變風量係統基本原理與控製策略行業資訊新聞資訊山東午夜精品在线导航,醫院午夜AV网站在线观看,電子廠無塵車間,GMP車間淨化-山東亚洲午夜视频在线观看淨化工程有限公司

提要：本文主旨指導初學者了解一些變風量係統的基本概念，提供變風量係統設計流程及設計方案選擇指南，同時著重介紹Onyx-2000變風量係統基本控製策略。

一、變風量空調係統基本概念

1.1 變風量空調係統定義

眾所周知，變風量空調係統是通過改變送風量也可調節送風溫度來控製某一空調區域溫度的一種空調係統。該係統是通過變風量末端裝置調節送入房間的風量，並相應調節空調機（AHU）的風量來適應該係統的風量需求。變風量空調係統可根據空調負荷的變化及室內要求參數的改變，自動調節空調送風量（達到最小送風量時調節送風溫度），以滿足室內人員的舒適要求或其他工藝要求。同時根據實際送風量自動調節送風機的轉速，最大限度地減少風機動力，節約能量。

1.2 國內外發展概況

變風量(Variable Air Volume)空調係統於20世紀60年代起源於美國。在當時定風量係統加末端再熱和雙風道係統在很長一段時間內占據舒適性空調的主導地位，因此，變風量係統出現以後並沒有立刻得到推廣，直到1973年西方石油危機之後，能源危機推動了變風量係統的研究和應用，此後20年中不斷發展，如今已經成為美國空調係統的主流。

變風量係統在發展初期,因支管風量平衡的需要和控製設備的局限,大多要求采用高速送風係統,主要送風速度在12.5m/s以上,並且推薦采用靜壓複得法設計風管係統。盡可能地采用圓形或橢圓形風管,以減小摩擦阻力。但是高速送風係統的風機耗能大,且管路係統噪音增加。隨著壓力無關型VAV BOX基本上全麵取代壓力相關型VAV box及DDC控製器的發展,於是變風量空調方式在低速送風係統中的應用越來越普遍。

在日本,將變風量空調方式用於低速送風係統的研究與開發值得關注。由於傳統的皮托管流量傳感器在5m/s的風速下難以測定,因此日本人開發研究了超聲波流量傳感器和電磁式流量傳感器等多種適用於低速送風係統的前端設備,一方麵節能,另一方麵降低了風管噪音,因此,進入90年代以後,無論是新建還是70年代以前建造的空調係統的翻新改造,基本上都采用變風量空調係統。

我國在70年代即有人研究VAV係統的開發和應用，並在地下廠房、紡織廠、體育館等建築中就采用過VAV係統。在80年代末期我國出現的首批智能化建築中，也曾采用過VAV係統，但由於建設過程和使用過程中的種種問題，有些工程兩三年後使用單位便取消了變風量係統的運行方式，相應的自控設備也拆除了，這使得變風量係統的優點沒有發揮出來，變風量係統附加的投資難以得到回報。在此期間，變風量空調技術(包括控製技術和設備)，也在不斷地發展和完善。目前，在國內智能建築的高速發展過程中，急需全麵深刻地分析變風量空調係統的發展趨勢和技術關鍵，總結工程實例，促進這一重要技術的平穩發展。

1.3 變風量係統的特點

1.能實現局部區域（房間）的靈活控製，可根據負荷的變化或個人的舒適要求自動調節自己的工作環境；不再需要加熱方式或雙風道方式就能適應多種室內舒適要求或工藝設計要求；完全消除再加熱方式或雙風道方式的冷熱混合損失。

