什么叫VAV（變風量）空調系統？
日期：2022-06-14 17:09:00發布人：本站瀏覽數：172
變風量空調系統是一種通過改變送風量來調節室內溫濕度的空調系統。變風量空調系統60年代起源于美國，自80年始在歐美、日本等國得到迅速發展，最重要的原因是變風量空調系統巨大的節能優勢。經過十幾年的普及和發展，目前變風量空調系統己占據了歐、美、日集中空調系統約30% 的市場份額，并在世界上越來越多的國家得到應用。進入90年代以來，采用VAV技術的多層建筑與高層建筑已達到95%。變風量空調系統由空氣處理機組、新風/排風/送風/回風管道、變風量空調箱、房間溫控器等組成，其中變風量空調箱是該系統的最重要部分。
變風量空調系統（VAV）
變風量空調系統區別于其它空調形式的優勢主要在以下幾個方面:
1、節能
由于空調系統在全年大部分時間里是在部分負荷下運行，而變風量空調系統是通過改變送風量來調節室溫的，因此可以大幅度減少送風風機的動力耗能。據模擬測算，當風量減少到80%時，風機耗能將減少到51%；當風量減少到50%時，風機耗能將減少到15%。全年空調負荷率為60% 時，變風量空調系統（變靜壓控制）可節約風機動力耗能78%。
2、新風作冷源
因為變風量空調系統是全空氣系統，在過渡季節可大量采用新風作為天然冷源，相對于風機盤管系統，能大幅度減少制冷機的能耗，亦可改善室內空氣質量。
3.無冷凝水煩惱
變風量空調系統是全空氣系統，冷水管路不經過吊頂空間，避免了風機盤管系統中令人煩惱的冷凝水滴漏和污染吊頂問題。
4.系統靈活性好
現代建筑工程中常需進行二次裝修，若采用帶VAV空調箱裝置的變風量空調系統，其送風管與風口以軟管連接，送風口的位置可以根據房間分隔的變化而任意改變，也可根據需要適當增加風口。而在采用定風量系統或風機盤管系統的建筑工程中，任何小的局部改造都顯得很困難。
5.系統噪音低
風機盤管系統存在現場噪聲，而變風量空調系統噪聲主要集中在機房，用戶端噪聲較小。
6.不會發生過冷或過熱
帶VAV空調箱的變風量空調系統與一般定風量系統相比，能更有效地調節局部區域的溫度，實現溫度的獨立控制，避免在局部區域產生過冷或過熱現象。
7.提高樓宇智能化程度
采用DDC數字控制的變風量空調系統，可以實現計算機聯網運行，接入到樓宇自控系統中，從而提高樓宇智能化程度。
8.減少綜合性初投資
由于增加了系統靜壓控制以及VAV空調箱等環節，設備控制上的造價會有所提高。但由于變風量空調系統可以根據冷熱負荷的分布，使送風量在建筑物內各個控制區域間平衡轉移，從而使系統的設計總送風量減少，因此可以減小空調系統的設備容量。
9.變風量空調系統結構簡單，
維修工作量小，使用壽命長
變風量空調系統（VAV控制原理）
變風量控制器和房間溫控器一起構成室內串級控制，采用室內溫度為主控制量，空氣流量為輔助控制量。變風量控制器按房間溫度傳感器檢測到的實際溫度，與設定溫度比較差值，以此輸出所需風量的調整信號，調節變風量末端的風閥，改變送風量，使室內溫度保持在設定范圍。同時，風道壓力傳感器檢測風道內的壓力變化，采用PI或者PID調節，通過變頻器控制變風量空調機送風機的轉速，消除壓力波動的影響，維持送風量。
變風量空調系統（VAV）常用控制方式
3.1、定靜壓控制
工作原理：保證系統風道內某一點（或幾點平均）靜壓一定的前提下，室內所需風量由VAVBOX風閥調節；系統送風量由風道內靜壓與該點所設定值的差值控制變頻器工作調節風機轉速確定。同時，可以改變送風溫度來滿足室內舒適性要求。
3.2、變靜壓控制
工作原理：在保證VAVBOX風閥盡可能的處于全開位置（85-100%），系統送風量由風道內所需靜壓來控制變頻器工作，調節風機轉速確定。同時，可以改變送風溫度來滿足室內舒適性要求。
3.3、總風量控制
工作原理：通過改變送風量調整室內溫度，并使送風與回風的差值保持恒定，以滿足構筑物排風的需求。
變風量（VAV）系統基本構成
1、室內變風量溫控器
2、變風量末端（VAVBOX）——帶有控制器、傳感器、風閥、BOX箱體及其他輔助設施
3、風道靜壓測量裝置
4、變風量空調機（帶有變頻器）
變風量（VAV）空調系統發展趨勢
