅關(guān)系著VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，也是實現(xiàn)節(jié)能效果的關(guān)鍵。目前，VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要通過靜壓控制法及風(fēng)量控制法來實現(xiàn)對總送風(fēng)量的控制。靜壓控制法可分為定靜壓法和變靜壓法，其中定靜壓法運行穩(wěn)定，控制簡單，當(dāng)前VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要采用定靜壓控制方法，但該種控制方式不利于節(jié)能，通過利用計算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)變靜壓法具有更好的節(jié)能效果。風(fēng)量控制法是一種更加穩(wěn)定且更加節(jié)能的控制方法，其原理是基于末端裝置的風(fēng)量調(diào)節(jié)要求，通過采用先進(jìn)的控制軟件，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制。為了避免多個環(huán)路之間的相互作用，同時盡最大程度的降低能耗，采用風(fēng)量控制法需要解決送風(fēng)狀態(tài)點的預(yù)測及所需送風(fēng)狀態(tài)的實現(xiàn)兩個問題。除了以上兩種主要的風(fēng)量控制方法外，人們也在深入研究更加穩(wěn)定、更加可靠的風(fēng)量控制方法。

1.3 新風(fēng)量控制研究

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在熱舒適性差的問題，主要原因是變風(fēng)量系統(tǒng)中負(fù)荷變化會導(dǎo)致風(fēng)流變化，送風(fēng)量不足導(dǎo)致其運行效果不好。為了解決這一問題，研究人員提出了溫度補償及內(nèi)部分區(qū)的方法，在不消耗更高能耗的情況下增加空氣循環(huán)口。研究最小新風(fēng)量的控制方法具有非常重要的意義，良好的新風(fēng)量控制方法是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。

1.4 VAV系統(tǒng)的動態(tài)建模和仿真研究

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是一種高度非線性的動態(tài)系統(tǒng)，無法用穩(wěn)態(tài)測量及控制技術(shù)來說明其實際運行狀況，而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們開始利用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他軟件來建立VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)模型，以此來研究其動態(tài)特性。為此研究人員建立了VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的ANN風(fēng)機(jī)模型和非線性VAV box模型，通過在HVACSIM+平臺上進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)該模型能夠比較真實的反應(yīng)VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的實際運行狀況，并且通過計算機(jī)仿真及優(yōu)化，人們發(fā)現(xiàn)優(yōu)化控制算法相比傳統(tǒng)算法具有更好的節(jié)能效果。

2.VAV空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展前景及方向

2.1 提高VAV系統(tǒng)節(jié)能性的研究

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中最主要的能耗即為風(fēng)機(jī)能耗，因此需要進(jìn)一步優(yōu)化風(fēng)機(jī)特性，并進(jìn)一步研究風(fēng)機(jī)特性與VAV末端管路特性相互匹配的問題，盡最大程度的優(yōu)化風(fēng)機(jī)的配置，以此實現(xiàn)VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能目的。

2.2 VAV系統(tǒng)控制的研究

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的總送風(fēng)量及送至各個房間的風(fēng)量會隨著各個房間負(fù)荷的變化而不斷變化，而VAV系統(tǒng)只有實現(xiàn)這些繁多、復(fù)雜的控制要求，才能保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定，也才能體現(xiàn)出其節(jié)能性、舒適性及經(jīng)濟(jì)性的特征。VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)存在控制環(huán)節(jié)多、風(fēng)量及靜壓波動大、技術(shù)復(fù)雜等系列問題，對系統(tǒng)及設(shè)備具有很高的控制要求，因此，進(jìn)一步研究VAV系統(tǒng)的控制問題是非常重要的。VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)要實現(xiàn)更好的控制效果，需要進(jìn)一步提高控制參數(shù)的精度，需要進(jìn)一步優(yōu)化控制算法，通過采取良好的控制策略，并不斷發(fā)展自控技術(shù)，實現(xiàn)對VAV系統(tǒng)的穩(wěn)定控制的目的。

2.3 研究和發(fā)展準(zhǔn)確度高的模擬計算和設(shè)計軟件

對VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)建模及仿真計算是研究VAV系統(tǒng)主要趨勢，也是研究的熱點。由于不同的建模方法及計算方法在結(jié)果上具有較大差異，因此，需要進(jìn)一步研究開發(fā)出具有更高準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性的模擬軟件，這對進(jìn)一步推動VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的研究及設(shè)計具有重要意義。

3.結(jié)語

目前，VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在國外應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，而在我國，對VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用卻仍然存在控制不穩(wěn)定、調(diào)節(jié)難度大、節(jié)能效果不明顯、舒適性不夠等問題。要解決這些問題，需要工作人員進(jìn)一步深入進(jìn)行研究，通過建立一套標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計規(guī)范，并借鑒國外先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展經(jīng)驗，來不斷推動我國VAV技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的推廣及應(yīng)用。

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