过渡季节 VAV 空调系统送风温度的优化控制分析

冉义拉 杨俊潇

摘要：变风量空调系统在风机装机容量、运行能耗、对温度区域的独立控制、卫生等方面具有显著的性能优势。变风量空调可以在不同区域中响应空调负荷和室内环境设置的变化，原理是改变风机的频率，系统可以自动改变和调节空调的送风量，以实时响应人们对室内温度的要求。VAV空调系统的能耗不仅可以降低，而且还可以帮助改善空气质量。

关键词：变风量空调控制系统;设计与应用

中图分类号：TU831.3文献标识码：A

引言：变风量空调的工作原理是在不同的分区中调节空调装置，在内部空间负荷变化时调節风机的频率，以改变送入房间的风量并保持室内温度变化在稳定范围内。在中国，过渡季节白天和晚上之间的温差通常会大幅波动，因此需要实时优化和重置 VAV 系统的送风温度。

1.      变风量空调系统的特征

1.1   优点

（1）       节能：空调系统一年中大部分时间处于部分负荷运行状态，VAV系统通过改变送风量来调节室温，这可以显著降低送风量的能耗。同时，根据最大负载的总风量的使用，可以合理设计风机的安装容量。根据相关文献，与固定风量系统相比，VAV 系统可节能30%以上。

（2）       舒适度高：与一般的固定风量系统相比，可以更有效地实现每个局部区域的灵活温度控制，可以根据负荷的变化或个人的要求调节房间温度，并独立执行温度控制可避免干扰产生热量过冷，从而可以减少冷却或供热负荷。

（3）       VAV 系统是新鲜空气冷却的源，具有全空气系统的某些优点，可以使用新鲜空气作为冷却源来清除内部电荷。

（4）       系统具有良好的灵活性，易于修改和扩展。它特别适合于具有变化模型的建筑物，例如租赁办公楼。当内部参数更改或重新分配时，只需要更换旁通管和终端设备，移动出风口的位置即可，只需重置房间恒温器即可[1]。

1.2   缺点

（1）       从用户的角度来看，这种类型的系统主要在中国短时间内使用，并且某些建筑物的空调系统的设计存在缺陷，例如：1.新鲜空气不足，人们感觉憋闷;2.房间正压或负压很大很难打开房间的门;3.室内气流产生过多的噪音。

（2）       从操作管理的角度来看，系统的操作是不稳定的，特别是对于带有“电加热”功能的 VAV 系统，节能效果有时并不明显。

（3）       变风量系统也有一定的固有缺陷：①系统的初期投资比较大;②对于室内湿度负荷变化很大的情况，如果使用室温控制且没有终端加热器，通常很难保证满足室内湿度要求。

2.      VAV的主要类型VAV系统

变风量空调系统主要包括双风管和单风管。其中，双风管变风量空调系统配有冷风管道和热风管道，可精确调节室内负荷条件下的制冷和供热，并能在所有条件下响应室温需求。优点是热稳定性相对稳定并且易于调节，可用于要求高舒适度的空调房间。

就压力变化的补偿而言，具有变风量的空调系统可以根据压力分为具有变风量的空调系统和具有独立的风量压力的空调系统。目前，节流型变风量箱、旁通型变风量箱风机供应型的变风量箱是更常见的变风量箱类型。其中，节流型变风量箱是使用最广泛的变风量箱。具有单风管的变风量箱的结构主要包括外壳、节流阀和相关的控制调节装置等，双风管的变风量主要包括两个节流型变风量箱。

3.      用变风量空调系统的风量控制方法

（1）       定静压法

在风管静压的最低点安装一个静压传感器，在此点测量静压，并调节风机速度，以使该点的静压在风机末端的最低工作压力下保持恒定变风量，控制简单可靠。当风管网络更加复杂时，节能效果很差。对于那些拥有大量终端的用户来说，大规模负载切换的规则是不一致的。适用于无固定风量的终端空调系统，一个空调单元负责更多的 VAV 端子，从20到30个 VAV 端子。

