摘要：变风量系统本世纪60年代诞生在美国，根据室内负荷变化或室内参数要求的变化，保持恒定送风温度，自动调节空调系统送风量，从而使室内参数达到要求的全空气空调系统。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。
关键词：变风量空调系统：新风量的控制
0 导言：
变风量系统本世纪60年代诞生在美国，根据室内负荷变化或室内参数要求的变化，保持恒定送风温度，自动调节空调系统送风量，从而使室内参数达到要求的全空气空调系统。由于VAV空调系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，所以能节约风机运行能耗和减少风机装机容量。有关文献介绍，VAV系统与CAV系统相比大约可以节约风机耗能30%-70%，对不同的建筑物同时使用系数可取0.8左右。系统的灵活性较好，易于改，扩建，尤其适用于格局多变的建筑。当室内参数改变或重新隔断时，可能只需要更换支管和末端装置，移动风口位置，甚至仅仅重新设定一下室内温控器。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。变风量空调系统作为全空气空调的一种形式，它由单风管定风量演变而来。与定风量空调系统和风机盘管加新风系统相比，变风量空调系统具有区域温度可控，室内空气质量好，部分负荷时风机可调速节能和可利用低温新风冷却节能等优点。随着社会经济的不断发展，人们不再仅仅注重房屋的华丽与美观，更多的开始着眼于建筑的环保与节能，这也是建筑行业现在与未来发展的热门之一。
1 新风量与排风量的平衡
以严寒地区某大型商场为例。该商场内部大空间未商场，四周为办公室，外围护为玻璃幕墙。变风量空调系统的热舒适性好在两个方面，首先对大进深建筑物进行内外区的划分，外区采用带热盘管的变风量末端，内区采用单风道的变风量末端，在冬季内区仍然可以进行送冷风调节，而在外区可以采用热盘管对室内进行加热，保证了建筑物内外区的热舒适性。其次，冬季在太阳光较好的日子里，在太阳直射朝向的墙面上，紧靠墙面的房间会产生过热想象，这是，即使不用空调系统进行供热，室内也会感觉到热，这时只要将相应区域的变风量末端的运行模式改为供冷模式就可以了。当然，全部采用四管制的风机盘管系统也可以做到上述的效果，但是风机盘管加新风系统，无法在冬季或者过渡季通过加大新风量的通入来利用室外的低温空气来对建筑物内区进行降温从而达到节能的效果。风机盘管加新风系统的新风量往往是根据室内的人均新风量来控制的，因此往往房间的功能明确之后，新风量的数值就定下来了。而对于变风量全空气来说，当室外空气温度低于16摄氏度时，VAV系统即可采用全新风来对内区进行降温处理，从而达到节能的目的。
但是要注意的是这个节能效果的取得是有前提的，就是空调箱能够取得全新风，并且相应的有排风出路。在高层或者是超高层的建筑设计中，如果将新风经过风机送入新风井中，往往一个新风井要负责7个楼层的全新风，因此风井的面积是相当可观的，因此在设计的时候需要与建筑专业人员共同想办法，合理安排风井位置，如果可以的话，尽量多的进行本层排风。像某些呼吸式玻璃幕墙的建筑，可采用消声风机箱将空气排入幕墙中然后排出，即可减少管道竖井的面积，也可有效减少围护结构的传热。
2 新风量的计算与控制
变风量空调系统的新风问题是所有设计变风量空调系统的设计人员都要面对的。因为变风量空调系统服务与多个区域，如果仅按最小新风量来进行设计则新风比需求较大的房间就会出现新风不足。按照《公共建筑节能设计规范》对于这种情况，系统新风量应该进行调整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于仅有个别房间的新风比大的情况，如果按以上方法对新风量进行提行调整，则新风量的加大导致能耗的增加是相当可观的，这时可以考虑不增加系统总的新风量，而对于个别新风比需求大的房间采用串联风机动力箱，其二次风的回风采用相邻房间的空气以降低新风比需求大的房间的污染物浓度。
在新风量控制方面，因为如果按照《公共建筑节能设计规范》中的人均最小新风量来算的话，如果建筑物的类型固定了之后，根据面积就可以算出建筑物所需的新风量，而对于变风量全空气系统来说，在过渡季和冬季的某些时间是，室外的空气可以直接通入内区来进行室内的降温，此时的新风量是无法控制和计算的。而在其他时间和季节，在新风量的控制方面，常常见到的方法是在新风管上安装一只定风量箱，其实此方法是无法在空调箱送风机变速送风是维持新风量不变的。这可以简单的说明，当送风机送出的风量为新风量时，即使定风量箱全开，因为回风阀也是开着的，此时实际的新风量总也达不到需要的新风量。在此种应用的情况下，定风量箱可能在风机变速的很小一个范围内有恒定新风量的作用，或者根本无法恒定新风量。但可以肯定的是无论如何选择，定风量箱无法在工作范围内维持新风量不变。定风量箱只有在其两侧压差不小于规定的两侧压时才能通过调节风阀来恒定风量，当其两侧的压差小于规定压差时无法实现定风量的功能。
3 内区VAV BOX的选型
一般而言，当室外空气低于16摄氏度时，变风量全空气系统就可以采取全新风来对内区进行降温处理。为了可以达到这一目的，内区VAV BOX应该按照17摄氏度的送风温度和内区的显热冷负荷来进行计算并选型，而不是按照夏季设计工况下的送风温度来进行选型。实际上对于内区VAV BOX的选型还应该根据冬季的设计工况来进行校核。
因为冬季室内温度要减低到20到22摄氏度，因为人们着衣量的关系，不能再维持25摄氏度，这时送风温度可能进一步减少。
在我的毕业设计和课程设计中，标准办公室层基本是采用风机盘管加新风系统，因为新风空调箱风量较小，所以噪声也小。但是采用变风量空调系统后，因为空调箱的风量和全压显著增加，噪声也变成了一个突出的问题。在很多资料中都有提到过噪声处理的问题，但是讨论的内容主要是集中在送风管路的消声和变风量箱的气流噪声和辐射噪声的消除上，而对于回风管和回风口传出的噪声注意较少。从变风量全空气系统的使用上来说，回风口的噪声往往会更突出，这往往是因为回风管很短而且没有分支，噪声的沿程衰减很小，声能一次性的投放在回风口处，很容易造成噪声超标，因此对回风管的消声一定要重视，采取必要的消声措施。同时设计时还应对空调箱的总声功率进行控制，从源头上减少噪声。
5结语
设计变风量空调系统时，要处理好新风与排风的风量平衡问题，对内区VAV BOX合理计算并选型，控制空调箱的总声功率级。这样，变风量空调系统可以在发挥其节能特点的同时，也给我们带来更舒适的室内空气环境。VAV空调系统自80年代推出发展至今，无论在制冷系统，还是在控制方法上都取得了很大的进步，其中系统本身具有良好的节能特性。在本文来源的设计实例中VAV+HRV空调系统的季节能效比约比螺杆式风冷热泵空调系统高50%，冬季，前者比后者高58%，VRV+HRV空调系统的季节能耗调节性要优于螺杆式风冷热泵空调系统。而在经济上，可能初期投资成本比较大，但是运行费用较少。虽然其还有回流困难，价格较高等不足，但是随着相关技术的发展和进步，VRV空调系统必将为我国的节能减排工作做出更大的贡献。
参考文献
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【4】陆亚俊.《暖通空调》第三版
【5】孙刚.《供热工程》第四版
论文作者:何波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
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