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浅析VAV系统空调新风兼作消防补风的应用袁重雨蒋虹摘要：大空间商业办公中采用VAV(变风量)空调系统分区设计，通过改变末端送风量来调节室温以及用做消防时补风系统，能够明显地降低系统的风机能耗。
本文通过实际案例分析商业办公中VAV空调系统的应用，及用于精装修时排烟系统补风联动的可行性，并提出几点建设性结论，为今后的设计多提供一个方向。
关键词：大空间办公；VAV空调系统；消防补风；可行性引言：现代城市化进程加速带动中心城市建筑体积容量不断扩大，集娱乐、购物、餐饮、办公为一体的大型商业综合体高层建筑的出现如雨后春笋。
随着增强人们对绿色建筑的意识及国家对绿色节能举措的强化管控，大型商业综合体中减少暖通空调部分能耗的措施也日益完善。
越来越多的大型商业建筑采用一次回风变风量末端的全空气系统，即VAV空调系统。
其节能优势以及便于多区控制及舒适的优点被普遍接受[1]。
本文以上海某滨江花园（商务区）项目中大空间办公单体楼层为分析对象，浅析分析一次回风的VAV空调系统，后期因精装修的要求增加补风系统，结合工程实际重点分析采用空调新风兼用排烟系统补风的可行性，并进行一定的探讨。
1、VAV空调系统1.1VAV系统设计介绍VAV系统是通过保持空调机组的送风温度稳定、改变空调机组或空调末端装置的送风量，实现室内空气温度参数控制的全空气空调系统。
空调机组将根据各末端装置的风量变化，自动调节送风机的转速来适应送风量的需求，合理分配新、回风混合比，尽可能的减少风机动力，达到节约能源的目的。
由于采用室内一次回风及过渡季节加大室外新风作为自然冷源，和风机盘管加新风系统比较，有效降低空调机组的能耗。
同时，吊顶中不敷设冷水管和冷凝水管，减少检修量，避开了因不规范施工造成的水滴漏现象破坏吊顶。
特别是对于大型商业办公楼常会在一次施工图后进行二次分隔及精装修，送风口位置可以根据房间分隔的变化而灵活布置。
变风量空调系统基于长时间低负荷运行的特性，根据建筑最大逐时负荷和实际负荷实时调整系统风量及冷量，通过变频控制，可节省系统运行费用20%～30%[2]。
变风量VAV空调系统系统概述变风量系统（Variable Air Volume System, VAV系统）本世纪60年代诞生在美国，根据室内负荷变化或室内要求参数的变化，保持恒定送风温度，自动调节空调系统送风量，从而使室内参数达到要求的全空气空调系统。
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。
VAV系统追求以较少的能耗来满足室内空气环境的要求。
VAV系统出现后并没有得到迅速推广，当时美国占主导地位的仍是定风量（CAV，Constant Air Volume）系统加末端再加热和双风道系统。
西方70年代爆发的石油危机促使VAV系统在美国得到广泛应用，并在其后20年中不断发展，已经成为美国空调系统的主流，并在其他国家也得到应用。
变风量系统结构图优点介绍VAV系统有如下优点：1.由于VAV系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。
有关文献介绍，VAV系统与CAV 系统相比大约可以节约风机耗能30%-70%，对不同的建筑物同时使用系数可取0.8左右。
2.由于VAV系统的末端可以根据室内温度与设定值的偏差来调节送风量，所以与CAV系统相比具有一定的独立调控性能。
部分负荷的时候可以有效地降低再热量，甚至可能完全不需要末端再热。
3. 系统的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑，例如出租写字楼等。
当室内参数改变或重新隔断时，可能只需要更换支管和末端装置，移动风口位置，甚至仅仅重新设定一下室内温控器。
4. VAV系统属于全空气系统，它具有全空气系统的一些优点，例如过渡季和冬季可以利用新风消除室内冷负荷，能够对负荷变化迅速响应，室内也没有风机盘管凝水问题和霉菌滋生问题。
缺点介绍虽然VAV系统有很多优点，但是伴随着VAV系统的诞生，大部分系统或多或少地也暴露出如下问题。
从用户的角度看，主要有：1、缺少新风，室内人员感到憋闷；2、房间内正压或负压过大导致室外空气大量渗入，房门开启困难；3、室内噪声偏大。
VAV控制系统介绍VAV，全称变风量(Variabel Air Volume)控制系统，是一种常见的空调系统，用于调节和控制建筑内不同区域的温度和湿度。
VAV系统是一种节能环保的空调系统，旨在提供舒适的室内环境，并有效降低能源消耗。
VAV控制系统基本概念是根据不同区域的需求，调整送风量以保持温度恒定，从而提供节能的空调解决方案。
VAV系统由多个空调终端设备组成，每个设备管理特定的区域。