國外高檔寫字樓一般都是把VAV空調系統作為常規的必備系統而拒絕采用FC+新風系統,“讓FC重新回到賓館里去”正是這種情況的最好結論。國內高檔寫字樓的發展趨勢也必將是VAV系統，因為VAV系統在技術、經濟、靈活性、維護量小幾個方面都具有無可比擬的優越性。雖然VAV系統有很多優點，但是伴隨著VAV系統的誕生，大部分系統或多或少地也暴露出如下問題。
從用戶的角度看，主要有：
1、缺少新風，室內人員感到憋悶；
2、房間內正壓或負壓過大導致室外空氣大量滲入，房門開啟困難；
3、室內噪聲偏大；
從運行管理方面看，主要有：
1、系統運行不穩定，尤其是帶“經濟器循環（Economizer Cycle）”的系統；
2、節能效果不明顯。
此外，目前VAV系統還存在一些固有的缺點：
1、系統的初投資比較大；
2、對于室內濕負荷變化較大的場合，如果采用室溫控制而又沒有末端再熱裝置，往往很難保證室內濕度要求。
3、對一個系統來說，問題并不一定時時刻刻都存在，可能在某個工況發生，在另一個工況又消失了。
VAV系統與VRV系統比較
VAV是變風量系統，是末端，走的是風路。VRV是變流量系統，是空調，走的是冷媒。VAV（Variable Air Volume System）變風量空調系統,與定風量空調系統一樣，變風量空調系統也是全空氣系統的一種空調方式，它是通過改變送風量，而不是送風溫度來控制和調節某一空調區域的溫度，從而與空調區負荷的變化相適應。其工作原理是當空調區負荷發生變化時，系統末端裝置自動調節送入房間的送風量，確保室內溫度保持在設計范圍內，從而使得空氣處理機組在低負荷時的送風量下降，空氣處理機組的送風機轉速也隨之而降低，達到節能的目的。
VRV（Variable Refrigerant Volume System）變制冷劑流量系統,系統結構上類似于分體式空調機組，采用一臺室外機對應一組室內機（一般可達16臺）?？刂萍夹g上采用變頻控制方式，按室內機開啟的數量控制室外機內的渦旋式壓縮機轉速，進行制冷劑流量的控制。VRV空調系統的設計包含兩個部分：空調設備選型及空調管路設計；空調系統控制設計，前一部分內容由設計院的暖通工程師設計，后一部分內容通常由提供全套產品的系統工程承包商配套設計。
可見兩種系統的設計和運作各有千秋，各有方式，就看用戶需以一種什么方式來到到預期的效果，兩種系統都是比較不錯的選擇。
變風量空調系統與定風量空調系統比較
定風量空調系統
定風量空調系統的特點是改變送風溫度來滿足室內冷（熱）負荷的變化。改變送風溫度就可適應室內負荷變化，維持室溫不變，這就是定風量空調系統的工作原理。在該系統中，空調機接通電源后，以恒轉速運行，風量是恒定的，故稱為定風量空調系統。
變風量空調系統
變風量空調系統是利用改變室內的送風量來實現對室內溫度調節的全空氣空調系統，它的送風狀態保持不變。變風量系統是通過控制風量來保證空調區域溫濕度要求的空調系統，具有單個區域控制能力、局部區域運行的靈活性以及好的節能性等優點，但存在控制技術復雜的缺點。從系統組成看，與定風量系統相比，表面看來只是增加了末端裝置和控制部分，但卻為暖通行業帶來了挑戰。
從表面上看，似乎VAV系統只不過比CAV系統多了一些末端裝置和風量調節功能?？墒?，就因為VAV系統風量的變化和增加的末端設備，使得VAV系統從方案設計到設備選擇、施工圖設計，直到施工和調試都具有不同于定風量系統的特殊性。VAV系統存在的這些問題和缺陷，其原因是多方面的。有的可能需要一定的技術支持才能解決；而有的可能通過空調系統設計人員的努力就可以避免。
施工難點及解決方案
8.1VAV空調風管道施工安裝優化
由于本項目VAV空調系統對風管道靜壓要求較高，為了VAV空調末端系統能夠調試較好的效果。由變風量空調機組出來的空調風主干管與VAV-box支管連接時，經校核計算后，優化設計主管與支管間的角度，確保進入支管管道風量的要求。從變風量空調機組引出風管主管道越往遠端，支管與主管道的角度越大，從而保證變風量末端靜壓的要求。以下為優化設計后的施工安裝樣圖。
8.2VAV箱安裝技術
安裝時注意其安裝位置及空間，須留有足夠的空間和檢修位置。VAV箱需單獨設置支架，其重量不由風管支架承受；通過支架安裝固定后，應保證機組不晃動，且處于水平狀態。風箱風管管徑不得小于VAV箱的引入管徑，否則會使管內風速加大，末端噪聲變大，同時可能產生風量不足等現象。
