VAV变风量空调系统介绍及改造解决方法

VAV空调系统介绍与改造解决方案目录1.VAV空调系统的组成4.VAV系统控制策略2.VAV系统的运行特点5.VAV系统普遍性存在问题及原因3.VAV箱的结构以及控制原理6.VAV系统改造的解决方案VAV空调系统的组成1.变频空调箱（制造能源）2.送风管道（传输能源）3.末端VAV箱（利用能源）VAVVAVVAV变频AHUZoneAZoneBZoneCVAV系统的运行特点由于VAV空调系统具有：舒适性和空气品质好、区域温度独立控制、运行节能、无冷凝水，配置灵活、低噪音、运行维护成本低等优点，为目前甲级写字楼普遍采用。它通过改变控制区域入口送风风量（而非送风温度），达到调节目的。VAV系统的运行特点变风量空调系统在实际工程中，有两种划分方式：（1）内、外区各自独立，分别设置不同的空调系统。内区：通常采用单冷型空调机组和单风道变风量末端装置和相应的风管系统组成。该系统全年送冷风。外区：通常采用冷热型空调机组和单风道变风量末端装置和相应的风管系统组成。该系统可以根据负荷情况供冷风或热风。VAV系统的运行特点（2）内外区设置为同一个空调系统。内区：通常采用单风道变风量末端装置和相应的风管系统组成。外区：通常采用单风管变风量末端加带再热装置。该系统全年送冷风。VAV系统的运行特点如何通过有效控制策略消除各空调区域间的影响，在满足各末端风量需求的基础上尽可能降低送风机运行频率以节约能源是VAV控制的主要难点。VAV箱的结构及控制原理进风口多出风口VAV箱的结构及控制原理AHUControllerVAVControllerVAVControllerVSDYSMVAVVAV风速传感器风阀/驱动器箱体及附件进风口控制器出风口软管温控器VAV箱的结构及控制原理VAVBOX的应用模式需要对应HVAC系统的不同需求有不同的配置，如：单冷模式，单冷再热模式、供暖模式等。VAV箱的结构及控制原理单风道末端VAVVAV出风口箱体：与加热盘管、噪音：电镀钢板、防衰减器、多出风口等附件接驳火绝热隔音层、防腐锡箔一次风入口：与空调机组的送风道连接VAV控制器箱体，内风阀：通过VAV控制器其尺寸决定了流过一次风量的最小值和最大值风速传感器：探测风压差通常说的8寸VAV箱，即是指该入口直径为8英寸如的传感器，呈十字交叉状含控制器及变压器等驱动，调节一次风流量VAV箱的结构及控制原理单风道末端带加热附件电加热附件：安装于末端送风口后通过开关加热级提供制热要求一个最低的安全风量水盘管加热附件：安装于末端送风口后通过控制水阀调节制热量VAV箱的结构及控制原理串联型风机助力末端VAVVAV箱体出风口：电镀钢板、防：与加热盘管、噪音火绝热隔音层、防腐锡箔衰减器、多出风口等附件接驳一次风入口回风口：与空调机组的送风道连接：带有过滤网VAV控制器箱体，内其尺寸决定了流过一次风量的最小值和最大值风速传感器：探测风压差通常说的的传感器，呈十字交叉状抽取吊顶回风8寸VAV箱，即是指该入口直径为含控制器及变压器等8英寸如VAV箱的结构及控制原理串联型风机助力末端由于该风机为定速风机，因此串联型末端的送风是定风量的，是此消彼长的一次风与回风的风量总和。回风一次风送风风机位于VAV末端的送风口，它将一次风和回风混合后送出。风速传感器VAV控制器风阀驱动器电动风机VAV箱的结构及控制原理并联型风机助力末端由于该风机为定速风机，因此并联型末端的回风是定风量的，与不断变化的一次风混合后，送出变化的风量总和。回风一次风送风风机仅用于抽取回风，它将抽取的回风与一次风混合后送出。风速传感器VAV控制器风阀驱动器电动风机VAV空调系统控制策略VAVBOX基本模式：供冷模式当室内温度：1.