VAV空調(diào)系統(tǒng)施工及調(diào)試技術(shù)要點

摘 要：VAV空調(diào)系統(tǒng)包括多種高精度的傳感器元件，但是由于在設(shè)計和施工過程中對這些新興系統(tǒng)認(rèn)識不足，造成安裝及管理人員沒有嚴(yán)格按照系統(tǒng)特點進行操作，甚至未經(jīng)過仔細(xì)調(diào)試就投入了運行，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的舒適度和節(jié)能性沒有很好體現(xiàn)出來。筆者結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗及扎實的理論基礎(chǔ)，首先闡述了VAV空調(diào)系統(tǒng)的工作原理及特點，其次探究施工過程技術(shù)要點及調(diào)試過程技術(shù)要點，希望能為我國的VAV空調(diào)安裝與調(diào)試技術(shù)規(guī)程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：VAV空調(diào)系統(tǒng)；施工技術(shù)；調(diào)試

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展及生活水平的提高，人們對自身的生活條件和環(huán)境也有了更高的要求，例如：舒適度、節(jié)能、高效等。在一些大型建筑物中，傳統(tǒng)的定風(fēng)量空調(diào)已經(jīng)不能滿足人們的需求，因此急需建立能夠根據(jù)建筑物特點進行風(fēng)量控制的空調(diào)系統(tǒng)，而變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)恰好滿足這個要求。VAV空調(diào)系統(tǒng)最早于產(chǎn)生于上個世紀(jì)60年代，由于其能夠根據(jù)空間的負(fù)荷變化對送風(fēng)量進行調(diào)節(jié)，即達到了讓人舒適的效果，也起到了很好的節(jié)能效果。據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計顯示，與傳統(tǒng)的CAV空調(diào)系統(tǒng)相比，VAV空調(diào)系統(tǒng)能夠使建筑能耗減少20～30%，因此迅速在各個國家得到了廣泛應(yīng)用。但是VAV空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中，由于設(shè)計、施工及調(diào)試等方面的操作存在不規(guī)范，導(dǎo)致系統(tǒng)運行沒有達到預(yù)期目的，更甚者部分VAV空調(diào)系統(tǒng)在運行一段時間后不得不停止運行，重新進行設(shè)計和安裝。為了盡量避免此種情況的出現(xiàn)，筆者結(jié)合自身的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗，對VAV空調(diào)系統(tǒng)在施工及調(diào)試過程中的技術(shù)要點進行分析探究。

1 VAV空調(diào)系統(tǒng)的工作原理及特點

1.1 VAV空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

VAV空調(diào)系統(tǒng)是在運行過程中能夠根據(jù)空間區(qū)域的負(fù)荷變化情況自動對出風(fēng)量進行控制，從而調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度和溫度的系統(tǒng)。末端變風(fēng)量控制器（VAVBOX）和房間溫控器一起構(gòu)成室內(nèi)串級控制，采用室內(nèi)溫度為主控制量，空氣流量為輔助控制量。變風(fēng)量控制器按房間溫度傳感器檢測到的實際溫度，與設(shè)定溫度比較差值，以此輸出所需風(fēng)量的調(diào)整信號，調(diào)節(jié)變風(fēng)量末端的風(fēng)閥，改變送風(fēng)量，使室內(nèi)溫度保持在設(shè)定范圍。同時，風(fēng)道壓力傳感器檢測風(fēng)道內(nèi)的壓力變化，通過變頻器控制變風(fēng)量空調(diào)機送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，消除壓力波動的影響，維持送風(fēng)量.

1.2 VAVBOX的常用風(fēng)量控制方式

（1）定靜壓控制：保證系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)某一點（或幾點平均）靜壓一定的前提下，室內(nèi)所需風(fēng)量由VAVBOX風(fēng)閥調(diào)節(jié)；系統(tǒng)送風(fēng)量由風(fēng)道內(nèi)靜壓與該點所設(shè)定值的差值控制變頻器工作調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速確定。同時，可以改變送風(fēng)溫度來滿足室內(nèi)舒適性要求。

（2）變靜壓控制：在保證VAVBOX風(fēng)閥盡可能的處于全開位置（85～100%），系統(tǒng)送風(fēng)量由風(fēng)道內(nèi)所需靜壓來控制變頻器工作，調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速確定。同時，可以改變送風(fēng)溫度來滿足室內(nèi)舒適性要求。

（3）總風(fēng)量控制：通過改變送風(fēng)量調(diào)整室內(nèi)溫度，并使送風(fēng)與回風(fēng)的差值保持恒定，以滿足構(gòu)筑物排風(fēng)的需求。

