压力无关型VAV末端变风量空调系统水力特性
压力无关型VAV末端变风量空调系统水力特性
变风量空调系统作为一种新型的空调技术,由于其具有高效、节能等优点,在工程上有很广的应用前景。
为精确控制风量,目前在变风量空调系统的控
制理论和控制实现上已做了大量研究,在传统的PID控制上引入了模糊控制、神经网络控制等等。
然而,在变风量空调系统内部水力特性—压力、流量的分布及其随运行工况的改变而波动—方面的研究却比较少,相关文献寥寥无几。
因此,
本文以一个实际的变风量空调系统为背景,对其内部的水力特性进行研究,提出
了一种可行有效的控制策略。
本文首先运用图论和流体网络的相关知识,将该变风量空调系统抽象成一个流体网络图,建立了流体管网数学模型。
利用MATLAB
语言编制的程序搭建了管网水力计算平台,以此为基础可对管网进行任意工况下的水力分析。
其次,通过调节单个末端装置的阀位角来改变系统的运行工况,计
算了在所调节的末端不同阀位角下系统内部的压力、流量的分布;分析讨论了单个末端装置的阀位调节所带来的系统流量的波动;界定了所调节末端对系统的影响范围;并对不同位置的末端装置对系统的影响作了比较,得出了它们对系统的
影响规律。
最后,计算了在两种调节方案下,以某个末端装置关闭为激励,系统所作出的响应以及系统在响应过程中其内部压力、流量的变化情况;对比了两种调节方案的优劣,最后给出了较优调节方案的调节策略。
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【关键词相关文档搜索】：供热、供燃气、通风及空调工程; 变风量空调; 流体网络图; 水力特性; 相互影响; 调节策略
【作者相关信息搜索】：哈尔滨工业大学;供热、供燃气、通风及空调工程;张吉礼;彭红莲;。
VAV空调系统介绍1
2
3
4
1. 风机电机组件 2. 风阀组件(进口) 3. 控制盒 4. 长轴 5. 风机隔板
6. 电加热组件
串联风机单冷型结构
一次风
2
VSCT 单冷
1
4 3
回风
送风
1. 风机电机组件 2. 风阀组件(进口) 3. 控制盒
4. 长轴
串联风机热水盘管再热型结构
VSWT 热水盘管
1 2
34
1. 风机电机组件 2. 风阀组件(进口) 3. 控制盒 4. 长轴
流量
里，是在部分负
荷下运行的，而 VAV系统是通过改
压力
变送风量来调节
室温的，因此通
过改变送风风机 耗能
频率可以减少风
机的动力损耗。
Q1 N1 电机 Q2 = N2 转速
H1 =
N1 2
H2 N2
P1 =
N1 3
P2 N2
节能
• 在同一空调系统中，不同房间是不可能同时达到最大负荷值，VAV空调机组 总送风量是按各房间的逐时负荷之和来计算，而定风量机组总送风量是按各 房间最大送风量之和来计算。如果将每个VAV未端的最大送风量比作1的话， 那么空调机组的总风量可以形象的比作，1＋1<2。从设计上，VAV空调机组 的总送风量就比定风量空调机组的总送风量低，因此，机组尺寸减小，所占 机房面积也减少。
要将各VAV末端阀位开度送 至空调机组的DDC控制器 ，对楼控系统网络通讯能力 要求高
VAV运行管理要点
接管验收检查：
1. 风道严密性 2. 软管连接不能有死弯 3. 风平衡测试，主机组及
末端是否能达到设计要求 4. 自控功能测试
运行维护管理：
1. 末端传感器定期清洁，保证探测数值准确 2. 如何保证空气品质： 新风阀最小开度设置 定期清洁过滤网 3. 装修改动后，重新调试整定系统参数 • 专业自控厂家支持
空调系统的VAV末端介绍
空调系统的VAV末端彭士梅提要概要介绍了空调系统VAV末端的工作原理、产品特点、基本组合、部件结构、选型及设备使用方法，预测了VAV末端在国内的发展前景。
关键词VAV末端产品特点选型使用VAV terminals in air conditioning systemsBy Peng ShimeiAbstract Presents the work principle, characteristics, basic combination, structure of parts, selection procedure and operation method of VAV terminals in air conditioning systems, and forecasts their development.Keywords VAV terminal, product feature, specification, application1 VAV末端的工作原理向房间送冷风时，送入室内的冷量按下式确定：Q=C。
