冉義拉 楊俊瀟

摘要：變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量、運(yùn)行能耗、對(duì)溫度區(qū)域的獨(dú)立控制、衛(wèi)生等方面具有顯著的性能優(yōu)勢(shì)。變風(fēng)量空調(diào)可以在不同區(qū)域中響應(yīng)空調(diào)負(fù)荷和室內(nèi)環(huán)境設(shè)置的變化，原理是改變風(fēng)機(jī)的頻率，系統(tǒng)可以自動(dòng)改變和調(diào)節(jié)空調(diào)的送風(fēng)量，以實(shí)時(shí)響應(yīng)人們對(duì)室內(nèi)溫度的要求。VAV空調(diào)系統(tǒng)的能耗不僅可以降低，而且還可以幫助改善空氣質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU831.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言：變風(fēng)量空調(diào)的工作原理是在不同的分區(qū)中調(diào)節(jié)空調(diào)裝置，在內(nèi)部空間負(fù)荷變化時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的頻率，以改變送入房間的風(fēng)量并保持室內(nèi)溫度變化在穩(wěn)定范圍內(nèi)。在中國(guó)，過(guò)渡季節(jié)白天和晚上之間的溫差通常會(huì)大幅波動(dòng)，因此需要實(shí)時(shí)優(yōu)化和重置 VAV 系統(tǒng)的送風(fēng)溫度。

1.????? 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特征

1.1?? 優(yōu)點(diǎn)

（1）?????? 節(jié)能：空調(diào)系統(tǒng)一年中大部分時(shí)間處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，VAV系統(tǒng)通過(guò)改變送風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)室溫，這可以顯著降低送風(fēng)量的能耗。同時(shí)，根據(jù)最大負(fù)載的總風(fēng)量的使用，可以合理設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的安裝容量。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，與固定風(fēng)量系統(tǒng)相比，VAV 系統(tǒng)可節(jié)能30%以上。

（2）?????? 舒適度高：與一般的固定風(fēng)量系統(tǒng)相比，可以更有效地實(shí)現(xiàn)每個(gè)局部區(qū)域的靈活溫度控制，可以根據(jù)負(fù)荷的變化或個(gè)人的要求調(diào)節(jié)房間溫度，并獨(dú)立執(zhí)行溫度控制可避免干擾產(chǎn)生熱量過(guò)冷，從而可以減少冷卻或供熱負(fù)荷。

（3）?????? VAV 系統(tǒng)是新鮮空氣冷卻的源，具有全空氣系統(tǒng)的某些優(yōu)點(diǎn)，可以使用新鮮空氣作為冷卻源來(lái)清除內(nèi)部電荷。

（4）?????? 系統(tǒng)具有良好的靈活性，易于修改和擴(kuò)展。它特別適合于具有變化模型的建筑物，例如租賃辦公樓。當(dāng)內(nèi)部參數(shù)更改或重新分配時(shí)，只需要更換旁通管和終端設(shè)備，移動(dòng)出風(fēng)口的位置即可，只需重置房間恒溫器即可[1]。

1.2?? 缺點(diǎn)

（1）?????? 從用戶的角度來(lái)看，這種類型的系統(tǒng)主要在中國(guó)短時(shí)間內(nèi)使用，并且某些建筑物的空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在缺陷，例如：1.新鮮空氣不足，人們感覺(jué)憋悶;2.房間正壓或負(fù)壓很大很難打開(kāi)房間的門(mén);3.室內(nèi)氣流產(chǎn)生過(guò)多的噪音。

（2）?????? 從操作管理的角度來(lái)看，系統(tǒng)的操作是不穩(wěn)定的，特別是對(duì)于帶有“電加熱”功能的 VAV 系統(tǒng)，節(jié)能效果有時(shí)并不明顯。

（3）?????? 變風(fēng)量系統(tǒng)也有一定的固有缺陷：①系統(tǒng)的初期投資比較大;②對(duì)于室內(nèi)濕度負(fù)荷變化很大的情況，如果使用室溫控制且沒(méi)有終端加熱器，通常很難保證滿足室內(nèi)濕度要求。

2.????? VAV的主要類型VAV系統(tǒng)