每个终端设备由一台风机和一个可调节的风阀组成，通过调整风阀的开合程度来调整送风量，同时终端设备会监测室内温度和湿度，以及空气质量等参数，并根据预设的参数进行调节。
VAV系统的主要组成部分包括风源设备，空气处理设备，风管系统，终端设备和控制系统。
风源设备一般由冷水机组或者风冷式蓄冰装置组成，用于提供冷热源。
空气处理设备通过空气过滤、除湿、加湿和新风处理等方式，处理送入建筑物的新风和回风，并通过风管系统输送到各个终端设备。
风管系统将空气从空气处理设备传送到各个终端设备，并将用过的空气排出。
终端设备包括变风量盒、排风盘管和风口等，用于将空气送入和排出特定的区域。
控制系统用于监测和控制整个VAV系统的运行状态，包括风机速度、风阀开合程度、温度和湿度等参数。
VAV控制系统的工作原理可以简单概括为：空气处理设备将处理好的空气送入风管系统，并通过风管系统输送到各个终端设备，终端设备将送风量根据室内需求进行调节，满足不同区域的温度需求，并实时监测室内温度和湿度等参数。
控制系统根据室内参数和预设的设定值，控制风源设备和终端设备的运行，以达到室内环境的舒适度和能源效益。
1.节能性：VAV系统通过根据实际需求调整送风量，避免了传统空调系统常见的全开或全关的方式，从而大大减少了冷热源的运行时间和能源消耗。
2.灵活性：VAV系统可以根据实际需求，对不同的区域进行分区控制，从而实现对不同区域的独立控制。
这样可以根据各个区域的温度需求和使用情况，调整送风量和温度。
VRV空调系统与一次回风空调系统方案比较
祝立萍
【期刊名称】《安徽冶金科技职业学院学报》
【年(卷),期】2007(017)001
【摘要】通过分析对比,综述了VRV变频控制空调系统和一次回风全空气空调系统两种方案的优缺点.通过对某服务大厅的实例计算,指出虽然VRV空调系统初投资比较高,但从长远和总体利益来说,VRV空调系统更经济、更节能;该服务大厅选用VRV变频控制空调系统更合理.
【总页数】4页(P42-45)
【作者】祝立萍
【作者单位】安徽工业大学,安徽马鞍山,243002
【正文语种】中文
【中图分类】TU8
【相关文献】
1.水源热泵空调系统与VRV空调系统之比较 [J], 陈波
2.VRV空调系统与螺杆式风冷热泵空调系统全年能耗比较 [J], 薛卫华;沈建芳;苏志军;陈沛霖;刘传聚
3.某办公楼VRV空调系统方案设计 [J], 裴娜;王莉;陈博文
4.VRV空调系统与一般中央空调系统的技术比较 [J], 杨永红;杜晓昆
5.水环热泵VRV空调系统调试中存在的问题及解决方案 [J], 赵志滨;王培硕;冯熙鹏;李公璞;林峰
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∙什么是VAV系统∙来源:转载浏览次数:1903 发布日期:2008-6-27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。
变风量系统60年代起源于美国，由于它有巨大优势，而在世界迅速发展。
目前已占世界空调系统30％份额，并且成为空调发展的必然趋势。
目前国外高层建筑使用率已达95％。
它区别于其它空调形式的优势主要在于以下几个方面：一、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关风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。
当全年空调负荷率为60％时，它可节约风机动力耗能78％。
二、新风作冷源：因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季可大量彩新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，而且可改善室内空气质量。
三、不会产生冷凝水：因为它是全空气系统，可以避免产生冷凝水造成的滴漏污染吊顶。
四、灵活性好：在二次装修过程中，风口位置可通过软管连接任意改变。
五、系统噪声低，不存在现场噪声。
六、不会发生过冷或过热。
七、提高智能化程度。
八、减少综合性初期投资，而且维修量小，寿命长。
变风量系统的概念，分类及应用变风量系统是通过改变送风量而不是送风温度来调节和控制某一空调区域温度的一种空调系统。
变风量系统的概念按处理空调负荷所采用的输送介质的不同分类，变风量（VAV）系统是属于全空气式的一种空调方式，该系统是通过变风量阀调节送入房间的一次风量，并相应调节空调机（AHU）的处理风量来控制某一空调区域温度的一种空调系统，有以下几个方面值得注意：变风量系统改变的是进入房间的一次风量。
有的变风量量箱（VAV box）则是保持送风量不变而通过变风量阀改变一次风量与回风的混合比例。
区域温度的控制由变风量箱（VAV box）来实现。