ρ。
L(t n-t s) (1)式中C——空气的比热容，kJ/(kg。
℃)；ρ——空气密度，kg/m3；L——送风量，m3/s；——室内温度，℃；tn——送风温度，℃；tsQ——吸收(或放入)室内的热量，kW。
如果把送风温度设为常数，改变送风量L，也可得到不同的Q值，以维持室温不变。
最基本的变风量系统的工作原理图见图1。
图1 变风量系统原理图空调系统的VAV末端按变风量的工作原理设计。
当空调送风通过VAV 末端时，借助于房间温控器，控制末端进风口多叶调节风阀的开闭，以不改变送风温度，而改变送风量的方法，来适应空调负荷的变化。
送风量随着空调负荷的减少而相应减少，这样可减少风机和制冷机的动力负荷。
当系统送风量达到最小设定值，而仍需要下调室内空气参数时，可直接通过加热器再热，或启动一台辅助风机，吸取吊顶中的回风，送入末端机组内，与冷气流混合后一起通过加热器再热后送入房间，达到维持室内空气参数的目的。
变风量空调系统控制分析
变风量空调系统（VAV）总风量控制实例分析摘要：在介绍变风量空调系统的基本原理及目前采用的主要控制方法基础上，结合工程实例，分析总风量控制系统设计及具体实现。
关键词：变风量系统总风量控制工程实例节能一．VAV系统的概念变风量空调系统简称VAV系统（ Variable Air Volume System ）.它根据被控区域空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调系统的送风量，从而保证室内参数达到要求。
变风量空调系统通常由空气处理设备、送（回）风系统、末端装置（VAV-BOX）及送风口和自动控制仪表等组成。
二．VAV系统的特点对于一个风系统服务于多个房间时，采用变风量空调系统可以使每个房间的变风量末端装置随该房间温度的变化自动控制送风量，使得空调房间过冷或过热现象得以消除，也使能量得以合理利用。
采用一个定风量系统负担多个房间的空调时，系统的总冷（热）负荷是各房间最大冷（热）量之和，总送风量也应是各房间最大送风量之和。
采用变风量空调系统时，由于各房间变风量末端独立控制，系统的冷、热量或风量应为各房间逐时冷、热量和风量之和的最大值，而非各房间最大值之和。
因此在设计工况下，变风量空调系统的送冷风量及冷（热）量少于定风量系统的总送风量和冷、热量，于是使系统的送回风管减小，空调机组减小，冷热源装机容量减小，机房占地面积减少。
在空调系统全年运行中，只有极少时间处于设计工况，绝大多数时间均是在部分负荷下运行。
当各空调区域负荷减少时，各末端装置的风量将自动减少，系统对总风量的需求也会下降，变风量空调系统总送风量的改变是由调节系统送风机的频率实现的，降低空调机组送风机的转速，使其能耗降低，节省系统运行耗能。
变风量空调系统主要特点可归纳为以下几点：节约系统风机能耗；空调房间没有没有风机盘管凝水问题和霉变问题；室内无过热过冷现象；系统的灵活性较好，易于改、扩建；能实现局部区域(房间)的灵活控制等。
变风量空调系统因其节能显著、易于多区控制及舒适性高在欧美、日本等国已广泛使用。
简析变风量（VAV）空调系统及设计指南
简析变风量（VAV）空调系统及设计指南简析变风量(VAV)空调系统及设计指南变风量（VAV）空调系统是根据室内负荷的变化或室内温度设定值的改变,自动调节空调系统的送风量，使室内温度达到设定要求的全空气空调系统。
变风量空调系统一般由变风量末端装置、集中空气处理机组、送回风管路及其控制系统组成。
变风量系统示意图：适用条件，主要特点：一般意义上，国内市场主要应用超高层高档办公楼，部分跨国公司对办公场所空调系统的硬性要求之一。
房间温度能够单独控制的全空气系统。
风量自动变化(应对负荷变化)，系统风量分配自动平衡。
空调房间没有冷水系统，同时也没有冷凝水产生的相关问题。
对于负荷变化较大，同时使用系数较低的场所，节能效果尤为显著。
空气品质好，温控准确快速，舒适性提高。
