中央空調(diào)VAV空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)劣對比

1、.VAV空調(diào)系統(tǒng)簡介 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控制公司是世界上首家設(shè)計、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，最重要的原因是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)巨大的節(jié)能優(yōu)勢。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% 的市場份額，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

2、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)的最重要部分。 一、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）的優(yōu)勢 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)區(qū)別于其它空調(diào)形式的優(yōu)勢主要在以下幾個方面:1、 節(jié)能 由于空調(diào)系統(tǒng)在全年大部分時間里是在部分負(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)的動力耗能。據(jù)模擬測算，當(dāng)風(fēng)量減少到80% 時，風(fēng)機(jī)耗能將減少到51%；當(dāng)風(fēng)量減少到50%時，風(fēng)機(jī)耗能將減少到15%。全年空調(diào)負(fù)荷率為60% 時，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（變靜壓控制）可節(jié)約風(fēng)機(jī)動力耗能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

3、風(fēng)作為天然冷源，相對于風(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、 不會發(fā)生過冷

4、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)備控制上的造價會有所提高。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)各個控制區(qū)域間平衡轉(zhuǎn)移，從而使系統(tǒng)的設(shè)計總送風(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

5、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，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，風(fēng)道壓力傳感器檢測風(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)

6、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，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，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)道靜壓測量裝置 4、變風(fēng)量空調(diào)機(jī)

7、（帶有變頻器） 五、變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展趨勢 國外高檔寫字樓一般都是把VAV空調(diào)系統(tǒng)作為常規(guī)的必備系統(tǒng)而拒絕采用FC+新風(fēng)系統(tǒng),“讓FC重新回到賓館里去”正是這種情況的最好結(jié)論。國內(nèi)高檔寫字樓的發(fā)展趨勢也必將是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)量小幾個方面都具有無可比擬的優(yōu)越性。一、VRV空調(diào)系統(tǒng)簡介VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為Variable Refrigerant Volume系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上類似于分體式空調(diào)機(jī)組，采用一臺室外機(jī)對應(yīng)一組室內(nèi)機(jī)（一般可達(dá)16臺）。控制技術(shù)上采用變頻控制方式，按室內(nèi)機(jī)開啟的數(shù)量控制室外機(jī)內(nèi)的旋渦式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行制冷劑流量

8、的控制。VRV空調(diào)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)，全水系統(tǒng)、空氣水系統(tǒng)相比，更能滿足用戶個性化的使用要求，設(shè)備占用的建筑空間比較小，而且更節(jié)能。正是由于這些特點(diǎn)，其更適合那些需經(jīng)常獨(dú)立加班使用的辦公樓建筑工程項(xiàng)目。VRV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計包含兩個部分：空調(diào)設(shè)備選型及空調(diào)管路設(shè)計；空調(diào)系統(tǒng)控制設(shè)計，前一部分內(nèi)容由設(shè)計院的暖通工程師設(shè)計，后一部分內(nèi)容通常由提供全套產(chǎn)品的系統(tǒng)工程承包商配套設(shè)計。二、VRV空調(diào)系統(tǒng)的控制方式1、VRV空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)控制此控制方式相對簡單，每一臺室外機(jī)對應(yīng)若干臺（通常最大約為16臺）室內(nèi)機(jī)，各組VRV空調(diào)系統(tǒng)均獨(dú)立運(yùn)行控制，就地遙控器設(shè)置可按工程實(shí)現(xiàn)情況采用一個遙控器對應(yīng)一臺室內(nèi)機(jī)，或一

9、個遙控器對應(yīng)若干臺室內(nèi)機(jī)，是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的控制方式。該控制方式均為末端就地控制，無集中監(jiān)控管理環(huán)節(jié)，在實(shí)際使用過程中，室內(nèi)機(jī)的溫度值設(shè)定，開機(jī)時間，開機(jī)數(shù)量隨意性比較大，其使用上的靈活性、方便性常常是以犧牲能耗為代價，從純節(jié)能角度講效果并不明顯。2、VRV空調(diào)系統(tǒng)的集中控制配置了獨(dú)立控制管理系統(tǒng)的控制方式，與目前VRV空調(diào)系統(tǒng)采用的控制方式相比較，增加了集中控制管理環(huán)節(jié)，可以在控制室內(nèi)對遠(yuǎn)端各組VRV空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，是一種比較完善的控制方式，但投資明顯增加?？梢愿鶕?jù)用戶的使用規(guī)模、投資能力、管理要求進(jìn)行組合配置。此方案的不足之處是與建筑物內(nèi)的其它弱電系統(tǒng)無功能關(guān)聯(lián)，尤其在智能化建筑設(shè)

