变风量空调系统原理及控制

变风量空调系统原理及控制2020/3/15目录1、VAV系统的概念2、VAV系统的发展历史及现状3、VAV系统的特点4、VAV系统的适用范围5、VAV系统的组成6、VAV系统的控制7、VAV系统的发展前景2020/3/151、VAV系统的概念CAV是什么？定风量系统Constant-Air-volume保持送风量恒定，通过改变进入空调区域的送风温度来适应区域内负荷变化的一种空调系统。VAV是什么？变风量空调系统Variable-Air-Volume保持送风温度恒定，通过改变进入空调区域的送风量来适应区域内负荷变化的一种空调系统。吸收（释放）能量的计算公式Q=C·ρ·L（Tn-Ts）其中L是送风量，Tn为室内温度，Ts为送风温2020/3/152、VAV系统的发展历史及现状60年代起源于美国，自80年开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统己占据了欧、美、日集中空调系统约30%的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。进入90年代以来，采用VAV变风量空调系统技术的多层建筑与高层建筑已达到95%，已被越来越多的中高端楼宇采用，并成为现代化智能化大楼的一部分，这种空调方式可以显著的降低空调系统的能耗和改善空调系统的性能，提高空调系统的舒适度。2020/3/153、VAV系统的特点1、节能；2、新风作冷源；3、无冷凝水烦恼；4、系统灵活性好；5、系统噪声低；6、不会发生过冷或过热；7、可实现远程集中监控，提高楼宇智能化程度；8、系统结构简单，维修工作量小，使用寿命长；2020/3/15节能及噪声低的优越性一、节能由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到80%时，风机耗能将减少到51%；当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%。全年空调负荷率为60%时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。二、噪声低风机盘管系统存在现场噪声，而变风量空调系统噪声主要集中在机房用户端噪声较小。2020/3/154、VAV系统的适用范围1、负荷变化较大的建筑物由于变风量可以减少送风机和供暖的能量（因为可利用灯光及人员等热量），故负荷变化较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，室外气候对室内影响较小，则不适合采用变风量系统，因为部分负荷时节能量较小2、多区域控制的建筑物多区域控制的建筑物适合采用变风量系统，因此变风量系统在设备安装上比较灵活，故用于多区域时，比一般传统的系统更为经济，这些传统的系统为：多区系统，双管系统和单区屋顶空调器等3、公用回风通道的建筑物具有公用回风通道的建筑物可以成功的采用变风量系统，公用回风通道可以获得满意的效果，因为如采用多回风通道时可能产生系统静压过低或过高的情形一般来说，办公大楼和学校均可采用公用回风通道，然而，也有一些建筑物不适合采用，如医院中的隔离病房，实验室和厨房等，因为采用公用回风通道会互相污染空气2020/3/155、VAV系统的组成1、空气处理机组（AHU）2、新风/排风/送风/回风管道3、变风量末端装置（VAVBox）4、房间温度传感器（TE）2020/3/15单风道变风量空调系统简图单风道变风量空调系统简图2020/3/15工作原理变风量控制器和房间温控器一起构成室内串级控制，采用室内温度为主控制量，空气流量为辅助控制量。变风量控制器按房间温度传感器检测到的实际温度，与设定温度比较差值，以此输出所需风量的调整信号，调节变风量末端的风阀，改变送风量，使室内温度保持在设定范围。同时，风道压力传感器检测风道内的压力变化，采用PI或者PID调节，通过变频器控制变风量空调机送风机的转速，消除压力波动的影响，维持送风量。回风变风量箱新风排风送风VAVVAV空调机组2020/3/156、VAV系统的控制常用的控制方法1、定静压控制工作原理：保证系统风道内某一点（或几点平均）静压一定的前提下，室内所需风量由VAVBOX风阀调节；系统送风量由风道内静压与该点所设定值的差值控制变频器工作调节风机转速确定。同时，可以改变送风温度来满足室内舒适性要求。2、变静压控制工作原理：在保证VAVBOX风阀尽可能的处于全开位置（85-100%），系统送风量由风道内所需静压来控制变频器工作，调节风机转速确定。同时，可以改变送风温度来满足室内舒适性要求。3、总风量控制工作原理：通过改变送风量调整室内温度，并使送风与回风的差值保持恒定，以满足构筑物排风的需求。2020/3/15变风量空调系统室温控制框图2020/3/157、VAV发展前景VAV系统是一种节能、舒适、安全的空调系统，VAV空调系统符合我国的可持续发展战略。国外高档写字楼一般都是把VAV空调系统作为常规的必备系统而拒绝采用FC+新风系统,“让FC重新回到宾馆里去”正是这种情况的最好结论。国内高档写字楼的发展趋势也必将是VAV系统，因为VAV系统在技术、经济、灵活性、维护量小几个方面都具有无可比拟的优越性。2020/3/15