VAV空调系统的弱电调试与控制

【摘要】文章通过对VAV空调系统的阐述，详细的探讨了VAV空调系统的弱电调试与控制。

【关键词】VAV；空调系统；控制

中图分类号：C35文献标识码： A

一、前言

近年来，随着科技的不断发展，VAV技术被广泛的应用在空调系统中，VAV空调系统在空调的使用中占据着重要的地位。它通过自动改变一次送风量来控制某一空调区域温度和保证室内空气压力的空调系统。因此，在新时期，我们要加大对VAV空调系统的弱电调试与控制的研究。

二、VAV空调系统的工作原理

VAV空调系统一般由变风量空调机、室内变风量温控器、VAV―BOX、风道静压测量装置及其他辅助设施构成。变风量空调系统中的空调机组采用变频风机，送入每个房间的风量由变风量末端装置VAV―BOX控制，每个变风量末端装置可根据房间的布局可设置几个送风口来满足空间对空气调节的需求。其系统流程如下图所示。

室内温度通过末端装备设在房间的温控器进行设定，温控器本身自带温度检测装置，当房间的空调负荷发生变化，实际值偏离设定值时，VAV―BOX根据偏离程度通过系统计算，确定送人房间的风量。送人房间的实际风量可以通过VAV―BOX的检测装备进行检测，如果实际送风量与系统计算的送风量有偏差，VAV―BOX自动调整进风口风阀以调整送风量。

三、VAV空调系统的施工技术要点

1、变风量末端的选型

设备选型通常是参考设计师的设计来进行选型，但是不同厂家的设备具有不同的参数，同时实际选用的品牌也和设计可能存在差距，因此施工单位在进行施工时必须要对具体的数据进行详细审核，否则会对系统的正常运行及初期投资造成不良影响。

2、风管施工技术要点

根据VAV空调系统的工作原理可知，如果空间负荷减小，末端阀门将会自动减小，这就造成管内静压力升高，导致风管内漏风量增加，少量的漏风是不可避免的，但是过量的漏风将会对系统的运行造成影响，也会对系统的节能效果造成不利影响，因此整个VAV空调系统在正常运行过程中对漏风问题具有严格的规定。为了减少风管的漏风量，可以采取多种方法，具体在施工安装过程中要注意以下几处：风管咬口密封处；法兰风管连接处（如图1所示）。图中A处施工工艺水平比较低，极易出现漏风，B处为法兰胶片处（如图2所示），若施工时处理不当也会出现漏风，因此施工时要特别注意这两点；主管道与支管的连接处。在施工过程中，由于VAV空调系统的灵活性，因此无法准确的预留接口位置，同时连接完成后很难进行漏风测试实验，因此在施工过程中务必增加密封垫圈，并在四周均匀打上密封胶，防止出现漏风现象；保温金属软风管和金属风管连接处，由于采用不锈钢箍固定，若采用图3所示的施工方法，基本会避免漏风现象。

3、控制元件施工技术要点

（1）变风量末端安装。VAV(VAV 空调系统的压差变压器通常安装在变风量末端入口处，为了更为精确的控制空间温度，对流量传感器的灵敏度具有严格要求。就施工方面而言，主要是入口前段气流的稳定对检测的结果造成了一定影响。有些末端装置在一次风入口处设置均流板，使空气能比较均匀地流经风速传感器，保证装置的风量检测精度。通常情况下，为了最大限度的提高检测精确度，在进、出风口处用和进风口尺寸相同，长度是风管直径4倍的支管段连接配合，同时，还要注意将其拉直避免出现凹陷或者折叠。

（2）静压传感器的安装。对于 VAV空调系统来说，静压传感器是维持整个系统能够正常工作的关键部件，其安装位置会对整个系统的正常、经济运行有着重要的联系。笔者根据自身的实践经验和详细的理论计算得出，静压传感器安装在离送风机入口2/3直径处的主管道上效果最好。在保证此处静压值固定后，能够通过改变调节风机的受电频率控制送风量的变化。和普通的压力传感器不同，静压传感器不能安装在弯头、三通及变径处，只能安装在代表所有 VAVBOX的静压感应点位置处，否则将会导致顾此失彼，使得整个空调系统的正常工作受到影响。