10、計中，不利于弱電系統(tǒng)功能的綜合集成。3、VRV空調(diào)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)控制對于一個已設(shè)計了樓宇自控系統(tǒng)（BAS）的智能大樓，如何合理的、最大限度的發(fā)揮其系統(tǒng)功能，減少系統(tǒng)設(shè)備的重復(fù)投資，提高系統(tǒng)集成技術(shù)能力，是作者在這里重點(diǎn)要同大家探討的問題。樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑內(nèi)的重要設(shè)備，從通常的監(jiān)控對象講，對空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控?zé)o論從監(jiān)控點(diǎn)占全系統(tǒng)的數(shù)量還是從投入產(chǎn)出的節(jié)能效果比較，在整個系統(tǒng)中都占有重要的份量，樓宇自控系統(tǒng)中的其它部分主要為開關(guān)量的時間、事件監(jiān)控信號。在采用VRV空調(diào)系統(tǒng)的智能建筑中，若不將其納入建筑物的樓宇自控管理系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的節(jié)能效率將降低，設(shè)備投資回收期增長，經(jīng)濟(jì)效益也會降低。為了實(shí)現(xiàn)上述

11、設(shè)計思想，作者曾在一個工程項(xiàng)目的樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計中預(yù)留若干輸入、輸出監(jiān)控點(diǎn)，以期對VRV空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。后來發(fā)現(xiàn)由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)是一個閉環(huán)控制運(yùn)行系統(tǒng)，且室外機(jī)始終處于侍服或運(yùn)行狀態(tài)，以致于按照傳統(tǒng)方式設(shè)置的樓宇自控監(jiān)控點(diǎn)顯得缺少實(shí)際意義，唯一能考慮的只是在其配電回路中設(shè)置監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，起到按時間程序設(shè)定開啟系統(tǒng)的功能，控制不必要的能源浪費(fèi)。經(jīng)過對VRV空調(diào)系統(tǒng)控制產(chǎn)品的深入了解，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)多的VRV產(chǎn)品制造商都已相繼開發(fā)出了基于BACnet協(xié)議專用網(wǎng)關(guān)的接口設(shè)備，可以滿足作者將VRV空調(diào)系統(tǒng)納入建筑物樓宇自控系統(tǒng)中的設(shè)想。VRV末端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是通過BACnet網(wǎng)關(guān)

12、接口上傳信號至建筑物自控中心的BAS或BMS系統(tǒng)，自控中心經(jīng)該網(wǎng)關(guān)接口下傳信號（如初始值設(shè)定、控制參數(shù)設(shè)定等）至末端設(shè)備，并對整個VRV空調(diào)系統(tǒng)實(shí)行系統(tǒng)管理。經(jīng)對這二個系統(tǒng)的集成，在中央控制中心可以對VRV空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）室溫監(jiān)視；（2）溫控器狀態(tài)監(jiān)視；（3）壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視；（4）室內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；（5）空調(diào)機(jī)異常信息；（6）ON/OFF控制和監(jiān)視；（7）溫度設(shè)定和監(jiān)視；（8）空調(diào)機(jī)模式設(shè)定和監(jiān)視（制冷/制熱/風(fēng)扇/自動）；（9）遙控器模式設(shè)定和監(jiān)視；（10）濾網(wǎng)信號監(jiān)視和復(fù)位；（11）風(fēng)向設(shè)定和監(jiān)視；（12）額定風(fēng)量設(shè)定和監(jiān)視；（13）強(qiáng)迫溫控器關(guān)機(jī)設(shè)定和監(jiān)視；（14）能效設(shè)