2.自動調節各個空調區域的送入能量，在考慮同時使用係數的情況下，空調器總裝機容量可減少10%-30%左右。

3.室內無過熱過冷現象，由此可減少空調負荷15%-30%左右。

4.部分負荷運轉時可大量減少送風動力，根據理論模擬計算，全年平均空調負荷率為60%時，變風量空調係統（變靜壓法控製）可節約風機動力78%。

5.可應用於民用建築、工業廠房等各類相應的場合。可適應於采用全熱交換器的熱回收空調係統及全新風空調係統。

6.可避免凝結水對吊頂等裝飾的影響，並方便二次裝飾分割。

總之，變風量空調係統較定風量空調係統和風機盤管係統而言，具有舒適、節能、安全和方便的優點，已得到越來越多的采用。

1.4 變風量係統的構成

1．VAV裝置

VAV空調係統的運行依靠稱為VAV裝置的設備來根據室內要求提供能量控製其送風量。同時向DDC控製器傳送自己的工作狀況，經DDC分析計算後發出控製風機變頻器信號。根據係統要求風量改變風機轉速，節約送風動力。最常用的VAV裝置原理如圖1-1所示。主要由室內溫度傳感器、電動風閥、控製用DDC板、風速傳感器等部件構成。大部分采用可換式通用設備，控製係統多為各設備廠家自己開發。像風速傳感器就有多種型式，如采用超聲波渦旋法、葉輪轉子法、皮托管法、半導體法、磁體法、熱線法等專利產品。

圖1-1 VAV裝置原理圖

如圖1-2所示的VAV裝置常常被稱為FPB（Fan Powered Box），即風機動力型末端。

其特點是根據室內負荷由VAV裝置調節一次送風量，同時與室內空氣混合後經風機加壓（或一次風不經風機加壓與加壓室內空氣並聯）送入室內，以保持室內換氣次數不變。該方式加設了風機係統，成本提高，可靠性、噪聲等性能指標有所下降。

2．DDC控製器

DDC控製器的主要功能是根據係統中各VAV裝置的動作狀態或風管的靜壓值（設定點），分析計算係統的最佳控製量，指示變頻器動作。在各種VAV空調係統的控製方法中，除DDC式外，其他方法均設置獨立式係統控製器。

3．變頻風機（空調機）

VAV空調係統常采用在送風機的輸入電源線路上加裝變頻器的方法，根據DDC控製器的指示改變送風機的轉速，滿足空調係統的需求風量。

1.5 變風量係統的分類

一般地，可以把變風量係統按周邊供熱方式和變風量末端結構兩方麵進行分類。

（1）按照周邊供熱方式的分類(內部區域單冷)

① 內部區域單冷係統。即是指在空調內區采用的變風量空調形式，一般地不帶供熱功能，下麵幾種形式均是以采用內部區域單冷為前提的。

② 周邊散熱器係統。散熱器設置在周邊地板上，不用冷、熱空氣的混合來控製空氣溫度，一般采用熱水或電熱散熱器，具有防止冷氣流下降、運行成本低、控製簡單等優點。但需要精確計算冷卻和加熱負荷，以避免冷熱同時作用。在國外一些豪華考究的設計中，常采用頂棚輻射散熱器提供更舒適的空調環境。

③ 風機盤管周邊係統。風機盤管可以是四管式，也可采用冷熱切換二管式，或單供熱二管式。風機盤管采用暗吊時不占用地板麵積，同樣具有運行成本低、控製簡單的優點。夏天由於吊頂內仍保留冷水管及凝水盤，天花板仍有發生水患的可能。

④ 變風量再熱周邊係統。在變風量末端裝置中加再熱盤管，一般采用熱水或電加熱盤管。該係統比雙風道係統初投資更低，比定風量再熱係統節約能源，盡管同樣不占用地板麵積，但控製程序複雜。

⑤ 變溫度定風量周邊係統。該係統的特點是送風量恒定，通過改變一次風與回風的混合比例來調節房間溫度。回風全部吸收燈光熱量再送出，因而節能。初投資較雙風道係統低，控製也較複雜。

⑥ 雙風道變風量周邊係統。該係統的優點是能量效率高，當采用兩個風機時，可利用燈光發熱，在所有時間內，由於冷卻和加熱的交替功能，可以獲得最小的送風量。但初投資較高，控製較複雜。

⑦ 轉換變風量係統。加熱和冷卻均由一套風管係統通過冬夏轉換承擔。其缺點是溫度控製不靈活，當建築物有若幹個區時，不能由一套係統來控製，例如不能同時滿足一個區域需要加熱而另一個區域需要供冷的要求，這時就需要劃分若幹個轉換係統。

