變風量空調系統實施中的控制要點

王兵

（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武漢 430081）

傳統意義的空調系統雖然能夠有效的調節室內環境溫度，但是其存在能耗高、空氣品質差等缺點詬病。變風量（VAV）空調系統是保持送風溫度恒定，通過改變進入空調區域的送風量來適應區域內負荷變化的一種空調系統；風量隨著負荷的變化而變化，自動分配平衡，房間溫度能夠單獨控制，改善房間空氣品質的效果；負荷變化較大時，節能效果尤為顯著。因變風量（VAV）空調系統的優勢顯著，在國內已得到了廣泛的認可與運用。本文對施工過程中的一些控制要點進行探討。

1 變風量空調系統的發展歷史及現狀

變風量（VAV）空調系統是根據室內負荷的變化或室內溫度設定值的變化，自動調節系統的送風量，使室內溫度達到設計要求的全空氣系統。變風量（VAV）空調系統誕生于上世紀60時年代的美國，80年代在歐美、日本等地得到廣泛的運用和發展，現在已成為世界發達國家和地區空調系統的主流。

2 變風量空調系統的分類及控制原理

2.1 變風量空調系統的分類

變風量空調系統一般由冷熱源機組（負荷調節）、供水系統（變流量輸送）、集中空氣處理機組（變頻控制風機）、送回風管路、變風量末端裝置（調整每個空調區送風量）及其控制系統（智能化控制和管理）組成。變風量空調系統的基本原理是通過改變送風量以適應空調負荷的變化，維持空調房間的空氣參數。變風量控制器按房間溫度傳感器檢測到的實際溫度，與設定溫度比較差值，以此輸出所需風量的調整信號，調節變風量末端的風閥，改變送風量，使室內溫度保持在設定范圍。風道壓力傳感器檢測風道內的壓力變化，采用PI或者PID調節，通過變頻器控制集中空氣處理機組送風機的轉速，消除壓力波動的影響，控制送風量的大小。自控系統可根據當前的制冷(制熱)量的需要，依據制冷(熱)機組的制冷(熱)能力調節投入運行的臺數。根據工況需求，自動組合啟動冷凍、冷卻水泵及冷卻塔的投運臺數。變風量控制采用室內溫度為主控制量，空氣流量為輔助控制量。變風量空調系統可基本分為單風道、雙風道、風機動力箱式和誘導器式四類。目前國內技術主要采用變風量單風道空調系統。變風量空調系統的變風量箱（VAV BOX）品種繁多、各具特色，歸納起來可以分為：（1）按改變房間送風量方式分為節流型和旁通型兩大類。（2）按補充系統壓力變化的方式分為壓力相關型和壓力無關型。

2.2 變風量空調系統控制原理

變風量空調系統常用定靜壓控制法、變靜壓控制法和總風量控制法。由于定靜壓控制簡單，要求的管理水平不高；運行穩定，故障率低，維護費用低；傳輸數據少，不必聯網；壓力有關型或無關型VAV BOX都可應用等優點，是目前國內運用最廣泛的控制方法。定靜壓控制的工作原理：保證系統風道內某一點（或幾點平均）靜壓一定的前提下，室內所需風量由VAV BOX風閥調節。定靜壓設定值太低，不能滿足全房間（最大風量）的要求；設定值太高，會增加耗能，增加噪音，對控制不利。定靜壓設定值的大小與風管系統的壓力有關；與壓力傳感器的位置有關。普通空調系統（中壓系統），靜壓值建議在150～300Pa之間，低壓系統建議100～200Pa之間；壓力傳感器建議安裝在單環路風管的2/3處比較適宜。具體數值應在調試中確定。

2.3 變風量空調系統的施工質量控制要點

變風量空調系統是由冷熱源機組、供水系統、集中空氣處理機組、送回風管路、變風量末端裝置在一系列高精度傳感元件組成的控制系統下的一個集成，通過控制系統的檢測、反饋、處理，得以實現風量的控制。在施工過程中任何環節的疏忽，都將影響到整個系統的正常運行。施工過程中主要有以下控制要點。

2.4 變風量空調系統風管的主要控制要求

常規VAV系統，主管道設計工作壓力大致在200～400Pa范圍，根據《通風與空調工程施工質量驗收規范》（50243-2002）工作壓力等級劃分屬于低壓系統（P≤500Pa）。但VAV系統在穩定運行條件下，管道內長期保持相對穩定的靜壓，施工要求建議按中壓系統的工藝標準執行，以免漏風過大造成損耗，影響系統的穩定運行。同時，根據規范、材料種類、風管截面積的周長選擇對應風管材料的規格（厚度），確保成品風管的強度，避免運行中管道的振動產生噪音。空調系統少量的漏風是不可避免的，但是過量的漏風會影響整個系統的穩定運行及功能的實現，并造成能量的大量浪費。在風管段加工制作時，應以機械密封為主，密封膠密封為輔。風管拼裝時，一定要橫平豎直，嚴禁風管扭曲變形；對變形的風管進行矯正，確保組裝精度。重點對彎頭、三通、法蘭翻遍的轉角處進行密封膠密封處理。

