過渡季節 VAV 空調系統送風溫度的優化控制分析

冉義拉 楊俊瀟

摘要：變風量空調系統在風機裝機容量、運行能耗、對溫度區域的獨立控制、衛生等方面具有顯著的性能優勢。變風量空調可以在不同區域中響應空調負荷和室內環境設置的變化，原理是改變風機的頻率，系統可以自動改變和調節空調的送風量，以實時響應人們對室內溫度的要求。VAV空調系統的能耗不僅可以降低，而且還可以幫助改善空氣質量。

關鍵詞：變風量空調控制系統;設計與應用

中圖分類號：TU831.3文獻標識碼：A

引言：變風量空調的工作原理是在不同的分區中調節空調裝置，在內部空間負荷變化時調節風機的頻率，以改變送入房間的風量并保持室內溫度變化在穩定范圍內。在中國，過渡季節白天和晚上之間的溫差通常會大幅波動，因此需要實時優化和重置 VAV 系統的送風溫度。

1.????? 變風量空調系統的特征

1.1?? 優點

（1）?????? 節能：空調系統一年中大部分時間處于部分負荷運行狀態，VAV系統通過改變送風量來調節室溫，這可以顯著降低送風量的能耗。同時，根據最大負載的總風量的使用，可以合理設計風機的安裝容量。根據相關文獻，與固定風量系統相比，VAV 系統可節能30%以上。

（2）?????? 舒適度高：與一般的固定風量系統相比，可以更有效地實現每個局部區域的靈活溫度控制，可以根據負荷的變化或個人的要求調節房間溫度，并獨立執行溫度控制可避免干擾產生熱量過冷，從而可以減少冷卻或供熱負荷。

（3）?????? VAV 系統是新鮮空氣冷卻的源，具有全空氣系統的某些優點，可以使用新鮮空氣作為冷卻源來清除內部電荷。

（4）?????? 系統具有良好的靈活性，易于修改和擴展。它特別適合于具有變化模型的建筑物，例如租賃辦公樓。當內部參數更改或重新分配時，只需要更換旁通管和終端設備，移動出風口的位置即可，只需重置房間恒溫器即可[1]。

1.2?? 缺點

（1）?????? 從用戶的角度來看，這種類型的系統主要在中國短時間內使用，并且某些建筑物的空調系統的設計存在缺陷，例如：1.新鮮空氣不足，人們感覺憋悶;2.房間正壓或負壓很大很難打開房間的門;3.室內氣流產生過多的噪音。

（2）?????? 從操作管理的角度來看，系統的操作是不穩定的，特別是對于帶有“電加熱”功能的 VAV 系統，節能效果有時并不明顯。

（3）?????? 變風量系統也有一定的固有缺陷：①系統的初期投資比較大;②對于室內濕度負荷變化很大的情況，如果使用室溫控制且沒有終端加熱器，通常很難保證滿足室內濕度要求。

2.????? VAV的主要類型VAV系統

變風量空調系統主要包括雙風管和單風管。其中，雙風管變風量空調系統配有冷風管道和熱風管道，可精確調節室內負荷條件下的制冷和供熱，并能在所有條件下響應室溫需求。優點是熱穩定性相對穩定并且易于調節，可用于要求高舒適度的空調房間。

就壓力變化的補償而言，具有變風量的空調系統可以根據壓力分為具有變風量的空調系統和具有獨立的風量壓力的空調系統。目前，節流型變風量箱、旁通型變風量箱風機供應型的變風量箱是更常見的變風量箱類型。其中，節流型變風量箱是使用最廣泛的變風量箱。具有單風管的變風量箱的結構主要包括外殼、節流閥和相關的控制調節裝置等，雙風管的變風量主要包括兩個節流型變風量箱。

3.????? 用變風量空調系統的風量控制方法

（1）?????? 定靜壓法

在風管靜壓的最低點安裝一個靜壓傳感器，在此點測量靜壓，并調節風機速度，以使該點的靜壓在風機末端的最低工作壓力下保持恒定變風量，控制簡單可靠。當風管網絡更加復雜時，節能效果很差。對于那些擁有大量終端的用戶來說，大規模負載切換的規則是不一致的。適用于無固定風量的終端空調系統，一個空調單元負責更多的 VAV 端子，從20到30個 VAV 端子。