即通过气动或电动或DDC（直接数字控制）来控制变风量阀的开度，调节一次风量，或通过调节变风量阀的开度，调节一次风量，或通过调节变风量箱中的风机转速成来调节送风量或调节旁通风阀来实现的。
187301以一次回风系统的空调全年运行为例论V A V 系统With a return air system of air conditioning for example the operation of VAVsy stem摘要:变风量空调系统是利用改变送入室内的送风量来实现对室内温度湿度的全空气空调系统，本文以一次回风系统空调为例通过对夏季冬季过度季的调节控制措施控制来论述V A V 系统 关键词：一次回风系统、变风量、温度、湿度、控制Abstract: the variable air volume air conditioning system is to use change into indoor air output to realize the indoor temperature humidity all air air conditioning system, based on the primary return air conditioning system as an example through the summer winter excessive season adjusting and controlling measures to this VAV systemKeywords: a return air system, variable air volume, temperature, humidity, control1、空调自动控制系统1.1 空调自动控制系统的基本构成空调自动控制系统可以用 图 15-25的方框图表示。
由于外扰的作用，使调节对象的调节参数发生偏差，经敏感元件测量并传送给调节器，调节器根据调节参数与给定值的偏差，指令执行机构使调节机构动作，使调节对象的调节参数保持在给定值的规定偏差范围内。
图15-25 自动调节系统方框图2室外空气参数变化的系统调节室外空气状态变化过程通常在焓湿图上进行分析。
若把全年各时刻干湿球温度状态点在焓湿图上的分布进行统计，算出这些点全年出现的频率值，就可得到一张焓频图，点的边界线称室外气象包络线。
图 15-1上可显示出室外空气焓值的频率分布。
按照室外空气状态全年的变化情况，将全年室外空气状态所处的位置划分为四个区域，即四个工况区，对于每一个空调工况区采用不同的运行调节方法。
每一个空调工况区，空气处理都应尽可能按最经济的运行方式进行，而相邻的空调工况都能自动转换。
图 15-1为在室外设计空气参数下的一次回风空调系统的流程及冬夏季的处理工况按照室外的空气状态全年的变化情况，将全年室外空气状态所处的位置划分为I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域，冬夏季允许有不同的室内状态点，如图中的n1 和w1 。
在焓频图上用等焓线作为分界线来分区，这样比较方便。
其中 区为冬夏季室内设计参数不同所特有的，若两者相同则不存在这个区。
下面以一次回风空调系统为例，根据焓频图分析在室外空气状态点位于每一工况区内时的调节过程。
I 'I 扰量敏感元件调节对象被调参数控制信号执行机构调节作用偏差信号给定值调节器冷量风量hWhNhWhW热量图15-9 一次回风空调系统的全年运行调节图2.1第I 工况区域的运行调节方法当室外空气状态处于第I 区域时，则有 hw < hw1 ， 属于冬季寒冷季节。
从节能角度考虑，可把新风阀门开最小，按最小新风比送风，同时开启系统的一次加热器(即空气一次加热器)，将新风处理至 hw1 的等焓线上，在冬季特别冷的一些地区，当按照最小新风比混合， c1” 点处于hl1线以下时，应新风预热后再与一次回风混合后达到c1 点(即hl1 的等焓线上)，一次混合后的空气经循环水绝热加湿后处理至系统机器露点 l1 ，再经二次加热器加热将空气处理至送风状态点 后送入室内。
随着室外空气焓值的增加，可逐步减少一次加热量。
当室外空气焓值等于hw1 时，室外新风和一次回风的混合点也就自然落在 hl1 线上，此时，一次加热器可以关闭。
该处理过程为：一次加热过程也可以在室外空气和室内空气混合后进行。
如 图 15-2所示图15-2 室外空气状态点处于 （2）第I 工况区的处理过程如果冬季不用喷水室而采用喷蒸汽加湿（ c 到o1 ），则处理过程为：对于有蒸汽源的地方，这是经济实用的方法。
从上面的分析可以看出，在第一阶段里，随着室外新风状态的改变，只需要调节一次加热器的加热量就能保证达到要求的L 点。
当室外空气状态在 hl1 线上时，一次加热器关闭，第一阶段调节结束，将进入第二阶段的调节。