4、噪声处理技术要点

就VAV空调系统来说，产生噪声的部分主要是由以下两部分产生的：空调处理机、新风机、排风机；风阀、风口及弯头处。为了降低空调系统运行过程中的噪声，在购买空调处理机时，务必要注意设备的详细参数，尤其是设备的风机运行曲线图、转速及传动方式等，尽量采用噪声较低的设备；对于送风、回风管道来说，为了降低噪声可以设置消声器，消声器通常选择阻抗复合式消声器，这种消声器对中、低频噪声的消噪效果比较好；对于变风量末端来说，为了降低噪声可以在出口处增加一个多出风口段，再在其内部贴有25mm的超细玻璃棉，在此处经过消声后，再经过带保温的柔性软风管至风口处，噪声得到了大幅消减；对于机房内部设备的噪声，可以在建设机房时采用双层夹面墙体，同时内部采用弹性材料填充密实。

5、系统综合效果测定要点

综合效果的测定：在单体项目试验调整完成后，检验系统联动运行的综合指标能否满足设计工艺的要求。

（1）动态下室内空气调节是否满足设计工艺的要求；室内空气参数（温湿度）的实际情况是否与DDC反馈的信息相符；室内温湿度波动是否符合实际要求。

（2）在系统运行时，DDC系统是否收集系统的敏感原件反馈的信息进行整理、分析，控制设备的运行。

（3）在对系统进行测定与调整中，应收集有关的运行记录的数据和现场测量的数据，会同设计单位、业主进行分析，并采取相应的改进方法，以达到使用效果。

四、实例分析

1、工程概况及系统简介

重庆江北嘴金融城2号工程总建筑规模约为260,000m2，地下5层，地上1号楼25层，2号楼37层，3号楼29层，4号楼5层，其中1、2、3号楼4层及以上办公楼采用全空气单风道VAV空调系统。空气处理机组设置于各楼层空调机房内，办公室吊顶内按内、外区分别设有单风管型和并联式风机动力型（带热盘管）VAV-Box（以下简称VAV-Box）。气流组织配合室内装修采用顶送上回的方式，送风口采用灯盘风口；回风口采用单层百叶风口与灯盘风口结合的形式，回风为平顶回风。新风通过竖向风道送至各楼层空调机房，与回风在空气处理机组内集中冷却或加热处理后送至各空调房间。

本工程VAV及BA系统安装、调试设备及内容：空气处理机组160台，VAV-Box1138台（单风道型504台，并联式风机动力型634台），DDC控制箱160台，BA系统各种控制点位约3000个等。

2、施工环节的控制要点

(1)设计交底与图纸深化

设计交底与图纸会审的工作非常重要，施工准备阶段项目组技术人员会同深化设计人员共同对施工图进行了仔细审阅，主要审查校核组合式空气处理机组风量/风压/冷热量及噪声、VAV-Box风量/风压/冷热量及噪声值、风管规格及布局走向、风系统的消声降噪措施、防火阀的设置、新风回风电动阀的设置（BA系统要控制开度）、水系统管径及阀门/过滤器的设置、电动两通阀/电动调节阀及平衡阀的设置、水系统自动排气泄水的设置、水系统高位膨胀水箱的设置、保温材料的导热系统/密度/燃烧性能、BA系统的监控原理及点位等。通过施工图会审，发现了以下几点重要问题并得到了妥善的解决：

1）楼层内并联式风机动力型VAV-Box配置不够：考虑系统的运行效果及相应的系数，经过深化设计及详细的参数复核，每层楼并联式风机动力型VAV-Box由第一版施工图设计的12台调整到20台。经过调试，结果显示基本满足了冬季制热的热负荷需求。

