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变风量（VAV）空调系统施工工法一、前言变风量（VAV）空调系统是一种节能、智能的空调系统，它可以根据实际需要自动调节风量和温度，以提供舒适的室内环境。
本文将介绍变风量空调系统施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点1. 节能高效：变风量空调系统可以通过自动调节风量和温度，实现精确的能量控制，节约能源，提高能源利用效率。
2. 灵活可调：可以根据实际使用需求，自动调节风量和温度，以适应不同的室内环境需求。
3. 统一控制：通过集中控制系统，可以对整个系统进行集中监控和控制，提高整个系统的运行效率。
4. 安装方便：变风量空调系统采用集中供风和分散回风的方式，减少了管道和设备的数量，简化了安装工程。
5. 维护便捷：系统的运行和维护都可以通过集中控制系统进行，减少了维修和保养的难度和成本。
三、适应范围变风量空调系统适用于各种建筑类型，包括办公楼、商业综合体、酒店、医院、工厂和学校等。
特别适合需要经常变化的室内环境需求的场所，如会议室、餐厅和展馆等。
四、工艺原理变风量空调系统通过在风机和送风口之间设置变风量盒，实现对风量的调节。
根据室内需要和设定的温度值，集中控制系统会自动调节变风量盒的开度，从而调节风量和温度。
五、施工工艺1. 设计方案确定：根据建筑设计和室内环境需求，确定变风量空调系统的供回风位置和管道走向。
2.材料准备：采购所需的管道、管件、变风量盒和控制系统等材料。
3. 管道铺设：根据设计方案，按照规范要求进行管道的铺设和固定。
4. 安装设备：安装风机、变风量盒和其他辅助设备，连接管道和电气线路。
5. 系统调试：对整个系统进行逐一检查和调试，确保各个设备和组件的正常运行。
6. 安装控制系统：安装集中控制系统，配置各项参数和设置控制策略。
7. 系统调试和调整：根据实际情况，对系统进行再次调试和调整，确保系统在正常运行范围内。
空调末端VAV变风量空调系统变风量（Variable Air Volume）空调系统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60年代起源于美国，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。
经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统己占据了欧、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。
进入90年代以来，采用VAV技术的多层建筑与高层建筑已达到95%。
变风量空调系统由空气处理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量空调箱、房间温控器等组成，其中变风量空调箱是该系统的最重要部分。
每台空调末端VAV设备均相互联动，均与AHU空调主机联动,使每个房间区域根据人员的变化，改变空调送风量。
达到每个区域的温度环境要求。
1、变风量空调系统（VAV）的优势变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要在以下几个方面:（1）节能环保由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。
据模拟测算，当风量减少到80% 时，风机耗能。
将减少到51%；当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%。
全年空调负荷率为60% 时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。
综合能耗比常规空调节省30%以上。
因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。
变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。
（2）健康舒适风机盘管系统存在现场噪声，而变风量空调系统噪声主要集中在机房，用户端噪声较小。
带VAV空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。
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。
VAV、VRV、FCU，写字楼空调是越高级越好？市面上写字楼普遍用到的空调系统分为三种，我们先说V A V （V a r ia b l e A i r Vo l u m e），即变风量调节空调系统。
这是一种通过改变送风量来调节室内湿/温度的空调系统（又称：集中式空调系统）。
实质是在保持空调送风温度的前提下，根据房间内实际温度的变化来调节空调送风量，达到控制房间温度的目的。
