摘要：VAV变风量空调系统以其良好的热舒适性和空气品质，以及优越的节能优势，目前在我国一些高档写字楼中得到了越来越多的推广和应用。然而该系统对设计、施工及调试各环节的要求也很高，一旦有环节出了问题往往将导致系统无法发挥其优越性甚至达不到基本的空调效果。本文结合工程实例，分析和总结了VAV变风量系统在设计、施工及调试各阶段中的常见问题和控制要点。
关键词：VAV变风量空调系统；设计和施工；控制要点
引言
近年来随着经济的快速发展，人们的物质生活水平不断提高，对能源的需求也日益增大。面对日益枯竭的能源，对新能源、新技术的研发和应用势在必行。VAV空调系统以其优越的节能特性，在欧美国家中得到了广泛应用。目前在我国一些高档写字楼中也得到了越来越多的推广，然而系统的实际使用情况却往往达不到理想的效果。
一、VAV空调系统的特点
VAV变风量空调系统，是根据室内空调负荷或需求的变化，在保持送风温度恒定的前提下，通过自动调节系统送风量，从而使室内参数达到设定要求的全空气空调系统。该系统的最大优点在于其节能性和舒适性。由于房间的实际空调负荷大部分时间都低于设计负荷，系统通过降频减少送风量来调节室内温度，因此可以大幅减少风机的运行能耗，而且在过渡季节可以充分利用室外新风作为免费冷源，在减少制冷机组能耗的同时，还能为室内人员提供良好的空气品质。而且空调室内没有冷冻水管和凝结水管，避免了跑冒滴漏及接水盘的霉菌问题，有利于保证室内的空气品质[1]。
二、VAV变风量空调系统设计控制要点
（一）空调机房设计
空调机房的大小要考虑空调机组和管道足够的安装空间，主风管的设计截面尺寸不宜太小，避免系统阻力过大和噪声问题，一般建议按主风管风速不超过8m/s进行设计。风管路径的设计要合理，并尽量减少阻力部件的使用，降低系统能耗，保证最不利末端的压力需求。
图一：某办公楼VAV空调机房详图
图一为某办公楼标准层VAV空调机房的风管平面图，机房内设两台风柜给本层提供空调送风，单台风柜设计风量为17000m3/h。此机房风管设计存在以下几个问题：1）风柜送风管尺寸为800×500，设计风速达11.8m/s,送风管设计尺寸偏小；2）风柜出口竖管直接接入水平风管，未设置弯头，局部阻力太大，且两台风柜送风管合流做法存在气流对冲的问题，亦将带来较大的能量损失和噪声问题。经现场实测机房内风管阻力消耗达150Pa，导致系统总风量和风压不足，无法满足末端空调需求。在系统设计时应合理控制系统的阻力，通过计算确定风柜设备的风量、风压及制冷量参数，以满足末端的空调负荷需求。
空调机房设计时，还应考虑机房隔声和设备的减振降噪设计。首先，空调机房的墙体和顶棚设置轻钢龙骨吸声构件，有效降低噪声在空调机房内形成混响并通过空气和固体结构进行传播，空调机房门应采用防火隔声门，如对噪声有更高要求，可设置内外两道机房门进一步隔绝噪声。其次，应对风柜基础采取减振措施，和风柜连接的水管、风管设置软连接隔绝振动。最后，在进出机房的风管处设置消声器减小噪声通过风管内空气向外传播。
（二）风管、末端及风口设计
风管设计时，应尽量采用直管段，避免连续变径，尽量减少局部阻力部件，弯头和三通采用阻力系数小的弧形部件，支管引出管采用45°接头或者弧形接头等，尽量减少送风管路的阻力[2]，如图二所示。
末端设计时，为保证VAVbox箱风量传感器的测量精度，一次风入口接管须保证3~5D（D为接管尺寸）以上的硬质直管段长度，不得采用软风道直接连接，一次风接管与主风道或主支风道采用圆方变径接管相连，并设置有手动调节阀，满足风系统初平衡调整需要。变风量送风口可采用保温软风管连接，但软管长度不宜超过2米，且应平顺连接，超出部分采用硬管代替。