1.3 VAV空調(diào)處理機組的送風(fēng)溫度控制方式

（1）定送風(fēng)溫度控制：房間的溫度控制時，送風(fēng)溫度恒定，只改變送風(fēng)量來控制房間的溫度。

（2）變送風(fēng)溫度控制：房間的溫度控制時，用改變的送風(fēng)溫度方式，可用定風(fēng)量送風(fēng)，也可用變風(fēng)量控制，滿足室內(nèi)舒適性要求。

（3）回風(fēng)溫度控制：通過回風(fēng)溫度傳感器檢測溫度于設(shè)定值進行比較來控制溫控水閥，進行房間溫度控制，一般用于定風(fēng)量控制。

（4）送風(fēng)溫度控制：通過送風(fēng)溫度傳感器檢測溫度于設(shè)定值進行比較來控制溫控水閥，進行房間溫度控制。

1.4 VAV空調(diào)系統(tǒng)的特點

與傳統(tǒng)的CAV空調(diào)系統(tǒng)相比，VAV空調(diào)系統(tǒng)具有以下幾個特點：

①節(jié)能。與傳統(tǒng)的CAV空調(diào)系統(tǒng)相比，VAV空調(diào)系統(tǒng)能夠根據(jù)空間區(qū)域的負(fù)荷來改變送風(fēng)量，能夠大幅度的減少空調(diào)系統(tǒng)的動力耗能，節(jié)約了能源；同時由于該系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)，在過渡季節(jié)能夠使用新風(fēng)做為冷源，能夠大幅度減少制冷機的能耗，節(jié)約了能源；②無冷凝水煩惱。VAV空調(diào)系統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)，冷水管在施工過程中無需經(jīng)過吊頂空間，能夠避免傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中冷凍、冷卻、冷凝水系統(tǒng)的跑冒滴漏現(xiàn)象及吊頂污染的弊端；③靈活性好。VAV空調(diào)系統(tǒng)在安裝時，由于其送風(fēng)管和風(fēng)口以軟管相接，因此送風(fēng)口的位置能夠任意改變，同時也能根據(jù)需求增加風(fēng)口，十分靈活，易于改、擴建，尤其適用于格局多變的建筑，例如出租寫字樓等。當(dāng)室內(nèi)參數(shù)改變或重新隔斷時，可能只需要更換支管和末端裝置，移動風(fēng)口位置，甚至僅僅重新設(shè)定一下室內(nèi)溫控器，而傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)則難以改變；④系統(tǒng)噪聲低。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機盤管在運行過程中存在現(xiàn)場噪聲，但VAV空調(diào)系統(tǒng)噪聲主要集中在機房，用戶端噪聲較小；⑤不會過冷或者過熱。與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比，VAV空調(diào)系統(tǒng)能對溫度實現(xiàn)獨立控制，避免局部過熱或過冷現(xiàn)象等。

2 VAV空調(diào)系統(tǒng)的施工技術(shù)要點

VAV空調(diào)系統(tǒng)的組成部件自動化程度很高，系統(tǒng)中包括多種高精度的傳感元件，工作時要依靠這些元件進行檢測、處理，以實現(xiàn)對風(fēng)量的自動控制，如果在施工過程中有稍微的疏忽，將會對整個系統(tǒng)的正常運行造成較大的影響，因此在進行施工時要注意做好以下幾個方面：

2.1 變風(fēng)量末端的選型

設(shè)備選型通常是參考設(shè)計師的設(shè)計來進行選型，但是不同廠家的設(shè)備具有不同的參數(shù)，同時實際選用的品牌也和設(shè)計可能存在差距，因此施工單位在進行施工時必須要對具體的數(shù)據(jù)進行詳細(xì)審核，否則會對系統(tǒng)的正常運行及初期投資造成不良影響。

