變風(fēng)量系統(tǒng)及控制原理

1、提要：本文主旨指導(dǎo)初學(xué)者了解一些變風(fēng)量系統(tǒng)的基本概念，提供變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)方案選擇指南，同時(shí)著重介紹Onyx-2000變風(fēng)量系統(tǒng)基本控制策略。 一、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)基本概念1.1 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)定義 眾所周知，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)改變送風(fēng)量也可調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度來(lái)控制某一空調(diào)區(qū)域溫度的一種空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是通過(guò)變風(fēng)量末端裝置調(diào)節(jié)送入房間的風(fēng)量，并相應(yīng)調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)（AHU）的風(fēng)量來(lái)適應(yīng)該系統(tǒng)的風(fēng)量需求。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化及室內(nèi)要求參數(shù)的改變，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)量（達(dá)到最小送風(fēng)量時(shí)調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度），以滿足室內(nèi)人員的舒適要求或其他工藝要求。同時(shí)根據(jù)實(shí)際送風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，最大限度地

2、減少風(fēng)機(jī)動(dòng)力，節(jié)約能量。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 變風(fēng)量(Variable Air Volume)空調(diào)系統(tǒng)于20世紀(jì)60年代起源于美國(guó)。在當(dāng)時(shí)定風(fēng)量系統(tǒng)加末端再熱和雙風(fēng)道系統(tǒng)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)舒適性空調(diào)的主導(dǎo)地位，因此，變風(fēng)量系統(tǒng)出現(xiàn)以后并沒(méi)有立刻得到推廣，直到1973年西方石油危機(jī)之后，能源危機(jī)推動(dòng)了變風(fēng)量系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，此后20年中不斷發(fā)展，如今已經(jīng)成為美國(guó)空調(diào)系統(tǒng)的主流。 變風(fēng)量系統(tǒng)在發(fā)展初期,因支管風(fēng)量平衡的需要和控制設(shè)備的局限,大多要求采用高速送風(fēng)系統(tǒng),主要送風(fēng)速度在12.5m/s以上,并且推薦采用靜壓復(fù)得法設(shè)計(jì)風(fēng)管系統(tǒng)。盡可能地采用圓形或橢圓形風(fēng)管,以減小摩擦阻力。但是高速送風(fēng)系

3、統(tǒng)的風(fēng)機(jī)耗能大,且管路系統(tǒng)噪音增加。隨著壓力無(wú)關(guān)型VAV box基本上全面取代壓力相關(guān)型VAV box及DDC控制器的發(fā)展,于是變風(fēng)量空調(diào)方式在低速送風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。 在日本,將變風(fēng)量空調(diào)方式用于低速送風(fēng)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)值得關(guān)注。由于傳統(tǒng)的皮托管流量傳感器在5m/s的風(fēng)速下難以測(cè)定,因此日本人開(kāi)發(fā)研究了超聲波流量傳感器和電磁式流量傳感器等多種適用于低速送風(fēng)系統(tǒng)的前端設(shè)備,一方面節(jié)能,另一方面降低了風(fēng)管噪音,因此,進(jìn)入90年代以后,無(wú)論是新建還是70年代以前建造的空調(diào)系統(tǒng)的翻新改造,基本上都采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。 我國(guó)在70年代即有人研究VAV系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，并在地下廠房、紡織廠、體育

4、館等建筑中就采用過(guò)VAV系統(tǒng)。在80年代末期我國(guó)出現(xiàn)的首批智能化建筑中，也曾采用過(guò)VAV系統(tǒng)，但由于建設(shè)過(guò)程和使用過(guò)程中的種種問(wèn)題，有些工程兩三年后使用單位便取消了變風(fēng)量系統(tǒng)的運(yùn)行方式，相應(yīng)的自控設(shè)備也拆除了，這使得變風(fēng)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，變風(fēng)量系統(tǒng)附加的投資難以得到回報(bào)。在此期間，變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)(包括控制技術(shù)和設(shè)備)，也在不斷地發(fā)展和完善。目前，在國(guó)內(nèi)智能建筑的高速發(fā)展過(guò)程中，急需全面深刻地分析變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)關(guān)鍵，總結(jié)工程實(shí)例，促進(jìn)這一重要技術(shù)的平穩(wěn)發(fā)展。1.3 變風(fēng)量系統(tǒng)的特點(diǎn)1.能實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域（房間）的靈活控制，可根據(jù)負(fù)荷的變化或個(gè)人的舒適要求自動(dòng)調(diào)節(jié)自己的工作環(huán)境

