变风系统的VAV末端 摘要： 与工业发达国家相比，在变风量空调的领域，我国已经落后许多年，随着空调事业的发展，近年来，变风量空调系统的研究，VAV系统开发和应用，已经提到议事日程。相信在不久的将来，VAV末端机组将在我国空调领域中得到广泛的应用。关键词： VAV末端 变风量 冷热负荷 末端选型 1、VAV末端的工作原理向房间送入室内的冷量按下式确定：Q=C.。L（tn-ts） （1）式中 C空气的比热容，KJ/（Kg.c）；空气密度，Kg/m3；L送风量，m3/S；tn室内温度，c；ts送风温度，c；Q吸收（或放入）室内的热量，KW.如果把送风温度设为常数，改变送风量L，也可得到不同的Q值，以维持室温不变。空调系统的VAV末端按变风量的工作原理设计，当空调送风量原理设计，当空调送风通过VAV末端时，借助于房间温控器，控制末端进风口多叶调节风阀的开闭，以不改变送风温度而改变送风量的方法，来适应空调负荷的变化，送风量随着空调负荷的减少而相应减少而相应减少，这样可减少风机和制冷机的动力负荷。当系统送风量达到最小设定值，而仍需要下调室内空气参数时，可直接通过加热器再热，或启动一台辅助风机，吸取吊顶中的回风，送入末端机组内，与冷气流混合后一起通过加热器再热后送入房间，达到维持室内空气参数的目的。 2、VAV末端的产品特点2.1 省能运行VAV末端借助于进口调节阀，并联风朵，热水盘管，电热盘管、电热盘管、风速测量装置、房间恒温器，气动或电动控制元件，能使空调系统达到省能运行。部分负荷时，能避免在定风量系统中，再热器的冷热负荷抵消而造成的双重能量消耗。如考虑到系统设备的同时使用系统，能使VAV末端系统总风量减少，节省大量风机水泵的电能。2.2 组合灵活VAV末端结构紧凑，机组组合灵活。按设备的使用功能分，机组有单风道、双风道、热水再热、电热再热，并联风机驱动等不同的末端组合。近空调机需要，机组还可配备静压箱和消声箱和消声器。按设备的控制功能分，机组有气功、电动（模拟/数字）、压力相关型和压力无关型等不同组合。2.3 静音设计箱体设计成内壁贴有带保温的消声材料的消声器。箱内通常不设风机，并联风机动力小，噪声低。末端的送风动力主要来自于系统的可变风量主风机，这样，能使风机静音运转。在部分负荷时，VAV末端的噪声通常比同风量的风机盘管加新风系统低，特别适用于图书馆、演播室、影剧院等场合。2.4 控制先进机组进气口设有电子风速传感器，可以根据房间的温度要求，通过压力无关型气动/电动（模拟/数字）控制器调节送风量，温度控制品质好。2.5 安装方便与同风量的风柜相比，VAV末端机组结构紧凑，机组高度小于 500MM，有效地增加了机组的安装空间，减少了层高对机组安装的影响。由于冷冻/冷凝水管不进入天花板上部，没有风机盘管的凝水盘，不存在冷凝滴水污损天花板现象。设置在机组侧面或底部的维修孔，使机组的安装、维护和保养更为方便，有效地减少机组的安装和维修成本。 3、VAV末端的基本组合3.1 单风道变风量末端这是最简单的变风是末端，仅有一条送风道通过末端设备和送风口向室内送风。根据空调负荷的减少而相应减少，这样可实现对室温，室内最大，最小风量的有效控制，减少风机和制冷机的动力负荷。这种组合只能对各房间同时加热工冷却，无法实现在同一时期内，对有的房间加热，有的房间冷却。当显热负荷减少时，室内相对湿度也不易控制。因此，仅适用于室内负荷比较稳定。室内相对湿度无严格要求的场合。3.2 双风道变风量末端机组具有冷热两个风道，当房间的送风量随着冷负荷的减少而达到最小风量时，开启热风阀，向房间补充热量，使系统的负荷得到有效的调节。