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祿米實(shí)驗(yàn)室VAV與VRV空調(diào)系統(tǒng)的原理及特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量（Variable Air Volume）空調(diào)系統(tǒng)是一種通過改變送風(fēng)量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的空調(diào)系統(tǒng)。Delta控制公司是世界上設(shè)計(jì),、制造出一體化（即集控制器,、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和流速傳感器于一身）的VAV控制器的BA產(chǎn)品制造商,。
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)60年代起源于美國,，自80年代開始在歐美,、日本等國得到迅速發(fā)展,，重要的原因是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)巨大的節(jié)能優(yōu)勢(shì),。經(jīng)過十幾年的普及和發(fā)展,，目前變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)己占據(jù)了歐、美,、日集中空調(diào)系統(tǒng)約30% 的*,，并在世界上越來越多的國家得到應(yīng)用。進(jìn)入90年代以來,，采用VAV技術(shù)的多層建筑與高層建筑已達(dá)到95%,。
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)由空氣處理機(jī)組、新風(fēng)/排風(fēng)/送風(fēng)/回風(fēng)管道,、變風(fēng)量空調(diào)箱,、房間溫控器等組成,，其中變風(fēng)量空調(diào)箱是該系統(tǒng)的重要部分。
一,、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）的優(yōu)勢(shì)
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)區(qū)別于其它空調(diào)形式的優(yōu)勢(shì)主要在以下幾個(gè)方面:
1,、 節(jié)能
由于空調(diào)系統(tǒng)在全年大部分時(shí)間里是在部分負(fù)荷下運(yùn)行，而變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是通過改變送風(fēng)量來調(diào)節(jié)室溫的,，因此可以大幅度減少送風(fēng)風(fēng)機(jī)的動(dòng)力耗能,。據(jù)模擬測(cè)算，當(dāng)風(fēng)量減少到80% 時(shí),，風(fēng)機(jī)耗能將減少到51%,；當(dāng)風(fēng)量減少到50%時(shí),，風(fēng)機(jī)耗能將減少到15%,。全年空調(diào)負(fù)荷率為60% 時(shí)，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（變靜壓控制）可節(jié)約風(fēng)機(jī)動(dòng)力耗能78%,。
2,、 新風(fēng)作冷源
---因?yàn)樽冿L(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)，在過渡季節(jié)可大量采用新風(fēng)作為天然冷源,，相對(duì)于風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng),，能大幅度減少制冷機(jī)的能耗，亦可改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,。
3,、 無冷凝水煩惱
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)，冷水管路不經(jīng)過吊頂空間,，避免了風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中令人煩惱的冷凝水滴漏和污染吊頂問題,。
4、 系統(tǒng)靈活性好
現(xiàn)代建筑工程中常需進(jìn)行二次裝修,，若采用帶VAV空調(diào)箱裝置的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng),，其送風(fēng)管與風(fēng)口以軟管連接，送風(fēng)口的位置可以根據(jù)房間分隔的變化而任意改變,，也可根據(jù)需要適當(dāng)增加風(fēng)口,。而在采用定風(fēng)量系統(tǒng)或風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的建筑工程中，任何小的局部改造都顯得很困難,。
5,、 系統(tǒng)噪聲低
風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)存在現(xiàn)場(chǎng)噪聲，而變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)噪聲主要集中在機(jī)房,，用戶端噪聲較小,。
6、 不會(huì)發(fā)生過冷或過熱
帶VAV空調(diào)箱的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)與一般定風(fēng)量系統(tǒng)相比,，能更有效地調(diào)節(jié)局部區(qū)域的溫度,，實(shí)現(xiàn)溫度的獨(dú)立控制,，避免在局部區(qū)域產(chǎn)生過冷或過熱現(xiàn)象。
7,、 提高樓宇智能化程度