方形風管與VAV連接部件未“天圓地方”部件，VAV入口必須有5倍直管圓風管。
8.3VAV箱連接軟管
VAV箱與風口靜壓箱連接采用玻璃棉纖維復合鋁箔軟風管。軟管安裝時，要有獨立的、適當的承托，連接風管和風口要使用規范的、具有一定寬度的扎帶綁扎，不允許使用鋼絲、鐵絲綁扎。軟風管與風口的連接方式見下圖：
軟管安裝時，如遇到高低障礙物或拐彎處的角度太小時，則需增加支架等保護措施，以保證輸送風流的暢通。VAV箱出口連接的軟管管道彎曲半徑不能太小以免阻力太大，影響出口風量。
軟管彎曲不宜過多，應保持平直，以免送風阻力太大，風量達不到設計要求；軟管不宜太長。軟管安裝時可以轉彎但是不得超過90度，不允許反向轉彎，不允許因彎曲所產生的表面張力。
風平衡對VAV系統的重要性
所有對VAV系統的控制基礎就是風平衡。風量不平衡，每個VAV末端就沒有足夠的風量對室內溫度和空氣品質進行調節；風量不平衡，就會產生夏暖冬涼的尷尬場景；風量不平衡，整個VAV系統將陷入癱瘓，形同虛設。
系統風量高速平衡后，應達到下列要求：
A. 風口的風量、新風量、排風量、回風量的實測值與設計風量的允許值偏差不大于10%。
B. 新風量與回風量之和應近似等于總的送風量，或各送風量之和。
C. 總的送風量應略大于回風量與排風量之和。
D. 系統風量測定包括風量及風壓測定，系統總風壓以測量風機前后的全壓差為準；系統總風量以風機的總風量或總風管的風量為準。
通風空調系統的風量測定與調整
為了實現風平衡，我們就要對系統風量進行測定和調整：
A. 為了系統風量的測定和調整的順序為：第一步，按設計要求調整高速送風和回風各干、支風管，各送（回）風口的風量；第二步，按設計要求調整空調器內的風量；第三步，在系統風量經調整達到平衡之后，進一步調整通風機的風量，使之滿足空調系統的要求；第四步，經調整后在各部分調節閥不變動的情況下，重新測定各處的風量作為最后的實測風量。
B. 實際情況，繪制系統單線透視圖應標明風管尺寸，測點截面位置，送（回）風口的位置，同時標明設計風量、風速、截面面積及風口外框面積。
C. 開風機之前，將風道和風口本身的調節閥門，放在全開位置，三通調節閥門放在中間位置，空氣處理室內中的各種調節閥門也應放在實際運行位置。
D. 開啟風機進行風量測定與調整，先粗測總風量是否滿足設計風量要求，做到心中有數，有利于下步調試工作。
E. 系統風量測定與調整，干管和支管的風量的測定見“風壓、風速和風量的測定”。對于送（回）風系統調整采用“流量等比分配法”或“基準確無誤風口調整法”等，從系統的最遠最不利的環路開始，逐步調向通風機。在調試過程中，經常會碰到風口的形狀、規格、風量相同的側送風口，可以把尼龍絲或薄紙條分別適風口的同一位置上，觀察送風時尼龍絲或薄紙條被吹起的傾斜角度是否相同，以判斷各閉送風口風量是否均勻。如果有明顯的不均勻，再用儀器進行調整，可減少測定的工作量，從而加速調試速度。
系統操作與維護
一 個設計、安裝優良的VAV 系統,如果操作人員操作和維護不當,也會造成系統不能正常運行。因此,必須有嚴格的標準和要求來規范系統操作人員的日常工作。比如:在操作人員上崗前應對 其進行一些VAV 系統操作知識的培訓;定期對系統和設備進行維護和檢修;建立相關的獎懲制度以提高系統操作人員的工作積極性等。
VAV 系統的正常運行可以給用戶提供一個舒適的空調環境,并且能大量降低空調能耗。從發展的角度來看,它必將得到廣泛推廣和應用。VAV 系統從設計到交付使用是一個復雜的過程,因此,在對VAV 系統進行設計、選型、安裝調試以及系統投入運營后的維護等各個方面都要進行認真地考慮,避免給物業管理人員和空調用戶帶來不必要的麻煩。應做好以下幾個方面的工作:
(1) 在進行系統設計時,應對VAV 系統設計規范和設計要求進行認真的分析和研究;
(2) 在系統交付使用前,應認真檢查系統的安裝并對系統進行調試,提早發現問題并予解決;
(3) 對操作人員進行考核錄用以保證他們具有一定的系統操作知識;(4) 對操作人員進行系統操作和維護知識的培訓以保證系統在使用期間能正常工作。
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