5、；不再需要加熱方式或雙風(fēng)道方式就能適應(yīng)多種室內(nèi)舒適要求或工藝設(shè)計(jì)要求；完全消除再加熱方式或雙風(fēng)道方式的冷熱混合損失。2.自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)空調(diào)區(qū)域的送入能量，在考慮同時(shí)使用系數(shù)的情況下，空調(diào)器總裝機(jī)容量可減少10%-30%左右。3.室內(nèi)無(wú)過(guò)熱過(guò)冷現(xiàn)象，由此可減少空調(diào)負(fù)荷15%-30%左右。4.部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可大量減少送風(fēng)動(dòng)力，根據(jù)理論模擬計(jì)算，全年平均空調(diào)負(fù)荷率為60%時(shí)，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（變靜壓法控制）可節(jié)約風(fēng)機(jī)動(dòng)力78%。5.可應(yīng)用于民用建筑、工業(yè)廠房等各類相應(yīng)的場(chǎng)合?？蛇m應(yīng)于采用全熱交換器的熱回收空調(diào)系統(tǒng)及全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。6.可避免凝結(jié)水對(duì)吊頂?shù)妊b飾的影響，并方便二次裝飾分割。 總之，變風(fēng)量空調(diào)

6、系統(tǒng)較定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)而言，具有舒適、節(jié)能、安全和方便的優(yōu)點(diǎn)，已得到越來(lái)越多的采用。1.4 變風(fēng)量系統(tǒng)的構(gòu)成1VAV裝置 VAV空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行依靠稱為VAV裝置的設(shè)備來(lái)根據(jù)室內(nèi)要求提供能量控制其送風(fēng)量。同時(shí)向DDC控制器傳送自己的工作狀況，經(jīng)DDC分析計(jì)算后發(fā)出控制風(fēng)機(jī)變頻器信號(hào)。根據(jù)系統(tǒng)要求風(fēng)量改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，節(jié)約送風(fēng)動(dòng)力。最常用的VAV裝置原理如圖1-1所示。主要由室內(nèi)溫度傳感器、電動(dòng)風(fēng)閥、控制用DDC板、風(fēng)速傳感器等部件構(gòu)成。大部分采用可換式通用設(shè)備，控制系統(tǒng)多為各設(shè)備廠家自己開(kāi)發(fā)。像風(fēng)速傳感器就有多種型式，如采用超聲波渦旋法、葉輪轉(zhuǎn)子法、皮托管法、半導(dǎo)體法、磁體法、熱線法等專

7、利產(chǎn)品。圖1-1 VAV裝置原理圖 如圖1-2所示的VAV裝置常常被稱為FPB（Fan Powered Box），即風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端。 其特點(diǎn)是根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷由VAV裝置調(diào)節(jié)一次送風(fēng)量，同時(shí)與室內(nèi)空氣混合后經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓（或一次風(fēng)不經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓與加壓室內(nèi)空氣并聯(lián)）送入室內(nèi)，以保持室內(nèi)換氣次數(shù)不變。該方式加設(shè)了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，成本提高，可靠性、噪聲等性能指標(biāo)有所下降。2DDC控制器 DDC控制器的主要功能是根據(jù)系統(tǒng)中各VAV裝置的動(dòng)作狀態(tài)或風(fēng)管的靜壓值（設(shè)定點(diǎn)），分析計(jì)算系統(tǒng)的最佳控制量，指示變頻器動(dòng)作。在各種VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制方法中，除DDC式外，其他方法均設(shè)置獨(dú)立式系統(tǒng)控制器。3變頻風(fēng)機(jī)（空調(diào)機(jī)） VAV