风口设计时，应考虑良好的气流组织，风口的风速应设计合理，避免因风速太高引起室内噪声和人员的不舒适性。风口的布置应该尽量避开办公人员正上方，建议沿办公区域周圈进行布置，避免冷气直接吹头引起人员不适。如采用低温送风，风口应选用高诱导比型的风口，冷气经风口送出时对室内空气保持高效诱导和充分混合，避免风口表面结露滴水。
图二：送风管接管示意图
带温感器的温控面板的布置位置，应能正确反映室内工作区域的实际温度，尽量避开阳光直射的地方或其他热源。特别是开敞式办公区域，不可一味追求装修效果而把温控面板集中在一处布置，将导致温感器所感知的温度和VAVbox箱负担工作区域的实际温度不符，影响室内实际空调效果。可以选择可外置温度传感器的控制器，将温度传感器就近布置在VAVbox箱负担区域的回风口处，以正确感知所负担区域的真实温度。
三、VAV变风量空调系统施工控制要点
由于VAV变风量空调系统的特殊性，其对施工质量的依赖性很高，必须引起重视，执行严格的现场监督和质量控制。某些工程项目中往往在机电安装完成甚至室内装修都做完之后，进行系统调试时才发觉施工中存在问题，此时想完全整改施工问题已很困难，只能通过局部调整或加大机组风量等来弥补，导致系统能耗和噪音增加，无法发挥系统的优越性，甚至无法满足基本空调需求[3]。
在VAV系统中，空调冷量通过风管输送至末端，风管及管路附件的制作和安装，很大程度上影响着VAV空调系统的使用效果，因此这方面的施工质量应严格控制。首先，应保证风管系统的严密性。每段风管的制作加工都需要特别关注边角和咬口是否有漏洞，风管之间建议采用角钢法兰连接，其密封性和强度要好于共板法兰连接；风管弯头和三通的制作应严格按照标准制作工艺执行，减小局部阻力，尤其是尺寸较大的管件，制作不合理将直接影响气流的平顺，导致涡流产生带来能耗和噪声；主管上支管引出处的开口应和支管尺寸一致，开口处禁止存留导流铁板，且开口处应没有毛刺和卷边；风管安装完成后，必须检查各接缝是否平整，用密封胶涂抹均匀，并进行严格的漏风测试。其次，应严格按照设计图纸要求施工，VAVbox箱一次风入口接管须保证3~5D（D为接管尺寸）以上的硬质直管段长度，避免风量传感器不准影响后期调试和使用。送风软管的长度应按设计要求控制在2米以内，不可图现场施工方便使用软管进行折弯和翻绕，避免管路阻力太大影响送风效果。另外，镀锌铁皮风管的厚度必须满足规范要求，以保证风管具有足够的刚度和强度，避免风量变化时引起管道振动产生噪音。风管支吊架的设置需满足施工规范要求，保证牢固不晃动。风管保温板材需贴紧管壁，接缝处用铝箔胶带密封严实，避免结露[4]。
四、结束语
VAV变风量空调系统具有良好的节能性和舒适性，然而该系统对设计的合理性和施工质量的依赖性很高，如若控制不好将直接影响后期系统的调试和运行效果。本文结合实际工程经验，总结了VAV变风量空调系统在设计和施工阶段的质量控制要点，为日后VAV空调系统在项目中的应用和实施提供参考。
参考文献
[1]冯文利,李国忠,徐琳.“VAV空调系统”弱电调试技术与工程应用[J].上海建设科技,2009(4):20-23.
[2]廖丽红.变风量空调系统设计中若干问题的探讨[J].《暖通空调》,2014(8):18 -24.
[3]董小鹏.浅谈VAV空调系统施工和调试过程中重要环节的控制[J].安装, 2014(5):33-36.
[4]薛亚斌,贾岩.上海浦东某办公楼变风量空调系统设计[J].《暖通空调》,2003 33(6):73-74.
论文作者:欧阳金城
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/1
标签：风管论文; 空调系统论文; 空调论文; 系统论文; 机房论文; 阻力论文; 风口论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;