变风量空调系统实施中的控制要点

王兵

（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武汉 430081）

传统意义的空调系统虽然能够有效的调节室内环境温度，但是其存在能耗高、空气品质差等缺点诟病。变风量（VAV）空调系统是保持送风温度恒定，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；风量随着负荷的变化而变化，自动分配平衡，房间温度能够单独控制，改善房间空气品质的效果；负荷变化较大时，节能效果尤为显著。因变风量（VAV）空调系统的优势显著，在国内已得到了广泛的认可与运用。本文对施工过程中的一些控制要点进行探讨。

1 变风量空调系统的发展历史及现状

变风量（VAV）空调系统是根据室内负荷的变化或室内温度设定值的变化，自动调节系统的送风量，使室内温度达到设计要求的全空气系统。变风量（VAV）空调系统诞生于上世纪60时年代的美国，80年代在欧美、日本等地得到广泛的运用和发展，现在已成为世界发达国家和地区空调系统的主流。

2 变风量空调系统的分类及控制原理

2.1 变风量空调系统的分类

变风量空调系统一般由冷热源机组（负荷调节）、供水系统（变流量输送）、集中空气处理机组（变频控制风机）、送回风管路、变风量末端装置（调整每个空调区送风量）及其控制系统（智能化控制和管理）组成。变风量空调系统的基本原理是通过改变送风量以适应空调负荷的变化，维持空调房间的空气参数。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。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，通过变频器控制集中空气处理机组送风机的转速，消除压力波动的影响，控制送风量的大小。自控系统可根据当前的制冷(制热)量的需要，依据制冷(热)机组的制冷(热)能力调节投入运行的台数。根据工况需求，自动组合启动冷冻、冷却水泵及冷却塔的投运台数。变风量控制采用室内温度为主控制量，空气流量为辅助控制量。变风量空调系统可基本分为单风道、双风道、风机动力箱式和诱导器式四类。目前国内技术主要采用变风量单风道空调系统。变风量空调系统的变风量箱（VAV BOX）品种繁多、各具特色，归纳起来可以分为：（1）按改变房间送风量方式分为节流型和旁通型两大类。（2）按补充系统压力变化的方式分为压力相关型和压力无关型。

2.2 变风量空调系统控制原理

变风量空调系统常用定静压控制法、变静压控制法和总风量控制法。由于定静压控制简单，要求的管理水平不高；运行稳定，故障率低，维护费用低；传输数据少，不必联网；压力有关型或无关型VAV BOX都可应用等优点，是目前国内运用最广泛的控制方法。定静压控制的工作原理：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VAV BOX风阀调节。定静压设定值太低，不能满足全房间（最大风量）的要求；设定值太高，会增加耗能，增加噪音，对控制不利。定静压设定值的大小与风管系统的压力有关；与压力传感器的位置有关。普通空调系统（中压系统），静压值建议在150～300Pa之间，低压系统建议100～200Pa之间；压力传感器建议安装在单环路风管的2/3处比较适宜。具体数值应在调试中确定。

2.3 变风量空调系统的施工质量控制要点

变风量空调系统是由冷热源机组、供水系统、集中空气处理机组、送回风管路、变风量末端装置在一系列高精度传感元件组成的控制系统下的一个集成，通过控制系统的检测、反馈、处理，得以实现风量的控制。在施工过程中任何环节的疏忽，都将影响到整个系统的正常运行。施工过程中主要有以下控制要点。

2.4 变风量空调系统风管的主要控制要求

常规VAV系统，主管道设计工作压力大致在200～400Pa范围，根据《通风与空调工程施工质量验收规范》（50243-2002）工作压力等级划分属于低压系统（P≤500Pa）。但VAV系统在稳定运行条件下，管道内长期保持相对稳定的静压，施工要求建议按中压系统的工艺标准执行，以免漏风过大造成损耗，影响系统的稳定运行。同时，根据规范、材料种类、风管截面积的周长选择对应风管材料的规格（厚度），确保成品风管的强度，避免运行中管道的振动产生噪音。空调系统少量的漏风是不可避免的，但是过量的漏风会影响整个系统的稳定运行及功能的实现，并造成能量的大量浪费。在风管段加工制作时，应以机械密封为主，密封胶密封为辅。风管拼装时，一定要横平竖直，严禁风管扭曲变形；对变形的风管进行矫正，确保组装精度。重点对弯头、三通、法兰翻遍的转角处进行密封胶密封处理。