高于设定温度值时，变风量末端增加风量，阀门开度加大，直至最大风量。2.低于设定温度值时，变风量末端减少风量，阀门开度减少，直至最小风量。供热模式当室内温度：1.高于设定温度值时，变风量末端减少风量，阀门开度减少，直至最小风量。2.低于设定温度值时，变风量末端增加风量，阀门开度加大，直至最大风量。VAV空调系统控制策略单冷型应用VAV空调系统控制策略单冷再热型应用VAV空调系统控制策略VAV系统的控制VAVBOX的风量控制这些控制一般都是通过VAVBOX控制器本身内部程序进行控制，但部分功能是通过与上位机的通信进行的，例如末端电加热的控制，必须与AHU联锁，阀位信号读取，重设送风静压等VAV空调系统控制策略VAV系统的控制系统送风温度的控制这些控制一般都是通过送风温度传感器实测值和送风温度设定值的比较计算，输出控制信号对冷水阀进行调节，实现送风温度的控制。在实际应用中，送风温度一般手动进行系统负荷情况进行重设。VAV空调系统控制策略VAV系统的控制系统风量的控制（常见的三种控制方法）（1）定静压控制法VAV空调系统控制策略VAV系统的控制系统风量的控制（2）变定静压控制法（压力重置）定静压控制方式的静压设定值是空调系统在最大空调设计工况下最低的静压压力需求，当系统负荷需求小时，这时候的静压值显然偏大，系统在这种情况下运行能耗较高，噪声较大，所以，静压重设控制方式可以改善这些问题。VAV空调系统控制策略VAV系统的控制系统风量的控制（3）总风量控制法以上的两种控制方式都是依赖系统的静压反馈来完成系统的控制，这存在反映速度慢，变化到稳定过程长，该总风量法的最大特点是根据需求总风量，AHU的频率可以马上达到需求的转速要求。而不需要任何压力反馈信号，控制速度快。VAV空调系统控制策略VAV系统的控制系统风量的控制（3）总风量控制法NX=Nd-〔﹝Nd-Nf﹞/﹝Gd-Gf﹞〕×﹝Gd-GX﹞Nx:风机设计转速RPMNd:风机最大转速RPMNf:风机最小转速RPMGd:系统设计最大风量kg/sGf:系统设计最小风量kg/sGx:系统需求总风量kg/sVAV空调系统控制策略VAV系统的控制项目所占比例定静压总风量静压再设总风量与变静压11%30%53%6%2013年对全国66个VAV项目调查结果VAV空调系统控制策略VAV系统普遍存在的问题及原因根据目前大部分VAV项目实际的空调使用效果：区域1区域2区域3区域4太冷!舒适太热!太冷!冷热不均！VAV系统普遍存在部分区域温度过冷或过热的现象，导致室内人员感觉舒适度差，影响工作效率，投诉不断。VAV系统普遍存在的问题及原因投诉点：这些高端的写字楼投诉率最多的：空调。风量不足吹头感觉噪声很大冷热不均空气很闷忽冷忽热VAV系统普遍存在的问题及原因VAV变风量空调系统是一个多专业组合，基于智能控制技术的空调系统，需要暖通和自控专业紧密相结合。VAV空调系统组成复杂，每个专业的设计、施工、调试质量都会直接影响系统最终使用效果，因此VAV系统调试的技术难度较大，项目成功率相对较低。这些比较高的要求，尤以二装各环节技术良莠不齐，最终导致了VAV空调系统的效果不理想。VAV系统普遍存在的问题及原因导致这些问题产生的典型原因：１、二装（精装修）问题－没有进行空调深化设计或设计不良大厦提供的原空调设计是大开间式的办公空调，而业主进行二次装修后，功能和间隔发生改变，空调的特性也发生变化，这样，原空调系统的设计风量将不匹配二次装修后的空调负荷需求，故没有进行二装空调深化设计的楼层舒适性差。