运行节能（比CAV或FCU系统节能20-30%）。
维修成本低，便于装修重新分隔。
需要的机电安装高度较多，方案及扩初阶段需要和建筑协调确定。
造价较高，需要较高的安装调试水平，系统的控制调试较为复杂。
负荷计算，系统选型：1.收集建筑资料，确定空调分区，划分空调系统：2.冷负荷计算：计算各房间的逐时/最大冷负荷、送风量、新风量；计算AHU的逐时/最大冷负荷、送风量、新风量。
3.供热方式的确定及热负荷计算：周边区的辅助供热系统（远程供热、独立供热）；再热式变风量系统的供热（就地供热）；单风道系统的供热（冷热风）；分别计算热负荷。
4.VAV BOX平面布置及类型：考虑温控要求，确定BOX数量；根据空调分区，确定BOX为单冷还是冷暖型；考虑气流组织、房间的噪音要求确定送回风口位置、换气次数等，确定BOX是否带风机。
末端设备选型：VAV BOX本体主要部件：VAV BOX的分类：与压力有关型BOX：通过房间温度与设定温度差值控制风阀开度：工作原理：弊端：当阀位不变时，BOX风量随入口静压变化而变化。
通过房间温度与设定温度差值控制风阀风量：风速（压差）传感器－8×2个小孔。
浅谈变风量空调系统末端与控制
定静压方法控制简单，但风机能耗较高，末 端风阀多处于偏小状态，相应的带来了噪声问
题；变静压方法虽然能最大限度地节省风机能耗， 但控制算法复杂，实现较为困难，尤其是控制公 司的产品基本上都不是提供变静压的控制算法。
变风量末端产品有：单风道变风量空调箱 （Ｖ Ａ Ｖ Ｂ ｏ ｘ ）、风机动力型变风量空调箱（Ｆ ａ ｎ
Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｂｏｘ）、变风量风口。 （１）单风道变风量空调箱。由箱体、控制器、
风量传感器、电动风阀等基本构件组成。主要是利 用风阀的节流作用改变通过该末端的送风量以适应 该区域室内负荷变化，来维持区域内空调参数恒 定的末端形式。单风道变风量箱是目前使用最多 的一种变风量末端。适用于常年表现为冷负荷的 建筑物内区或者用在要带加热器的外区。它的缺 点就是当低负荷运行时不能满足室内的换气次数。 这种缺陷则要由风机动力型变风量末端来弥补。
随着科学技术的发展，人民生活水平的不断 提高，人们对空调房间的舒适性要求也越来越 高。变风量空调系统具有控制灵活、卫生、节能 等特点，它不仅能够根据空调区负荷变化，自动 改变送风量；而且，随着送风量的减少，风机输 送能耗也相应减少，因此具有双重的节能作用［１］。 有关文献介绍，变风量系统与定风量系统相比可 以节能３０％～７０％。节能也是全球人民关注的问 题。所以变风量空调顺应了时代的潮流。
参考文献 １ 《公共建筑节能标准》 ２ 《皇家变风量末端》 ３ 《变风量空调系统设计实用参考指南》
87 Intelligent Building & City Information 2005 12 No. 109
暖通空调新技术-VAV
③单风管送回风机连动VAV 空调系统
该方式可保持室内静压不变。应用在高级办公室空调系 统及有静压要求的研究室、动物室等设施。
④单风管旁通式VAV 空调系统
采用旁通方式,风机转速及系统静压保持一定。 特点：虽然节能效果有限,但可满足室内热舒适要求及工艺恒 温要求,且系统简单,成本低廉。在不带静压控制装置的柜式空 调机中也有较多使用。
供热)通过热风道送至末端装置的热风阀。
运行模式： （1）如果室内处于高峰负荷，则按最大风量送人房间，
冷风阀全开，热风阀关闭，使室内空气维持在设计状态。 （2）如果室内负荷降低，冷风阀关小减少冷风量，当达
到最小设计送风量时，开启热风阀向室内送热风。 （3）如果室内负荷继续减小，冷风阀将不断关小至关闭，
（2）噪声问题 噪声源：
◎送、回风机 ◎变风量末端装置 末端装置： 流过末端装置入口的高风速是产生噪声的根源。 ◎风速测量传感器要求风速高于一定数值才能保证测 量准确； ◎节流型末端调节阀片关小使风速增加。
（3）气流组织 空调系统的送风口都是定截面的，导叶角度也很少改变，所
以当风量减少时，势必影响室内气流组织。 国外通常采用空气分布特性指标ADP来评价房间的气流组织