V A V系统的优点：1、节能：由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。
2、新风舒适度高：变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量，也可避免避免在局部区域产生过冷或过热现象。
3、噪音小：变风量空调系统噪声主要集中在机房，用户端能感觉到的噪声微乎其微。
4、智能化可塑性强：采用数控的变风量空调系统，可以实现计算机联网运行，接入到楼宇自控系统中，从而提高楼宇智能化程度。
5、易于改造：由于它的末端装置及其所带风口用软管连接，易于装修或二次改造。
第二种是V RV（V ar i a b l e R e fr i g e r an t V o l u me），即变制冷剂流量系统。
这种空调系统通过控制压缩机的制冷剂循环和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。
V R V系统的优点：1、节能：目前VR V空调系统普遍采用变频压缩机和电子膨胀阀。
V R V先进的变频技术，可在15%-100%容量范围内进行控制，根据负荷变化进行稳定的运转控制。
压缩机在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失。
2、占用面积小：条件许可时，VR V系统外机机组可摆放在裙楼楼顶或塔楼楼顶，占用写字楼内部的面积较小，可满足自用型楼宇客户的个性需求。
3、舒适度较高：可选择带冷源的新风处理机或不带冷源的全热交换器，除湿量较大，对于很多空气湿度较大的地区项目很适用。
定风量空调系统与变风量空调系统有什么区别？xjshuang520258回答的很专业，所谓的变风量空调系统也就是我们通常所称的VAV（Variable Air Volume）空调系统，该系统于60年代在美国诞生，其基本原理是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。
在当今特别提倡节能和舒适性的条件下，变风量空调系统正在逐渐被人们接收并得到应用。
变风量空调系统主要有以下几个优点：1、由于变风量空调系统是通过改变送入房间的风量来适应负荷的变化，而空调系统大部分时间的部分负荷下运行，所以风量的减少带来了风机能耗的降低。
2、区别于常规的定风量或风机盘管系统，在每一个系统中的不同朝向房间，它的空调负荷的峰值出现在一天的不同时间，因此变风量空调器的容量不必按全部冷负荷峰值叠加来确定，而只要按某一时间各朝向冷负荷之各的最大值来确定。
这样，变风量空调器的冷却能力及风量比定风量可风机盘管系统减少10-20% 。
3、变风量空调系统属于全空气系统，与风机盘管系统相比有明显的好处是冷冻水管与冷凝水管不进入建筑吊顶空间，因而免除了盘管凝水和霉变问题。
•变风量空调就是“变频空调”，它根据调整的环境温度自动变换出口的风量大小，从而达到在要求的温度范围左右。
同时又节约了电。
定风量的空调是不可以自动调节的，是用开开停停的方式来保持所调整环境温度范围左右的。
变风量与定风量空调系统之比较（1）可以根据不同房间的使用要求来独立控制同一风系统中的各房间的温度。
而不是象定风量系统中只能控制总的回风温度。
其每个VAV未端装置可自配温度控制，随着所控制区域的温度变化，自动调节送风量。
（2）综合能效比高，这主要体现在两点：①同一风系统中，不同房间一般是不可能同时达到最大负荷值，因此尽管每个VAV未端的最大送风量可按房间最大负荷来选择，但空调机组总送风量应按各房间的逐时负荷之和的最大值来计算而不是象定风量机组那样送风量为各房间最大送风量之和，因此，从设计上， VAV系统空调机组的送风量的选择就比定风量空调机组低，使机组尺寸减小，所占机房面积也有所减少；同时，其设计的用电安装容量下降，电气报装费也将下降。
在各种空调方式中,VAV 空调系统有其自身的优点:1、由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行,所以风量的减少带来了风机能耗的降低和末端设备里的再加热器能耗的降低;2、能实现局部区域的灵活控制;3、利用系统多样性,可使中央系统的初始成本低;4、同样,由于可利用系统的多样性,今后扩展的成本大大降低;5、系统是自平衡的(Self2balancing) ,等等。
因此,国外智能大厦的空调系统多采用VAV 空调系统, 或与CAV 空调系统、FCU 空调系统相结合的方式。
虽然VAV 空调系统具有上述优点,但是它的控制却最复杂。
目前,VAV 空调系统的控制方式基本上采用多个回路的PID控制。
在系统模型参数变化不大的情况下,PID 控制效果良好。
但是,VAV 空调系统是一个干扰大的、高度非线性的、不确定性系统,这是由于:1、外界气候和空调区域里的人员活动的变化很大,对系统形成很大的干扰;2、空气调节过程是高度非线性的;各执行器的运行特性也是非线性的;3、各个控制回路之间耦合强烈,完全解耦是不可能的;4、随着时间的推移,设备会老化和更换,从而造成系统参数的变化。