彎頭應按規范要求設置導流片，導流片設置時應注意合理的位置及片數，特別是尺寸較大的彎頭，會影響氣流造成局部噪音，導流片的合理設置有利于減少局部阻力，降低噪音。主風管與支風管連接，應首先采用三通連接，若確實需要開口連接，開口尺寸應與支管尺寸一致，開口處應平滑整齊，不得卷邊及帶有毛刺，避免產生局部噪音。風管分段組裝時，法蘭與法蘭之間要求有不燃或難燃的材料密封，厚度≥5mm，沿法蘭連續敷設，不得有空隙，不得突入風管內。采用螺栓或螺栓與卡瑪進行連接，擰緊壓實時壓縮量要均勻一致。風管組裝完后，必須對連接縫隙進行檢查，發現漏光點及時用修補處理。風管支架安裝間距按規范設置，水平彎管在500mm范圍內應設置一個支架，支管距干管1200mm范圍內應設置一個支架。水平風管長度超過20m的，應設置不少于一個的防止風管晃動的固定支架。支吊架不應設置在風口處或閥門、檢查門和控制執行機構的操作部位，距離風口或插接管不宜小于200mm。支撐保溫風管的橫擔應設在風管保溫層外部，嚴禁損壞保溫層，并錯開保溫接縫位置。

2.5 變風量空調系統的靜壓傳感器等控制元件的主要控制要點

靜壓傳感器是變風量空調系統中控制風量的核心元件，對于系統的正常運行起著決定性作用。在風管中的安裝位置對測量的準確性有很大的影響，測量的準確性直接決定了系統能否正常運行。靜壓傳感器安裝的位置及安裝預留孔的大小應在施工前與弱電控制單位確定，在風管制作時一起預留好，嚴禁風管安裝完成后二次開孔，在靜壓傳感器安裝完成后要進行密封處理。根據理論計算及現場的實際經驗，靜壓傳感器宜安裝在遠離風機2/3處的主管上，插入風管深度為風管尺寸的1/2為最佳。嚴禁安裝在彎頭、變徑處，安裝位置的上游、下游4倍管徑處沒有任何阻擋的直管段。若實在無法滿足安裝條件時，在上游段的適當位置安裝均流板。

2.6 變風量空調系統的噪音主要控制要點

空調系統在投入運行后，噪音是否達到設計要求，直接影響到空調的舒適度，必須高度重視，做好降噪措施。控制噪音要從噪音源及傳播途徑入手。首先，設備選型時，選擇滿足要求的靜音型或超靜音型設備，設備吊裝或落位時安裝減震器。設備機房采用微穿孔雙層夾面墻體內襯，內填50mm厚的超細玻璃棉消音。設備與風管采用防火帆布軟連接，回風口安裝消音回風箱；出風口的主風管上安裝消聲器。其次，風管在制作時適當增加加強筋，用于提高風管的強度；整條風管安裝完成后，要及時找平找正，安裝固定支架，減少風管運行時的晃動。最后，風管與風口連接時，采用柔性連接。

2.7 變風量空調系統的調試主要控制要點

空調系統安裝完畢后，必須經全面檢驗，符合設計及規范等要求，才能進行調試工作。調試分單機試運轉、無負荷聯動試運轉及帶負荷聯動試運轉三種。單機試運轉時，將風閥開度調至最大，待風機啟動后，立即停止，檢查風機的轉向是否和風機標注的方向一致，不一致時調換電源接線任意兩相再次試驗，直至符合要求為止。單機試運轉不得低于2h，運行時，設備內無雜物，無異響，試驗合格，及時填寫測試結果并簽字存檔。聯動試運行在單機試運轉合格后進行，運行時間不低于8h。系統分別在最大和最小風量下，利用主、支管及變風量箱后的手動調節閥進行調節，使各支管、各出風口達到風量平衡。通過靜壓值的不斷設定及調整，來使系統達到最好的運行狀態。測定室內溫度、濕度、噪音、實際總風量及各風口實際風量是否滿足要求。實際總風量與設計總風量的偏差不大于10%；各風口實際風量與設計風量偏差不大于15%為合格。

3 結語

隨著人民生活水平的提高，環保意識的增強，對室內空氣品質的重視，變風量空調系統的優點越來越突出。變風量空調系統的運用是趨勢，得到了廣泛的認可與運用，但是由于影響性因素很多，使得變風量空調的技術還有待完善的地方。因此，對變風量空調系統施工過程中的控制要點進行研究很有必要。本文總結了一些在變風量空調系統施工過程中的控制要點。