简析变风量空调系统及设计指南

1、简析变风量(VAV)空调系统及设计指南变风量(VAV)空调系统是根据室内负荷的变化或室内 温度设定值的改变，自动调节空调系统的送风量，使 室内温度达到设定要求的全空气空调系统。变风量空调系统一般由变风量末端装置、集中空气处 理机组、送回风管路及其控制系统组成。适用条件，主要特点：一般意义上，国内市场主要应用超高层高档办公楼， 部分跨国公司对办公场所空调系统的硬性要求之一。 房间温度能够单独控制的全空气系统。风量自动变化（应对负荷变化），系统风量分配自动平 衡。空调房间没有冷水系统，同时也没有冷凝水产生 的相关问题。对于负荷变化较大，同时使用系数较低的场所，节能 效果尤为显著。空气品质好，温控准

2、确快速，舒适性提高。运行节能 （比CAV或FCU系统节能20-30%）。维修成本低，便于装修重新分隔。需要的机电安装高度较多，方案及扩初阶段需要和建 筑协调确定。造价较高，需要较高的安装调试水平， 系统的控制调试较为复杂。进风遇1蔺 ,重撵箱壳伸含内保温】 出风口负荷计算，系统选型：收集建筑资料，确定空调分区，划分空调系统:5m x 5 mm5 m x 4m5m x 4m5m x 4m5m x 4m5m x 5 mm内区内区内区5 m x d m5 m L5 m i4 m ! 1*+ib:5m x 4- m : 5m x 4m+ .*+-内区内区*2m g i rcu Kat i on*核心筒

3、5 m -4mdm.I.:.:内区Ia 4 j i j 石内区15 m x 4 m5m )t 4i m5m x 4m5m x 4m5m x 4m5m x 5d Hl2(n C i rcu 1 area内区5 m x 4 inat ion内区5 m x 4 m5 m a冷负荷计算：计算各房间的逐时/最大冷负荷、送风量、新风量;计算AHU的逐时/最大冷负荷、送风量、新风量。供热方式的确定及热负荷计算： 周边区的辅助供热系统（远程供热、独立供热）;再热式变风量系统的供热（就地供热）;单风道系统的供热（冷热风）;分别计算热负荷。VAV BOX平面布置及类型: 考虑温控要求，确定BOX数量; 根据空调分

4、区，确定BOX为单冷还是冷暖型； 考虑气流组织、房间的噪音要求确定送回风口位置、 换气次数等，确定BOX是否带风机。末端设备选型：VAV BOX本体主要部件：VAV BOX的分类:与压力有关型r与压力是否有关与压力无关型VAV末端单冷型的分类 单风道 不带加热附件不带风机i冷暖型|热水盘管、双风道 带加热是否带风机！电加热器I定风量（串联型） 带风机1变风量（并联型）与压力有关型BOX：通过房间温度与设定温度差值控制风阀开度:核心部件：,温度传感器, DDC控制器风阔驱物器DDC*TE房间温控器工作原理:风阀开度弊端：当阀位不变时，BOX风量随入口静压变化而变化。核心部件：温度传感器 DDC控

5、制器风溜驱动器风速传感/变送器通过房间温度与设定温度差值控制风阀风量:风速（压差）传感器一8X2个小孔。最大风量工作原理:风量JI.最大风量1000温度设定值单冷型VAV BOXT作原理：房间温度运行风量600 最小风量300单冷带再热型VAV BOX 工作原理:风量最大风量1000加热风量550 最小制冷风量3。0十DD TF房间温控器I匚最大制冷风量温度设定值风机串联型末端 Constant Flow Fan Powered Box 风机串联型末端的风机和来自空调箱的一次风处于相对串联的位置:风腭一次风Constant Flow Fan Powered Box （串联式）:风量温控器风机并

6、联型：(Variable Flow Fan Powered Box) 风机并联型末端的风机和来自空调箱的一次风处于 相对并联的位置。送风下浴阻力吊顼回风末端风机盘管 吊顶回风一次风Variable Flow Fan Powered Box （并联式）:TE房间温控器风量最大风量100。末端类型最佳适用场所普通适用场所单风道吊顶其它设备较多，安装空间受限；工程初投资经济；噪声要求高但气流组织要求低的场所所有空调系统内外区、带再 热串联风机型1.低温送风系统；2.恒定气流组织，层高较高；3.较大的换气次数；4.BOX 下游阻力较大普通空调系统内外区、可带 再热并联风机型1.负荷变化范围较大；普通空

7、调系统外区、带再热VAV BOX本体的控制：对各类VAV BOX控制的核心是控制其一次风阀的动作。 对并联型VAV BOX在控制一次风阀的基础上再增加风 机启停的控制开关。对串联型VAV BOX其风机常开，控制的核心仍是一次 风阀。与压力无关型VAV BOX-控制逻辑：AHU的控制:AHU的温、湿度控制；AHU频率控制的3种方法；AHU 的新风控制。AHU的温、湿度控制：VAV系统采用送风温度控制，设定合理的送风温度（最好采用送风温度再设定法），VAV系统采用回风湿度控制，注意温度传感器安装位AHU频率控制：AHU的变频控制的目的是根据各个 VAVBOX末端的风量需求情况，调整AHU的风机转速