8、空調(diào)系統(tǒng)常采用在送風(fēng)機(jī)的輸入電源線路上加裝變頻器的方法，根據(jù)DDC控制器的指示改變送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，滿足空調(diào)系統(tǒng)的需求風(fēng)量。1.5 變風(fēng)量系統(tǒng)的分類 一般地，可以把變風(fēng)量系統(tǒng)按周邊供熱方式和變風(fēng)量末端結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行分類。（1）按照周邊供熱方式的分類(內(nèi)部區(qū)域單冷) 內(nèi)部區(qū)域單冷系統(tǒng)。即是指在空調(diào)內(nèi)區(qū)采用的變風(fēng)量空調(diào)形式，一般地不帶供熱功能，下面幾種形式均是以采用內(nèi)部區(qū)域單冷為前提的。 周邊散熱器系統(tǒng)。散熱器設(shè)置在周邊地板上，不用冷、熱空氣的混合來(lái)控制空氣溫度，一般采用熱水或電熱散熱器，具有防止冷氣流下降、運(yùn)行成本低、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但需要精確計(jì)算冷卻和加熱負(fù)荷，以避免冷熱同時(shí)作用。在國(guó)外一些豪華考

9、究的設(shè)計(jì)中，常采用頂棚輻射散熱器提供更舒適的空調(diào)環(huán)境。 風(fēng)機(jī)盤(pán)管周邊系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)盤(pán)管可以是四管式，也可采用冷熱切換二管式，或單供熱二管式。風(fēng)機(jī)盤(pán)管采用暗吊時(shí)不占用地板面積，同樣具有運(yùn)行成本低、控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。夏天由于吊頂內(nèi)仍保留冷水管及凝水盤(pán)，天花板仍有發(fā)生水患的可能。 變風(fēng)量再熱周邊系統(tǒng)。在變風(fēng)量末端裝置中加再熱盤(pán)管，一般采用熱水或電加熱盤(pán)管。該系統(tǒng)比雙風(fēng)道系統(tǒng)初投資更低，比定風(fēng)量再熱系統(tǒng)節(jié)約能源，盡管同樣不占用地板面積，但控制程序復(fù)雜。 變溫度定風(fēng)量周邊系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是送風(fēng)量恒定，通過(guò)改變一次風(fēng)與回風(fēng)的混合比例來(lái)調(diào)節(jié)房間溫度?；仫L(fēng)全部吸收燈光熱量再送出，因而節(jié)能。初投資較雙風(fēng)道系統(tǒng)低，控

10、制也較復(fù)雜。 雙風(fēng)道變風(fēng)量周邊系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能量效率高，當(dāng)采用兩個(gè)風(fēng)機(jī)時(shí)，可利用燈光發(fā)熱，在所有時(shí)間內(nèi)，由于冷卻和加熱的交替功能，可以獲得最小的送風(fēng)量。但初投資較高，控制較復(fù)雜。 轉(zhuǎn)換變風(fēng)量系統(tǒng)。加熱和冷卻均由一套風(fēng)管系統(tǒng)通過(guò)冬夏轉(zhuǎn)換承擔(dān)。其缺點(diǎn)是溫度控制不靈活，當(dāng)建筑物有若干個(gè)區(qū)時(shí)，不能由一套系統(tǒng)來(lái)控制，例如不能同時(shí)滿足一個(gè)區(qū)域需要加熱而另一個(gè)區(qū)域需要供冷的要求，這時(shí)就需要?jiǎng)澐秩舾蓚€(gè)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。（2）按變風(fēng)量末端的結(jié)構(gòu)分類 按調(diào)節(jié)原理分，變風(fēng)量末端可以分成四種基本類型，即節(jié)流型、風(fēng)機(jī)動(dòng)力型(Fan Powered)、雙風(fēng)道型和旁通型四種，還有一種是在北歐廣泛采用的誘導(dǎo)型。 節(jié)流型 節(jié)流型