这种组合，对房间的负荷适应性强，能满足有的房间加热，有的房间冷却的要求。由于负荷得到补偿，最小风量得到控制，室内的相对湿度可保持在较好的水平上，但系统需增加一条风道，设备费和运行费将有所提高。3.3 热水再热单风道变风量末端在单风道变风量末端机组上，串联一热水再热盘管即成。当系统风量达到最小设定值，而仍需要下调室内的空气参数时，一次风可通过热水加热器再热、送入房间，达到维持室内空气参数的目的。这种末端对房间的调节，基本与双管末端类似，但系统需敷设热水管，设备费和运行费也有气提高。3.4 电热再热单风道变风量末端由单风道变风量末端串联一电热盘管组合而成，其加热工作原理与串联热水盘管相同。3.5 并联风机驱动的单风道变风量末端由单风道变风量末端并联一离心风机组合而成，当系统送风量达到最小设定值，而仍需要下调室内的空气参数时，启动一并联风机，吸取吊顶中的回风，送入机组内，与冷气流混合后送入房间。一次风与回风的混合，可有效地节省能量，并使系统具有较好的气流分布。3.6 并联风机驱动热水再热的单风道变风量末端在并联风机驱动的单风道变风量末端上，串联一热水再热盘管组合而成。当系统送风量达到最小设定值，而仍需要下调室内的空气参数时，启动一并联风机，吸取吊顶中的回风，送入机组内，与冷气混合后通过回热器再热，送入房间。3.7 并联风机驱动电热再热的单风道变风量末端在并联风机驱动的单风道变风量末端上，串联一电热盘管组合而成。其工作原理与3.6节同。4、VAV末端的部件结构4.1 箱体采用薄形设计，由镀锌板外壳制成，内衬厚度为25-50mm，密度为40kg/m3的玻璃纤维，表面贴有穿孔铝箔，用保温钉固定在面板上的内表面上，具有防火，隔热、隔声和防腐的能力。机壳内的最大风速可达到20m/S.一次风高压侧管采用圆管或椭圆管，低压侧风管采用滑动法兰连接。机组下侧或两侧，设有通道门，在不影响机组管道连接的情况下，能方便地对风机和电机进行维护保养。4.2 调节风门由4-6片对开式叶片组成的节流基本功调节风门，具有良好的密封和气流设计。当进口压力为750Pa时，风门的最大泄漏量为额定风量的2%.在风门叶片伸出轴上设有无需保养的长寿命尼龙自润滑轴承，与执行器连接后，风门能按房间的温度要求，通过温控器控制进气口的一次风量。一次风的风量采用压力无关型控制器，控制器可在工厂设定。控制区间为100%-10%，控制误差为5%-10%，控制精度主要依赖于控制器的型式。4.3 风速传感器在机组进口调节风门前设平均风速传感器，提供正比于流量的压差信号，通过压差信号利用图表可直接读得机组一次风的风量，并实现对风门的控制。最小的一次风压差信号，利用图表可直接读得机组一次风的风量，并实现对风门的控制。最小的一次风压差信号为25Pa，在典型的一次风流量区间，由平均风速传感器测得的压差，在校正图中的误差为3%.4.4 热水盘管热水盘管具有镀锌钢板壳，铜管套铝片结构，机械涨管。铜管内径为?9.5-12.7mm，铝片片距为1.80-2.54mm，排数为1-4排，每排设一回路，其热量区间为2-18KW.热水盘客设有放水和放气孔并有左右方向之分，盘管的泄漏压力为180Pa.需要时还可设置电动控制阀，调节水量。4.5 电热盘管电热盘管设置在由镀锌钢板组成框架的卧式机组内，安装在VAV末端机组的出口。通常按加热量、电气特性和控制级数进行设计。由80/20镍铬丝制成的电热盘管放在充满二氧化镁的不锈钢管内，由固定的陶瓷轴套支撑。转贴于 4.6 并联风机并联风机具有前向多翼离心叶轮，双吸结构，镀锌板外壳，电动机直接驱动，通常安装在VAV末端机组的出口，有吸入和压出两种不同的安装形式。为了防止停机时的回流，在风机的出口处设在回流风门。