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要包括雙風(fēng)管和單風(fēng)管。其中，雙風(fēng)管變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)配有冷風(fēng)管道和熱風(fēng)管道，可精確調(diào)節(jié)室內(nèi)負(fù)荷條件下的制冷和供熱，并能在所有條件下響應(yīng)室溫需求。優(yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)定性相對(duì)穩(wěn)定并且易于調(diào)節(jié)，可用于要求高舒適度的空調(diào)房間。

就壓力變化的補(bǔ)償而言，具有變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)壓力分為具有變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)和具有獨(dú)立的風(fēng)量壓力的空調(diào)系統(tǒng)。目前，節(jié)流型變風(fēng)量箱、旁通型變風(fēng)量箱風(fēng)機(jī)供應(yīng)型的變風(fēng)量箱是更常見(jiàn)的變風(fēng)量箱類型。其中，節(jié)流型變風(fēng)量箱是使用最廣泛的變風(fēng)量箱。具有單風(fēng)管的變風(fēng)量箱的結(jié)構(gòu)主要包括外殼、節(jié)流閥和相關(guān)的控制調(diào)節(jié)裝置等，雙風(fēng)管的變風(fēng)量主要包括兩個(gè)節(jié)流型變風(fēng)量箱。

3.????? 用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量控制方法

（1）?????? 定靜壓法

在風(fēng)管靜壓的最低點(diǎn)安裝一個(gè)靜壓傳感器，在此點(diǎn)測(cè)量靜壓，并調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)速度，以使該點(diǎn)的靜壓在風(fēng)機(jī)末端的最低工作壓力下保持恒定變風(fēng)量，控制簡(jiǎn)單可靠。當(dāng)風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜時(shí)，節(jié)能效果很差。對(duì)于那些擁有大量終端的用戶來(lái)說(shuō)，大規(guī)模負(fù)載切換的規(guī)則是不一致的。適用于無(wú)固定風(fēng)量的終端空調(diào)系統(tǒng)，一個(gè)空調(diào)單元負(fù)責(zé)更多的 VAV 端子，從20到30個(gè) VAV 端子。

（2）?????? 變靜壓法

變靜壓控制的多變量，非線性和隨時(shí)間變化的特征使得很難使系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)?？刂茝?fù)雜并且容易發(fā)生振蕩，但是它可以確保系統(tǒng)中VAV 末端有足夠的風(fēng)量，并且節(jié)能效果明顯。適用于帶有管道分支的變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)，從6到8個(gè) VAV 端子，空調(diào)區(qū)域的方向相同，以確保負(fù)載不斷增加和減少的趨勢(shì)。

（3）?????? 變定靜壓方法

根據(jù)變風(fēng)量結(jié)束時(shí)提供的風(fēng)閥反饋數(shù)據(jù)，將閥的位置信息用作壓力請(qǐng)求信號(hào)，并根據(jù)每個(gè)區(qū)域不同時(shí)間的需要重置靜壓設(shè)置值，因此，靜壓的設(shè)定值應(yīng)盡可能低，直到區(qū)域末端的控制閥完全打開(kāi)為止，從而具有良好的節(jié)能效果。

4.????? 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的VAV系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制送風(fēng)溫度的優(yōu)化策略具有明顯的優(yōu)勢(shì)：可以根據(jù)檢測(cè)到的濕度溫度自動(dòng)選擇較大的溫濕度差值，然后控制熱水閥和冷水管的開(kāi)度。確保在整個(gè)過(guò)程中回風(fēng)的濕度保持恒定。在冬季，如果電池水溫未達(dá)到防凍規(guī)定的溫度，此時(shí)將啟動(dòng)防凍開(kāi)關(guān)以防止盤(pán)管破裂。

采用單風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV），氣流的組織上送上回。新鮮的外部空氣由安裝在避難所地板或屋頂上的新風(fēng)機(jī)處理，由新鮮空氣導(dǎo)管引入，與內(nèi)部主要回風(fēng)混合，由空調(diào)單元處理，然后送入房間;新風(fēng)量可實(shí)現(xiàn)過(guò)渡季新風(fēng)比不小于50%運(yùn)行，獲得節(jié)能效果。新鮮空氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有可變的空氣量，每個(gè)辦公室區(qū)域都配備了新的空氣處理系統(tǒng)。