2.2 風(fēng)管施工技術(shù)要點

根據(jù)VAV空調(diào)系統(tǒng)的工作原理可知，如果空間負(fù)荷減小，末端閥門將會自動減小，這就造成管內(nèi)靜壓力升高，導(dǎo)致風(fēng)管內(nèi)漏風(fēng)量增加，少量的漏風(fēng)是不可避免的，但是過量的漏風(fēng)將會對系統(tǒng)的運行造成影響，也會對系統(tǒng)的節(jié)能效果造成不利影響，因此整個VAV空調(diào)系統(tǒng)在正常運行過程中對漏風(fēng)問題具有嚴(yán)格的規(guī)定。為了減少風(fēng)管的漏風(fēng)量，可以采取多種方法，具體在施工安裝過程中要注意以下幾處：①風(fēng)管咬口密封處；②法蘭風(fēng)管連接處（如圖1所示）。圖中A處施工工藝水平比較低，極易出現(xiàn)漏風(fēng)，B處為法蘭膠片處（如圖2所示），若施工時處理不當(dāng)也會出現(xiàn)漏風(fēng)，因此施工時要特別注意這兩點；③主管道與支管的連接處。在施工過程中，由于VAV空調(diào)系統(tǒng)的靈活性，因此無法準(zhǔn)確的預(yù)留接口位置，同時連接完成后很難進行漏風(fēng)測試實驗，因此在施工過程中務(wù)必增加密封墊圈，并在四周均勻打上密封膠，防止出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象；④保溫金屬軟風(fēng)管和金屬風(fēng)管連接處，由于采用不銹鋼箍固定，若采用圖3所示的施工方法，基本會避免漏風(fēng)現(xiàn)象。

2.3 控制元件施工技術(shù)要點

在實際施工過程中，對于各類傳感器的安裝通常由空調(diào)自控專業(yè)的人員來進行，但是由于其對暖通方面流體力學(xué)知識的缺乏，安裝的位置缺乏專業(yè)知識論證，因此給傳感器的準(zhǔn)確檢測造成了不利影響，導(dǎo)致檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度存在較大誤差。筆者就典型傳感器的安裝技術(shù)進行分析：

（1）變風(fēng)量末端安裝。VAV空調(diào)系統(tǒng)的壓差變壓器通常安裝在變風(fēng)量末端入口處，為了更為精確的控制空間溫度，對流量傳感器的靈敏度具有嚴(yán)格要求。就施工方面而言，主要是入口前段氣流的穩(wěn)定對檢測的結(jié)果造成了一定影響。有些末端裝置在一次風(fēng)入口處設(shè)置均流板，使空氣能比較均勻地流經(jīng)風(fēng)速傳感器，保證裝置的風(fēng)量檢測精度。通常情況下，為了最大限度的提高檢測精確度，在進、出風(fēng)口處用和進風(fēng)口尺寸相同，長度是風(fēng)管直徑4倍的支管段連接配合，同時，還要注意將其拉直避免出現(xiàn)凹陷或者折疊。

（2）靜壓傳感器的安裝。對于VAV空調(diào)系統(tǒng)來說，靜壓傳感器是維持整個系統(tǒng)能夠正常工作的關(guān)鍵部件，其安裝位置會對整個系統(tǒng)的正常、經(jīng)濟運行有著重要的聯(lián)系。筆者根據(jù)自身的實踐經(jīng)驗和詳細(xì)的理論計算得出，靜壓傳感器安裝在離送風(fēng)機入口2/3直徑處的主管道上效果最好。在保證此處靜壓值固定后，能夠通過改變調(diào)節(jié)風(fēng)機的受電頻率控制送風(fēng)量的變化。和普通的壓力傳感器不同，靜壓傳感器不能安裝在彎頭、三通及變徑處，只能安裝在代表所有VAVBOX的靜壓感應(yīng)點位置處，否則將會導(dǎo)致顧此失彼，使得整個空調(diào)系統(tǒng)的正常工作受到影響。

2.4 噪聲處理技術(shù)要點

就VAV空調(diào)系統(tǒng)來說，產(chǎn)生噪聲的部分主要是由以下兩部分產(chǎn)生的：①空調(diào)處理機、新風(fēng)機、排風(fēng)機；②風(fēng)閥、風(fēng)口及彎頭處。為了降低空調(diào)系統(tǒng)運行過程中的噪聲，在購買空調(diào)處理機時，務(wù)必要注意設(shè)備的詳細(xì)參數(shù)，尤其是設(shè)備的風(fēng)機運行曲線圖、轉(zhuǎn)速及傳動方式等，盡量采用噪聲較低的設(shè)備；對于送風(fēng)、回風(fēng)管道來說，為了降低噪聲可以設(shè)置消聲器，消聲器通常選擇阻抗復(fù)合式消聲器，這種消聲器對中、低頻噪聲的消噪效果比較好；對于變風(fēng)量末端來說，為了降低噪聲可以在出口處增加一個多出風(fēng)口段，再在其內(nèi)部貼有25mm的超細(xì)玻璃棉，在此處經(jīng)過消聲后，再經(jīng)過帶保溫的柔性軟風(fēng)管至風(fēng)口處，噪聲得到了大幅消減；對于機房內(nèi)部設(shè)備的噪聲，可以在建設(shè)機房時采用雙層夾面墻體，同時內(nèi)部采用彈性材料填充密實。