精装前精装后VAV系统普遍存在的问题及原因２、VAVBOX温控器安装问题VAVBOX温控器安装位置不合适，无法准确探测室内温度，造成VAVBOX送风量不能与室内负荷相匹配，引起室内温度过冷或过热。VAV系统普遍存在的问题及原因VAV系统普遍存在的问题及原因３、风管安装工艺质量问题主风管、静压箱、弯头、阀门、软管的连接阻力很大，造成通过VAVBOX的风量不足，引起室内温度过热。这个连接已经损失了近100Ｐa的压力。VAV系统普遍存在的问题及原因4、风口设置问题风口散流器数量不足风口散流器设置不合理VAV空调系统改造解决方案实施流程:空调无深化现场勘察或故障硬件更换空调负荷复核测量和性能恢复计算及优化空调有深化VAVBOX标AHU控制逻工程施工_BOX箱定风量辑优化调整和风口调整空调系统风量YES空调、自控空调效果观平衡（TAB)联合调试察、微调NO提出建议及整空调系统改实施TAB报告VAV空调系统改造解决方案现场勘察:VAV空调系统改造解决方案现场勘察:1、软管过长，增加阻力，送风量减少。2、软管没有用吊环固定，气流不顺畅，增加阻力，送风量减少。3、送风口没有静压箱，设计不规范，风口气流与室内空气混合不好，人在下方有吹头的感觉，不舒适。4、无合理利用出风口。VAV空调系统改造解决方案现场勘察:必要时用精密仪器进行系统参数的检测，对系统进行定量分析，发现和分析问题。VAV空调系统改造解决方案现场勘察:风管内窥镜检查结果：安装工艺质量好，无多余的分支导流板。风管内窥镜检查结果：安装工艺质量很差，主风管坍塌。风管内窥镜检查结果：安装工艺质量不良，有效面积不足，阻力损失严重。VAV空调系统改造解决方案现场勘察:噪音问题多出风口箱体和VAV箱体吊装之后，连接采用的是铆接方式VAV空调系统改造解决方案现场勘察:噪音问题重庆环球金融中心风机助力型VAV-BOX箱体和多出风口箱体之间采用CS插接方式保证了风机运行平稳，没有低频噪声，并且完全满足噪声控制要求VAV空调系统改造解决方案现场勘察:风口散流器数量不足风口散流器设置不合理VAV空调系统改造解决方案现场勘察:气流混合好气流混合不好VAV空调系统改造解决方案深化设计:优化措施（1）---根据小业主精装情况重新计算各区域所需风量，并重新分配VAV变风量末端VAV系统原设计是以整个楼层作为大空间的空调系统进行设计。但是，实际上小业主进驻后，会根据自身使用要求进行间隔划分，因此，原系统大大空间设计未必可以满足实际使用要求。应该根据各个小业主的精装修情况，重新对风量进行分配，并结合现场的VAV末端配置情况，对每个VAV末端所负担的区域进行最合理的划分。VAV空调系统改造解决方案深化设计:优化措施（2）---VAV变风量末端的更换/增加用户在实际进驻后，很多情况下，其人员密度和设备数量都是比原设计所预计的要多，甚至空调面积都有所增加（如原设计的走廊都被划分成为办公室区域）；如此下来，原设计的空调风量和变风量末端的数量都会存在不足的情况，因此，需要针对原VAV变风量末端进行更换或增加。当独立区域中已有变风量末端，但是变风量末端设计风量不足时，采用更换变风量末端（仅箱体更换，保留VAV控制器），以达到现场实际所需的设计风量；当独立区域中没有变风量末端或者原独立区域中，通过更换变风量末端也不能满足现场实际所需设计风量，即可通过增加变风量末端来进行满足。VAV空调系统改造解决方案深化设计:优化措施（3）---变风量末端下游增加手动风阀及管路改造变风量末端下游管道设置不合理，各个风口之间的风量难以平衡！！下游风道风速设计过高，引起室内噪音过高问题！！下游软管长度过长，加大了系统阻力！！………在变风量末端下游增加手动风阀，以调整各个支路的平衡，保证各个风口设计出风量！！