VAV空调系统的末端调试技术研究与应用

摘要：本文对变风量空调系统末端装置的原理和优点进行了概述，并列举了空调系统的VAV末端的主要调试方法，叙述了空调系统的VAV末端的具体调试，并对空调VAV系统在高层建筑中的应用进行了分析。

关键词：变风量空调系统；系统调试；VAV末端装置

中图分类号： TB494 文献标识码： A

变风量空调系统的基本原理是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷，由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以风量的减少带来了风机能耗的降低，提高了设备和系统的效能[1]。

1.空调系统的VAV末端概述

1.1空调系统的VAV末端的工作原理

当空调送风通过VAV末端时，借助于房间温控器，控制末端进风口多叶调节风阀的开闭，以不改变送风温度，而改变送风量的方法，来适应空调负荷的变化。送风量随着空调负荷的减少而相应减少，这样可减少风机和制冷机的动力负荷。当系统送风量达到最小设定值，而仍需要下调室内空气参数时，可直接通过加热器再热，或启动一台辅助风机，吸取吊顶中的回风，送入末端机组内，与冷气流混合后一起通过加热器再热后送入房间，达到维持室内空气参数的目的。

1.2空调系统的VAV末端的优点

一是省能运行。VAV末端借助于进口调节阀、并联风机、热水盘管、电热盘管、风速测量装置、房间恒温器、气动或电动控制元件，能使空调系统达到省能运行。部分负荷时，能避免在定风量系统中，再热器的冷热负荷抵消而造成的双重能量消耗。

二是组合灵活。VAV末端结构紧凑，机组组合灵活。按设备的使用功能分，机组有单风道、双风道、热水再热、电热再热、并联风机驱动等不同的末端组合。按空调需要，机组还可配备静压箱和消声器。按设备的控制功能分，机组有气动、电动、压力相关型和压力无关型等不同组合。

三是静音设计。箱体设计成内壁贴有带保温的消声材料的消声器。箱内通常不设风机，并联风机动力小，噪声低。末端的送风动力主要来自于系统的可变风量主风机，这样，能使机组静音运转。

四是控制先进。机组进气口设有电子风速传感器，可以根据房间的温度要求，通过压力无关型气动/电动控制器调节送风量，温度控制品质好。

五是安装方便。VAV末端机组结构紧凑，有效地增加了机组的安装空间，减小了层高对机组安装的影响。设置在机组侧面或底部的维修孔，使机组的安装、维护和保养更为方便，有效地减少机组的安装和维修成本[2]。

2.空调系统的VAV末端的调试

2.1风量区间的调试

通常VAV末端的风量小于等于6800m3/h，由设置在机组进口的线性平均流速传感器，借助于压力无关型控制器，按控制信号调节。风量区间由控制器的灵敏度、进口管条件和所选机组的大小限定。为防止不稳定的控制，进口管道的最小流速应大于1.8m/s，如果小于此值，压力信号将小于2.5Pa，大多数控制系统将不能进行可靠的分辨。为减小管道的压力阻损和机组的噪声，送风管道的流速应小于12.8m/s。

并联风机的风量，通常由速度控制器(SCR)设定。最大的风量，由风机、电机和下游侧的压力决定。风量过低，会使电机转速过低，导致电机过热和轴承过度磨损。

系统总风量的控制，是通过调节风机的转速或风机进口导叶，保证风道上的某一点的静压恒定来实现的。系统最大风量的设定，取决于房间朝向、建筑规模、房间性质和使用情况。系统最小风量的设定，应满足控制室内的相对湿度、最小新风和气流组织的要求。

2.2噪声的调试

机组噪声主要由管道入口段、管道和静压引起，而流速也是产生噪声的一个因素。减小送入机组分支风管的压力，会使机组噪声显著减小。在某种情况下，当风机的噪声成为主要矛盾时，减小风机的风量，使其在低于100%风量下运行，能得到较低的声压级。

通常，减小进口压降是有益的，但有时减小进口压降会增加噪声，噪声会通过管道传入房间。因此，如有可能，风机末端应设置在远离回风口和噪声敏感的空间。VAV末端的送风管，如能分成多支，便可有效地降低噪声。划分的每个支风管可降低A声级噪声3dB。