5、在许多系统里,系统的数学模型很难建立。
1. 1 VAV 系统的节能研究20 世纪70 年代到90 年代,主要集中研究它的能耗情况,即与定风量(CAV) 空调系统和风机盘管系统比较节能效果。
与CAV 空调系统相比,VAV 系统可以不需或减少再热量,降低送风量,从而减小风机能耗,降低制冷负荷等。
此外,VAV系统还可以通过消除过冷、回收灯光的热量而节能[1 - 3 ] 。
Wallace 等人提出在高层建筑的VAV系统中引入建筑能耗监控系统和计算机控制,可以优化节能效果。
风机能耗在VAV 系统中占很大的比重,因此对风机采取有效的调节措施,降低风机能耗是增强VAV 系统节能效果的重要途径。
目前,风机调节主要采用调节风机入口导流叶片角度和变风机转速两种方法, Englander 和Norford 比较了二者的节能效果,并用动态模拟软件HVACSIM + 进行了模拟计算,结果表明,采用变转速调节要比采用调节风机进口导流叶片角度节能30 % ,而且变转速调节与DDC 结合效果会更好。
加州能源委员会总结多年的VAV 设计经验,认为风机的调节方式对能耗的影响比风机类型的影响大,而且指出变转速调节与变静压控制方式结合节能效果显著。
1. 2 VAV 系统送风量的控制研究VAV 系统是通过改变送入室内的送风量来实现对室内温度调节的空调系统,因此风量控制是VAV 系统控制的关键环节,它关系着整个系统的能耗情况和系统的稳定性和可靠性。
目前总送风量的控制方法主要有两种:静压控制法和风量控制法。
1. 2. 1 静压控制法静压控制法又分为定静压法和变静压法。
定静压控制由于简单、运行可靠,目前仍作为一种主要的控制方法在变风量系统中得到普遍采用,但不利于风机节能。
变静压法可以最大限度地降低能耗,节能效果显著。
Tung 和Wang 等人介绍了变静压控制策略,并分别用实验研究和计算机模拟的方法对两种控制策略的节能情况进行了比较,结果都表明变静压控制方式比定静压控制方式节能效果好。
1. 2. 2 风量控制法为了全面提高系统的稳定性,最大限度地节约能量,Hartman 提出了一个新的概念,即基于末端装置的风量调节( terminal regulated air volume ,TRAV)。
TRAV 基于末端装置实时的风量要求,采用先进的控制软件,实施风机控制。
其基本原理是,将末端装置送风温度、温控器读数、风量及阀位信号都送入一个中央控制器,由它计算后再调节送风状态点(不仅变送风量而且要变送风温度)。
Hartman 用计算机对一幢典型办公楼内的VAV系统进行了模拟,结果表明,采用TRAV 控制,风机能耗可以降低50 %。
但这种控制方法需要解决两个关键的问题,即送风状态点的预测和所需送风状态的实现。
如果能比较好地解决这两个问题,就可以避免多个环路之间的相互作用,从而提高系的稳定性。
此外TRAV 要求从建筑到VAV box都应采用先进的DDC 控制。
1. 2. 3 其他控制法随着研究的深入,人们开始研究更先进可靠的控制方法,Byer s 提出了风机压力优化的概念,指出它是部分负荷工况下控制静压的节能措施,也是控制VAV box 的可靠手段。
Wei 等人提出了将阀门控制和变静压控制相结合的控制方法(integrated damper and pressure reset , IDPR) ,并用实验的方法对比研究了几种不同控制方法的节能效果。
实验结果表明,当系统运行良好时, IDPR法与TRAV 法对风机转速的调节基本一致,当系统出现故障时, IDPR 法控制的风机能耗较低。
Feder spiel 等人发展了传统的变静压控制法,提出了带InCTeTM 的SAV ( static pressure adjustment from volume flow) 静压控制,指出该控制方式节能性很好,而且不会影响房间的热舒适性和室内空气质量。
加拿大的Nassif 等人利用双目标遗传算法对HVAC 系统的控制方式进行了优化。
这些控制方式能否成功执行取决于VAV 末端装置内流量传感器能否对流量进行精确测量。
因此,提高流量测量的精度是改善VAV box 性能的关键技术。
1. 3 新风量控制研究尽管VAV 系统节能效果显著,但是在实际应用的过程中,人们也发现变风量系统中负荷的变化会导致风量变化,这使得室内气流组织发生改变,从而影响室内的热舒适性。
在1984 年的ASHRAE 会议上,大家一致认为设VAV 空调系统的很多建筑运行效果并不好,问题在于送风量不足。
Tamblyn 指出,VAV 系统室内空气循环不好,无法满足人们对空气质量的要求,为此,他提出了温度补偿和内部分区的方法,以在能耗不升高的情况下保证必要的空气循环。
Meckler 指出,VAV 空调系统风量分配不均容易导致室内空气质量很差,从而使病态建筑综合症出现的概率大大增加。
为保证室内空气质量,各国学者一直在探索最小新风量的控制方法,现主要有表1 列举的几类方法。
