VAV控制方式

变风量（VAV）系统控制方案
一、概述
在过去三十多年中，VAV系统在亚洲的发展及其迅速。

由七十件年代的气动控制（Pneumatic Control）VAV，至八十年代早期的电子控制（Electronic Control）VAV，VAV系统在控制及使用方面均作出了巨大的改进。

随着直接数字式控制（Direct Digital Control，简称DDC）技术的开发及改进，DDC已取代了气动控制和电子控制，而被广泛地使用在VAV的控制及设计概念上。

比较起风机盘管及分体冷气组合，VAV系统提供了高级工商业建筑所需的，更宁静及准确的温度调节。

透过主风道之风压监察及控制，VAV系统可以实现智能建筑所必备的能源监察，管理及节约。

为了提供灵活的在线监察及控制，避免对楼宇用户不必要的打扰，及实行能源节约，监察及管理，一般的DDC VAV系统均联网到智能楼宇控制系统（Building Management System，简称BMS）。

可联网上BMS的DDC控制器多由BMS供应商提供，而VAV单元则由VAV制造商提供，而这样的配合常发生问题。

每当VAV系统出现故障时，无论在安装，测试期间，或是在使用中，承包商，设计员及业主，均分不清责任所在，而不知道应联络BMS或VAV制造商，而控制器及VAV单元亦未必能100%兼容。

二、变风量（VAV）理论
1.VAV系统说明
在一个变风量（VAV）系统中，空调负荷增大时供风量增加；而空调负荷减小时供风量则减少。

VAV系统是提供舒适空调的最现代化高效能系统。

和定风量系统相比，VAV 系统需要较小的风机容量，因为VAV系统是因应负荷的改变来调整供风量的。

VAV系统中空气分配的控制是由VAV单元（又称“变风量风箱”或VAV Box）负责，经由房间或区域内的温度传感器探测到的温度来控制进入房间的供风量。

2.VAV末端单元(VAV Terminal Units)
与压力无关
VAV单元可以是“与压力有关”，也可以是与“与压力无关”。

由于大多数与VAV系统相关的风道静压是变化的，因此与压力无关的控制模式比较适合。

与压力无关的VAV单元控制模式能提供极准确之风量控制，除提高了用户的舒适感外，更比一般其他模式节省大量的空调能源。

房间或区域的控制范围由每一只温度传感器区分。

与压力无关的VAV单元控制由一组DDC控制器，进风口压差变送器、风门驱动器和温度传感器等控制部件组成。

DDC控制器通过进风口风道传感器来控制供风量以便保持一个恒定的空气
流量需求以便和使用的空间相适应。

当该空间内空调负荷改变时，DDC控制器将根据该空间内的温度传感器的讯号来改变供风量以适应空间的需求。

对于任一给定的设定，不管进风口中静压是否改变，DDC控制器将保持恒定的空气流量。

这一模式被称为“与压力无关”。

VAV单元系统计算流程，见下图：
3.带风机末端单元(FAN Powered Terminal Units)
带风机的末端单元给暖通应用带来新的飞跃，并提高其灵活性。

通过利用废热作为加热源，从而实质上节约了运营成本。

以下列举了带风机的末端单元的几点好处：
利用吊顶的热源，减少再加热。

自动将过量的热源从内区分配到外区。

比起单风管带加热的末端设计，带风机的末端单元选择最低风量运行即
可满足加热要求，就无须再启动加热装置了。

在低负荷的条件下增加空气的流动。

当中央风机系统关闭时，带风机的末端单元仍可以响应室内温度变化的要求。

1)并联型带风机末端单元(Variable Volume FAN Powered Terminal Units)
在变风量控制模式下，主风道风不经过风机。

主风道部分与回风机部分是相互独立运作的，因此通常它们是顺序控制。

主风道部分是响应制冷要求，而回风机部分是相映制热要求。

2)串联型带风机末端单元(Constant Volume FAN Powered Terminal Units)
在定风量控制模式下，回风机是持续运行的。

所有的主风道风都经过回风机。

送风总量保持不变，主风道的冷风和暖回风的比例根据负荷要求而变化。

回风机将较暖的吊顶回风与可调的主风道风进行混合。

定风量带风机末端单元的优点有：
避免了流动空气总量的减少，提高送风效率，维持常量输出。

由于使用区间的空气流动为常量，避免变风量系统低负荷运行情况下的微弱空气流动现象出现。

最近，ASHRAE研究表示，高大空间
的微弱空气流动已经造成当今楼宇最主要的投诉焦点。

送风温度是不断变化的，保证在低负荷运行的情况下，不会出现过冷的现象。

噪音等级恒定，比间断式的噪音来的舒适。

3)薄型设计
不管是并联型还是串联型的带风机末端设计，Johnson Controls都提供给客户薄型的末端设计，以便降低对吊顶高度的要求。

4.VAV变静压系统
通常VAV系统分成定静压和变静压两种控制方式。

定静压控制系统即在VAV空调箱送风总管的末端1/3处安装一静压传感器，通过改变VAV空调箱变频器转速，来保证该处的静压恒定。

这是一种比较传统、简单的控制方式。

但是由于大部分现场总管的布置都比较复杂，很难找到这个具有代表性的静压点。

因此，会出现有的VAV末端阀位开度过小，而有的则达到全开的现象。

变静压控制系统是根据每台末端单元的阀门位置反馈来进行控制的一种控制方式，因此较为全面、合理、节能。

我们将其中一台或多台末端的阀位开度在80%到100%之间作为控制目标，即当时VAV空调箱的送风量恰好可以满足最大负荷空间的风量需要。

当有一台末端的阀位开度等于100%，则需要增大VAV空调箱的变频速度；当所有末端的阀位开度均小于80%时，则需要减小VAV空调箱的变频速度。

变静压控制系统的优点有：
无需在复杂的管道中，寻找一个完美的静压点。

管道中静压随着负荷的变化而变化，达到节能效果。

变静压控制使VAV空调箱的送风量最大程度被末端空间吸收，从而降低风通过风阀时的嚣叫噪音。