变风量全空气( variable air volume,VAV)空调系统20世纪60年代中期产生于美国,凭借它节能、舒适、灵活等特点在美国、日本及欧洲一些发达国家得到了广泛应用变风量全空气空调系统。VAV变风量全空气空调系统在国外已有多年设计运行实践,随着国内各种商务建筑和办公大楼智能化程度的提高,要求相应的空调系统更加舒适、安全、节能,同时具备智能化功能,这为VAV变风量全空气空调系统在国内的推广应用提供了广阔的天地。

       国外对VAV变风量全空气空调系统的研究始于20世纪70年代,研究内容主要包括以下几方面。

       1.1VAV变风量全空气空调系统的节能研究

       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变风量全空气空调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变风量全空气空调系统还可以通过消除过冷、回收灯光的热量而节能 Wallace等人提出,在高层建筑的VAV变风量全空气空调系统中引人建筑能耗监控系统和计算机控制,可以优化节能效果。

      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Orford比较了二者的节能效果,并用动态模拟软件 HVACSIM十进行了模拟计算,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DC结合效果会更好。加州energy commission总结多年的VAV变风量全空气空调设计经验,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変静压控制方式结合节能效果好。

1.2VAV变风量全空气空调系统送风量的控制研究

      VAV变风量全空气空调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变风量全空气空调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。

1.2.1静压控制法

      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。变静压法可以尽量降低能耗,节能效果好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

       为了提高系统的稳定性,尽量节约能量, 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,TRAW)。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变风量全空气空调系统进行了模拟,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,从而提高系统的稳定性。此外TRAV要求从建筑到 VAV box都应采用先进的DXC控制。

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