3 变风量空调系统的优势分析3.1 节能由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行, 而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的, 因此可以大幅度地减少送风风机的动力耗能。
根据模拟测算, 当风量减少到80% 时, 风机耗能将减少到51% ;当风量减少到50% 时, 风机耗能将减少到15% ; 全年空调负荷率为60% 时, 变风量空调系统( 变静压控制) 可节约风机动力耗能78% 。
3.2 新风做冷源因变风量空调系统是全空气系统, 在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源, 相对于风机盘管系统, 能大幅度减少制冷机的耗能, 亦可改善室内空气质量。
3.3 无冷凝水烦恼变风量空调系统是全空气系统, 冷水管路不经过吊顶空间, 避免了风机盘管系统中冷凝水滴漏和污染吊顶的问题。
3.4 系统灵活性好现在建筑工程中常常需要二次装修, 若采用带VAV空调箱装置的变风量空调系统, 其送风管与风口软管连接,送风口的位置可以根据房间的分隔的变化而任意改变, 也可根据需要适当增加风口。
而在采用定风量系统或风机盘管系统的建筑工程中, 任何小的局部改造都显得很困难。
3.5 系统噪音低风机盘管系统存在每个用户末端, 而变风量空调系统噪音主要集中在机房, 当采用空气动力型变风量末端时, VAVBOX可设置在走廊且一个VAVBOX可连接多个末端用户, 末端噪音相对较小。
3.6 不会发生过冷或过热的现象, 空调舒适性好带VAV空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比, 能更有效地调节局部区域的温度, 实现温度的独立控制, 避免在局部区域产生过冷或过热现象。
3.7 楼宇自动化程度高采用DDC数字控制的变风量空调系统, 可以实现计算机联网运行, 接到楼宇自控系统中, 从而提高楼宇智能化程度。
3.8 减少综合性初投资由于增加了系统静压控制以及VAV空调箱等环节,设备控制上的造价会有所提高。
但由于变风量空调系统可以根据冷热负荷的分布, 使送风量在建筑物内各个控制区域间平衡转移, 从而使系统的设计总送风量减少, 因此可以减少空调系统设备的容量, 系统综合性初投资不一定会增加, 甚至可以降低。
3.9 结构简单, 维修工作量小, 使用寿命长4 变风量空调系统主要末端设备的种类4.1 末端装置的分类末端装置是改变房间送风量以维持室内温度的重要设备。
末端装置有如下几种分类方法:按照改变风量的方式, 有节流型和旁通型。
前者采用节流机构( 如风阀) 调节风量, 后者则是通过调节风阀把多余的风量旁通到回风道。
按照是否补偿压力变化, 有压力有关型( pressure dependent) 和压力无关型( pressure independent) 。
从控制角度看, 前者由温控器直接控制风阀; 后者除了温控器外, 还有一个风量传感器和一个风量控制器, 温控器为主控器, 风量控制器为副控器, 构成串级控制环路, 温控器根据温度偏差设定风量控制器设定值, 风量控制器根据风量偏差调节末端装置内的风阀。
当末端入口压力变化时, 通过末端的风量会发生变化, 维持原有的风量; 而压力无关型末端可以较快地补偿这种压力变化, 维持原有的风量;而压力有关型末端则要等到风量变化改变了室内温度才动作, 在时间上要滞后一些。
价格上, 压力无关型要比压力有关型高一些。
按照有无末端混风机来分, 有带风机和不带风机两种末端。
带风机的末端可以在小风量或低温送风系统中保证室内一定的气流组织。
按照风机和一次风的关系, 带风机的末端又可分为带并联风机的末端装置( parallel fan powered terminal) 和带串联风机的末端装置( series fan powered terminal) 。
按照控制方式分, 有电动、气动和自力型。
电动的末端还有模拟型和直接数字控制型两种。
另外, 末端装置还可以附设消声和再热水功能。
4.2 末端设备的常用类型下面介绍在工程应用中常用的三种类型: 单风道变风量末端、风机动力型变风量末端以及变风量末端风口等类型。
4 .2.1 单( 双) 风道变风量末端主要是指利用风阀的节流作用来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。
4.2.1 风机动力型变风量末端: 串联型变风量末端以及风机并联型变风量末端串联型和并联型变风量末端主要在末端风机与一次风的相对位置, 如果末端风机与来自送风管的一次风相对串联, 则为风机串联型; 风机与一次风相对并联, 则为风机并联型。
风机串联型变风量末端: 是利用风阀的节流作用调节来自送风管的一次风量, 一次风与来自吊顶的二次风混合后由末端送风机送入该空调区域, 实现一次风变风量运行, 末端定风量运行的特点, 最大限度地保证室内的气流分布和舒适性。
