對于變風量空調系統(tǒng)設計中存在的問題分析

蘇炳超

[摘要]如今空調對于很多家庭來說已經(jīng)非常普遍，變風量空調是現(xiàn)今空調行業(yè)發(fā)展的一個方向。目前，變風量空調系統(tǒng)的設計中存在著一些問題，其會直接影響到變風量空調的控制效果以及增加變風量空調的能耗等。本研究會對變風量空調系統(tǒng)風道特征以及變風量末端裝置的可調比性等做出簡單闡述，并針對其中的問題做出簡要分析。

[關鍵詞]變風量空調；系統(tǒng)設計；問題

0前言

相對于傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)來說，變風量空調系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢，變風量空調的噪音低，即使夜間開放也不會影響到休息，并且其并不如傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)一般，需要維修保養(yǎng)，即可維持室內的良好空氣，基于變風量空調系統(tǒng)具有較大的優(yōu)勢，其在多種建筑中被廣泛的使用。對于變風量空調系統(tǒng)設計來說，其中的風道設計是決定變風量空調系統(tǒng)性能好壞的關鍵之處，因此，本研究將會針對此方面做出重點的分析和探討。

1變風量系統(tǒng)簡單介紹

變風量系統(tǒng)誕生于20世紀60年代的美國，由于定風量系統(tǒng)越來越不能滿足消費者的需求，變風量系統(tǒng)應運而生。變風量系統(tǒng)的主要優(yōu)點就是能根據(jù)周圍環(huán)境的各種參數(shù)改變風量，并在送風過程中保持空調的送風溫度，同時調節(jié)空調的送風量，使空調的消費者能夠得到舒適的溫度和風量，因此，變風量系統(tǒng)提高了消費者的滿意度。不僅如此，變風量系統(tǒng)相對于其他系統(tǒng)來說，降低了能源的消耗，其原因就在于變風量空調系統(tǒng)大部分時間都在部分負荷下運作，使空調送的風量減少，從而降低了空調能源的消耗。70年代后，美國主要使用的是VAV系統(tǒng)，并在美國得到廣泛的應用，VAV系統(tǒng)的所追求的就是使用更少的能耗，從而滿足室內的溫度等的要求。VAV系統(tǒng)經(jīng)過不斷的發(fā)展，使用范圍更加廣泛，并未其他國家也得到推廣。

2變風量空調系統(tǒng)中風道的特征

相對于定風量空調系統(tǒng)來說，變風量空調系統(tǒng)并沒有得到更多的創(chuàng)新，而是在定風量空調系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，因此，變風量空調系統(tǒng)中的風道的特征與定風量空調系統(tǒng)中的風道特征基本相似，在對變風量空調系統(tǒng)進行設計時，就需要遵守定風量空調系統(tǒng)風道的設計方法。具體來說，就是不能讓變風量末端裝置承擔風道系統(tǒng)設計工況下的阻力平衡功能，變風量空調系統(tǒng)中風道設計的特征之一就是，其設計風量可以通過測量變風量空調系統(tǒng)末端裝置的風量所獲得。因此，工作人員在對變風量空調系統(tǒng)進行驗收時，就可以通過打開變風量空調系統(tǒng)末端裝置的風閥全部打開，直接測量變風量空調系統(tǒng)末端裝置的風量，從而得到變風量空調系統(tǒng)的設計風量，判斷該變風量空調系統(tǒng)工程是否合格，變風量空調系統(tǒng)中的風道系統(tǒng)的另外兩個特征分別為維持變風量末端裝置的行程不變：變風量空調系統(tǒng)在進行風道設計時可以不考慮使用參數(shù)。有些人認為變風量空調系統(tǒng)的風道可以不作阻力平衡設計，因為他們認為變風量空調系統(tǒng)末端就具有風量調節(jié)的功能，這其實是一種誤解，應該指出的是，變風量空調系統(tǒng)末端具有的風量調節(jié)功能僅是在非設計工況下可以使用的。除此之外，變風量空調系統(tǒng)工程存在的問題有部分設計人員在進行風道設計時，并沒有進行管道阻力平衡設計，僅僅是在變風量空調系統(tǒng)末端裝置中安裝手動門閥，這種做法是不可取的，當風道出現(xiàn)吸風現(xiàn)象時，手動門閥并不能起到實質性作用。