采用DDC數(shù)字控制的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng),，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，接入到樓宇自控系統(tǒng)中,，從而提高樓宇智能化程度,。
8、 減少綜合性初投資
由于增加了系統(tǒng)靜壓控制以及VAV空調(diào)箱等環(huán)節(jié),，設(shè)備控制上的造價(jià)會(huì)有所提高,。但由于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)冷熱負(fù)荷的分布，使送風(fēng)量在建筑物內(nèi)各個(gè)控制區(qū)域間平衡轉(zhuǎn)移,，從而使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總送風(fēng)量減少,，因此可以減小空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備容量，系統(tǒng)綜合性初投資不一定會(huì)增加,，甚至可以降低,。
9、 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,，維修工作量小,，使用壽命長。
二,、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）控制原理
變風(fēng)量控制器和房間溫控器一起構(gòu)成室內(nèi)串級(jí)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(cè)到的實(shí)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(hào),，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(shí),，風(fēng)道壓力傳感器檢測(cè)風(fēng)道內(nèi)的壓力變化，采用PI或者PID調(diào)節(jié),，通過變頻器控制變風(fēng)量空調(diào)機(jī)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,，消除壓力波動(dòng)的影響，維持送風(fēng)量,。
三,、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）常用控制方式
1、定靜壓控制
工作原理：保證系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)某一點(diǎn)（或幾點(diǎn)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(diǎn)所設(shè)定值的差值控制變頻器工作調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定,。 同時(shí)，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
工作原理：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(jī)轉(zhuǎn)速確定,。同時(shí)，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
工作原理：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,。
四、變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)基本構(gòu)成
1,、室內(nèi)變風(fēng)量溫控器
2,、變風(fēng)量末端（VAVBOX）——帶有控制器、傳感器,、風(fēng)閥、BOX箱體及其他輔助設(shè)施
3,、風(fēng)道靜壓測(cè)量裝置
4,、變風(fēng)量空調(diào)機(jī)（帶有變頻器）
五、變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
國外寫字樓一般都是把VAV空調(diào)系統(tǒng)作為常規(guī)的*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”正是這種情況的結(jié)論,。國內(nèi)寫字樓的發(fā)展趨勢(shì)也必將是VAV系統(tǒng),，因?yàn)閂AV系統(tǒng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì),、靈活性,、維護(hù)量小幾個(gè)方面都具有*的*性。
六,、VRV空調(diào)系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)VRV 空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中,，通過控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)餐和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的率冷劑空調(diào)系統(tǒng),。其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù),、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則,，通過變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量,，并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件,，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性,，并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定丁作在工作狀態(tài),。
