对于变风量空调系统设计中存在的问题分析

苏炳超

[摘要]如今空调对于很多家庭来说已经非常普遍，变风量空调是现今空调行业发展的一个方向。目前，变风量空调系统的设计中存在着一些问题，其会直接影响到变风量空调的控制效果以及增加变风量空调的能耗等。本研究会对变风量空调系统风道特征以及变风量末端装置的可调比性等做出简单阐述，并针对其中的问题做出简要分析。

[关键词]变风量空调；系统设计；问题

0前言

相对于传统的空调系统来说，变风量空调系统具有一定的优势，变风量空调的噪音低，即使夜间开放也不会影响到休息，并且其并不如传统的空调系统一般，需要维修保养，即可维持室内的良好空气，基于变风量空调系统具有较大的优势，其在多种建筑中被广泛的使用。对于变风量空调系统设计来说，其中的风道设计是决定变风量空调系统性能好坏的关键之处，因此，本研究将会针对此方面做出重点的分析和探讨。

1变风量系统简单介绍

变风量系统诞生于20世纪60年代的美国，由于定风量系统越来越不能满足消费者的需求，变风量系统应运而生。变风量系统的主要优点就是能根据周围环境的各种参数改变风量，并在送风过程中保持空调的送风温度，同时调节空调的送风量，使空调的消费者能够得到舒适的温度和风量，因此，变风量系统提高了消费者的满意度。不仅如此，变风量系统相对于其他系统来说，降低了能源的消耗，其原因就在于变风量空调系统大部分时间都在部分负荷下运作，使空调送的风量减少，从而降低了空调能源的消耗。70年代后，美国主要使用的是VAV系统，并在美国得到广泛的应用，VAV系统的所追求的就是使用更少的能耗，从而满足室内的温度等的要求。VAV系统经过不断的发展，使用范围更加广泛，并未其他国家也得到推广。

2变风量空调系统中风道的特征

相对于定风量空调系统来说，变风量空调系统并没有得到更多的创新，而是在定风量空调系统的基础上发展起来的，因此，变风量空调系统中的风道的特征与定风量空调系统中的风道特征基本相似，在对变风量空调系统进行设计时，就需要遵守定风量空调系统风道的设计方法。具体来说，就是不能让变风量末端装置承担风道系统设计工况下的阻力平衡功能，变风量空调系统中风道设计的特征之一就是，其设计风量可以通过测量变风量空调系统末端装置的风量所获得。因此，工作人员在对变风量空调系统进行验收时，就可以通过打开变风量空调系统末端装置的风阀全部打开，直接测量变风量空调系统末端装置的风量，从而得到变风量空调系统的设计风量，判断该变风量空调系统工程是否合格，变风量空调系统中的风道系统的另外两个特征分别为维持变风量末端装置的行程不变：变风量空调系统在进行风道设计时可以不考虑使用参数。有些人认为变风量空调系统的风道可以不作阻力平衡设计，因为他们认为变风量空调系统末端就具有风量调节的功能，这其实是一种误解，应该指出的是，变风量空调系统末端具有的风量调节功能仅是在非设计工况下可以使用的。除此之外，变风量空调系统工程存在的问题有部分设计人员在进行风道设计时，并没有进行管道阻力平衡设计，仅仅是在变风量空调系统末端装置中安装手动门阀，这种做法是不可取的，当风道出现吸风现象时，手动门阀并不能起到实质性作用。

3变风量空调末端的可调比性

变风量空调末端的可调比性是衡量变风量空调系统节能效果的主要参数，同時其也是衡量空调性能的主要参数，其主要是指变风量空调系统最大的可以控制的风量与最小的可以控制的风量的比值，可以说，变风量空调末端的可调比性越大，此变风量空调系统的设计越节能。根据经验，在进行设计时，选择更大型号的变风量空调末端装置，就可以降低该变风量空调末端的可调比性。在实际进行设计的过程中，变风量空调末端的可调比性与其末端的压差也具有一定的关系，一般来说，变风量空调末端装有风速计，风速计是用来测量系统的风速的，并且，所有的系统所能达到的各种风速都在此风速计的计量范围内，末端压差虽然可以影响到风阀的开度，但是并不能影响到风速计的工作范围。一般来说，装置上标签的最小可控风量并不是实际使用过程中的最小可控风量，其取决于装置中的风速传感器有关，更与DDC控制器有关。近几年来，由于各国修改了标准，变风量空调系统末端装置设计也得到了一些改变，与传统的末端装置的设计有了很大的不同，空调末端所需的可调比性则越来越大，因此，末端装置也显得越来越重要。

4变风量空调末端装置的风量测量能力决定变风量末端装置的类型

变风量末端装置的可调比性可以通过改变变风量空调末端装置的风量测量能力实现，第一代变风量末端装置是通过使用皮托管测量其喉口动压，从而计算变量空调系统的风量。根据实验报告可以得出，皮托管风速计本身并不能影响变风量末端装置的可调比性，影响变风量空调系统末端装置的可调比性的主要因素为DDC控制器的模数转换器，研究报告得出。使用八位模数转换器时，读数误差可达到10%，因此，DDC控制器不宜再使用8位的模数转换器。第二代变风量末端装置该换风速计来测量风速，克服了第一代变风量空调末端装置使用皮托管所带来的劣势，提高了变风量空调末端装置的调节性能。而第三代末端装置采用脉冲信号，因此，DDC控制器在接收信号不再采用模拟转换器，直接读取数字信号，避免了因读数而引起较大的误差。

5变风量空调系统风道设计中的分流三通

在变风量空调系统风道设计时，常常使用分流三通，在国外，分流三通有两种，分别是弯头组合式分流三通和单侧45度斜接T形分流三通。当主风管风速较大时，可以使用弯头组合式分流三通，其可以获得到较大的静压复得，从而避免主风管会因为其风速较大的缘故而出现的吸风现象。如果在变风量空调系统设计工程中，主风管的高度与支风管的高度相差较大时，就不宜使用弯头组合式分流三通，此时，弯头组合式分流三通不容易制作，只能采用单侧45度斜接T形分流三通，并且这时，可以考虑在装置上安装上分流调节风阀，从而避免出现因主风管的风速过大而吸风的现象。经过实验可以得知，T形分流三通的局部阻力因数会随着支风管与主风管的风速比的改变而改变，并且，T形分流三通的局部阻力因数越大，越容易造成吸风现象。相对于单侧45度斜接T形分流三通来说，弯头组合式分流三通的局部阻力因数变化较小，相对来说的影响也比较小。因此，所变风量空调系统的主风管风速较大，就不宜使用T形分流三通，适宜使用弯头组合式分流三通。如果出现不能使用弯头组合式分流三通，使用T形分流三通时，可以在装置中添加分流调节风阀，从而降低吸风现象出现的概率。

6结语

变风量空调系统是在定风量空调系统的基础上发展而来，因此，其不仅具有定风量空调系统设计的特征，同时也具有自己独特的特征，相对于定风量空调系统具有更大的优势。然而变风量空调系统设计中也存在着一些问题。变风量空调系统风道的阻力平衡设计，变风量空调末端装置的可调比性，测量风量的装置，分流三通的使用等，都是能够影响变风量空调系统性能，节能能力的因素，因此，设计人员需要在此方面多下功夫，努力研究，优化变风量空调系统设计，从而推动变风量空调系统工程的发展。

[责任编辑：杨玉洁]