11、變風(fēng)量末端是最基本的變風(fēng)量末端，其它如風(fēng)機(jī)動(dòng)力型、雙風(fēng)道型、旁通型等都是在節(jié)流型的基礎(chǔ)上變化發(fā)展起來(lái)的。所有變風(fēng)量末端的“心臟”就是一個(gè)節(jié)流閥，加上對(duì)該閥的控制和調(diào)節(jié)元件以及必要的面板框架就構(gòu)成了一個(gè)節(jié)流型變風(fēng)量末端。 風(fēng)機(jī)動(dòng)力型(Fan Powered) 風(fēng)機(jī)動(dòng)力型是在節(jié)流型變風(fēng)量末端中內(nèi)置加壓風(fēng)機(jī)的產(chǎn)物。根據(jù)加壓風(fēng)機(jī)與變風(fēng)量閥的排列方式又分為串聯(lián)風(fēng)機(jī)型(Series Fan Terminals)和并聯(lián)風(fēng)機(jī)型(Parallel Fan Termina1s)兩種產(chǎn)品。所謂串聯(lián)風(fēng)機(jī)型是指風(fēng)機(jī)和變風(fēng)量閥串聯(lián)內(nèi)置，一次風(fēng)既通過(guò)變風(fēng)量閥，又通過(guò)風(fēng)機(jī)加壓；所謂并聯(lián)風(fēng)機(jī)型是指風(fēng)機(jī)和變風(fēng)量閥并聯(lián)內(nèi)置，一次風(fēng)

12、只通過(guò)變風(fēng)量閥，而不需通過(guò)風(fēng)機(jī)加壓。根據(jù)美國(guó)TITUS公司提供的資料，串聯(lián)風(fēng)機(jī)型和并聯(lián)風(fēng)機(jī)型的比較見(jiàn)下表：特征并聯(lián)風(fēng)機(jī)型串聯(lián)風(fēng)機(jī)型風(fēng)機(jī)運(yùn)行在低制冷負(fù)荷、加熱負(fù)荷和夜間循環(huán)時(shí)，間歇運(yùn)行。在所有時(shí)間內(nèi)連續(xù)運(yùn)行送風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié) 在中到高制冷負(fù)荷時(shí)，變風(fēng)量運(yùn)行。 在加熱與低制冷負(fù)荷時(shí)，定風(fēng)量運(yùn)行。在供熱與制冷負(fù)荷時(shí)，定風(fēng)量運(yùn)行。送風(fēng)溫度 在中到高制冷負(fù)荷時(shí)，送風(fēng)溫度恒定。 在低制冷負(fù)荷和加熱負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，送風(fēng)溫度可變。在所有時(shí)間內(nèi)，送風(fēng)溫度可變。風(fēng)機(jī)大小按供熱負(fù)荷（通常60制冷負(fù)荷）設(shè)計(jì)。按制冷負(fù)荷（通常100制冷負(fù)荷）設(shè)計(jì)。一次風(fēng)最小送風(fēng)靜壓較高，需克服節(jié)流閥、下游風(fēng)管和散流器阻力損失。較低，只需克服節(jié)流

13、閥阻力損失。風(fēng)機(jī)控制不需與AHU風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。必須與AHU風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖以防增壓。AHU風(fēng)機(jī)需較大功率克服節(jié)流閥、上下游風(fēng)管和散流器阻力損失。只需克服上游風(fēng)管和節(jié)流閥阻力損失。噪聲風(fēng)機(jī)間歇運(yùn)行，啟動(dòng)噪聲大，平穩(wěn)運(yùn)行噪聲低。風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，噪聲平穩(wěn)，但比并聯(lián)風(fēng)機(jī)型平穩(wěn)運(yùn)行噪聲稍高。風(fēng)機(jī)能耗風(fēng)機(jī)間歇運(yùn)行，且設(shè)計(jì)風(fēng)量小、能耗較低。風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，且設(shè)計(jì)風(fēng)量大、能耗較高。 雙風(fēng)道型 一般由冷熱兩個(gè)變風(fēng)量末端組合而成，因其初投資昂貴，控制較復(fù)雜而較少得到使用。 旁通型 這是利用旁通風(fēng)閥來(lái)改變房間送風(fēng)量的系統(tǒng)。由于其并不具備變風(fēng)量系統(tǒng)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，因而在有些論文中稱其為“準(zhǔn)”變風(fēng)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是投資較低，但節(jié)能卻很