VRV 空調(diào)系統(tǒng)具有明顯的的節(jié)能、舒適效果,，該系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷,，在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行，減少了因壓縮機(jī)頻繁啟停造成的能量損失,；采用壓縮機(jī)低頻啟動(dòng),，降低了啟動(dòng)電流，電氣設(shè)備將大大節(jié)能,，同時(shí)避免了對(duì)其它用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊,；具有能調(diào)節(jié)容量的特性，改善了室內(nèi)的舒適性,。
VRV 空調(diào)系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)安裝方便,、布置靈活多變、『_I 族巨筑空間小,、使用方便,、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低,、不需機(jī)房,、無水系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。
七,、VRV空調(diào)系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題2．1 新風(fēng)問題空調(diào)系統(tǒng)中,，新風(fēng)量是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)，也是達(dá)到室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的保證,。目前常用的新風(fēng)處理方式有：
（1）,、使用的新風(fēng)機(jī)，其室內(nèi)機(jī)按新風(fēng)工況設(shè)計(jì),，排管數(shù)通常為6 排或者8 排,，風(fēng)壓也較高，然而價(jià)格很高,，一般工程中較少采用,；
（2）用全熱交換器處理新風(fēng)。這種方式特別適合有排風(fēng)要求的場(chǎng)合,，如餐飲娛樂,、會(huì)議室等。將室外新風(fēng)經(jīng)過全熱交換器與室外排風(fēng)進(jìn)行熱濕交換后送入室內(nèi),，可以大人降低新風(fēng)負(fù)荷,，非常節(jié)能。
然而，在工程設(shè)計(jì)需要注意新風(fēng)口和排風(fēng)口的布置一定要合理,，尤其是有污染的場(chǎng)所,，更要考慮新風(fēng)和排風(fēng)的交義污染問題，在國內(nèi)使用時(shí),，由于大多數(shù)城市空氣質(zhì)量較差,，積灰嚴(yán)重，過濾器易堵塞,，要經(jīng)常清洗過濾器,。
（3）用風(fēng)機(jī)箱將新風(fēng)送至各個(gè)室內(nèi)機(jī)，新風(fēng)負(fù)荷由各個(gè)室內(nèi)機(jī)負(fù)擔(dān),。該方式系統(tǒng)簡單,，設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)機(jī)箱也根據(jù)系統(tǒng)要求很容易選到合適的風(fēng)壓。過渡季節(jié)還可以作為通風(fēng)換氣機(jī)使用,。但是未經(jīng)過處理的新風(fēng)直接接入室內(nèi)機(jī)時(shí),，與新風(fēng)單獨(dú)處理的系統(tǒng)相比，室內(nèi)機(jī)型號(hào)加火,，噪音也增火,，而且在室外空氣濕度較大時(shí)，室內(nèi)機(jī)可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,。
由此可以看出對(duì)于VRV 空調(diào)系統(tǒng)棘手的新風(fēng)問題,，通常情況下都推薦采用第三種處理方式，經(jīng)濟(jì)合理,，簡單適用,。而在有排風(fēng)要求的場(chǎng)合，則優(yōu)先考慮第二種方式,。
2．2 目前VRV 空調(diào)系統(tǒng)本身所受局限
（1）大室外機(jī)連接數(shù)為4 臺(tái)；
（2）大室外機(jī)組合容量為48HP：
（3）大室內(nèi)機(jī)連接數(shù)為40 臺(tái),；
（4）室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的容量比為50％~130％：
（5）大實(shí)際配管長度為150 米,；
（6）室內(nèi)外機(jī)大高度差當(dāng)室外機(jī)在上時(shí)為50 米，當(dāng)室外機(jī)在下時(shí)為40 米,；
（7）大總配管長度為300 米,。
2．3 室內(nèi)機(jī)選擇問題一個(gè)工程中在某些部位室內(nèi)選用不恰當(dāng)，如：1．某工程在較窄小的電梯廳選用了嵌入式四面送風(fēng)的室內(nèi)機(jī),；2．某工程在吊頂下面安裝吊式明裝的室內(nèi)機(jī),，不妥，應(yīng)選用嵌入式雙面或四面送風(fēng)的室內(nèi)機(jī)：3．某工程某個(gè)面積很大的廳,，選用數(shù)臺(tái)四面送風(fēng)的室內(nèi)機(jī),，實(shí)際選用暗裝風(fēng)管式的室內(nèi)機(jī)不但可節(jié)省初投資，還可以更靈活配合內(nèi)裝修布置送風(fēng)口達(dá)到使用目的。
建議：
1．房間有吊頂,，而且平面成長窄形時(shí)采剛半明裝四面送風(fēng)室內(nèi)機(jī),。
2．有吊項(xiàng)且平面成正方形或空間較大時(shí)采用半明裝四面送風(fēng)室內(nèi)機(jī)，當(dāng)平面空間較大時(shí),，為了節(jié)省造價(jià)或更靈活的配合內(nèi)裝修也可選用暗裝接管式室內(nèi)機(jī),。
3．房間無吊頂時(shí)，根據(jù)其平面形狀,、大小靈活的采用明裝吊式,、明裝肇式和明裝落地式室內(nèi)機(jī)。
2．4 室外機(jī)耗電量問題VRV 空調(diào)產(chǎn)品樣本中提供的壓縮機(jī)輸功率不能當(dāng)作壓縮機(jī)的耗電量,，兩者之間存在著電機(jī)的效率,，一般為0．8.