（2）按變風量末端的結構分類

按調節原理分，變風量末端可以分成四種基本類型，即節流型、風機動力型(Fan Powered)、雙風道型和旁通型四種，還有一種是在北歐廣泛采用的誘導型。

① 節流型

節流型變風量末端是最基本的變風量末端，其它如風機動力型、雙風道型、旁通型等都是在節流型的基礎上變化發展起來的。所有變風量末端的“心髒”就是一個節流閥，加上對該閥的控製和調節元件以及必要的麵板框架就構成了一個節流型變風量末端。

② 風機動力型(Fan Powered)

風機動力型是在節流型變風量末端中內置加壓風機的產物。根據加壓風機與變風量閥的排列方式又分為串聯風機型(Series Fan Terminals)和並聯風機型(Parallel Fan Termina1s)兩種產品。所謂串聯風機型是指風機和變風量閥串聯內置，一次風既通過變風量閥，又通過風機加壓；所謂並聯風機型是指風機和變風量閥並聯內置，一次風隻通過變風量閥，而不需通過風機加壓。

根據美國TITUS公司提供的資料，串聯風機型和並聯風機型的比較見下表：

特征	並聯風機型	串聯風機型
風機運行	在低製冷負荷、加熱負荷和夜間循環時，間歇運行。	在所有時間內連續運行
送風風量調節	① 在中到高製冷負荷時，變風量運行。 ② 在加熱與低製冷負荷時，定風量運行。	在供熱與製冷負荷時，定風量運行。
送風溫度	① 在中到高製冷負荷時，送風溫度恒定。 ② 在低製冷負荷和加熱負荷運行時，送風溫度可變。	在所有時間內，送風溫度可變。
風機大小	按供熱負荷（通常60％製冷負荷）設計。	按製冷負荷（通常100％製冷負荷）設計。
一次風最小送風靜壓	較高，需克服節流閥、下遊風管和散流器阻力損失。	較低，隻需克服節流閥阻力損失。
風機控製	不需與AHU風機聯鎖。	必須與AHU風機聯鎖以防增壓。
AHU風機	需較大功率克服節流閥、上下遊風管和散流器阻力損失。	隻需克服上遊風管和節流閥阻力損失。
噪聲	風機間歇運行，啟動噪聲大，平穩運行噪聲低。	風機連續運行，噪聲平穩，但比並聯風機型平穩運行噪聲稍高。
風機能耗	風機間歇運行，且設計風量小、能耗較低。	風機連續運行，且設計風量大、能耗較高。

③ 雙風道型

一般由冷熱兩個變風量末端組合而成，因其初投資昂貴，控製較複雜而較少得到使用。

④ 旁通型

這是利用旁通風閥來改變房間送風量的係統。由於其並不具備變風量係統的全部優點，因而在有些論文中稱其為“準”變風量係統。該係統的特點是投資較低，但節能卻很小，因為有大量送風直接旁通返回空調設備，並不怎麽減小風機能耗，所以目前使用也不多。

以上4種係統目前設計使用較多的是風機動力型和節流型。串聯風機型加上空調水係統大溫差設計成為北美空調設計的特色。

⑤ 誘導型

誘導型VAV box的原理是通過一次風（可以是低溫送風）誘導室內回風後再送入房間。與FPB相比，節約了末端的風機能耗，但空調和風機動力增加，這種方式在北歐廣泛采用，特別是醫院病房等要求較高的場合。

1.6 變風量係統設計方案選擇指南

有兩種大相徑庭的設計風格可供設計師選擇。其一是所謂日式風格，以種類繁多——周邊窗際熱環境表現手法為特點，其二是所謂的美國風格，以大溫差蓄冷空調係統特點FPB為發展方向，下麵介紹美式風格的設計方法。

當暖通設計者們在設計大樓空調係統的時候，他們有很多不同的係統可選，但要決定最終選擇哪一個並不是一件容易的事情。設計者設計的方案必須滿足業主的安裝要求，操作要求和運行費用的要求。設計者必須同時考慮到設備的性能、容量、可靠性和空間的要求及限製條件。下麵就講述一下不同類型設備的應用、限製條件和局限性。

