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摘要：变风量空调系统具有舒适、健康、节能等优点，在新建的大型办公大楼项目中，受到越来越多的青睐。本文主要分析变风量系统的组成、特点及注意事项和节能运行控制策略。
关键词：变风量空调；系统设计分析；空气质量；统计
引言
我国从八十年代开始推动变风量产品的开发应用，但由于市场及技术问题而未能形成规范化的产业，大量变风量空调项目应用都未能达到预期的节能和舒适性指标。变风量系统的送风量需要跟随室内负荷的变化而改变的特性，使得该系统在工程方案设计、设备选型、施工图设计，直至施工和调试都具有不同于其他空调系统的特殊性和复杂性。
1.变风量空调系统组成及方式
变风量空调系统基本有四个部分组成：
（1）变风量末端装置
（2）空气处理机组
（3）风管系统
（4）自动控制系统
变风量末端装置是变风量空调系统的特征设备，主要部件包括：风量传感器、箱体及附件、风阀、一体化变风量控制器以及温控器，其基本功能是根据房间负荷变化，调节送入该房间的风量。
空气处理机组是一种集中式空气处理系统，可根据工程实际情况选型配置各种容量及功能段，一般包括：混合段、过滤段、表冷段、加湿段、过滤段等。空气处理机组一般应安装在空调机房内，并配置一套变风量空调智慧控制柜（内含变频器、控制器）对机组进行供电和控制，以实现空气处理机组启停、变频调节、变送风温度、新风调节等功能。
变风量空调系统的送风管设计有两个基本要求：一是变风量末端装置的运行需要送风管内有一定的静压；二是这个静压值在整个系统运行过程中应保持稳定，以利于末端装置的稳定运行。所以，变风量系统的送风管一般设计成中速、中压系统。
自动控制系统是变风量空调系统的关键部分，通过检测及控制机组送风温度、风机频率、各末端风阀开度等参数实现各房间温湿度达到设定值，从而实现舒适与节能的双重目的。
2.变风量空调系统的特点
2.1减少空调风机运行能耗
空调系统在全年运行情况下，大部分时间均处于部分负荷状态，变风量末端装置能通过实测室温与设计室温的差值来改变一次风阀的开度，改变一次风量的大小来适应负荷变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用系数，在设备选型阶段能减小装机容量，风机的运行能耗也能大大地降低。。
2.2降低制冷系统的运行能耗
在过渡季节，当室外实测新风焓值低于室内设定值时，室外新风可直接引入室内，实现过渡季节全新风运行模式。此时制冷主机停开，充分利用室外新风作为冷源，降低制冷系统的运行能耗。
2.3无冷凝水烦恼
变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间进入各房间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题，系统舒适健康、安全可靠。
2.4系统灵活性好
现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带VAV末端装置的变风量空调系统，其末端分风箱与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增减风口，极大地减少二次装修安装工程量。
2.5不会发生过冷或过热
带VAV末端装置的变风量空调系统与一般定风量系统相比，各房间设置就地温控面板，能由上位机统一控制、检测室内温湿度，也能由各房间用户根据自身温度要求自主设置，最大限度的满足房间用户要求，不同房间之间实现温度的独立控制，避免局部区域产生过冷或过热现象。
2.6提高楼宇智能化程度
变风量空调系统可通过设置上位机，实现计算机联网运行，实时采样、监测、分析和调控，实现全天候、全方位、全过程控制智能化，并成为现代智能化建筑的一部分。
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3.空调系统采用变风量运行的节能设计分析
3.1送风静压控制节能