3變風量空調末端的可調比性

變風量空調末端的可調比性是衡量變風量空調系統(tǒng)節(jié)能效果的主要參數(shù)，同時其也是衡量空調性能的主要參數(shù)，其主要是指變風量空調系統(tǒng)最大的可以控制的風量與最小的可以控制的風量的比值，可以說，變風量空調末端的可調比性越大，此變風量空調系統(tǒng)的設計越節(jié)能。根據(jù)經(jīng)驗，在進行設計時，選擇更大型號的變風量空調末端裝置，就可以降低該變風量空調末端的可調比性。在實際進行設計的過程中，變風量空調末端的可調比性與其末端的壓差也具有一定的關系，一般來說，變風量空調末端裝有風速計，風速計是用來測量系統(tǒng)的風速的，并且，所有的系統(tǒng)所能達到的各種風速都在此風速計的計量范圍內，末端壓差雖然可以影響到風閥的開度，但是并不能影響到風速計的工作范圍。一般來說，裝置上標簽的最小可控風量并不是實際使用過程中的最小可控風量，其取決于裝置中的風速傳感器有關，更與DDC控制器有關。近幾年來，由于各國修改了標準，變風量空調系統(tǒng)末端裝置設計也得到了一些改變，與傳統(tǒng)的末端裝置的設計有了很大的不同，空調末端所需的可調比性則越來越大，因此，末端裝置也顯得越來越重要。

4變風量空調末端裝置的風量測量能力決定變風量末端裝置的類型

變風量末端裝置的可調比性可以通過改變變風量空調末端裝置的風量測量能力實現(xiàn)，第一代變風量末端裝置是通過使用皮托管測量其喉口動壓，從而計算變量空調系統(tǒng)的風量。根據(jù)實驗報告可以得出，皮托管風速計本身并不能影響變風量末端裝置的可調比性，影響變風量空調系統(tǒng)末端裝置的可調比性的主要因素為DDC控制器的模數(shù)轉換器，研究報告得出。使用八位模數(shù)轉換器時，讀數(shù)誤差可達到10%，因此，DDC控制器不宜再使用8位的模數(shù)轉換器。第二代變風量末端裝置該換風速計來測量風速，克服了第一代變風量空調末端裝置使用皮托管所帶來的劣勢，提高了變風量空調末端裝置的調節(jié)性能。而第三代末端裝置采用脈沖信號，因此，DDC控制器在接收信號不再采用模擬轉換器，直接讀取數(shù)字信號，避免了因讀數(shù)而引起較大的誤差。

5變風量空調系統(tǒng)風道設計中的分流三通

在變風量空調系統(tǒng)風道設計時，常常使用分流三通，在國外，分流三通有兩種，分別是彎頭組合式分流三通和單側45度斜接T形分流三通。當主風管風速較大時，可以使用彎頭組合式分流三通，其可以獲得到較大的靜壓復得，從而避免主風管會因為其風速較大的緣故而出現(xiàn)的吸風現(xiàn)象。如果在變風量空調系統(tǒng)設計工程中，主風管的高度與支風管的高度相差較大時，就不宜使用彎頭組合式分流三通，此時，彎頭組合式分流三通不容易制作，只能采用單側45度斜接T形分流三通，并且這時，可以考慮在裝置上安裝上分流調節(jié)風閥，從而避免出現(xiàn)因主風管的風速過大而吸風的現(xiàn)象。經(jīng)過實驗可以得知，T形分流三通的局部阻力因數(shù)會隨著支風管與主風管的風速比的改變而改變，并且，T形分流三通的局部阻力因數(shù)越大，越容易造成吸風現(xiàn)象。相對于單側45度斜接T形分流三通來說，彎頭組合式分流三通的局部阻力因數(shù)變化較小，相對來說的影響也比較小。因此，所變風量空調系統(tǒng)的主風管風速較大，就不宜使用T形分流三通，適宜使用彎頭組合式分流三通。如果出現(xiàn)不能使用彎頭組合式分流三通，使用T形分流三通時，可以在裝置中添加分流調節(jié)風閥，從而降低吸風現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

6結語

變風量空調系統(tǒng)是在定風量空調系統(tǒng)的基礎上發(fā)展而來，因此，其不僅具有定風量空調系統(tǒng)設計的特征，同時也具有自己獨特的特征，相對于定風量空調系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。然而變風量空調系統(tǒng)設計中也存在著一些問題。變風量空調系統(tǒng)風道的阻力平衡設計，變風量空調末端裝置的可調比性，測量風量的裝置，分流三通的使用等，都是能夠影響變風量空調系統(tǒng)性能，節(jié)能能力的因素，因此，設計人員需要在此方面多下功夫，努力研究，優(yōu)化變風量空調系統(tǒng)設計，從而推動變風量空調系統(tǒng)工程的發(fā)展。

[責任編輯：楊玉潔]