1.建築功能

當設計者在開始考慮選用哪種係統時，他首先應該考慮清楚這個大樓的功能。辦公室建築的係統每天是按時間表進行運轉的，在美國通常采用風機動力型末端裝置。在建築外區一般使用有輔助加熱器的風機動力型末端。裝有這類末端裝置的獨立分區，它的調節具有很大的靈活性。

2.建築尺寸

在大型建築中，中心空氣處理器根據各區不同的需要將大量的空氣送出去。這是風機動力型末端裝置的一個典型的應用。內區可能根本就不需要加熱，所以既可采用單管係統，也可采用無加熱盤管的風機動力型係統。除了熱帶地區，外區通常都是需要加熱的，可選用電加熱盤管或熱水盤管。這些盤管一般都包括在末端裝置中，有時還需要加熱基礎板。

在一些購物大廈，或其他的低層建築中，每個租戶的麵積很小，所以一般采用小型的成套的空調設備。如果采用風機動力型末端則一般選擇旁通型。這種係統的主要特點是在送風管上裝有一個主要的旁通閥。旁通閥根據送風管道內的靜壓進行調節。這樣就可以保持壓力恒定，保持係統在定流量下運行，而且各個獨立分區都是壓力相關型VAV。

3.噪聲限製

像廣播工作室，劇場和圖書館這些地方要求低噪聲，設備的選擇和安裝位置是非常重要的。如果采用風機動力型末端，就必須仔細的檢查設備的噪聲性能。如果是設計電視播音室，那麽還要考慮RFI和EMI。

4.環境因素

環境因素包括氣候和建築內外的氣流情況。同時還包括規範中的要求比如說新風通風率以及當地建築標準。如果內區要求的通風速率很高，那麽就需設置再加熱器。在圖書館這樣高通風率的地方，如果同時開啟多個通風櫥就需要進行再加熱。在有些區域，比如說高層辦公室建築的外區，季節、日照負荷和人員占用情況對區域影響很大，一天中區域的負荷變化很明顯，在這種區域選用風機動力型末端是比較理想的。在負荷比較穩定的地方常選用單風道係統。

5.汙染考慮

汙染問題在醫院，潔淨室和成人午夜免费APP软件裏顯得尤為突出。手術室，艾滋病患區域和潔淨室都有壓力要求。除了壓力要求以外，還要盡量避免使用再加熱盤管和暴露在外麵的玻璃纖維，消除微生物滋生的可能性。醫院的房間和潔淨室通常需要穩定和高效的通風率，所以宜選用雙風道裝置。具有高度傳染性的房間，比如說肺結核，就需要對它進行負壓控製避免病菌傳播。使用有害物質的成人午夜免费APP软件也需要進行負壓控製。在這類型的建築中，一般都是選用單風道或雙風道係統。

6.維護和可行性

一些特殊類型的房間如潔淨室，它需要末端裝置具有高可靠性，因為這關係到服務水平和設備維護的困難和費用。例如潔淨室，如果天花板必須是打開的，那在使用前就必須將房間進行消毒。相關費用包括損失的生產時間和消毒的費用。在這種情況下，設備應該安裝在潔淨室的外麵或應該使用具有高可靠性，低維護的設備。

7.費用因素

在最終確定設備方案以前就應該將費用考慮好。安裝費用，運行費用和維護費用都應該考慮進去。有時候其中的某一項費用會顯得比較重要。例如，如果業主在大樓建造以前就將它賣掉，那麽業主最關心的就是建造費用，運行費用就不是那麽重要了。如果是由租戶自己來付水電費，那麽建築商或開發商就不太關心運行費用。電加熱盤管比熱水盤管的安裝費用低，但是它們的運行費用較高。在做最後決定以前，應該對當地定價做好調查以便做出最佳決定。