3 VAV空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)要點

VAV空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試是在對整個機組的多項測試完成后進行的，是整個變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.1 空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量平衡調(diào)試

在進行風(fēng)量平衡調(diào)試前，首先要檢查系統(tǒng)各個狀態(tài)是否符合設(shè)計要求，例如：空調(diào)機組的運行頻率為50Hz，靜壓點傳感器的安裝位置是否合理，過濾網(wǎng)與變風(fēng)量末端的控制是否都處于最大風(fēng)量運行狀態(tài)，然后在進行風(fēng)量平衡調(diào)試。具體操作步驟如下：第一步，讓機組投入運行，觀察并記錄VAVBOX的一次風(fēng)量顯示值和風(fēng)系統(tǒng)的靜壓反饋值，若都達到最大值，則該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)；否則進行下一步；第二步，將第一次達到最大風(fēng)量的VAVBOX調(diào)整到最小一次風(fēng)量運行，同時升高風(fēng)管內(nèi)的靜壓，觀察并進行記錄，只至所有的VAVBOX都達到最大一次風(fēng)量。

判定條件與解決措施：如果測試出風(fēng)管內(nèi)的靜壓反饋值比設(shè)計值低1.1倍，比額定靜壓之高出2/3時，同時全部的一次風(fēng)量均達到最大一次風(fēng)量，則認(rèn)為整個系統(tǒng)風(fēng)量平衡，否則不平衡。若不平衡，建議相關(guān)部門對設(shè)備選型進行校核；若是因為主送風(fēng)管靜壓過高造成不平衡，則可以將手動閥門關(guān)小。

3.2 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)定壓點調(diào)試

在進行定壓點調(diào)試時，首先確定整個VAV空調(diào)系統(tǒng)的最不利環(huán)路，在靜壓點后的全部VAVBOX都處于最大一次風(fēng)量運行狀態(tài)下，然后調(diào)節(jié)靜壓點前的一次風(fēng)量，保證最不利末端的VAVBOX在一次風(fēng)閥全開狀態(tài)下，若其值達到最大設(shè)計值的90～100%，將此時靜壓點的靜壓反饋值作為空調(diào)系統(tǒng)定壓點的設(shè)定值。

定壓點的靜壓也能夠根據(jù)下述公式（1）進行設(shè)定：

PY=P0×（1-0.37×QS/Q0）（1）

上式中，PY，P0，QS，Q0分別表示靜壓點靜壓、機組出口靜壓、所有變風(fēng)量一次風(fēng)量之和及機組送風(fēng)量。

判定條件及解決措施：若風(fēng)管內(nèi)的靜壓反饋值不高于整個VAV空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計值的1.1倍，最不利末端的VAVBOX若在一次風(fēng)閥全部打開的情況下，達到最大一次風(fēng)量設(shè)計值得90%以上，判定為整個系統(tǒng)可以正常投入使用，否則不達標(biāo)。此時可以采取以下措施進行調(diào)整：①檢查風(fēng)系統(tǒng)；②聯(lián)系設(shè)計單位對其進行校核。

3.3 系統(tǒng)送風(fēng)溫度調(diào)試

在進行送風(fēng)溫度調(diào)試時，首先要保證VAV空調(diào)系統(tǒng)的總風(fēng)量、進水溫度及水流量等符合要求，然后使系統(tǒng)處于運行狀態(tài)，全部VAVBOX都處于最大風(fēng)量和最小量之間，最后設(shè)置合理的送風(fēng)溫度，觀察并記錄一天內(nèi)整個系統(tǒng)的末端運行狀態(tài)和空間溫度。

若系統(tǒng)沒有設(shè)定送風(fēng)溫度，可以采取以下公式進行計算：

ts=18-（tw-tn）/2（2）

上式中，ts，tw，tn分別代表送風(fēng)、室外、室內(nèi)設(shè)計溫度。

判定條件及解決措施：若空間溫度過高，同時多數(shù)VAVBOX都是在最大一次風(fēng)量的狀態(tài)下運行，這時就可以降低送風(fēng)溫度的設(shè)定值，否則可以進行適當(dāng)?shù)奶岣撸蝗艚档秃罂臻g溫度仍然無法滿足要求，則建議相關(guān)部門對室內(nèi)VAVBOX風(fēng)量進行校核；若各個部分都正常，但是送風(fēng)溫度沒有滿足要求，則建議相關(guān)部門對負(fù)荷和機組的制冷量進行校核。

