变风量空调技术

1、1变风量空调技术变风量空调技术2一一. 概述概述l发展：l70年代开始l用于多房间一次回风系统，克服室内负荷变化时调节再热量的冷热抵销问题l中国长城饭店部分房间采用进口VAV boxl90年代末，上海多座商用建筑采用了VAV系统，如金贸大厦、期货大厦等l在美商用建筑VAV已占90l原理：根据各房间负荷变化改变送风量3二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况l变风量末端装置(VAV box)l节流型：采用风阀控制l旁通型：设旁通风管与回风顶棚相连，系统总风量不变l诱导型：利用一次风量的变化改变诱导比和总送风量，类似诱导器lFan power box：利用风机混风保证一定的总送风量4二二. 系

2、统构造与运行工况系统构造与运行工况l变风量末端装置(VAV box) l节流型：采用风阀控制。l压力相关型(pressure dependent)：风阀的动作仅由房间恒温器控制，构造简单， 价格低， 适合低中压系统。l压力无关型(pressure independent)：系统压力变化时具有压力补偿能力，避免系统 压力变化造成送风量波动而影响室温，运行稳定。5二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况6二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况7二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况8l旁通型变风量系统T二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况9二二. 系统构造与运行工况系统构造

3、与运行工况lFan power box（FPB）：用调频末端风机代替节流风阀（用三通风阀调节末端的送回风混合比）l节省节流风阀的能耗l保证气流组织l可以利用低温送风l噪声大l适合于中庭、大堂、休息室、会议室等10二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况变化类型1：维持二次风量不变的Fan Power Box11二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况FanVariable Flowto RoomPrimaryAirSectionVariableFlowFromCentralSystemFan runsconstantlyBackdraftDamper12二二. 系统构造与运行工况系统构

4、造与运行工况13FanConstant Flowto RoomPrimaryAirSection VariableFlow toFanFromCentralSystemFan runsconstantlyFromCeilingSpace二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况14二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况l系统静压控制装置：节流型系统必备15二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况l静压控制的目的是：l使节流部件压力损失尽量小，或所有VAV风阀尽量开大(例如6090)，节能l缓解系统压力波动， 使系统工况稳定l减少噪声l减少漏风l维持末端调节性能l缺点l小风量情况下静

5、压偏高l压力波动范围小，压力传感器灵敏度不够16l风机变频：干管静压控制器控制变频调速风机改变转速，从而改变系统静压，降低能耗。一次费用高，风量调节范围宽，降低噪声。l50风量时，能耗28l80风量时，能耗65lH=v2/(2g)=SG2lG1/G2=n1/n2l H1/ H2=(n1/n2)2lN1/N2=G H/=(n1/n2)3=(G1/G2)3二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况静压调节方式静压调节方式17二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况静压调节方式静压调节方式l调节风机出口阀：l小范围调节风量与压力，对于驼峰型HQ曲线的风机易进入喘振区，噪声大，节能少。l50风量

6、时，能耗 78l80风量时，能耗 9318二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况静压调节方式静压调节方式l风机入口导叶(入口阀)l一次费用低(1/51/6)，风量调节范围较宽(50%)，较节能。l50风量时，能耗 48l80风量时，能耗 68l风量变化为 80100%时,节能与变频调速相近。19二二. 系统构造与运行工况系统构造与运行工况20三三. 特点特点: 全空气系统全空气系统l优点：与CAV比总能耗节省3070%。l减少再热，节省能耗l具有个别控制性能，类似风机盘管l节省送风量，节省风机电耗。一般全空气系统能耗为：l电功率：冷冻机60-70，风机占30-40l 用电量：冷冻机30-

7、40，风机占60-70l可自动平衡风量，节省初调节中平衡风量的工作量l灵活性好，改建或重新隔断时，增减末端方便21三三. 特点特点l缺点与存在的问题：lVAV box噪声问题：风阀关小噪声很大，啸声l风量降低时对气流组织的影响，冷风不贴附l风量降低时新风量减少影响IAQl余热改变多而余湿改变不大时除湿能力下降，室内湿度偏高l送风量降低而回风不变时房间会出现负压， 负压5mmH2O则门打不开。22三三. 特点特点l缺点与存在的问题：l干管静压控制点选择问题：ASHRAE手册建议选择送风机至最远末端的2/3距离处，但由于最不利用户(要求资用压头最高)不断在变，不能认为最远端就是最不利支路。l回风机

8、控制靠测送回风量差调节转速或靠送风道静压控制与送风机同步动作。但风道 v3.5m/s则测不出来。23P三三. . 特点特点: : 风压图风压图24三三. 特点特点l适用范围l允许波动范围较大的房间，不适合恒温恒湿空调l多房间负荷变化范围不太大，一般50100l人员密度小(新风问题)l余湿量较小的场合l噪声要求不太严格，一般NC30以上l例如高层或大型商用建筑的内区，以照明为主要热源的办公室等。25四四. 解决问题的办法（解决问题的办法（1）l新风量问题：l控制最小送风量l新风道加流量计或接力风机控制新风量l气流组织问题：l限制最小送风量l用Fan power box保证总风量l用ADPI指标随

9、风量变化降低得少(Air Distribution Performance Index)的送风口26四四. 解决问题的办法（解决问题的办法（2）l除湿：l低温送风(用fan power box或诱导器)l双风道系统l静压控制问题：l环形风道系统Looping system，用于方、圆楼；l采用静压复得法设计风道，使风道远近静压差别小l从“定静压”控制变为“变静压”控制，节能，保证率高l不控制静压，而直接控制阀门最大开度，安全可靠l噪声：见消声防振l回风负压问题：l减少回风道远近端静压差，减小系统规模l排风机代替 回风机。27五五. 与其他类型系统组合与其他类型系统组合l内区VAV，周边区风机盘

10、管l内区VAV，周边区采用CAV(全回风)补偿围护结构传热l全部VAV，周边区VAV BOX中有盘管28六六. 运行调节运行调节l与一次回风系统类似，但因最小送风量有限制，故室内显热负荷很低时可加再热，但再热量比CAV系统小得多。29工程实例：上海金茂大厦工程实例：上海金茂大厦l金茂大厦位于上海浦东陆家嘴金融贸易区，大厦总建筑面积30万平方米，总高420.5米。l裙房6层，37000平方米，为商场、餐饮、会议l塔楼88层，1、2层为门厅和机械设备用房，350层为标准办公层，5387层为金茂凯悦宾馆，其中5357及86、87层为宾馆公用区，5885层为宾馆客房；88层为观光层l51、52、899

11、2层为机械设备层30AHUFPBAHUFPB工程实例：上海金茂大厦工程实例：上海金茂大厦l采用VAV系统Fan-Power Box，与二次风混合送入室内。外区FPB有coil冬天加热l采用定静压变风量环形风道系统l新风量独立控制，新风总量稳定。转速和风阀位根据启用的层数决定。31工程实例：上海金茂大厦工程实例：上海金茂大厦05101520253010:0011:0011:3012:301:002:003:004:004:30时间温度0102030405060708090风量比例一次风风量比例二次回风风量比例设定值室内温度l实测FPB调节性能32金茂大厦金茂大厦( (VAV)VAV)：部分负荷时的能耗比例部分负荷时的能耗比例5%10%12%7%8%59%0%10%20%30%40%50%60%70%冷机冷却泵冷冻泵新、排风机一次风机FPB比例33金茂大厦金茂大厦( (VAV)VAV)：满负荷时的能耗比例满负荷时的能耗比例63%9%7%6%10%4%0