14、小，因?yàn)橛写罅克惋L(fēng)直接旁通返回空調(diào)設(shè)備，并不怎么減小風(fēng)機(jī)能耗，所以目前使用也不多。 以上4種系統(tǒng)目前設(shè)計(jì)使用較多的是風(fēng)機(jī)動(dòng)力型和節(jié)流型。串聯(lián)風(fēng)機(jī)型加上空調(diào)水系統(tǒng)大溫差設(shè)計(jì)成為北美空調(diào)設(shè)計(jì)的特色。 誘導(dǎo)型 誘導(dǎo)型VAV box的原理是通過(guò)一次風(fēng)（可以是低溫送風(fēng)）誘導(dǎo)室內(nèi)回風(fēng)后再送入房間。與FPB相比，節(jié)約了末端的風(fēng)機(jī)能耗，但空調(diào)和風(fēng)機(jī)動(dòng)力增加，這種方式在北歐廣泛采用，特別是醫(yī)院病房等要求較高的場(chǎng)合。1.6 變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇指南 有兩種大相徑庭的設(shè)計(jì)風(fēng)格可供設(shè)計(jì)師選擇。其一是所謂日式風(fēng)格，以種類繁多周邊窗際熱環(huán)境表現(xiàn)手法為特點(diǎn)，其二是所謂的美國(guó)風(fēng)格，以大溫差蓄冷空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)FPB為發(fā)展方向，

15、下面介紹美式風(fēng)格的設(shè)計(jì)方法。 當(dāng)暖通設(shè)計(jì)者們?cè)谠O(shè)計(jì)大樓空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，他們有很多不同的系統(tǒng)可選，但要決定最終選擇哪一個(gè)并不是一件容易的事情。設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的方案必須滿足業(yè)主的安裝要求，操作要求和運(yùn)行費(fèi)用的要求。設(shè)計(jì)者必須同時(shí)考慮到設(shè)備的性能、容量、可靠性和空間的要求及限制條件。下面就講述一下不同類型設(shè)備的應(yīng)用、限制條件和局限性。1.建筑功能 當(dāng)設(shè)計(jì)者在開(kāi)始考慮選用哪種系統(tǒng)時(shí)，他首先應(yīng)該考慮清楚這個(gè)大樓的功能。辦公室建筑的系統(tǒng)每天是按時(shí)間表進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的，在美國(guó)通常采用風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端裝置。在建筑外區(qū)一般使用有輔助加熱器的風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端。裝有這類末端裝置的獨(dú)立分區(qū)，它的調(diào)節(jié)具有很大的靈活性。2.建筑尺寸

16、在大型建筑中，中心空氣處理器根據(jù)各區(qū)不同的需要將大量的空氣送出去。這是風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端裝置的一個(gè)典型的應(yīng)用。內(nèi)區(qū)可能根本就不需要加熱，所以既可采用單管系統(tǒng)，也可采用無(wú)加熱盤(pán)管的風(fēng)機(jī)動(dòng)力型系統(tǒng)。除了熱帶地區(qū)，外區(qū)通常都是需要加熱的，可選用電加熱盤(pán)管或熱水盤(pán)管。這些盤(pán)管一般都包括在末端裝置中，有時(shí)還需要加熱基礎(chǔ)板。 在一些購(gòu)物大廈，或其他的低層建筑中，每個(gè)租戶的面積很小，所以一般采用小型的成套的空調(diào)設(shè)備。如果采用風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端則一般選擇旁通型。這種系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是在送風(fēng)管上裝有一個(gè)主要的旁通閥。旁通閥根據(jù)送風(fēng)管道內(nèi)的靜壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣就可以保持壓力恒定，保持系統(tǒng)在定流量下運(yùn)行，而且各個(gè)獨(dú)立分區(qū)都是壓