与扩散器连接的挠性管，通常能降低出口噪声级，即使在挠性管断裂时也不例外。但在机组入口处设置挠性管，机组的噪声级将会提高。如果扩散器与末端具有相同的声级，出口噪声应是两者的合成。在一般情况下，两个相同的声功率级的迭加，噪声级应增加3dB。但在许多情况下，扩散器发出的噪声频率比末端高，两者的合成不会引起房间NC级的提高。

把盘管设置在机组出口，通常存有压降，如果包括盘管在内的下游侧压降很小(小于76Pa)，计算机组出口噪声时，仍可用原来的进口管道静压查声级表。所计算的噪声值将有所降低。盘管对辐射噪声的影响，通常不作考虑[3]。

2.3系统压力的调试

为了防止压力无关型控制器和风机系统之间的系统振荡，风机调节系统的响应时间应可调整。要重视系统静压设定值的计算。如果设定值偏高，会使末端阀门处于一个开度较小的位置，导致末端噪声明显增大，影响系统节能。

传感器的设定位置需考虑在满负荷和部分负荷时，风机的节能、系统的稳定性和每台VAV末端前有足够的静压。如果传感器设置在紧靠主风机的下游，主风机出口的静压将基本保持定值，不随风量改变。但如把传感器设在保持一固定静压的下游某一点，主风机的静压将随着风量的减少而明显降低。

设计风量时传感器静压控制点最好设置在离主风机出口2/3处，或距系统末端1/3处的送风管段上，在多区系统中，传感器应设置在各区中VAV末端前的最小静压处。这对提高VAV末端的运行性能，减少喘振是十分有利的。最小压力需求对并联风机机组和单管道机组是相似的。如果风机和一次风同时使用，最小压力需求将增加，其值正比于出口管道的风机诱导压。并联风机的运行将会影响进口压，应把风机的压力与下游侧压力相加。当并联风机运行时，机组最少应有50Pa的压力。

2.4加热选择

选择加热方式时，要注意在安装加热器后，其顶棚的气流分布必须保证居住者舒适。为避免气流的分层现象，美国ASHRAE手册推荐，机组的出风温度与房间温度之差应小于8.4℃。这意味着选择加热方式时应注意其加热量的输出在全负荷时，是否会使加热温差超出这一推荐值[4]。

3.空调VAV系统在建筑中的应用

如前所述，与定风量空调系统相比，VAV系统具有诸多优点。当前城市建筑室内的负荷主要来自人体散热、照明、电器散热等，而室外冷负荷主要是太阳辐射热。室内冷负荷是固定的，而室外的太阳辐射热是不断变化的，VAV空调系统随着负荷的变化其送风量也不断变化。

一般由于高层建筑，冷水出口温度受到制冷机和水—水热交换器的限制不能任意调节，因而送风温差基本是固定不变的，只能依靠水路系统的量调节和风路系统的量调节来控制空调房间的温、湿度。水路系统的量调节也有局限性，总水量在制冷机的蒸发器中一般保持不变，因此，通过减小水量来节省水泵电耗，收效较小。只有风路系统的量调节VAV系统才能既节省风机电耗又节约制冷冷量。因此，在负荷变化的情况下，用调节风量的办法来保证空调房间的温、湿度的要求不但可行，而且还能节约运行费用。

4.结束语

VAV空调系统不仅使空调房间更为舒适、较少噪声，方便设备保养，而且增加了有效空间，降低了建筑的空调成本，使初投资明显减少。随着空调事业的发展，近年来，VAV末端的开发和应用，已经日益加深。相信在不久的将来，VAV末端机组将在我国空调领域中得到广泛的应用。

参考文献

[1] 叶郑敏.浅谈VAV空调系统的风机风量控制方式[J].科技咨询，2013年11月，82-83.

[2] 陈益武，缪小平.略论变风量空调系统[J].工程设计CAD与智能建筑，2001年第7期，46-49.

[3] 谢锋.浅谈通风与空调工程系统调试技术[J].科技创新与应用，2012年11月，237.

[4] 王伟.通风空调系统设计调试工艺研究[J].改革与开放，2011年9月，178-179.