（2）       变静压法

变静压控制的多变量，非线性和随时间变化的特征使得很难使系统进入稳定状态。控制复杂并且容易发生振荡，但是它可以确保系统中VAV 末端有足够的风量，并且节能效果明显。适用于带有管道分支的变风量的空调系统，从6到8个 VAV 端子，空调区域的方向相同，以确保负载不断增加和减少的趋势。

（3）       变定静压方法

根据变风量结束时提供的风阀反馈数据，将阀的位置信息用作压力请求信号，并根据每个区域不同时间的需要重置静压设置值，因此，静压的设定值应尽可能低，直到区域末端的控制阀完全打开为止，从而具有良好的节能效果。

4.      变风量空调系统的VAV系统设计

控制送风温度的优化策略具有明显的优势：可以根据检测到的湿度温度自动选择较大的温湿度差值，然后控制热水阀和冷水管的开度。确保在整个过程中回风的湿度保持恒定。在冬季，如果电池水温未达到防冻规定的温度，此时将启动防冻开关以防止盘管破裂。

采用单风管变风量系统（VAV），气流的组织上送上回。新鲜的外部空气由安装在避难所地板或屋顶上的新风机处理，由新鲜空气导管引入，与内部主要回风混合，由空调单元处理，然后送入房间;新风量可实现过渡季新风比不小于50%运行，获得节能效果。新鲜空气系统的设计具有可变的空气量，每个办公室区域都配备了新的空气处理系统。

5.      VAV-AHU自动控制系统的设计

VAV 空调器配有“变频器”。在正常使用期间，每栋大楼中的两台标准落地式 VAV 空调应同步运行，并在活动区域内提供圆形风管。在办公时间以外或只有一半楼层需要使用空调的情况下，操作员可以通过工作站（工作站）手动发出命令，将天花内环型送风管道的电动风阀关上，只起动1台 VAV 空调机运行。每台 VAV 空调机负责送风至各个变风量风箱（VAV Box）。VAV Box 采用独立于压力的类型，变风量系统控制方法采用可变静压控制方法，并且根据供气管线的静压变化确定风机的频率转换。在送风管道中设置一个温度传感器以监视送风温度，并将其与预设温度值进行比较，然后退出电池水阀进行温度调节。

6.      自动控制可变容量的新鲜空调（VAV-PAU）

风量可变的空调必须配备“变频器”。每台具有变风量的空調都负责将新鲜空气输送到指定办公楼的标准楼层。在每个楼层的每个空气处理单元的新鲜空气旁路管道上安装一个 VAV 箱，根据 CO2的浓度确定对新鲜空气的需求和 VAV 箱的开度，集中式新鲜空气处理系统采用恒定静压设计和风机变频是基于新鲜空气监控器的静态特性。确定压力变化。在送风管道中设置一个温度传感器以监测送风温度，并将其与预设温度值（用户可在 BMS 中设置）进行比较，然后将其从盘管中取出到水阀中进行温度调节。电池水阀将随风机状态锁定。盘管水阀还将阀开度的百分比值返回给BAS。电气互锁是必要的。当风机停止运转时，新鲜空气入口管道上的风阀必须自动关闭。风机启动时，风阀应自动打开，并且只有在风阀完全打开时，风机才会开始运行。

7.      变风量的空调系统的VAV操作

变风量空调系统在运行年度内可以正常、平稳地运行，在系统控制下，室内湿度和温度在一定程度上可以满足设计标准。变风量空调系统的数字控制部分可以随时发送命令，以完全监视和控制系统的每个部分，消声器系统可以有效控制空调噪音。

结论：随着生活中各种居住场所和电气设备要求的不断提高，空调是目前空气中控制温度的主要方法，是提高室内空气质量和温度的有效途径。在中国，过渡季节的日温差较高，通常在早上和晚上只有十度，在中午超过二十度。此温度条件适合使用优化送风温度策略来控制空气供应温度，节省能源并有益于健康。

参考文献：

[1]黄友前.VAV 空调系统风管末端装置安装及调试要点分析[J].福建建材，2019（02）：84-85+41.