17、力相關(guān)型VAV。3.噪聲限制 像廣播工作室，劇場(chǎng)和圖書(shū)館這些地方要求低噪聲，設(shè)備的選擇和安裝位置是非常重要的。如果采用風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端，就必須仔細(xì)的檢查設(shè)備的噪聲性能。如果是設(shè)計(jì)電視播音室，那么還要考慮RFI和EMI。4.環(huán)境因素 環(huán)境因素包括氣候和建筑內(nèi)外的氣流情況。同時(shí)還包括規(guī)范中的要求比如說(shuō)新風(fēng)通風(fēng)率以及當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)。如果內(nèi)區(qū)要求的通風(fēng)速率很高，那么就需設(shè)置再加熱器。在圖書(shū)館這樣高通風(fēng)率的地方，如果同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)通風(fēng)櫥就需要進(jìn)行再加熱。在有些區(qū)域，比如說(shuō)高層辦公室建筑的外區(qū)，季節(jié)、日照負(fù)荷和人員占用情況對(duì)區(qū)域影響很大，一天中區(qū)域的負(fù)荷變化很明顯，在這種區(qū)域選用風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端是比較理想的。在負(fù)

18、荷比較穩(wěn)定的地方常選用單風(fēng)道系統(tǒng)。5.污染考慮 污染問(wèn)題在醫(yī)院，潔凈室和實(shí)驗(yàn)室里顯得尤為突出。手術(shù)室，艾滋病患區(qū)域和潔凈室都有壓力要求。除了壓力要求以外，還要盡量避免使用再加熱盤(pán)管和暴露在外面的玻璃纖維，消除微生物滋生的可能性。醫(yī)院的房間和潔凈室通常需要穩(wěn)定和高效的通風(fēng)率，所以宜選用雙風(fēng)道裝置。具有高度傳染性的房間，比如說(shuō)肺結(jié)核，就需要對(duì)它進(jìn)行負(fù)壓控制避免病菌傳播。使用有害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室也需要進(jìn)行負(fù)壓控制。在這類型的建筑中，一般都是選用單風(fēng)道或雙風(fēng)道系統(tǒng)。6.維護(hù)和可行性 一些特殊類型的房間如潔凈室，它需要末端裝置具有高可靠性，因?yàn)檫@關(guān)系到服務(wù)水平和設(shè)備維護(hù)的困難和費(fèi)用。例如潔凈室，如果天花板必

19、須是打開(kāi)的，那在使用前就必須將房間進(jìn)行消毒。相關(guān)費(fèi)用包括損失的生產(chǎn)時(shí)間和消毒的費(fèi)用。在這種情況下，設(shè)備應(yīng)該安裝在潔凈室的外面或應(yīng)該使用具有高可靠性，低維護(hù)的設(shè)備。7.費(fèi)用因素 在最終確定設(shè)備方案以前就應(yīng)該將費(fèi)用考慮好。安裝費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用都應(yīng)該考慮進(jìn)去。有時(shí)候其中的某一項(xiàng)費(fèi)用會(huì)顯得比較重要。例如，如果業(yè)主在大樓建造以前就將它賣掉，那么業(yè)主最關(guān)心的就是建造費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用就不是那么重要了。如果是由租戶自己來(lái)付水電費(fèi)，那么建筑商或開(kāi)發(fā)商就不太關(guān)心運(yùn)行費(fèi)用。電加熱盤(pán)管比熱水盤(pán)管的安裝費(fèi)用低，但是它們的運(yùn)行費(fèi)用較高。在做最后決定以前，應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)囟▋r(jià)做好調(diào)查以便做出最佳決定。8.系統(tǒng)選擇 下表列出