3.4 空調(diào)水系統(tǒng)調(diào)試

目前，對于空調(diào)水系統(tǒng)的調(diào)試通常采用比例調(diào)節(jié)法。采用此方法進行調(diào)試時，要務(wù)必注意以下幾方面：①檢查設(shè)備，檢查末端空調(diào)設(shè)備管路上安裝的是否是平衡閥；②采用此法的前提是實測水流量滿足設(shè)計流量，但是現(xiàn)場進行調(diào)試時，總是碰到水量偏小的現(xiàn)象，若在這種情況下調(diào)節(jié)平衡閥，會發(fā)現(xiàn)總水量更小，為了解決這個問題，可以采取實用調(diào)節(jié)法。

采用實用調(diào)節(jié)法進行調(diào)試具有更高的效率，筆者通過實踐驗證發(fā)現(xiàn)，調(diào)試時間比理論調(diào)節(jié)法節(jié)約60%，并且還能使整個空調(diào)系統(tǒng)達到良好的靜態(tài)平衡。該法將水系統(tǒng)分解為下述（如圖4）三個層次：第一層次，分水器支路；第二層次，支管；第三層次，設(shè)備管，對每個層次的水管進行調(diào)節(jié)以達到預(yù)期的設(shè)計值。

調(diào)試時要注意以下幾個技術(shù)要點：①在每次調(diào)試之前，首先要保證水泵、風(fēng)盤及機組的電動閥門處于工作狀態(tài)，同時要保證與前一次調(diào)試水量一致再進行調(diào)試；②在進行水量測試時，對于閥門開度進行控制，測試在不同開度下的水流量，確認(rèn)其處于良好的工作狀態(tài)，以避免往后重復(fù)進行此項工作；③對閥門進行調(diào)節(jié)時，通常遵循以下程序進行：水力平衡閥——供水手動閥——回水手動閥；④若系統(tǒng)的水量符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在進行調(diào)節(jié)時應(yīng)該首先調(diào)節(jié)水力平衡閥，若系統(tǒng)的水量不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而是偏小，在進行調(diào)節(jié)時應(yīng)該首先調(diào)節(jié)其它手動閥門。

3.5 新風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試

在對新風(fēng)系統(tǒng)進行調(diào)試時，只需將定風(fēng)量閥的新風(fēng)量設(shè)定值調(diào)整為新風(fēng)的設(shè)計值。

判定條件及解決措施：讓整個系統(tǒng)處于最大風(fēng)量的運行狀態(tài)，對每層及每個系統(tǒng)的新風(fēng)量進行記錄，觀察其是否達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，若每層及每個系統(tǒng)都達到標(biāo)準(zhǔn)，則新風(fēng)系統(tǒng)平衡。反之，如果多數(shù)系統(tǒng)的新風(fēng)量都沒有達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，則建議相關(guān)部門校核新風(fēng)系統(tǒng)的阻力及設(shè)備選型是否達標(biāo)。

4 結(jié)束語

國外高檔寫字樓一般都是把VAV空調(diào)系統(tǒng)作為常規(guī)的必備系統(tǒng)而拒絕采用FC+新風(fēng)系統(tǒng)，“讓FC重新回到賓館里去”正是這種情況的最好結(jié)論。國內(nèi)高檔寫字樓的發(fā)展趨勢也必將是VAV系統(tǒng)，因為VAV系統(tǒng)在技術(shù)、經(jīng)濟、靈活性、維護量小幾個方面都具有無可比擬的優(yōu)越性。它有巨大優(yōu)勢，迅速發(fā)展，目前已占國外空調(diào)系統(tǒng)30%份額，并且成為空調(diào)發(fā)展的必然，目前國外高層建筑使用率已達95%。由于全球能源日益緊張，電能緊缺的現(xiàn)象在我國各大城市不斷出現(xiàn)，VAV空調(diào)系統(tǒng)由于具有良好的節(jié)能效果將會在我國得到日益廣泛的使用。筆者結(jié)合自己的工程實踐經(jīng)驗，對VAV空調(diào)系統(tǒng)在施工過程及調(diào)試過程中要注意的關(guān)鍵技術(shù)進行分析探究，希望能對同仁起到一定的幫助作用，促進VAV空調(diào)系統(tǒng)安裝質(zhì)量的進一步提升。

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