2）空调风系统的消声降噪措施不到位：经深化设计人员选型，选用的消声器为高效低阻型式（阻力值P≤10Pa），控制消声器阻力在系统风压的裕量范围内，有效的将主管噪声降低15dB(A)。

3）VAV-Box的Y型过滤器设置：经过图纸会审，设计人员发现需要在VAV-Box供水管加上Y型过滤器，有效过滤冷热水中的杂质，确保了换热及调试效果。

4）末端送回风口的设置：深化设计采取了外区送风口为条型风口、内区送风口为灯盘风口、内外区回风口为灯盘风口相结合的送回风口布置方案，满足了机电功能需求及装饰美观要求。

(2)VAV-Box设备订货质量控制

VAV-Box设备分两大部件，一是VAV-Box设备本体，二是VAV-Box控制器。本体设备和控制器的协议模式一定要相互匹配，订货前需要两个供应商进行技术洽谈，确定两种产品的协议及接口匹配性，并需要将控制器送至本体供应商生产基地，将控制器与本体整定好后才能出厂。本项目选用TROX（妥思）VAV-Box及Siemens控制系统，两种产品能较好的搭配，通讯协议相互匹配、满足设备技术参数的要求。

(3)风管制作、安装质量控制

1）风管制作质量对调试结果至关重要，风管的严密性涉及到风量平衡的调试精度。角件处是最常见的漏风点，采取两项措施予以控制：①完善制作工艺，风管拼缝筋尽量与法兰结合紧密；②安装角码后涂抹硅酮密封胶进行密封，胶干后立刻进行漏光测试，确保每节风管无漏光点后方可安装，并对安装完成后的风管系统进行漏光测试，确保系统无漏光点。

2）风管的安装环节也很重要,风管连接部分成为主要漏风点，为此要控制风管的连接安装质量，亦采用两项措施予以控制：①风管尽量在自然状态下进行连接，如在地面上一次性拼接多节风管后垂直吊装至设计的安装标高，减少在高空、受力状态下进行拼接；②风管镶接面两侧法兰上均贴附3～5mm厚垫片，确保风管接缝的密封性。

3）风管安装完成后，对风管按20%的比例抽检进行漏风量的测试。本项目测试了2号楼低区5、8、12，中区16、18、22及高区30、32、34共9个楼面，测试漏风量均在2.0m3/（h・m2）以内，符合验收规范要求（风管系统的工作压力为800Pa，漏风量：QM≤0.0352P0.65）。

4）风管制作安装完成，应及时对末端敞口部位进行暂时性的密封处理，做好成品保护工作，防止室内灰尘杂物通过敞口部位进入风管内污染风管，避免在后续调试过程中灰尘杂物堵塞VAV-Box的测试孔而影响风量读数。

(4)其他细部质量控制

1）VAV-Box一次风进风侧圆管长度应满足：L≥5d（d为圆管管径），确保一次风形成“层流”状态，能稳定地通过VAV-Box风速传感器，从而较精确地读出一次风量值。

2）对于大开间设计的VAV系统，房间温度探测器及CO2浓度探测器布置一定要均匀合理。要根据虚拟分区的平面分隔布置两种探测器，确保每台VAV-Box能相对独立的运行，能最大限度的负担虚拟分区的冷热负荷。

3、风量与BA系统调试环节的控制要点

调试流程图

（1）设备单机调试

空气处理机组控制柜及变频器的调试：确保控制柜面板显示正常；检查控制柜内元器件的完整性、兼容性及有效性；检查各种按钮、空气开关是否灵活；检查各种保险丝、熔断器、继电器是否完好；检查一、二次回路的接线是否紧固，不得有松动的接头；检查三相电机的相序是否正确，确保空气处理机组内的风机正转。

（2）系统总风量及全压、转速等参数的测定

本项目在进行总风量测定过程中，根据断面选择及断面测点的设置原则在总送风管上选择了测试点，但由于不满足4倍管径距离原则，气流是紊流状态，每个测点的压力偏差较大，数据无法利用，后采取空气处理机组内部断面测点法进行总风量的测定。