风机电机是一种节能型的单相电容电机，带有自动复位的过载保护，适于调速器（SCR）的调速运行，提供风机风量的无级调速。风机的设计风量可由速度控制器在现场设定。风机电机级与系统匹配，保证从最小电压时稳定运转。电机风扇部件维修时可直接从机组侧面拆下，而不需将风扇与电机分离，电机安装在进口环上，进口环具有扭曲的机架，机架上设有带含油轴承的橡胶轴套。4.7 控制器机组具有压力无关型气动，电子和通讯控制。在1.5KPa进口压力下，风量调节的精度为机组额定流量的5%.无论在工厂或现场，控制器均能按照房间恒温器的要求，在最大和最小（进口管道流速1.8M/S时）设定点之间调节。通常把带有恒温器的电子控制机组定为标准机组。在卧式机组的进口截面设线性流量探针。当在现场按提供的流量压力图表检验流量时，传感器将提供放大3倍于动压的压差信号。在管道流速为1.8-13m/s区间内，其精度可达10%. 5、VAV末端选型程度根据所提供的控制区大小，冷/热负荷，送风温度和房间的设计温度等参数，按下述程度选择VAV末端。5.1 确定房间的送风量根据房间的冷/热负荷、设定温度和所要求的送风温度，计算房间的送风量，应注意，不同的冷热负荷具有不同的送风量。5.2 确定机组型号选择机组型号，使其风量大于等于房间所需的送风量。其中应使一次风的风量满足冷负荷的要求，并联风机的风量应满足热负荷的要求，如系统没有并联风机，机组按冷工况50%的送风量送风，可按如下方法计算再热盘管（电热或热水）所需加热量。5.2.1 按冷工况50%的送风量和要求的热负荷计算空气的温升。5.2.2 按房间的设定温度计算盘管的出风温度。5.2.3 按房间的送风温度计算机组所需的加热量。5.3 确定再热盘管（电热或热水）5.3.1 确定电热盘管把所需的热负荷换算成KW数。按电热盘管资料，选定其负荷大于等于所换算的KW数，并确定电热盘管所需的电压相数和级数，应注意，电热盘管每kw需要的最小风量为170m3/h.5.3.2 确定热水盘管按不同的进水和进风温度，对热负荷进行修正。按修正后的热量值，选择在额定风量下盘管的排数。水量和静压降，并使盘管的热量大于等于修正值。热水盘管也有一个最小风量值，可按机组最大的风量的20%选取。5.4 估算机外静压按下游侧管网的不同情况，估算组成末端的低速空气分布系统所需的机外静压值，其中包括电热盘管、热水盘管、消声器、扩散器和管网等下游部件的阻力损耗值。并联风机必须满足在额定机外静压下的设计风量值。风量可用下述 方法进行调整。5.4.1 借助速度控制器（SCR）调节风机的转速。5.4.2 调节一次风进口静压，为一次风管网所需静压与一次风风门所需最小静压之各，机组的设计必须满足额客风量下的进口静压要求。机组的最大进口静压通常设定为500-750Pa. 6、VAV末端使用方法6.1 风量区间6.1.1 VAV末端的风量通常VAV末端的风量小于等于6800M3/H，由设置在机组进口的线性平均流速传感器，借助于压力无关型控制器，按控制信号调节。风量区间由控制器的灵敏度，进口管条件和所选机组的大小限定。为了防止不稳定的控制方法，进口管道的最小流速应大于1.8m/s，如果小于此值，压力信号不小于2.5Pa，大多数控制系统将不能进行可靠的分辨。为减少管道的压力阻损和机组的噪声，送风管道的流速高深莫测小于12.8m/s.机组进口的最大流速可达到15.3m/s，这时送风管道的压损将明显增加，机组的噪声也加大。6.1.2 并联风机的风量并联风机的风量，通常由速度控制器（SCR）设定，最大的风量，由风机、电机和下游侧的压力决定，最小的风量由SCR在工厂设定，风量过低，会使电机转速过低