核算变风量末端下游管路的风速设计及管路设计，降低下游管路风速，缩减软管长度，从而降低变风量末端下游阻力，并降低室内噪音水平！！VAV空调系统改造解决方案深化设计:优化措施（4）---室内送风口的调整室内风口的设置，对于室内气流组织有着决定性的影响。良好的室内气流组织，有利于室内温度场的均匀，减少局部区域过冷或过热的情况，甚至可减少室内送风量。外区布置回风口，房间得热以捷径方式回到AHU中，在保持相同的室内温度条件下，减少AHU的送风量，降低AHU送风机能耗；或在同样的送风量下，夏季房间平均温度更低。VAV空调系统改造解决方案深化设计:优化措施（5）---室内回风口的增加/调整以实际计算所需送风量为基准，核算室内送风口以及回风口是否足够。结合现场所见的风口数量，核算送风口面积和回风口面积是否足够。按照室内原风口形式，增加与室内原风口相同形式的风口。对于石膏板平顶吊顶，可沿外墙增加条形回风口。VAV空调系统改造解决方案深化设计:优化措施（6）---室内温控器的调整温控器的错误安装，是最常见的空调失控原因。温控器是VAV变风量末端调节风量的重要依据，只有温控器安装在真实反映室内平均温度的情况下，变风量末端才能正常合理的工作。解决方案：结合室内装修情况，合理调整室内温控器位置！！或对于是江森自控品牌VAVBOX，可以采用无线温控器灵活解决，免破坏装修面。VAV空调系统改造解决方案深化设计:优化措施（7）---会议室舒适性提升会议室是负荷变化比较明显的空调区域，当会议初期，人员密度大，空气混浊，而温度又延迟才有反应，这时，会议室的舒适度是比较差的，而通过VAVBOX的可编程功能和传感器配合，实现VAVBOX送风量的适配控制，会议室的舒适性得到有效提升。另外，也可以通过采用风机动力型的VAVBOX解决舒适性问题。VAV空调系统改造解决方案优化控制逻辑：优化送风温度控制逻辑，使送风温度跟随空调负荷的变化，提高空调系统整体舒适性VAV空调系统改造解决方案优化控制逻辑：优化静压控制逻辑，保证系统在各个季节均能保持有效压力、送风量以及新风量，提高空调系统的舒适性的同时并降低噪声。VAV空调系统改造解决方案优化控制逻辑：VSD最大频率VSD频率下限定风量变温度定温度变风量定风量变温度VAV空调系统改造解决方案VAVBOX的风量再标定：根据二装深化设计后，VAVBOX的风量需要重新标定，才能满足重新装修后的空调区域的负荷需求。VAV空调系统改造解决方案空调系统平衡TAB：TAB是空调系统的Testing（测试）、Adjusting（调整）andBalancing（平衡）工作的简称。VAV空调系统改造解决方案空调系统平衡TAB：末端风量平衡系统静压平衡风管阻力平衡VAV空调系统改造解决方案（二）空调风系统的平衡调试(TAB)包括内容：VAVBOX的单体测试风量检测的准确度是变风量系统控制的条件，即使在工厂完成标定后也必须进行VAVBOX现场校正工作。VAVBOX下游风口风量的平衡进行VAVBOX风口风量平衡，以保证VAVBOX的下游风口按照设计风量送风，满足各个区域的实际需求。VAV系统的调试平衡系统的平衡主要目的在于找出系统实际最不利环路，并作调试使系统压力满足最不利环路的VAVBOX的压力需求。AHU的调试与平衡通过对AHU的调试，检验系统控制逻辑；通过对AHU的检测平衡，调节送风温度、送风静压、送风温度重设等功能的检测平衡工作使AHU工作在VAV系统需求的最佳状态。VAV空调系统改造解决方案空调系统平衡TAB：变风量末端及风口、风管在二次深化设计安装后，是否满足设计要求？要达到以上描述的要求，必须通过TAB工作来实现，即二装后变