调节一次加热器加热量的方法有两种，一是调节进入一次加热器的热媒流量，这可以通过调节一次加热器管道上的供回水阀门来实现 ( 图 15-3(a))；二是控制一次加热器处的旁通联动风阀，以调节通过一次加热器处的风量和不通过一次加热器风量的比例来进行调节 ( 图 15-3(b))。
上述两种方法，前者常用于热媒为热水的加热器，此方法温度波动大，稳定性差；后者多用于热媒为蒸汽的加热器，其调节特点是温度波动小，稳定性好。
当调节质量要求高时，可将两种方法结合起来使用。
L 1O 1111111N O L C N W →−−−→−−−−→−−−→−ε等湿加热绝热加湿混合11111N O L C C N W →−−−→−−−−→−−−−→−'−−→−'ε等湿再热绝热加湿等湿加热混合111111N O L C N W W →−−−→−−−−→−−−→−−−→−'ε等湿加热绝热加湿混合预热W11112N O C N W W →−−→−−−−→−−−→−'ε加热蒸汽加湿预热2.2第Ⅱ工况区的运行调节方法第Ⅱ区室外空气焓值在 hw1 与 hl1 之间，从焓频图上可以看出，当室外空气状态到达该区域时，这时应是所谓的过渡季，即春季或秋季。
如果仍按最小新风比m ％混合新风，则混合点的焓值必然大于hl1 ；如果要维持混合点的焓落在hl1 上，就不能再用喷循环水的方法，而要启动制冷设备，用一定温度的低温水处理空气才能达到，这显然是不经济的。
这时可采用改变新回风混合比(即增加新风量，减少回风量)的方法，使新回风混合点仍然落在 hl1 上，然后再用循环水喷淋处理至机器露点，再经二次加热器加热升温至送风状态点o1 后送入房间即可满足系统运行调节的需要，如 图 15-4所示。
显然，此方法不但符合卫生要求，而且由于充分利用新风冷量，可以推迟启动制冷设备的时间，从而达到节能的目的。
室外空气焓值恰好等于hl1 时，这时可采用100%的新风，完全关闭一次回风，进入第三阶段的调节。
图15-4 室外空气状态点处于 第Ⅱ工况区的处理过程（2）第Ⅱ工况区的处理过程新回风混合比的调节方法，是在新、回风口处安装联动多叶调节阀，使风口同时按比例一个开大，另一个关小，如 图 15-5所示。
根据L 点的温度控制联动阀门的开启度，使新、回风混合后的状态点正好在 HL1 线上。
在整个调节过程中，为了不使空调房间的正压过高，可开大排风阀门。
在系统比较大时，有时可设双风机系统来解决过渡季节取用新风问题。
按照这一阶段的要求，在空调系统设计时新风口和风管尺寸应按全新风计算，排风口和排风管道尺寸按全排风确定。
2.3第 工况区的运行调节方法第 区是冬季和夏季要求室内参数不同时才有的工况区，即室外空气焓值在冬、夏季的露点焓值之间的区域。
如果室内参数在允许的波动范围内，则新回风阀门不用调节，这时室内状态点随新风状态变化而变化。
如果工艺要求室内参数有相对稳定性，则可将室内参数的值调整到夏季的参数，采用与Ⅱ区的同样方法处理空气，即调节新风和回风的混合比进行调节。
如果机器露点仍然保持在点 hli 上，则在 区内就要启动制冷机。
用改变室内整定值的方法可以推迟冷机开启的时间，从而节省冷量，达到节能的目的。
2.4.第Ⅲ工况区的运行调节方法第Ⅲ区室外空气焓值在 hl2 和hn2 之间，如 图 15-6所示。
这时开始进入夏季， hn2总是大于室外空气状态点hw ，如果利用室内回风将会使混合点c ” 的焓值比原有室外空气的焓值更高，显然这是不合理的。
所以为了节约冷量，应该关掉一次回风，采用全新风。
从这一阶段开始，需要启动制冷机，喷水室喷冷冻水，空气处理过程将从降温加湿（ w 到l2 ）改为降温减湿 （ w ”到l2 ）处理。
喷水温度应随着室外参数的增加从高到低地进行调节。
喷水温度的调节可用三通阀调节冷冻水量和循环水量的比例( 图 15-7)。
此外，如空调房间的相对湿度要求不严，也可用手动调节喷淋水量的方法来控制露点温度。
2.5.第Ⅳ工况区的运行调节方法 第Ⅳ区是空气状态处于全年的高温高湿季节，由于室外空气焓值高于室内空气焓值，如继续全部使用室外新风将增加冷量的消耗，此时就应该采用回风。
为了节约冷量，可采用最小新风比m ％，喷水室或表冷器用冷冻水对空气进行降温减湿处理才能满足空调房间所要求的空气状态参数。
当室外空气焓值增高至室外设计参数时，水温必须降到设计工况(夏季)时的喷水温度。
调节过程为:上述的调节方案主要是从经济上合理，管理上方便考虑的，由于控制简单，性能可靠，所以应用较广。
如空调系统所需冷量不多，也可采用新、回风比例全年不变的方案，即全年只分两个阶段，这样，虽然要提早一些使用冷源，在冷量上也要浪费一些，h L 1hWh W％εL 1N oCCwW2CWN 2h L 1h N 2ε2WCW N 2h L 1h N 2ε2WCWN 2h L 1h N 2ε22N OL C N W→−−→−−−−→−−−→−ε再热冷却减湿混合I 'I I 'I 2WCWN 2h L 1h N 2ε但运行调节方案却更简单了。
