變風量空調系統VAV在辦公建筑中的應用

摘 要：隨著經濟的不斷發展，空調技術也日新月異。各種新型空調系統如雨后春筍般的涌現出來，變風量空調系統VAV是其中的佼佼者，歷經半個多世紀的完善，其節能、易于控制等特點使其利于不敗之地。文章立足于VAV的特點，以具體案例分析其在辦公建筑中的實際應用情況。

關鍵詞：變風量空調系統；VAV；辦公建筑；節能；減噪

中圖分類號：TU8311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）9-0035-01

1 變風量空調系統概況

變風量空調系統（VAV）是是一種節能型空調系統，其對室內溫度的主要調節手段是控制送風量，從誕生至今，已有半個多世紀。變風量空調系統在西方發達國家占有30%多的中央空調占有率，其中高層建筑的使用率高達95%。變風量空調系統的主要構成部分有：空氣處理組（AHU）、風道系統、變風量末端（VAV-BOX）、DDC數字控制器、房間溫控器等。變風量空調系統擁有如下技術優勢：

1.1 節能顯著

①變風量空調系統是全空氣系統，在過渡季可大量采用新風作為天然冷源，相對于傳統空調而言，既能改善空氣質量，又能大輻度減少制冷機的能耗。

②采用變風量空調系統，由于各房間變風量末端裝置獨立控制，系統的冷、熱量或風量應為各房間逐時冷、熱量或風量之和的最大值，而非各房間最大值之和；這樣，就減少整個系統的負荷總量，從而使設備規格減小，初投資和運行費都減小。

③空調系統絕大多數時間是處在部分負荷下運行的。當房間負荷減小時，各末端裝置的風量將自動減小，系統對總風量的需求也會降低，通過變頻等控制手段，降低空調器送風機的轉速，可節省系統運行能量，按照空調系統年均負荷率70%計算，變風量空調系統可節能耗約74%。

1.2 衛生、舒適性好

變風量空調系統從工作機理上說屬于全空氣系統，不產生冷凝水，避免了霉菌的產生。同時，可以根據需要方便的設計加濕段、過濾段等各功能段，舒適性好。

1.3 系統適應性強

辦公建筑內經常進行多次重新裝修，傳統空調復雜的系統往往需要根據新的裝修要求進行重新布局，通常需要破壞原有吊頂。但變風量空調系統只需要適當增加或者減少一些軟管來調整送風末端，而且施工相對簡單可行，對原有吊頂可以最大程度的保留，節約人力財力物力資源。

1.4 噪聲低

變風量空調系統的噪聲主要來源于機房，較之傳統的空氣-水系統空調嚴重的現場噪聲，用戶受到的端噪音污染明顯減小。

1.5 溫度控制均勻

采用變風量空調系統，由于每個房間內的變風量末端裝置可隨該房間溫度的變化自動控制送風量，使空調房間過冷或過熱現象得以消除，能量得以合理利用。

1.6 與樓宇管理網絡化結合

變風量空調系統納入樓宇計算機管理網絡，對于溫度、時間等參數有了更系統、更精準的控制，不僅造福用戶，可以高效節能，便于管理。

1.7 變風量空調系統日常維護量小、使用壽命長

變風量空調系統只有風管，而沒有冷水管、冷凝水管進入空調房間，消除了由于冷水管保溫未做好、冷凝水管坡度未按要求設置，以及排水堵塞而使冷凝水滴下損壞吊頂，減少了日常維修工作量。

2 變風量空調的具體應用的案例分析

2.1 工程系統概況

2.2 系統組成

系統主要由空氣處理機（空調箱）、消音器、送回風機、壓力無關型單風道變風量末端（VAV box）、DDC數字控制器等組成。其結構控制圖如圖1所示。

整個空調系統采用DDC，納入樓宇控制系統BA，可以通過自動或者人工兩種模式來控制空調機的工作狀態、室內溫度、新風比、送風溫度、空氣過濾器等指標新風、排風以及排風控制閥用來獲取新風量，其數值控制的主要依據是回風管內的CO2探測器（CO2濃度設定值為0.1%）。工作過程中，當室內通風量減小時，可以提高送風溫度，加大送風量；室外溫度較低時，則全新風運行。

變風量空調箱中配有兩級過濾系統，分別采用板、布袋式，兩級過濾率分別為30%和70%。當過濾器阻力超過設定值時，報警系統工作。

室內安裝變風量未端裝置（VAV box），溫度控制器可以設定室溫、開關VAV箱。多孔平均式風速傳感器通過放大風量信號的方式能夠達到更為精確控溫的效果。

消音系統分為三級，空調箱帶消音段，送風總管設消音器，變風量箱出口消音靜壓箱。條形或格柵式吊頂回風口的設計能確保正常室壓。

2.3 運行效果分析

投入運行一年，空調系統基本能夠正常運行，溫度、濕度以及舒適度基本能達到設計要求。在試運行階段，在無人員的條件下，最低室溫達到21.7 ℃，誤差在±1 ℃，基本達標。多級消音系統有效地控制了噪音。變風量空調系統的數字控制部分可以實時地發出指令，并對各系統進行有效的監控。

當然，運行過程中也出現了一些問題，例如局部溫度不均勻，溫度偏高（原因是平衡閥調節不夠精確）；過濾阻力大（原因是二級過濾的積垢太多）；距離空調機較遠的房間溫度較高（原因是定靜壓點設置不準確）等。但通過反復調試，均已經解決。

總體看來，該會展中心的變風量空調系統通過了嚴格的技術檢測，無論在有效控制調節溫度、適度方面，還是在節能、減噪方面基本勝任諸如此類的大型辦公建筑的空調任務。

3 結 語

在以“節能”、“環保”等一系列越來越人性化特色的綠色經濟發展大趨勢下，變風量空調憑借其高效節能、易于控制、明顯的舒適度等革命性的技術優勢異軍突起，并得到長足發展，在國際、國內市場的占有額日趨提高。本文以具體案例，從結構設計、施工安裝以及調試運行的全過程，以精確的數值展現了變風量空調系統在辦公建筑中的多種優勢。任何一種新技術的問世都不可避免伴隨或多或少的負面因素，本案列中會展中心的變風量空調的當安裝、運行過程中也出現諸多細節問題，不過好在都已經妥善解決，我們的眼光要放在主流，而不是支流。總體來看，這項技術基本成熟，可以廣泛推廣。

參考文獻：

[1] 趙寶珠，接傳軍.變風量（VAV）空調系統及其在高層建筑中的應用[J].沈陽工程學院學報（自然科學版），2005，（12）.