风机的压力通常以全压表示。测定风机全压必须分别测出风机压出端和吸入端测点截面上的全压平均值，通风机的风压为风机进出口处的全压差。测定压力时风机吸入端的测点截面位置应尽可能靠近风机吸入口。

风机转速的测量采用转速表直接测量风机主轮转数，重复测量三次取其平均值的方法。

3、风口风量的测定及风量平衡

（1）风口风量的测定

本项目外区风口采用条型风口(1000mmx150mm)，内区风口采用灯盘风口(1200mmx400mm灯盘四周有四支550mmx30mm的条缝)，风口风量的测定采用下SI8371型风量罩进行风口风量的测定。

（2）系统风量的调整与风口风量的平衡

1）送回风系统风量的调整，就是在测量管段风量的同时，按照需要及时调节设在风管支管上调节阀的开度来控制风量达到设计的数值。

2)风口风量平衡与调整可以用基准风口法、流量等比分配法、逐段分支调节法。可以根据现场情况选用不同的调节方法。

3、VAV施工、调试与BA配合、协调的内容

（1）施工阶段：安装VAV-Box时要确保控制箱的箱盖能打开，不被其他专业管线挡住，因为后续BA系统有大量的调试工作。每个VAV-Box控制箱下面要留置检修口。与BA系统现场确认风、水系统电动阀门安装位置及接口朝向等，有利于综合布管布线的美观合理。

（2）调试阶段：①风量平衡测试前，BA专业应确认每个VAV-Box阀门的开度为出厂初始状态，确保VAV-Box阀门没有关闭，并设置有初步的联动，空气处理机组断电新风阀和回风阀关闭，通电打开。风量平衡测试，空调专业与BA专业同步测试一次风风量，空调专业读出VAV-Box后各个风口的风量值，累加后与BA专业在VAV-Box上设置的测试仪风量值进行比较，确保误差在1%以内。②水量平衡测试前，BA专业应确认每个电动阀打开。③测试并联式风机动力型VAV-Box二次风量时，需要BA专业进行开关操作，与空调专业配合调试。④BA系统远程控制调试，需要空调专业将配合箱状态全部调至“自动”，并全程跟踪远程控制的效果。

五、施工注意事项

施工前的技术准备：风管施工前，应与各方进行充分沟通，确保在施工前，将最终的吊顶排布图经各方确认，然后依据排布图确定各专业主管道位置，并将所有支风管一次到位，避免装修后期支风管来、回返弯，确保系统严密、避免系统阻力过大。

风管下料工序控制：风管下料时进行精心安排，尽量减少拼接缝。

密封胶的选择：考虑风管内输送空调风温差大(8℃～30℃)，且变化迅速(可能上午供热，下午即供冷)，故对密封胶的弹性及粘结性提出较高的要求，必须采用质量好的密封胶。

末端风口的选择：根据有关的气流组织试验结果表明：在变风量送风的情况下，条缝型散流器和灯具散流器在较大的风量变化范围内，空气分布特性指标ADPI均保持在80%以上，所以变风量系统中一般采用条缝型散流器和灯具散流器，但在选择条缝型风口时，必须依据风口风速、静压、扩散区域、到底距离、噪音情况，参照厂家样本进行仔细选择，绝不盲目订货，否则极易对空调效果产生影响。

在工程未正式交付使用前，尽量不采用正式风机对施工现场进行通风或除尘等工作。

六、结束语

通过对VAV空调系统的弱电调试与控制的问题分析，进一步明确了VAV空调系统的发展方向。因此，我们要加大对AV空调系统的弱电调试的重视。

参考文献

[1]蔡敬琅.变风量空调设计[J].中国建筑工业出版社，2013(5):89-92.

[2]吴继红.VAV系统调试技术的研究[J].智能建筑与城市信息，2011(2):78-83.