13、定和設(shè)定狀態(tài)監(jiān)視；（15 ）集中/機(jī)上控制器操作拒絕和監(jiān)視；（16）系統(tǒng)強(qiáng)迫關(guān)閉設(shè)定和監(jiān)視配置了獨(dú)立控制管理系統(tǒng)的控制方式、基于BACnet協(xié)議網(wǎng)關(guān)的VRV空調(diào)系統(tǒng)控制線路從控制形式上均屬于集中控制管理方式，由于圖3的控制方式是建立在建筑物一體化智能控制管理平臺上，可以與其它弱電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動控制功能，其優(yōu)越性就更明顯。如利用電子考勤及電子門鎖系統(tǒng)實(shí)施VRV空調(diào)系統(tǒng)的啟、停聯(lián)動，達(dá)到有效節(jié)能的目的，利用火災(zāi)報警信號，實(shí)施VRV空調(diào)系統(tǒng)的相應(yīng)聯(lián)動功能，滿足消防要求。三、VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)接口在強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品及系統(tǒng)開放互操作。BACnet作為樓宇自控系統(tǒng)的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，近年來已為人們普遍關(guān)注

14、。其所開發(fā)的一些設(shè)備已可以與大量“第三方”設(shè)備兼容通訊，但仍有不少設(shè)備采用自定義的通訊協(xié)議，只能采用網(wǎng)關(guān)的形式與“第三方”互聯(lián)。VRV空調(diào)系統(tǒng)的BACnet網(wǎng)關(guān)是制造廠商為實(shí)現(xiàn)其空調(diào)系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的互聯(lián)而設(shè)計的專用網(wǎng)絡(luò)接口，它可通過BACnet以太局域網(wǎng)和BACnet客戶端通信。支持BACnet一致性類別3.支持部分BACnet標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用服務(wù)。支持部分標(biāo)準(zhǔn)對象類別，由此能提供VRV空調(diào)系統(tǒng)的信息。目前，這類設(shè)備基本都可以與市場上主流樓宇自控系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接，如HONEYWELL、YONNSON CONTROLS及SIEMENS等品牌。四、采用BACnet網(wǎng)關(guān)的經(jīng)濟(jì)性比較采用BACnet網(wǎng)關(guān)

15、接口方式與獨(dú)立設(shè)置智能管理設(shè)備方式相比在滿足相類似的功能條件下，硬件設(shè)備投資少、軟件功能相似。因此，總投資費(fèi)用來得低，而且實(shí)施的功能齊全。但較最簡單的遙控器控制方式還需要增加不少費(fèi)用。從目前咨詢到的網(wǎng)關(guān)初步報價來看約為15萬元左右。到底如何衡量該設(shè)備的投資價值，可從兩個方面比較，一是系統(tǒng)總投資，二是能實(shí)現(xiàn)的功能。一般而言，VRV空調(diào)系統(tǒng)的投資價格是普通空調(diào)系統(tǒng)的1.5倍左右，規(guī)模為256臺室內(nèi)機(jī)（辦公面積約為5000M2）的投資概算約為272萬元（通常一個網(wǎng)關(guān)最多可接16臺室外機(jī)和256臺室內(nèi)機(jī)）。相比較而言，該網(wǎng)關(guān)的投資費(fèi)用將使空調(diào)系統(tǒng)總投資增加約5.5%左右，隨著空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，控制管理軟件費(fèi)用不變，該控制設(shè)備所占的投資比例還將下降。以每臺室內(nèi)機(jī)折算，攤至每臺室內(nèi)機(jī)約增加投資費(fèi)用600元不到。作者曾經(jīng)業(yè)主要求設(shè)計過一個空氣-水系統(tǒng)形式的空調(diào)系統(tǒng)。所有末端風(fēng)機(jī)盤管都分別采用聯(lián)網(wǎng)接口方式，每個接口工程報價為1000元，由此比較，同樣是末端監(jiān)控，相對而言VRV空調(diào)系統(tǒng)采用網(wǎng)關(guān)方式相對便宜得多，這還不包括16臺