8.係統選擇

下表列出了在美國常見的幾種末端裝置及它們的適用範圍，僅供國內設計人員參考。

設施類型

末端裝置的類型

辦公室，教學樓

醫院潔淨室

對噪聲敏感的裝置

其他

大型

小型

成人午夜免费APP软件

內區

外區

內區

外區

病房

手術室

成人午夜免费APP软件

廣播室

劇院

圖書館

公共場所

購物中心

住宅小區

單風道

VAV無再加熱

VAV有再加熱

雙風道

VAV無混合段

VAV有混合段

定風量

風機動力型

並聯帶加熱

串聯無加熱

串聯帶加熱

低溫送風

旁通型

P＝優先選擇。 S＝有時候采用。 N＝不推薦。 *＝密封的襯裏以減小空氣夾帶纖維。＃＝應該特別考慮選用噪聲小的設備或考慮使用消聲器。

9.變風量係統與風機盤管+新風係統技術經濟比較

VAV空調係統與FC+新風係統技術經濟對比分析一覽表

	比較內容	VAV係統	FC+新風係統
1	係統原理	屬於全空氣係統，通過改變送風量而維持室內恒溫的空調係統。	屬於空氣-水係統，通過手動三檔風量或自動就地恒溫控製。
2	節能性	通過改變房間送風量，而節約風機的能耗。定靜壓控製可獲得30%以上，變靜壓控製可獲得60%以上的風機節能效果。	不能利用新風製冷，由於風機就地循環，風機能耗小。
3	舒適性	良好的舒適性，室內溫度可根據個人要求進行調節。	溫度調節範圍窄，若進入BA控製，也可實現溫度調節良好。
4	噪音	單風道VAVBOX無運行部件，噪音小。FPB有風機，但消音條件好，因而噪聲小。	風機盤管中有旋轉部分（風機、電機），因而噪聲取決於旋轉部分的質量。一般噪聲相對於VAV較高。
5	靈活性	靈活性較高，易於改、擴建，特別適用於用途多變的建築物。	靈活性也較高。
6	運行優點	風量平衡方便，節省了風量平衡中浩繁的測定和調整工作量，可實現精確的個別控製。	係統各區進行調節控製容易，但實現個別精確控製較難。
7	潔淨度	與VAVBOX相配套的空調機組可以使用高性能的空氣過濾器，空氣潔淨度高。	由於新風機組風機的靜壓小，在機組中不可能使用高性能的空氣過濾器，空氣潔淨度不高。
8	新風	可方便地解決新風問題。	風機盤管機組方式解決新風量是困難的。在過渡季節和冬季利用室外空氣降溫的時間較短。
9	施工要求	施工方便。	供給機組的水係統管道保溫嚴格保證施工質量，防止係統運轉時產生凝結水，施工要求高。
10	隱患	無漏水隱患。	存在漏水隱患。
11	係統組成	VAVBOX設備，周邊控製設備，DDC控製器，風管材料，控製電線及安裝附件等。	風機盤管，新風機組，周邊控製設備，溫控器，風管材料，水管材料，控製電線及安裝附件等。
12	經濟性	每平方米VAV空調係統總造價為：600-670元/平方米。	每平方米FC+新風係統總造價為：1.手動三速控製：300-370元/平方米 2.自動就地溫控：400-470元/平方米 3.由BA遠程溫控：800-870元/平方米

二、 Onyx-2000變風量係統控製策略設計

變風量係統送至各房間的風量和係統的總風量，都會隨著房間負荷的變化而變化，因此，它必然會有較多和較複雜的控製要求。隻有實現這些控製要求，係統的運行才能穩妥可靠，使她的節能性和經濟性充分體現出來。

變風量係統的基本控製要求包括以下幾個方麵：

房間溫度控製：它是通過末端裝置對送風量的控製來實現的。任何一種末端裝置都攜帶這類控製部件。

係統的靜壓控製：這是變風量係統十分重要的控製環節。實現這一控製，才能使係統保持一個穩定的運行壓力，從而保證整個係統的運行可靠。

空氣處理裝置的控製：實現這類控製，則可在運行最為經濟的情況下，既保證送風溫度符合設計要求，又使送風量緊隨著係統負荷的變化而變化。

此外，還有房間正壓控製，它是通過對送風機和回風機的平衡控製來實現的。如果建築物內設計有周邊供暖係統，則它需要獨立控製。變風量係統的控製可以是氣動的、電動的。特別是近年來控製技術迅速發展，微電腦和計算機技術廣泛應用於空調係統的控製，使得控製功能大大加強，控製精度提高，安裝簡便，運行可靠，價格也越來越便宜。