2．5 室內(nèi)外機(jī)的匹配問題實(shí)際工程中，尤其是中小型工程,，同一層平面中有多種使用功能房間,，其使用時(shí)間也不同，而且面積也較?。ㄈ纾盒?huì)議室,、接待室、包間,、小餐廳等）,，要實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的劃分就比較困難，即使能做劍而系統(tǒng)也十分復(fù)雜,。如果采用VRV 空調(diào)系統(tǒng)以上問題就簡單了,，而且充分的體現(xiàn)出它既能靈活布置，又能節(jié)省平常運(yùn)行費(fèi)用的特點(diǎn),。既然把不同功能和不同使用時(shí)間的房間合在同一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中,，那么，就存在室內(nèi)合理匹配問題,，這就需要考慮同時(shí)使用系數(shù)的問題,，同時(shí)使用系數(shù)多少視具體情況而定，但是室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的容量比既不能低于50％,，也不能超過130％,。
2．6 室外機(jī)的布置問題室外機(jī)的布置應(yīng)滿足下述要求：進(jìn)風(fēng)通暢不干擾，排風(fēng)順暢不回流,。只有做好這些才能保證室外機(jī)的產(chǎn)冷量（熱量）,。室外機(jī)布置在屋頂、陽臺(tái)和地面上,，前面兩種做法居多,，兩者都有優(yōu)缺點(diǎn)：
室外機(jī)布置在層頂時(shí),，優(yōu)點(diǎn)：屋頂較空曠，排風(fēng)順暢,，熱空氣很快的散發(fā)到高空去,。缺點(diǎn)：進(jìn)風(fēng)曲折，當(dāng)眾多室外機(jī)布置在同一屋頂時(shí),，進(jìn)風(fēng)曲折且干擾多,。室外機(jī)布置在陽臺(tái)上時(shí)優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)風(fēng)順暢。缺點(diǎn)：排風(fēng)不暢,，存在回流現(xiàn)象,，當(dāng)數(shù)臺(tái)垂直布置時(shí)，容易形成下面室外機(jī)的排風(fēng)被上面室外機(jī)吸入作為進(jìn)風(fēng),，影響機(jī)組產(chǎn)冷量（熱量）,。
2．7 凝結(jié)水管的安裝問題VRV 空調(diào)部分室內(nèi)機(jī)白帶凝結(jié)水排升泵，這給設(shè)計(jì)帶來極大的方便,。實(shí)際上程中凝結(jié)水管的長度應(yīng)盡量短,，并要有0．O1 的坡度，以免形成管內(nèi)氣阻,，排水不暢,。如果凝結(jié)水管坡管不夠時(shí)，可制一個(gè)排水升程管,。升程管的高度應(yīng)小于各種型號(hào)凝結(jié)水排升高度的規(guī)定值,。升程管距管室內(nèi)機(jī)應(yīng)小300mm. 2．8 制冷劑的問題由于VRV 空調(diào)系統(tǒng)的管道接頭較多，增加了制冷劑泄漏的可能性,，且系統(tǒng)的內(nèi)容積過大,，增大了制冷劑充灌量，因此空調(diào)機(jī)安裝的房間要求設(shè)計(jì)成：在出現(xiàn)制冷劑泄漏時(shí),，其濃度不會(huì)超過極限值,。以制冷劑R410A 為例，它沒有毒性和易燃性,，但是當(dāng)濃度上升時(shí)卻存在窒息危險(xiǎn),。其極限濃度計(jì)算方法是：制冷劑總量（千克）／安裝室內(nèi)機(jī)房間的小容積（立方米）≤濃度極限（千克／立方米）用于一拖多的制冷劑的濃度極限為0．3 千克／立方米。濃度可能超過極限值的房間,，與相鄰房間要有開口，或者安裝跟氣體泄漏探測(cè)裝置連鎖的機(jī)械通風(fēng)設(shè)備,。