文/白明輝 北京富力城房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 北京 100022

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展狀況分析

文/白明輝 北京富力城房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 北京 100022

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、靈活及智能化的特點，其應用越來越廣泛。本文主要對VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的研究及應用現(xiàn)狀進行了研究，總結了VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展方向及技術關鍵。

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)；發(fā)展；應用

20世紀60年代中期美國發(fā)明了VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)，由于VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能、靈活及舒適的特點，因此在日美及歐洲等發(fā)達國家得到了廣泛應用。隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，近年來我國大型商務建筑及辦公大樓逐步向智能化方向發(fā)展，由于VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)具有安全、舒適、節(jié)能的特點，同時該空調(diào)系統(tǒng)又具有智能化調(diào)節(jié)功能，VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)在我國大型商務建筑及辦公大樓的應用越來越多。本文主要對VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的研究及應用現(xiàn)狀進行了研究，指出了VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展前景及發(fā)展方向。

1.VAV系統(tǒng)的研究及應用現(xiàn)狀

1.1 VAV系統(tǒng)的節(jié)能研究

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究主要集中于20世紀70年代至90年代，主要通過與CAV定風量空調(diào)系統(tǒng)及風機盤管系統(tǒng)的節(jié)能效果進行比較來進行。VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)與CAV定風量空調(diào)系統(tǒng)相比能夠減少再熱量或不需要再熱量，能夠降低送風量，能夠降低制冷負荷，減小風機能耗，同時VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)還能夠消除過冷、回收燈光的熱量，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。風機能耗是VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)能耗最大的部分，通過采用科學的調(diào)節(jié)方法對風機進行調(diào)控，降低風機能耗，能夠明顯改善VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

目前，VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)主要采用調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速和風機入口導流葉片角度兩種方式來調(diào)節(jié)風機能耗。通過采用動態(tài)模擬軟件進行模擬計算可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速能夠更好的實現(xiàn)節(jié)能，而且變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與DDC結合會有更好的調(diào)節(jié)效果。研究結果表明VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與變靜壓控制相結合方式具有更好的節(jié)能效果，而且在高層建筑的VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)中可以引入建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)，通過采用計算機進行控制，能夠進一步優(yōu)化節(jié)能效果。

1.2 VAV系統(tǒng)送風量的控制研究

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)通過改變送入室內(nèi)的風量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，因此風量控制是VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)最為關鍵的環(huán)節(jié)，不僅關系著VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，也是實現(xiàn)節(jié)能效果的關鍵。目前，VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)主要通過靜壓控制法及風量控制法來實現(xiàn)對總送風量的控制。靜壓控制法可分為定靜壓法和變靜壓法，其中定靜壓法運行穩(wěn)定，控制簡單，當前VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)主要采用定靜壓控制方法，但該種控制方式不利于節(jié)能，通過利用計算機模擬發(fā)現(xiàn)變靜壓法具有更好的節(jié)能效果。風量控制法是一種更加穩(wěn)定且更加節(jié)能的控制方法，其原理是基于末端裝置的風量調(diào)節(jié)要求，通過采用先進的控制軟件，對風機進行控制。為了避免多個環(huán)路之間的相互作用，同時盡最大程度的降低能耗，采用風量控制法需要解決送風狀態(tài)點的預測及所需送風狀態(tài)的實現(xiàn)兩個問題。除了以上兩種主要的風量控制方法外，人們也在深入研究更加穩(wěn)定、更加可靠的風量控制方法。

1.3 新風量控制研究

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)在實際應用中存在熱舒適性差的問題，主要原因是變風量系統(tǒng)中負荷變化會導致風流變化，送風量不足導致其運行效果不好。為了解決這一問題，研究人員提出了溫度補償及內(nèi)部分區(qū)的方法，在不消耗更高能耗的情況下增加空氣循環(huán)口。研究最小新風量的控制方法具有非常重要的意義，良好的新風量控制方法是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的關鍵。

1.4 VAV系統(tǒng)的動態(tài)建模和仿真研究

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)是一種高度非線性的動態(tài)系統(tǒng)，無法用穩(wěn)態(tài)測量及控制技術來說明其實際運行狀況，而隨著信息技術的發(fā)展，人們開始利用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及其他軟件來建立VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)模型，以此來研究其動態(tài)特性。為此研究人員建立了VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的ANN風機模型和非線性VAV box模型，通過在HVACSIM+平臺上進行模擬，發(fā)現(xiàn)該模型能夠比較真實的反應VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的實際運行狀況，并且通過計算機仿真及優(yōu)化，人們發(fā)現(xiàn)優(yōu)化控制算法相比傳統(tǒng)算法具有更好的節(jié)能效果。

2.VAV空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展前景及方向

2.1 提高VAV系統(tǒng)節(jié)能性的研究

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)中最主要的能耗即為風機能耗，因此需要進一步優(yōu)化風機特性，并進一步研究風機特性與VAV末端管路特性相互匹配的問題，盡最大程度的優(yōu)化風機的配置，以此實現(xiàn)VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能目的。

2.2 VAV系統(tǒng)控制的研究

VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的總送風量及送至各個房間的風量會隨著各個房間負荷的變化而不斷變化，而VAV系統(tǒng)只有實現(xiàn)這些繁多、復雜的控制要求，才能保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定，也才能體現(xiàn)出其節(jié)能性、舒適性及經(jīng)濟性的特征。VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)存在控制環(huán)節(jié)多、風量及靜壓波動大、技術復雜等系列問題，對系統(tǒng)及設備具有很高的控制要求，因此，進一步研究VAV系統(tǒng)的控制問題是非常重要的。VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)要實現(xiàn)更好的控制效果，需要進一步提高控制參數(shù)的精度，需要進一步優(yōu)化控制算法，通過采取良好的控制策略，并不斷發(fā)展自控技術，實現(xiàn)對VAV系統(tǒng)的穩(wěn)定控制的目的。

2.3 研究和發(fā)展準確度高的模擬計算和設計軟件

對VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)建模及仿真計算是研究VAV系統(tǒng)主要趨勢，也是研究的熱點。由于不同的建模方法及計算方法在結果上具有較大差異，因此，需要進一步研究開發(fā)出具有更高準確度及穩(wěn)定性的模擬軟件，這對進一步推動VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的研究及設計具有重要意義。

3.結語

目前，VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)在國外應用已經(jīng)比較成熟，而在我國，對VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的應用卻仍然存在控制不穩(wěn)定、調(diào)節(jié)難度大、節(jié)能效果不明顯、舒適性不夠等問題。要解決這些問題，需要工作人員進一步深入進行研究，通過建立一套標準的設計規(guī)范，并借鑒國外先進技術及發(fā)展經(jīng)驗，來不斷推動我國VAV技術的發(fā)展，促進VAV變風量空調(diào)系統(tǒng)的推廣及應用。

[1］黃智，劉枚林.VAV空調(diào)系統(tǒng)在國內(nèi)的應用及其發(fā)展[J］.建筑與文化，2013（12）

[2］曹振華.變風量空調(diào)系統(tǒng)的特點和發(fā)展前景[J］.潔凈與空調(diào)技術，2011（02）