8、, 使得总风量满足需求，并尽量节约风机能耗。系统常用的控制方法有：AHU频率控制-定静压控制法：变频器DDC频率的比例积分PI控制静压佳感器AHU运行风量 10,000 CMH各房间运行风量；800 CMH ;400 CMH600 cMh定静压点位置：单环路2/3处定静压点位置：多环路比较取小定静压值的设定：静压值设定太低，不能满足全部房间（最大风量）要求；静压值设定太高，会增加能耗、增加噪声，对控制不利。定静压值的设定：EDXM.M1IOOPq-I 二 8Z 10：;4 0：&woz BIZIX风闻产.度仄管静压设定回 -| 40 0F最大大量最小风量定静压值的设定：定静压值的大小与风管系统

9、的压力有关；与压力传感器的位置有关；具体数值应在调试时确定；多数供应商建议定静压值为250Pa；对于普通空调系统，静压值可能在150300Pa之间，低压系统为100200Pa之间。定静压控制法的优点：控制简单一最适合国内的物业管理水平；运行稳定一故障率低，维护费用低；传输数据少一不必联网、不需要BOX阀位反馈；与压力有关/无关型BOX都可应用；定静压控制法的缺点：AHU节能效果非最佳；定静压控制法：应用最广泛一占VAV项目90%以上AHU频率控制-变静压控制法：静压值再设定法（静压优化法Static Pressure Optimization、静压重设法，需要安装静压传感器）； 阀位直接反馈法

10、（不需要安装静压传感器）；静压值再设定法(静压优化)控制的原理：在系统正常工作模式下，上游控制器会不断检测每个 BOX末端的风阀开度，根据开度情况判断当前的静压 值是否合理，并相应对静压设定值作出调整。域取碱仲奇VAV日OX的件也款据|:工 尿 X阀位爵最大仲0&( MA)I j . IF, PO3(11AX)75 75?POS(MAX)9停压定僖减妁Paj禄甚茹慕瓦?航定榜IEPID拒制环略|建时35分针t 拶峥也传愚粽的变静庄控尊(麟匣重垃法j阀位直接反馈法:变静压控制法的优缺点:节能效果最佳；-BOX需要联网、需要阀位反馈；.与压力有关/无关型BOX都可应用;控制环路较多、调试工作量大。

11、AHU频率控制-总风量控制法:变频器的第际巍率总属量桎制甘1各BOX送风量的计算值Vset反映了相应房间的需求 送风量，将AHU所有BOX设定风量求和，则显然是系 统当前要求的总风量，根据此计算总风量控制风机频 率。1取各ROX需求风量Vset新k需求风量求町Vset（凤管流量传感器1:屈童FI ）运算计算总风管实际风量11频WTD调整 11延时1总凤量控制浊2总风量控制法2：在AHU送风总管上加装流量传感器 测量总风量的方法可进一步消除误差。版取备3OX需求区量Vse,取各EJOX实1风量1所疙需求风量求和T Vs e I所有实际风量未以一Va c t； 风.置卜ID运算p1点.回,管席际风

12、景|*|；|）调整延时总风量控制法M总风量控制法3：同时读取各BOX的实际风量，求和 得到AHU总实际风量，可省却总风管风量传感器。总风量控制法优缺点：对BOX的风量测量、计算精度有较高要求；误差也比变静压控制大；节能效果介于定静压和变静压法之间； 一般应用在系统规模较小的系统； 应用很少。控制性质风机节能 效果各自卖点缺点BOX及BA联网要求工程应用 比例定静压控制法反馈 控制4050%控制简单不 必联网节能效果稍差不必联网，与压力有关无 关均可，无需风量阀位反 馈87%变静压控制法反馈 控制5060%旦it 匕 取节能匕控制复杂，传输 数据较多必须联网，与压力有关无 关均可，需阀位反馈10

13、%总风量控制法 _前馈 控制4555%前馈控制 响应快控制复杂，传输 数据较多必须联网，需与压力关无 关型，需风量反馈，精度高3%AHU频率控制-三种方式对比AHU新风控制：AHU的新风控制的方法：定新风量法；变新风量法。AHU新风控制-定新风量法：AHU新风入口设置CAV BOX定风量装置；当AHU运行频率发生变化时CAV BOX控制新风量恒定，而与风压无关；能够保证系统最小新风量，应用最广泛。AHU新风控制-变新风量法:AHU新风入口设置新风调节阀；新风阀开度根据室内人员数量或CO2的浓度控制； 或新风阀开度根据室外焓值（或温度）变化相应调整新风量直至过渡季节利用全新风，利于节能。控制示意图DA-1VAV系统点数表:备型 设类设备数量AID