内区空调负荷：内热负荷和新风负荷,如果新风集中处理则主 要是内热负荷。内热负荷是全年冷负荷,新风负荷则有冷热之 分,一般情况下,即便在冬季内热负荷也会大于新风热负荷,因此 内区空调负荷通常表现为全年冷负荷。
②标准办公外区 标准办公层外区窗台下专设无风机热水盘管加热系统,处理外 区热负荷,夏季外区呈现冷负荷时则由内区空调一并处理。
4. VAV 空调系统的设计
空调区域的划分：
内部区：在选择空调系统方式时,不受室外负荷影响的内部区大 多采用VAV 空调系统。 外部区：外周区采用的方式种类较多。有外周区单独系统的 FCU (风机盘管) 方式,单独系统的VAV 或CAV (定风量) 方式, 单独系统的窗际空调方式,也有与内部区同一系统的VAV 或 CAV(常加设再加热器) 方式。
变风系统的VAV末端
变风系统的VAV末端【摘要】本文介绍了变风系统的VAV末端，包括其工作原理、优势、设计要素、维护保养以及节能效益。
VAV末端通过控制风量和温度，能够提高空调系统的能效比，实现精确的空调控制。
文章指出VAV末端在空调系统中的重要性，并展望了未来的发展方向，呼吁更多的关注和投入研究。
通过本文的阐述，读者可以深入了解VAV末端的功能和意义，为空调系统的运行和管理提供参考和指导。
【关键词】变风系统，VAV末端，工作原理，优势，设计要素，维护保养，节能效益，重要性，未来发展方向。
1. 引言1.1 介绍变风系统的VAV末端VAV末端是变风系统中的重要组成部分，负责调节空调系统中冷热水流量，实现室内环境的温度控制。
VAV末端通过不同的阀门控制气流量，从而实现室内空调的变风调节功能。
其工作原理是根据室内环境温度变化，自动调节阀门开度，控制冷热水流量，从而实现室内空调系统的自动调节。
VAV末端的优势在于可以根据实际需要进行精细调节，提高室内空气质量和舒适度。
VAV末端具有节能效益，在减少系统能耗的也能延长空调设备的使用寿命。
设计VAV末端需要考虑多方面因素，包括系统的负载需求、空间布局、风口位置等。
定期的维护保养对于确保VAV末端的正常运行也至关重要。
在节能减排的今天，VAV末端作为空调系统中的重要组件，具有重要的节能效益，可以为建筑行业节约能源，减少对环境的影响。
VAV末端在变风系统中扮演着至关重要的角色，其良好的设计和维护保养对于系统的稳定运行和节能效益具有重要意义。
展望未来，随着科技的不断发展，VAV末端将会更加智能化，更加高效节能，为建筑行业的可持续发展贡献更多力量。
1.2 研究背景为了更好地理解和应用VAV末端，需要对其工作原理、优势、设计要素、维护保养以及节能效益等方面进行深入研究。
通过对VAV末端的相关知识进行系统整理和总结，可以进一步提高其在空调系统中的性能表现，并为建筑环境的舒适性和能源消耗效率提供更好的保障。
VAV空调定变风量系统特点分类及工作原理介绍78页(含电气 图文并茂)
一次风
区域负荷
最小加热 风量 最小一次风 风量
设计冷负荷
VAV末端工作原理
➢ 单风道VAV工作特点
➢ 根据室内负荷的变化或室内温度设定值的改变自动调节 送风量
➢ 送风量有一个最小设定值(带辅助热源时此值大些) ➢ 过冷或需要制热时,可通过热水盘管或电加热提供热源
DDC
温控器
VAV末端工作原理
➢ 并联风机型 (可使用热水盘管或电加热作为辅助热源)
DDC
温控器
➢ 风机与一次风风阀独立工作,分别 提供风量
➢ 风机风量小于送风量,风机尺寸和 噪声均较小
➢ 风机在制冷模式下不工作,耗电少
VAV末端工作原理
➢ 串联风机型 (可使用热水盘管或电加热作为辅助热源)
热水盘管或电加热
100%
最大一次风 风量
加热
调和
% 区域送风量
回风
0% 设计热负荷
一次风
区域负荷
2
卡槽连接
Hale Waihona Puke 第20位 …… 消声器0
无消声器
2
带消声器
第21位 …… 热水盘管
0
无热水盘管
1
1排/进口/仅并联
2
2排/进口/仅并联
3
1排/出口/左式
5
2排/出口/左式
第22位 …… 控制和电气连接
L
左式
第24位 …… 电源隔离开关
0
无电源隔离开关
W
带电源隔离开关
第25位 …… 电源保险丝
0
无保险丝
W
带保险丝
DD13 LonTalk DDC比例调节水阀控制
DD14 LonTalk DDC开关型电加热控制
VAV变风量空调系统介绍
并联风机动力型
串联风机动力型
14