2.1定靜壓法

所謂定靜壓控製，是在送風係統管網的適當位置（常在離風機2/3處）設置靜壓傳感器，在保持該點靜壓一定值的前提下，通過調節風機受電頻率來改變空調係統的送風量。

當空調負荷減小，相應地空調係統風量需要減小時，部分房間或空調區域的變風量末端裝置開度關小，此時係統末端局部阻力增加，管路綜合阻力係數增加，管路特性曲線變陡，工況點由A→B，風量有QA→QB。根據理論分析，對於定靜壓變風量係統，風機功率的減小率基本上等於風機風量的減小率。當風機風量全年平均在60%的負荷下運行時，此時風機功率節約不到40%。定靜壓控製目前仍作為一種主要的控製方法在變風量係統中得到普遍采用。如果送風幹管不是一條，則需設計多個靜壓傳感器，通過比較，用靜壓要求最低的傳感器控製風機，風管靜壓的設定值一般在250-375Pa之間。

2.2變靜壓控製法

所謂變靜壓控製，就是在保持每個VAV末端的閥門開度在85%-100%之間，即使閥門盡可能全開和使風管中靜壓盡可能減小的前提下，通過調節風機受電頻率來改變空調係統的送風量。其運行狀況如圖1-6所示。

在這種控製方式下，由於閥門始終於85%~100%之間，VAV末端裝置局部阻力係統變化很小（可能增加，也可能減小），相應地管路綜合阻力係數S也變化很小，綜合阻力曲線上升或下降幅度微小，當空調係統風量減小時，工況點A基本上沿管路綜合阻力曲線變化到B點，此時QA→QB，HA→HB（由於管路綜合阻力係數S的微小變化，係統實際餘興工況點B點位置可能發生微小的振蕩）。對於變靜壓變風量係統，風機功率的減小率基本上等於風機風量減小率的三次方。當風機功率全年平均在60%的負荷下運行時，此時風機功率節約率為（1-0.63=78.4%）

美國學者T.B.Hartman較早提出了變靜壓控製TRAV（TERMINAL REGULATED AIR VOLUME）的新概念，TRAV基於末端裝置實時的風量要求，采用先進的控製軟件，實施對風機的控製。日本則把末端風量控製與室內參數設定值的修正結合起來，作為自己常規的VAV係統控製方法。圖1-6 變靜壓法控製原理圖

2.3 Onyx-2001總風量法，即大智科技總風量法，午夜精品在线导航通過抓住兩個非常有用的參數，其一是午夜精品在线导航大智科技計算出來的實時最佳需求風量值，即我司根據溫差（積分比例等）計算出來的實時最佳需求風量，午夜精品在线导航不妨稱之為Gi-demand，午夜精品在线导航據此可以方便地計算出VAV係統實時最佳需求總風量，即∑Gi-demand。其二是VAV控製器計算出來的實時運行風量值，午夜精品在线导航不妨稱之為Gi-run，午夜精品在线导航同樣可以據此計算出VAV係統實時運行總風量，即∑Gi-run。抓住了這兩個總風量值，就可以方便地實現總風量法控製了，如果還有什麽疑問，可與大智公司取得聯係，以上控製方法稱Onyx-2001總風量控製法。

2.4 Onyx-2002雙重控製法

所謂Onyx-2002雙重控製法，即采用定靜壓與總風量雙重控製法，就是將定靜壓法的簡單可靠與總風量法的先進直觀相結合，通過總風量法來不斷“修正”定靜壓法的定靜壓值，使其具有一定的調節範圍而獲得相應的節能效果。控製原理如圖所示：

2.5 Onyx-2003雙重控製法

所謂Onyx-2003雙重控製法即采用變靜壓與總風量雙重控製法，就是將變靜壓的顯著節能與總風量的先進直觀相結合，通過變靜壓法來不斷“修正”總風量法的設計轉速，使其獲得更好的節能效果。控製原理如圖所示：

本文網址：http://www.kdljh.com/news_view_2936_152.html

午夜精品在线导航,午夜AV网站在线观看,成人午夜免费APP软件,亚洲午夜视频在线观看

新聞資訊

變風量係統基本原理與控製策略

相關新聞