弯头应按规范要求设置导流片，导流片设置时应注意合理的位置及片数，特别是尺寸较大的弯头，会影响气流造成局部噪音，导流片的合理设置有利于减少局部阻力，降低噪音。主风管与支风管连接，应首先采用三通连接，若确实需要开口连接，开口尺寸应与支管尺寸一致，开口处应平滑整齐，不得卷边及带有毛刺，避免产生局部噪音。风管分段组装时，法兰与法兰之间要求有不燃或难燃的材料密封，厚度≥5mm，沿法兰连续敷设，不得有空隙，不得突入风管内。采用螺栓或螺栓与卡玛进行连接，拧紧压实时压缩量要均匀一致。风管组装完后，必须对连接缝隙进行检查，发现漏光点及时用修补处理。风管支架安装间距按规范设置，水平弯管在500mm范围内应设置一个支架，支管距干管1200mm范围内应设置一个支架。水平风管长度超过20m的，应设置不少于一个的防止风管晃动的固定支架。支吊架不应设置在风口处或阀门、检查门和控制执行机构的操作部位，距离风口或插接管不宜小于200mm。支撑保温风管的横担应设在风管保温层外部，严禁损坏保温层，并错开保温接缝位置。

2.5 变风量空调系统的静压传感器等控制元件的主要控制要点

静压传感器是变风量空调系统中控制风量的核心元件，对于系统的正常运行起着决定性作用。在风管中的安装位置对测量的准确性有很大的影响，测量的准确性直接决定了系统能否正常运行。静压传感器安装的位置及安装预留孔的大小应在施工前与弱电控制单位确定，在风管制作时一起预留好，严禁风管安装完成后二次开孔，在静压传感器安装完成后要进行密封处理。根据理论计算及现场的实际经验，静压传感器宜安装在远离风机2/3处的主管上，插入风管深度为风管尺寸的1/2为最佳。严禁安装在弯头、变径处，安装位置的上游、下游4倍管径处没有任何阻挡的直管段。若实在无法满足安装条件时，在上游段的适当位置安装均流板。

2.6 变风量空调系统的噪音主要控制要点

空调系统在投入运行后，噪音是否达到设计要求，直接影响到空调的舒适度，必须高度重视，做好降噪措施。控制噪音要从噪音源及传播途径入手。首先，设备选型时，选择满足要求的静音型或超静音型设备，设备吊装或落位时安装减震器。设备机房采用微穿孔双层夹面墙体内衬，内填50mm厚的超细玻璃棉消音。设备与风管采用防火帆布软连接，回风口安装消音回风箱；出风口的主风管上安装消声器。其次，风管在制作时适当增加加强筋，用于提高风管的强度；整条风管安装完成后，要及时找平找正，安装固定支架，减少风管运行时的晃动。最后，风管与风口连接时，采用柔性连接。

2.7 变风量空调系统的调试主要控制要点

空调系统安装完毕后，必须经全面检验，符合设计及规范等要求，才能进行调试工作。调试分单机试运转、无负荷联动试运转及带负荷联动试运转三种。单机试运转时，将风阀开度调至最大，待风机启动后，立即停止，检查风机的转向是否和风机标注的方向一致，不一致时调换电源接线任意两相再次试验，直至符合要求为止。单机试运转不得低于2h，运行时，设备内无杂物，无异响，试验合格，及时填写测试结果并签字存档。联动试运行在单机试运转合格后进行，运行时间不低于8h。系统分别在最大和最小风量下，利用主、支管及变风量箱后的手动调节阀进行调节，使各支管、各出风口达到风量平衡。通过静压值的不断设定及调整，来使系统达到最好的运行状态。测定室内温度、湿度、噪音、实际总风量及各风口实际风量是否满足要求。实际总风量与设计总风量的偏差不大于10%；各风口实际风量与设计风量偏差不大于15%为合格。

3 结语

随着人民生活水平的提高，环保意识的增强，对室内空气品质的重视，变风量空调系统的优点越来越突出。变风量空调系统的运用是趋势，得到了广泛的认可与运用，但是由于影响性因素很多，使得变风量空调的技术还有待完善的地方。因此，对变风量空调系统施工过程中的控制要点进行研究很有必要。本文总结了一些在变风量空调系统施工过程中的控制要点。