三、VAV变风量空调系统组成
控制系统
15
四、VAV变风量空调系统控制
控制方式
16
四、VAV变风量空调系统控制
1、定静压控制
17
四、VAV变风量空调系统控制
1、定静压控制
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四、VAV变风量空调系统控制
1、定静压控制
19
四、VAV变风量空调系统控制
1、定静压控制
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五、建议
2、系统调试 A、VAV系统调试是较为复杂、专业性强的工作，系统运行的状 况和调试的好坏直接相关。调试工作需要重点监控。 B、VAVBox需每台做好标定。每台设备均需进行单机调试。 C、系统的风量平衡必须做好。系统的平衡是整个系统的正常运 转及自动的基础。系统的平衡做好，VAV的控制才能准确、节能 。
VSD at 100%
Yes
延迟
26
四、VAV变风量空调系统控制
3、总风量控制 风机总风量控制法的基本原理是根据风机相似律，在空调
系统阻力系数不发生变化时，总风量和风机转速是一个正比关 系。而风机转速和频率也使正比的关系。
所以，系统的总风量和转速可以相互对应。
27
四、VAV变风量空调系统控制
3、总风量控制
6
二、VAV变风量空调系统特点
7
二、VAV变风量空调系统特点
8
二、VAV变风量空调系统特点
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二、VAV变风量空调系统特点
10
二、VAV变风量空调系统特点
11
三、VAV变风量空调系统组成
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三、VAV变风量空调系统组成
变频空调机组
13
三、VAV变风量空调系统组成
VAV变风量空调系统的设计与分析
VAV变风量空调系统的设计与分析作者：刘辉来源：《大观周刊》2012年第33期中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O8-0106-02摘要：本文简要介绍了变风量空调系统，对此系统的设计要点及控制要求作了说明；并把通过调研和有关资料收集的设计实例介绍给大家。
希望同行们共同关心、讨论、研究VAV系统的设计及应用。
关键词：变风量空调系统设计控制应用变风量空调系统（VAV）是一种通过改变送风量来调节室内温湿度的空调系统。
变风量空调系统20世纪60年代起源于美国，特别是进入70年代以来，以石油危机为标志的世界能源危机更加促使一些发达国家在各行各业中研究和推广节能技术，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是其巨大的节能优势。
经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统已占据了欧、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。
1、变风量空调系统（VAV）简介1.1变风量空调系统的含义和组成变风量空调系统是利用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。
在设计时充分考虑了瞬时负荷及内外区的热平衡，系统设计是真正基于逐时负荷的设计，可以根据需要随时调节分配到各个区域内的送风量和供冷量（供热量）。
系统总送风量为各时段中所有区域要求风量之和的最大值，而不是所有区域要求风量最大值之和。
前者通常只占后者的70%～90%，因此变风量空调系统可以显著减少系统的总送风量。
在现代建筑尤其是现代高层建筑的空调系统设计中，由于负荷的内外区特性差异大，内区通常表现为全年冷负荷，而外区则既有冷负荷又有热负荷。
变风量空调系统通过回风的混合可以实现能量在区域之间的流动，内区的一部分得热可以转移到外区。
这就是所谓热平衡。
变风量空调系统是由空气处理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量末端、房间温控器和必要的自动控制元件组成。
其中变风量末端是该系统的最重要部分。