变风量全空气空调系统是全空气空调系统的一种形式。它由单风管定风量系统演变而来。与定风量全空气空调系统和风机盘管加新风系统相比,变风量全空气空调系统具有区域温度可控、室内空气品质好、部分负荷时风机可调速节能和可利用低温新风冷却节能等优点。随着经济的发展以及社会对环保节能的重视,变风量全空气空调系统(VAV)的应用越来越多,但是从已经运行的工程实例来看,有一些经验值得总结。

1新风排风的平衡

以标准层为大空间办公、外围护为玻璃幕墙的高层建筑为例,变风量全空气空调系统的热舒适性好在两个方面,首先对大进深建筑物划分内外区,外区采用带热盘管的变风量末端,内区采用单风道的变风量末端,在冬季建筑物内区仍然在送冷风,而外区有热盘管在对室内进行加热,保证了建筑物内外区的热舒适性其次,在冬季太阳光较好的日子,在太阳直射的朝向上会产生过热情况,即使不送热风,也会感觉到热,这时只要将相应区域的变风量末端的运行模式调整为供冷模式即可。当然,采用四管制的风机盘管也可以达到以上效果,但是风机盘管加新风系统无法在过渡季和冬季加大新风量利用室外的低温空气来对建筑物内区进行“免费冷却”,而VAV变风量全空气空调系统可以做到这一点。一般而言,当室外空气温度低于16℃时,VAV变风量全空气空调系统即可采用全新风来对内区进行“免费冷却”,可以获得良好的运行经济性但是要注意的是这个节能效果的取得是有前提的,就是要空调箱能够取得全新风,并且相应地要有排风出路。以超高层的办公楼为例,如果将空调机房安排在核芯筒内,按取全新风来考虑新风管井,新风从避难层取经过风机送入新风井,一般超高层建筑两个避难层之间有十五个楼层,考虑新风从两个避难层上下对送,如果标准层面积为2000㎡(空调面积1500㎡),则个新风井要负责七个楼层的全新风,这个风量大约为26万CMH,需要新风井面积约10㎡,外加上全空气空调系统的空调箱本来占地面积就大,空调机房的面积一定要与建筑协调好。如建筑专业允许,将空调机房置于核芯筒之外,靠外墙,便于每层独立的取新风,但是建筑立面要提请建筑专业处理好。在可取全新风的情况下,要相应地考虑排风出路,考虑每层通过窗缝渗透而自然排出的因素,排风井比新风井略小,但对于超高层而言,这个面积也是相当可观的,特别是考虑到业主的利益时尤其如此，这些面积是本可出租或出售的。因此应和建筑专业人员共同想办法,尽量多地在本层进行排风。像某些呼吸式玻璃幕墙的建筑,可采用消声风机箱将空气排入幕墙中然后排出,既可减小管道竖井的面积,也可有效减少围护结构的传热。

2新风量的控制

常常有人反映变风量全空气空调系统的新风问题。因为变风量全空气空调系统服务于多个区域,如果仅按小新风量来进行设计则新风比需求大的房间就会出现新风不足。按《公共建筑节能设计规范》对于这种情况,系统新风量应该进行调整。对于仅有个别房间的新风比大的情况,如果按以上方法对新风量进行调整,则新风量的加大导致能耗的增加是相当可观的,这时可以考虑不增加系统总的新风量,而对于个别新风比需求大的房间采用串联风机动力箱,其二次风的回风采用相邻房间的空气以降低新风比需求大的房间的污染物浓度在新风量的控制方面,常常见到的方法是在新风管上安装一只定风量箱,其实此方法是无法在空调箱送风机变速送风时维持新风量不变的。简单考虑一个极端情况就很能说明问题:当送风机送出的风量为新风量时,即使定风量箱全开,因为回风阀也是开着的,此时实际的新风量总也达不到需要的新风量。在此种应用的情况下,定风量箱在风机变速的很小一个范围内有恒定新风量的作用(风机频率由50Hz轻微减小时,定风量箱阀门开大),或者根本无法恒定新风量(风机频率继续减小时,定风量箱阀门不可能无限开大)。这取决于定风量箱的选择方法,但可以肯定的是无论如何选取,定风量箱均无法在风机转速从100%变到30%的范围内均能维持新风量不变。定风量箱只有在其两侧压差不小于选型时的压差时通过调节风阀来恒定风量,当其两侧压差小于选型时的压差时其无法实现定风量的功能,此时即使风阀全开,实际风量也小于选型时的风量。所以千万不要望“字”生义,以为安装了定风量箱就能恒定新风量。其实变风量全空气空调系统恒定新风量的方法很简单:测量新风管内的新风量,当风机转速减小时新风量是相应减少的,这时减小回风管上的电动调节风阀的开度直到新风量恢复。

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