白雪
北京市建筑设计研究院有限公司北京市100045
摘要：如今空调对于很多家庭来说己经非常普遍，变风量空调是现今空调行业发展的一个力向日前，变风量空调系统的设计中存在着一些问题，其会直接影响到变少践量空调的控制效果以及增加变少践量空调的能耗等。变风量空调系统以其可利用新风冷却、低噪声、无需在居住区进行维护保养、良好的室内空气品质等优点，在各类办公、商业建筑中得到越来越多的应用。而变风量空调系统的风道设计成为决定其性能优劣的关键。相比传统的定风量全空气空调系统，变风量空调系统的风道设计有其特殊之处。
关键词：变风量空调；系统设计；问题
引言
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，即使夜间开放也小会影响到休息，并且其并小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。
1.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。
2.变风量末端装置的可调比
变风量末端装置的可调比是指最大可控风量和最小可控风量之比。可调比越大，前述的使用末端再热的频率越小，变风量空调系统越节能。如同调节阀的可调比，变风量末端装置的可调比也是表征其调节性能的重要参数。如某个５＃变风量末端装置的最大可控风量为６００ｍ３／ｈ，最小可控风量为８５ｍ３／ｈ，则其可调比为７∶１。如果选用这个型号的变风量末端装置，最大设计风量定为５００ｍ３／ｈ，则其可调比为６∶１。可见，选用过大型号的变风量末端装置将使其可调比变小。变风量末端装置的实际可调比与末端压差有关。
由于变风量末端装置带有风速计，所有的风量调节都是在风速计工作范围内进行的，末端压差的改变虽然会影响风阀开度，但不会影响风速计的工作范围。同时，变风量末端装置制造商样本上标示的最小可控风量并不等于实际工程中的最小可控风量。因为变风量末端装置的最小可控风量不仅与其风速传感器有关，还与其ＤＤＣ（ｄｉｒｅｃｔｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｔｒｏｌ）控制器有关。比如上述的５＃变风量末端装置与ＤＤＣ控制器配套后的最小可控风量为１１０ｍ３／ｈ，最大设计风量为５００ｍ３／ｈ时，该变风量末端装置的可调比就减小到４．５∶１。
近年来，在世界各国修改了室内ＣＯ２允许浓度标准之后，变风量末端装置的设计下限风量被调低，一些根据室内ＣＯ２浓度控制的变风量空调工程的变风量末端装置的设计下限风量甚至被设定为０，打破了设计下限风量为最大设计风量的３０％的传统。所以变风量末端装置的可调比也被要求越来越大。因此，正确选用变风量末端装置也显得越加重要。
端子的行程（气阀从满到闭的旋转角度）是一个与其可调比有关的参数。在虚状态下，副端子行程的上限（气阀的完全开启状态）对应于设计的最大风量。前面提到的“在风管系统的设计条件下，不允许终端承受阻力平衡功能”。
只是一个设计目标。实际上，VAV终端将在设计条件（恒定气流条件）下承担部分阻力平衡功能。VAV端子空气阀致动器具有固定的全冲程旋转角。与它的全行程转角相对应，空气阀致动器还具有固定的阶梯角。在恒定压力差的情况下，每个步进角对应于相应的空气体积变化。
3.变风量系统的构成
3.1VAV装置
VAV空调系统的运行依靠称为VAV装置的设备来根据室内要求提供能量控制其送风量。同时向DDC控制器传送自己的工作状况，经DDC分析计算后发出控制风机变频器信号。根据系统要求风量改变风机转速，节约送风动力。最常用的VAV装置原理如图1-1所示。主要由室内温度传感器、电动风阀、控制用DDC板、风速传感器等部件构成。大部分采用可换式通用设备，控制系统多为各设备厂家自己开发。像风速传感器就有多种型式，如采用超声波涡旋法、叶轮转子法、皮托管法、半导体法、磁体法、热线法等专利产品。
如图1-2所示的VAV装置常常被称为FPB（FanPoweredBox），即风机动力型末端。
根据室内负荷，由装置调节一次送风量，再与室内空气混合，通过风机压力（或一次风，无风机压力和室内空气平行）将其送入室内，以保持房间内的换气次数不变。这样，风机系统的安装、成本的提高、可靠性、噪声等性能指标都得到了降低。
3.2DDC控制器
控制器的主要功能是根据系统中各设备的动作状态或管道的静压值（设定点）来分析和计算系统的最优控制量，并指示变频器的运行情况。在空调系统的各种控制方法中，除类型外，在各种控制方法中都设置了独立的系统控制器。
3.3变频风机（空调机）
空调系统通常采用在输入电源线路上安装变频器的方法。根据控制器的指令，改变风机的转速，以满足空调系统的要求。
4.结语
在恒风量空调系统的基础上开发了变风量空调系统。因此，变风量空调系统不仅具有恒定风量空调系统设计的特点，而且具有自身独特的特点。它具有比恒定风量空调系统更多的优点。然而，在变风量空调系统的设计中仍存在一些问题。VAV空调系统的风道阻力平衡设计、VAV空调终端设备的可调比、风量的测量装置、三通分流器的使用等。所有因素都会影响VAV空调系统的性能和节能的能力。因此，设计者需要研究和优化VAV空调系统的设计，以促进VAV空调系统的发展。
参考文献
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