20、了在美國(guó)常見(jiàn)的幾種末端裝置及它們的適用范圍，僅供國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)人員參考。末端裝置的類型設(shè)施類型辦公室，教學(xué)樓&學(xué)院大樓醫(yī)院，潔凈室&實(shí)驗(yàn)室*對(duì)噪聲敏感的裝置#其他大型樓房小型樓房?jī)?nèi)區(qū)外區(qū)內(nèi)區(qū)外區(qū)病房手術(shù)室實(shí)驗(yàn)室廣播室劇院圖書(shū)館公共場(chǎng)所購(gòu)物中心賓館住宅小區(qū)單風(fēng)道VAV無(wú)再加熱VAV有再加熱SSNNSSSSSSPNSPSSSSSSNPSSSS雙風(fēng)道VAV無(wú)混合段VAV有混合段定風(fēng)量NNNSSSNNNNNNNSPNSPNNSSSPSSSSSSSSSNNNSSS風(fēng)機(jī)動(dòng)力型并聯(lián)帶加熱串聯(lián)無(wú)加熱串聯(lián)帶加熱低溫送風(fēng)NPSSPNPPNSSNPSPNNNNNNNNNNNNNNPPSSPPSSPPSPPPPSPPNSP

21、PN旁通型NNSSNNNNNNNNNP優(yōu)先選擇。 S有時(shí)候采用。 N不推薦。 *密封的襯里以減小空氣夾帶纖維。應(yīng)該特別考慮選用噪聲小的設(shè)備或考慮使用消聲器。1.7 Onyx-2000變風(fēng)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法流程1.8變風(fēng)量系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 VAV空調(diào)系統(tǒng)與FC+新風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析一覽表比較內(nèi)容VAV系統(tǒng)FC+新風(fēng)系統(tǒng)1系統(tǒng)原理屬于全空氣系統(tǒng)，通過(guò)改變送風(fēng)量而維持室內(nèi)恒溫的空調(diào)系統(tǒng)。屬于空氣-水系統(tǒng)，通過(guò)手動(dòng)三檔風(fēng)量或自動(dòng)就地恒溫控制。2節(jié)能性通過(guò)改變房間送風(fēng)量，而節(jié)約風(fēng)機(jī)的能耗。定靜壓控制可獲得30%以上，變靜壓控制可獲得60%以上的風(fēng)機(jī)節(jié)能效果。不能利用新風(fēng)制冷，由于風(fēng)

22、機(jī)就地循環(huán)，風(fēng)機(jī)能耗小。3舒適性良好的舒適性，室內(nèi)溫度可根據(jù)個(gè)人要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫度調(diào)節(jié)范圍窄，若進(jìn)入BA控制，也可實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)良好。4噪音單風(fēng)道VAVBOX無(wú)運(yùn)行部件，噪音小。FPB有風(fēng)機(jī)，但消音條件好，因而噪聲小。風(fēng)機(jī)盤(pán)管中有旋轉(zhuǎn)部分（風(fēng)機(jī)、電機(jī)），因而噪聲取決于旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量。一般噪聲相對(duì)于VAV較高。5靈活性靈活性較高，易于改、擴(kuò)建，特別適用于用途多變的建筑物。靈活性也較高。6運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)風(fēng)量平衡方便，節(jié)省了風(fēng)量平衡中浩繁的測(cè)定和調(diào)整工作量，可實(shí)現(xiàn)精確的個(gè)別控制。系統(tǒng)各區(qū)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制容易，但實(shí)現(xiàn)個(gè)別精確控制較難。7潔凈度與VAVBOX相配套的空調(diào)機(jī)組可以使用高性能的空氣過(guò)濾器，空氣潔凈度高。

23、由于新風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)的靜壓小，在機(jī)組中不可能使用高性能的空氣過(guò)濾器，空氣潔凈度不高。8新風(fēng)可方便地解決新風(fēng)問(wèn)題。風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組方式解決新風(fēng)量是困難的。在過(guò)渡季節(jié)和冬季利用室外空氣降溫的時(shí)間較短。9施工要求施工方便。供給機(jī)組的水系統(tǒng)管道保溫嚴(yán)格保證施工質(zhì)量，防止系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生凝結(jié)水，施工要求高。10隱患無(wú)漏水隱患。存在漏水隱患。11系統(tǒng)組成VAVBOX設(shè)備，周邊控制設(shè)備，DDC控制器，風(fēng)管材料，控制電線及安裝附件等。風(fēng)機(jī)盤(pán)管，新風(fēng)機(jī)組，周邊控制設(shè)備，溫控器，風(fēng)管材料，水管材料，控制電線及安裝附件等。12經(jīng)濟(jì)性每平方米VAV空調(diào)系統(tǒng)總造價(jià)為：600-670元/平方米。每平方米FC+新風(fēng)系統(tǒng)總造價(jià)為：1

