变风量空调系统的设计与控制

变风量空调系统的设计与控制

宋爽

大庆石化工程有限公司   黑龙江  163714

摘要：变风量空调系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。近年来，变风量空调系统在我国得到大量的应用，本文针对变风量空调系统的设计及控制调试展开论述。

关键词：变风量空调系统；控制；调试。

0 引言

   文章从变风量空调系统末端装置、冷负荷及风量计算、变风量空调系统的控制等方面对变风量空调系统进行了详细的介绍。

1 变风量（亦称为VAV）空调系统末端装置

VAV末端装置有很多类型，目前最常用的是串联式风机动力型、并联式风机动力型和单风管节流型末端装置。

1.1串联式风机动力型（简称串联型FPB）

串联型FPB系统运行时由变风量空调箱送出的一次风，经末端内置的一次风风阀调节，再与吊顶内二次回风混合后通过末端风机增压送入空调区域。变风量箱内一次风既通过一次风风阀，又通过增压风机。它将较低温度的一次风同温暖的顶棚内空气混合成所需温度的空气送到空调房间内，无需低温送风口。

1.2并联式风机动力型（简称并联型FPB）

并联型FPB系统运行时由变风量空调箱送出的一次风，经末端内置的一次风风阀调节后，直接送入空调区域。大风量供冷时末端风机不运行，风机出口止回阀关闭。增压风机与一次风风阀并排设置，经中央空调器处理后的一次风只通过一次风风阀而不通过增压风机。

1.3单风管型（简称单风管型VAV）

系统运行时，由变风量空调箱送出的一次风，经末端内置的风阀调节后送入空调区域。单风管型VAV装置也可作为定风量装置使用，只要把变风量装置的最大风量与最小风量设定为相同值即可。

2 VAV系统的设计

2.1 VAV系统的设计分区

在进行VAV系统设计时，需先对空调房间进行平面分区。冬季，由外围护结构传热引起的热负荷以及围护结构壁面的冷辐射仅对靠近外围护结构一定范围内的外区产生影响。除外区之外的室内其他区域则称为内区。一般的分区范围是：靠近外围护结构3~5m的区域为外区，其余区域为内区。外区供暖时，其室内温度不宜高出内区室内温度2℃。

2.2冷负荷计算

变风量系统的冷负荷计算应该根据分区同时出现的最大冷负荷选择各区空气处理设备容量；根据整个建筑物的最大冷负荷选择制冷设备容量，同时，考虑一定的富裕系数。

2.3系统风量的确定

空调系统的夏季系统最大送风量应根据系统逐时冷负荷的综合最大值确定；最小送风量应根据冷负荷变化范围、空调区气流组织要求、末端装置风量调节范围及风机调速范围等确定，且不应小于系统最小新风量。

在工程设计中，当技术经济条件允许时，下列情况可采用全空气变风量空调系统：

1）服务于单个空调区，且部分负荷运行时间较长时，采用区域变风量空调系统；

2）服务于多个空调区，且各区负荷变化相差大、部分负荷运行时间较长并要求温度独立控制时，采用带末端装置的变风量空调系统。

3VAV系统的控制

3.1末端装置的控制

末端装置控制的基本方法是：选择室内空气温度为被控参数，通过调节末端装置的电动风阀，改变送入室内的风量，来实现控制的目标。某些末端装置还带有再热盘管，冬季需要对再热盘管的再热量进行控制。

3.1.1压力无关型末端控制

压力无关型末端控制原理：末端增设风量检测装置，由测出室温与设定温度之差计算出需求风量，按其与检测风量之差计算出风阀开度调节量。主风管内静压P波动引起的风量变化将立即被检测并反馈到末端控制器，控制器通过调节风阀开度来补偿风量的变化。因此，送风量与主风管内静压P无关，室内温度比较稳定。

3.1.2定静压法风量控制

定静压法风量控制原理：在送风管中的最低静压处设置静压传感器，当各温度控制区的显热负荷减小，变风量末端装置调节风阀调到最小风量时，风机曲线变陡，工作点压力增大，风管内静压增大。系统控制器根据静压测定值与静压设定值的差值变频调节风机转速，使风机工作点移动，风机全压降低，静压实测值接近设定值。

定静压控制法简单可靠，通过对风机转速的调节，维持所设定的送风静压值不变。定静压控制法关键要合理设置静压传感器的位置，根据实验测定及计算，静压传感器应设置在离空调器出口约1/3处的主送风管上。

3.1.3变静压法风量控制

变静压法的控制原理为：根据各末端风阀开度，修正风机转速，整个风系统中，在保证至少有一个风阀保持全开状态的基础上，对静压控制点的压力设定值不断进行修正和再设定，减少甚至消除风阀多余的能耗。因此，变静压控制需要不断测量系统内所有末端装置的风阀开度，并通过合理的计算得出最合理的静压再设定值。变静压法比定静压法更节能，但要求末端能输出阀位信号。

4 VAV系统控制的运行调试

4.1系统风量平衡

变风量空调风机工作时，总风量的调节主要依据末端BOX需求总风量调节转速实现。将系统所有的末端风阀开度开到最大，调节总风管风量接近设计值。通过反复调节阀门开度，使所有支、干管的风量均达到所需要求。实际调试时，末端箱体风量不足的现象时有发生，应采取措施进行调节，如加装手动风阀，插节流孔板等，以保持系统压力平衡。

4.2新风量的调试

新风量的调节主要依据回风CO2浓度，调试时，应考虑安装新风风量传感器，通过风系统调试，调节新风阀开度与新风量的关系，保证系统新风量满足设计要求。

5结语

变风量空调系统冷负荷和风量计算不同于定风量空调系统，设计时需要按照相关规范对冷负荷及风量进行准确的计算。经过专业设计、优质施工、精细调试才能保证变风量系统投入正常运行并且达到节能的要求。

作者简介：宋爽（1984.8—），女，汉，黑龙江大庆人，本科，工程师，研究方向：建筑采暖通风与空调设计