（2）?????? 變靜壓法

變靜壓控制的多變量，非線性和隨時間變化的特征使得很難使系統進入穩定狀態。控制復雜并且容易發生振蕩，但是它可以確保系統中VAV 末端有足夠的風量，并且節能效果明顯。適用于帶有管道分支的變風量的空調系統，從6到8個 VAV 端子，空調區域的方向相同，以確保負載不斷增加和減少的趨勢。

（3）?????? 變定靜壓方法

根據變風量結束時提供的風閥反饋數據，將閥的位置信息用作壓力請求信號，并根據每個區域不同時間的需要重置靜壓設置值，因此，靜壓的設定值應盡可能低，直到區域末端的控制閥完全打開為止，從而具有良好的節能效果。

4.????? 變風量空調系統的VAV系統設計

控制送風溫度的優化策略具有明顯的優勢：可以根據檢測到的濕度溫度自動選擇較大的溫濕度差值，然后控制熱水閥和冷水管的開度。確保在整個過程中回風的濕度保持恒定。在冬季，如果電池水溫未達到防凍規定的溫度，此時將啟動防凍開關以防止盤管破裂。

采用單風管變風量系統（VAV），氣流的組織上送上回。新鮮的外部空氣由安裝在避難所地板或屋頂上的新風機處理，由新鮮空氣導管引入，與內部主要回風混合，由空調單元處理，然后送入房間;新風量可實現過渡季新風比不小于50%運行，獲得節能效果。新鮮空氣系統的設計具有可變的空氣量，每個辦公室區域都配備了新的空氣處理系統。

5.????? VAV-AHU自動控制系統的設計

VAV 空調器配有“變頻器”。在正常使用期間，每棟大樓中的兩臺標準落地式 VAV 空調應同步運行，并在活動區域內提供圓形風管。在辦公時間以外或只有一半樓層需要使用空調的情況下，操作員可以通過工作站（工作站）手動發出命令，將天花內環型送風管道的電動風閥關上，只起動1臺 VAV 空調機運行。每臺 VAV 空調機負責送風至各個變風量風箱（VAV Box）。VAV Box 采用獨立于壓力的類型，變風量系統控制方法采用可變靜壓控制方法，并且根據供氣管線的靜壓變化確定風機的頻率轉換。在送風管道中設置一個溫度傳感器以監視送風溫度，并將其與預設溫度值進行比較，然后退出電池水閥進行溫度調節。

6.????? 自動控制可變容量的新鮮空調（VAV-PAU）

風量可變的空調必須配備“變頻器”。每臺具有變風量的空調都負責將新鮮空氣輸送到指定辦公樓的標準樓層。在每個樓層的每個空氣處理單元的新鮮空氣旁路管道上安裝一個 VAV 箱，根據 CO2的濃度確定對新鮮空氣的需求和 VAV 箱的開度，集中式新鮮空氣處理系統采用恒定靜壓設計和風機變頻是基于新鮮空氣監控器的靜態特性。確定壓力變化。在送風管道中設置一個溫度傳感器以監測送風溫度，并將其與預設溫度值（用戶可在 BMS 中設置）進行比較，然后將其從盤管中取出到水閥中進行溫度調節。電池水閥將隨風機狀態鎖定。盤管水閥還將閥開度的百分比值返回給BAS。電氣互鎖是必要的。當風機停止運轉時，新鮮空氣入口管道上的風閥必須自動關閉。風機啟動時，風閥應自動打開，并且只有在風閥完全打開時，風機才會開始運行。

7.????? 變風量的空調系統的VAV操作

變風量空調系統在運行年度內可以正常、平穩地運行，在系統控制下，室內濕度和溫度在一定程度上可以滿足設計標準。變風量空調系統的數字控制部分可以隨時發送命令，以完全監視和控制系統的每個部分，消聲器系統可以有效控制空調噪音。

結論：隨著生活中各種居住場所和電氣設備要求的不斷提高，空調是目前空氣中控制溫度的主要方法，是提高室內空氣質量和溫度的有效途徑。在中國，過渡季節的日溫差較高，通常在早上和晚上只有十度，在中午超過二十度。此溫度條件適合使用優化送風溫度策略來控制空氣供應溫度，節省能源并有益于健康。

參考文獻：

[1]黃友前.VAV 空調系統風管末端裝置安裝及調試要點分析[J].福建建材，2019（02）：84-85+41.