24、手動(dòng)三速控制：300-370元/平方米2 自動(dòng)就地溫控：400-470元/平方米3 由BA遠(yuǎn)程溫控：800-870元/平方米二、Onyx-2000變風(fēng)量系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì) 變風(fēng)量系統(tǒng)送至各房間的風(fēng)量和系統(tǒng)的總風(fēng)量，都會(huì)隨著房間負(fù)荷的變化而變化，因此，它必然會(huì)有較多和較復(fù)雜的控制要求。只有實(shí)現(xiàn)這些控制要求，系統(tǒng)的運(yùn)行才能穩(wěn)妥可靠，使她的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性充分體現(xiàn)出來(lái)。 變風(fēng)量系統(tǒng)的基本控制要求包括以下幾個(gè)方面： 房間溫度控制：它是通過(guò)末端裝置對(duì)送風(fēng)量的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。任何一種末端裝置都攜帶這類控制部件。 系統(tǒng)的靜壓控制：這是變風(fēng)量系統(tǒng)十分重要的控制環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)這一控制，才能使系統(tǒng)保持一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行壓力，從

25、而保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠。 空氣處理裝置的控制：實(shí)現(xiàn)這類控制，則可在運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)的情況下，既保證送風(fēng)溫度符合設(shè)計(jì)要求，又使送風(fēng)量緊隨著系統(tǒng)負(fù)荷的變化而變化。 此外，還有房間正壓控制，它是通過(guò)對(duì)送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)的平衡控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果建筑物內(nèi)設(shè)計(jì)有周邊供暖系統(tǒng)，則它需要獨(dú)立控制。變風(fēng)量系統(tǒng)的控制可以是氣動(dòng)的、電動(dòng)的。特別是近年來(lái)控制技術(shù)迅速發(fā)展，微電腦和計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的控制，使得控制功能大大加強(qiáng)，控制精度提高，安裝簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，價(jià)格也越來(lái)越便宜。2.1定靜壓法 所謂定靜壓控制，是在送風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)的適當(dāng)位置（常在離風(fēng)機(jī)2/3處）設(shè)置靜壓傳感器，在保持該點(diǎn)靜壓一定值的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)

26、受電頻率來(lái)改變空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量。 當(dāng)空調(diào)負(fù)荷減小，相應(yīng)地空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量需要減小時(shí)，部分房間或空調(diào)區(qū)域的變風(fēng)量末端裝置開(kāi)度關(guān)小，此時(shí)系統(tǒng)末端局部阻力增加，管路綜合阻力系數(shù)增加，管路特性曲線變陡，工況點(diǎn)由AB，風(fēng)量有QAQB。根據(jù)理論分析，對(duì)于定靜壓變風(fēng)量系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)功率的減小率基本上等于風(fēng)機(jī)風(fēng)量的減小率。當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量全年平均在60%的負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，此時(shí)風(fēng)機(jī)功率節(jié)約不到40%。定靜壓控制目前仍作為一種主要的控制方法在變風(fēng)量系統(tǒng)中得到普遍采用。如果送風(fēng)干管不是一條，則需設(shè)計(jì)多個(gè)靜壓傳感器，通過(guò)比較，用靜壓要求最低的傳感器控制風(fēng)機(jī)，風(fēng)管靜壓的設(shè)定值一般在250-375Pa之間。 2.2變靜壓控制法 所謂變靜壓控制，就是在保持每個(gè)VAV末端的閥門(mén)開(kāi)度在85%-100%之間，即使閥門(mén)盡可能全開(kāi)和使風(fēng)管中靜壓盡可能減小的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)受電頻率來(lái)改變空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量。其運(yùn)行狀況如圖1-6所示。 在這種控制方式下，由于閥門(mén)始終于85%100%之間，VAV末端裝置局部阻力系統(tǒng)變化很小（可能增加，也可能減?。鄳?yīng)地管路綜合阻力系數(shù)S也變化很小，綜合阻力曲線上升或下