摘要：随着生活质量的提高，人们对工作生活的环境舒适度以及绿色节能都有更高的要求，变风量空调系统越来越多地应用到公共建筑中，本文介绍了VAV系统的概念及其控制方法。
关键词：变风量空调系统（VAV），定静压，变静压等。
1.变风量空调系统概述
变风量系统至少应具备两个条件：一是送入房间的风量是通过变风量箱来分配，并按房间要求进行调节；二是应有一定的手段来调节风机以改变系统总风量。当送风量固定时，为适应各空调房间的负荷，要相应改变送风温度，这种系统成为定风量系统，从调节角度来说成为“质调节”。相反，如果送风温度一定，为适应负荷需要而改变送入各房间的风量，这种系统称为变风量系统，为“量调节”系统，又称VAV系统。按处理空调负荷所采用的输送介质分类，变风量空调系统是属于全空气式的一种空调方式，即全空气系统的一种。该系统是通过变风量箱调节送入房间的风量或新回风混合比，并相应调节空调机的风量或新回风混合比来控制某一空调区域温度的一种空调系统。
2.变风量空调系统的特点
（1）优点
1）节能：由于空调系统在全年大都分时间是在部分负荷下运行的。VAV系统通过改变送风量来调节室温，可大幅度减少送风风量的动力能耗。同时根据最大负荷总风量的使用情况，可以合理设计风机的装机容量。有关文献介绍，VAV系统与定风量系统相比大约可节约能量30%以上。
2）舒适性高，与一般定风量系统相比，能更有效地实现各局部区域温度的灵活控制，可以根据负荷的变化或个人的要求自行设置环境温度，实现温度的独立控制，避免在局部区城产生过冷成热的现象，由此可以减少制冷或供热的负荷。
3）新风冷源，VAV系统属于全空气系统，它具有全空气系统的一些优点，可以用新风作冷源消除室内负荷，没有风机盘管凝水问题和天花霉变问题。
4）系统的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑，例如出租写字楼等.当室内参数改变或重新隔断时，可只需要更换支管和末端装置，移动风口位置，甚至仅仅重新设定一下室内温控器。
（2）缺点
1）从用户的角度看，主要因此类系统在国内应用时间不长，某些建筑的空调系统本身设计有缺陷，例如：①缺少新风，室内人员感到憋闷；②房间内正压或负压大导致房门开启困难；③室内气流产生了偏大的噪声。
2）从运行管理方面看，系统运行不稳定，尤其是为舒适性牺牲节能而带“电加热”的VAV系统，节能效果有时不明显。
3）变风量系统还存在一些固有的缺点：①系统的初投资比较大；②对于室内湿负荷变化较大的场合，如果采用室温控制而又没有末端再热装置，往往很难保证室内湿度要求。
（3）变风量空调系统的使用场合
一般来说，有些建筑物采用变风量空气调节系统是合适的，这些建筑物为负荷变化较大的建筑物（如办公大楼）、有公用回风通道的多区域控制的建筑物。
1）负荷变化较大的建筑物。由于变风量可以减少送风机加热的能量（因为利用灯光及人员等热量），故负荷变化加大的建筑物可以采用变风量系统。若建筑物的玻璃窗面积比例小，外墙传热系数小，室内气候对室内影响较小，则不适用变风量系统、因为部分负荷时节约的能源较少，例如，办公大楼，一旦建筑物内有人员聚集和灯光开启，负荷就接近尖峰，人员离开和灯光关闭负荷就变小，因此，负荷变化大。再如图书馆或公共建筑，具有较大面积的玻璃窗和变化较大的负荷，也适合采用变风量系统，因为它的部分负荷的时间比较长。
2）有公用回风通道的多区域控制的建筑物，因为多回风通道可能产生系统静压过低或过高的情形，不利于风平衡的调节，故具有公用回风通道的多区域控制的建筑物适合采用变风量系统。
3.变风量空调系统的自动控制
自动控制是变风量空调系统的关键部分，其基本功能是对服务于各房间、区域的空调系统中的温度、湿度、风量、压力以及新、排风量等物理量进行有效监测与控制，达到舒适、节能的双重目的，VAV系统的自动控制包含了空调机组和末端VAV箱的控制。
（1）空调机组的控制
空调机组的控制包含送风温度和空气质量的控制及风量的控制，送风温度和空气质量跟普通定风量的空调机组控制类似，此处不赘述。风量控制是变风量空调系统成败的最关键点，当空调区域负荷减少，变风量末端装置一次风量减少时，控制器依照某种系统风量控制方法减少系统风量；反之，当空调区域负荷增加，变风量末端装置一次风量增加时，控制器将增大系统风量，主要有以下控制方法：
1）定静压法
在风管静压最低点安装静压传感器，测量该点的静压，并调节风机的转速，使该点的静压恒定在变风量末端的最低工作压力。控制简单可靠，当风道管网较复杂时，风道静压测量点的位置难以确定，节能效果较差。适用于风道规则，单台空调机组负责VAV末端较多，20~30个VAV末端。
2）变静压法
使用带风阀开度反馈，风量反馈和室内温控器的变风量末端，根据风阀开度控制送风机的转速。变静压控制的多变量、非线性、时变性等特性使系统难以进入稳定状态，控制复杂，容易产生震荡，但能保证系统中VAV末端都有足够的风量，节能效果明显。适用于单台空调机组所负责的VAV末端较少，6~8个VAV末端，空调区域朝向一致，保证负荷增减趋势一致。
3）变定静压法（静压设定点重设，最大风门法）
此类控制逻辑即是美国暖通协会ASHRAE推荐发布的“Trim & Response”方式，也是目前自控厂家推荐最多的控制方式。根据变风量末端提供的风阀反馈数据，以阀位信息为压力需求信号，按各个分区不同时间的需求重新设定静压设定值，使静压设定值尽可能低一些，直至某些分区末端装置调节阀全开。其不像变静压策略需要采集每个VAV末端装置的
需求风量，减少了网络数据传输量，降低了控制风柜的DDC运算量，但又克服了定静压法中静压值不能重新设定的缺点，从而比定静压策略更节能。适用各种类型的VAV系统设计，其控制流程如下：
4）总风量法
建立风道系统设定风量和送风机设定转速的函数关系，根据VAV末端风量需求之和直接确定风机运行频率，因采用前馈控制，系统响应速度快，节能效果较好，但难以确定精确的风道模型，由于风道漏风或模型有误，可能产生VAV末端风量不足。
适合空调管道施工质量高，风道密闭性良好，而且能够建立精确的风道模型的项目。
（2）末端VAV箱控制模式
压力无关型VAV箱是现今比较普遍使用的，因为它是双回路串级控制，它根据温差而计算出风量的需求，同时根据入口实际风量计算，调节风门的开度。所谓与压力无关的意思是不论主风管的压力改变是怎样，它都会调整风门的位置，把需要的风量送出。控制流程如下图：
论文作者:杨谧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：风量论文; 静压论文; 系统论文; 负荷论文; 变风量论文; 空调系统论文; 风道论文; 《基层建设》2019年第15期论文;