本文提出的静压优化控制方法――总风量阀位控制方法，可同时根据总送风量与总需风量的差值和风阀的全开个数来优化静压设定值.当风阀全开个数满足设定要求，同时总风量的差值保持在某一范围内时，则可认为系统达到稳定状态，此时维持静压设定值不变，否则要调整静压设定值的大小以达到这种稳定状态.其控制方法。
对于实际建筑的空调系统，风阀长时间运行时可能出现堵死、卡位等硬故障，从而引起输出信号有误，导致总送风量和总需求风量相差很大，将会影响优化结果，因此控制方法设定了一个上限值，若这种情况连续出现的次数超过该上限值，则认为末端风阀存在硬故障，静压设定值将自动恢复为初始设定值。
3.2送风温度控制节能
当系统负荷减少时，变静压控制通过降低风机转速，减小系统管道静压以增大末端装置阀门开度来满足风量的要求.当负荷减少到一定程度时，系统所需的风量过少，可能会造成室内空气流动性差和新风量不足等问题，这时可提高送风温度以增大送风量；相反，当负荷很大时则要降低送风温度来减少送风量。
每个末端都有一个恒定的最大风量，在不同时刻对应一个需求风量，同一末端的需求风量/最大风量的比值定义为该末端的负荷率。负荷率越大，说明需求风量越大，此时有的末端的需求风量可能满足不了室内热舒适性的要求，这时则要降低送风温度设定值。在冬季或者过渡季负荷较小的情况下，AHU送风量减少，此时需要通过提高送风温度来增大送风量，解决由于风量过小造成的不利影响。
4.变风量空调系统设计使用效果及问题
某会展中心工程投入使用已近一年，受其功能影响并非经常运行，但展览期间，空调系统运行比较正常，温湿度均能达到设计要求，绝大多数封闭空间舒适度较佳。调试阶段，会议室最低温度能达到21.8℃（无人员情况），如果设定室温为25℃，工作区所测温度均能达到设计要求，误差在±1℃。如果设定室温变动，变风量末端装置输出风量明显变化，一般调整设定温度±0.5℃后，3-5分钟内就会感受到风量变化。变风量空调系统控制部分运行基本正常，监控室能够对各系统发出指令，能够显示各系统的运行状态，能够让系统投入自动运行。但是，变风量空调设计主要还面临以下问题：
4.1新风量控制方面
新风量的控制是变风量调系统设计的难点之一，由于送入各房间的风量是变化的，所以新风量也随之变化，即使总新风量达到要求，分配到各房间的新风量不一定满足最小新风量标准。目前，变风量空调系统新风量控制的方式主要有：
①在回风总管或主要房间内设置CO2探测器，以CO2浓度作为新风量调节判断对象。
②在新风总管上设置变风量装置或定风量阀，稳定输送一定量的新风量等。
4.2空气净化方面
一般空调箱均带初效过滤（计重效率30%），有些小型空调器仅用几层尼龙锦凸网，导致卫生标准低、室内空气品质差。变风量空调系统为全空气运行，有条件加强空气净化，可以采用初、中效两级过滤甚至三级过滤。
4.3主要设备方面
目前，变风量空调系统中的主要设备变风量末端装置、控制器、变频器等较大部分依赖进口，较高的价格和关税给投资方造成不小负担，实现产品的国产化及调试的本土化是变风量空调系统普及的关键。
4.4技术人员方面
空调设计人员应熟练掌握变风量控制系统设计、选型、控制等技术，在系统设计、招标、订货、施工中发挥积极作用，避免设备与弱电专业之间设计脱节、订货盲目、施工扯皮、调试无序、管理混乱，从而造成项目运作困难、使用不便、被迫返工，给业主带来损失的不好影响。
5.结语
无论是基于绿色节能，还是为了提高室内空气品质，变风量空调系统均有较大的发展空间及推广潜力。根据工程实际情况，科学合理的选择变风量空调系统的不同控制模式，在保证室内健康、舒适的空气品质前提下，最大限度的降低空调系统的能耗始终是暖通行业努力的方向和目标。
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[3]范晓伟.基于预测控制的变风量空调系统控制性能实验研究[J].中原工学院学报，2015，20（01）.
论文作者:朱培凌1,孙世达2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/20
标签：风量论文; 变风量论文; 空调系统论文; 系统论文; 静压论文; 设定值论文; 负荷论文; 《基层建设》2017年第35期论文;