變風量系統是利用改變送入室內的送風量來實現對室內溫度調節的全空氣空調系統，它的送風狀態保持不變。變風量空調系統由空氣處理機組、送風系統、末端裝置及自控裝置等組成,其中末端裝置及自控裝置是變風量系統的關鍵設備,它們可以接受室溫調節器的指令,根據室溫的高低自動調節送風量,以滿足室內負荷的需求。
其他組成部分與定風量空調系統的作用基本相同。
基本介紹
- 中文名：變風量空調系統
- 外文名：Variable Air Volume
- 簡稱：VAV
原理,特點,末端設備,設計問題,套用狀況,
原理
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。在空調系統運行過程中,出現最大負荷的時間不到總運行時間的10%,全年平均負荷率僅為50%,在絕大部分時間內,空調系統處於部分負荷運行狀態。變風量系統通過減少送風量,從而降低風機輸送功耗,起到了明顯的節能效果;而且,樓宇自控系統可根據當前的製冷(制熱)需要,調節冷水機組(熱泵機組)的製冷(制熱)能力及投入運行的台數。根據工況需求,自動組合啟動冷水泵、冷卻水泵及冷卻塔的投運台數,以達到最佳的環境控制和節能效果。
特點
（1）由於變風量空調系統是通過改變送入房間的風量來適應負荷的變化，而空調系統大部分時間的部分負荷下運行，所以風量的減少帶來了風機能耗的降低。
（2）區別於常規的定風量或風機盤管系統，在每一個系統中的不同朝向房間，它的空調負荷的峰值出現在一天的不同時間，因此變風量空調器的容量不必按全部冷負荷峰值疊加來確定，而只要按某一時間各朝向冷負荷之各的最大值來確定。這樣，變風量空調器的冷卻能力及風量比定風量可風機盤管系統減少10-20%
（3）變風量空調系統屬於全空氣系統，與風機盤管系統相比有明顯的好處是冷凍水管與冷凝水管不進入建築吊頂空間，因而免除了盤管凝水和霉變問題。
末端設備
末端裝置是改變房間送風量以維持室內溫度的重要設備。末端裝置有如下幾種分類方法:按照改變風量的方式,有節流型和旁通型。前者採用節流機構(如風閥)調節風量,後者則是通過調節風閥把多餘的風量旁通到迴風道。
按照是否補償壓力變化,有壓力有關型(pressure dependent)。和壓力無關型(pressure independent)。從控制角度看,前者由溫控器直接控制風閥。後者除了溫控器外，還有一個風量感測器和一個風量控制器,溫控器為主控器,風量控制器為副控器,構成串級控制環路,溫控器根據溫度偏差設定風量控制器設定值,風量控制器根據風量偏差調節末端裝置內的風閥。當末端入口壓力變化時,通過末端的風量會發生變化,維持原有的風量。壓力無關型末端可以較快地補償這種壓力變化,維持原有的風量。而壓力有關型末端則要等到風量變化改變了室內溫度才動作,在時間上要滯後一些。
設計問題
變風量調節系統在設計方面的若干問題
1、負荷、風量問題：冬、夏系統最大風量是根據系統最大冷負荷或最大熱負荷計算的。而最大冷熱負荷不是各區最大負荷的總和，應考慮系統的同時負荷率，因空調設備提供的冷量能自動的隨負荷變化而在建築物內部調劑。系統最小風量可按最大風量的40%-50%計算，該最小風量必須滿足氣流分布方面的最低要求，同時必須大於衛生要求的新風量。
2、氣流分布問題：由於風口變風量，會影響到室內氣流分布的均勻性和穩定性，從而能影響人的舒適感。宜採用擴散性能好的風口（噴射型風口擴散性能較差），因為前者當風量減少時，仍具有誘導室內空氣的性能，二噴射型風口的射流則會改變射程而直接下降到工作區。此外，配置多個風口比用少量風口的效果為好。利用貼附平頂作用的條縫風口則被認為是一種最好的變風量送風口。採用普通風口時，一般可按80%左右的最大送風量作為選定風口風量的依據。還應指出：由於熱風的浮升作用，當變風量系統風量變小時，將使氣流分布惡化，這是應該注意的。
3、變風量系統的風機控制：使用節流型變風量風口後，系統的管道特性線將產生變化，風機的工作點也將移動，管內靜壓增加，這樣雖則風量是減少了，然而由於風壓增大使動力沒有得到很大節約，特別是在過量的節流後會引起噪聲的增加，甚至風機可能進入不穩定區工作。此外，如果管內壓力超過了末端裝置的容許靜壓，則調節失靈。再者，當管內靜壓的變化過高還將引起大量的漏風。為了防止這一系列的缺點，必須在風管內設靜壓控制器，根據風管內靜壓的變化來控制送風機的總風量，比較經濟合理的措施是調節風機的轉速或風機的進口導葉裝置或調節風機出口風閥，才能從實際上達到節約動力的效果。對於未採用專門設計製造的節流型風口的空調系統，為了節約動力消耗而採用變風量運行時，同樣也應從調節風機本身的風量著手。
套用狀況
變風量空調系統20世紀60年代中期產生於美國，憑藉它節能、舒適、靈活等特點在美國、日本及歐洲一些已開發國家得到了廣泛套用。在美國高層建築的VAV系統使用率已經達90%以上。國內變風量系統的使用率卻很低。如一項對上海200幢辦公大樓空調系統形式的調查中,其中變風量系統在整個空調系統的使用率僅有7%。
目前我國正在運行的空調機組大部分是定風量運行的，由於過去人們對節能認識不足和變風量系統控制、運行較複雜及該系統的初投資較大,這些都限制了變風量系統的套用。隨著能源危機，節能已成為各行各業都在關注的問題，計算機的廣泛套用，使控制系統的功能愈來愈完善，而且變風量空調系統的價格下調，已經可以與風機盤管加新風系統競爭。在我國新設計的空調系統中有些已採用了VAV空調系統，如東北電力集團總公司辦公大樓等。另外還有一些舊的空調系統如中國地震局減災大樓等也改造成了VAV空調系統。