5.????? VAV-AHU自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

VAV 空調(diào)器配有“變頻器”。在正常使用期間，每棟大樓中的兩臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)落地式 VAV 空調(diào)應(yīng)同步運(yùn)行，并在活動(dòng)區(qū)域內(nèi)提供圓形風(fēng)管。在辦公時(shí)間以外或只有一半樓層需要使用空調(diào)的情況下，操作員可以通過(guò)工作站（工作站）手動(dòng)發(fā)出命令，將天花內(nèi)環(huán)型送風(fēng)管道的電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)上，只起動(dòng)1臺(tái) VAV 空調(diào)機(jī)運(yùn)行。每臺(tái) VAV 空調(diào)機(jī)負(fù)責(zé)送風(fēng)至各個(gè)變風(fēng)量風(fēng)箱（VAV Box）。VAV Box 采用獨(dú)立于壓力的類型，變風(fēng)量系統(tǒng)控制方法采用可變靜壓控制方法，并且根據(jù)供氣管線的靜壓變化確定風(fēng)機(jī)的頻率轉(zhuǎn)換。在送風(fēng)管道中設(shè)置一個(gè)溫度傳感器以監(jiān)視送風(fēng)溫度，并將其與預(yù)設(shè)溫度值進(jìn)行比較，然后退出電池水閥進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

6.????? 自動(dòng)控制可變?nèi)萘康男迈r空調(diào)（VAV-PAU）

風(fēng)量可變的空調(diào)必須配備“變頻器”。每臺(tái)具有變風(fēng)量的空調(diào)都負(fù)責(zé)將新鮮空氣輸送到指定辦公樓的標(biāo)準(zhǔn)樓層。在每個(gè)樓層的每個(gè)空氣處理單元的新鮮空氣旁路管道上安裝一個(gè) VAV 箱，根據(jù) CO2的濃度確定對(duì)新鮮空氣的需求和 VAV 箱的開(kāi)度，集中式新鮮空氣處理系統(tǒng)采用恒定靜壓設(shè)計(jì)和風(fēng)機(jī)變頻是基于新鮮空氣監(jiān)控器的靜態(tài)特性。確定壓力變化。在送風(fēng)管道中設(shè)置一個(gè)溫度傳感器以監(jiān)測(cè)送風(fēng)溫度，并將其與預(yù)設(shè)溫度值（用戶可在 BMS 中設(shè)置）進(jìn)行比較，然后將其從盤(pán)管中取出到水閥中進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。電池水閥將隨風(fēng)機(jī)狀態(tài)鎖定。盤(pán)管水閥還將閥開(kāi)度的百分比值返回給BAS。電氣互鎖是必要的。當(dāng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，新鮮空氣入口管道上的風(fēng)閥必須自動(dòng)關(guān)閉。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，風(fēng)閥應(yīng)自動(dòng)打開(kāi)，并且只有在風(fēng)閥完全打開(kāi)時(shí)，風(fēng)機(jī)才會(huì)開(kāi)始運(yùn)行。

7.????? 變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)的VAV操作

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行年度內(nèi)可以正常、平穩(wěn)地運(yùn)行，在系統(tǒng)控制下，室內(nèi)濕度和溫度在一定程度上可以滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)字控制部分可以隨時(shí)發(fā)送命令，以完全監(jiān)視和控制系統(tǒng)的每個(gè)部分，消聲器系統(tǒng)可以有效控制空調(diào)噪音。

結(jié)論：隨著生活中各種居住場(chǎng)所和電氣設(shè)備要求的不斷提高，空調(diào)是目前空氣中控制溫度的主要方法，是提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫度的有效途徑。在中國(guó)，過(guò)渡季節(jié)的日溫差較高，通常在早上和晚上只有十度，在中午超過(guò)二十度。此溫度條件適合使用優(yōu)化送風(fēng)溫度策略來(lái)控制空氣供應(yīng)溫度，節(jié)省能源并有益于健康。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃友前.VAV 空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管末端裝置安裝及調(diào)試要點(diǎn)分析[J].福建建材，2019（02）：84-85+41.