变风量系统及控制原理.pdf

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提要：本文主旨指导初学者了解一些变风量系统的基本概念，提供变风量系统设

计流程及设计方案选择指南，同时着重介绍Onyx-2000变风量系统基本控制策

略。

一、变风量空调系统基本概念

1.1变风量空调系统定义

众所周知，变风量空调系统是通过改变送风量也可调节送风温度来控制某一

空调区域温度的一种空调系统。该系统是通过变风量末端装置调节送入房间的风

量，并相应调节空调机（AHU）的风量来适应该系统的风量需求。变风量空调系

统可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调送风量（达到最

小送风量时调节送风温度），以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时

根据实际送风量自动调节送风机的转速，最大限度地减少风机动力，节约能量。

1.2国内外发展概况

变风量(VariableAirVolume)空调系统于20世纪60年代起源于美国。在当

时定风量系统加末端再热和双风道系统在很长一段时间内占据舒适性空调的主

导地位，因此，变风量系统出现以后并没有立刻得到推广，直到1973年西方石

油危机之后，能源危机推动了变风量系统的研究和应用，此后20年中不断发展，

如今已经成为美国空调系统的主流。

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变风量系统在发展初期,因支管风量平衡的需要和控制设备的局限,大多要求

采用高速送风系统,主要送风速度在12.5m/s以上,并且推荐采用静压复得法设计

风管系统。尽可能地采用圆形或椭圆形风管,以减小摩擦阻力。但是高速送风系

统的风机耗能大,且管路系统噪音增加。随着压力无关型VAVbox基本上全面取

代压力相关型VAVbox及DDC控制器的发展,于是变风量空调方式在低速送风系

统中的应用越来越普遍。

在日本,将变风量空调方式用于低速送风系统的研究与开发值得关注。由于传

统的皮托管流量传感器在5m/s的风速下难以测定,因此日本人开发研究了超声

波流量传感器和电磁式流量传感器等多种适用于低速送风系统的前端设备,一方

面节能,另一方面降低了风管噪音,因此,进入90年代以后,无论是新建还是70年

代以前建造的空调系统的翻新改造,基本上都采用变风量空调系统。

我国在70年代即有人研究VAV系统的开发和应用，并在地下厂房、纺织厂、

体育馆等建筑中就采用过VAV系统。在80年代末期我国出现的首批智能化建筑

中，也曾采用过VAV系统，但由于建设过程和使用过程中的种种问题，有些工

程两三年后使用单位便取消了变风量系统的运行方式，相应的自控设备也拆除

了，这使得变风量系统的优点没有发挥出来，变风量系统附加的投资难以得到回

报。在此期间，变风量空调技术(包括控制技术和设备)，也在不断地发展和完善。

目前，在国内智能建筑的高速发展过程中，急需全面深刻地分析变风量空调系统

的发展趋势和技术关键，总结工程实例，促进这一重要技术的平稳发展。

1.3变风量系统的特点

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1.能实现局部区域（房间）的灵活控制，可根据负荷的变化或个人的舒适要求自

动调节自己的工作环境；不再需要加热方式或双风道方式就能适应多种室内舒适

要求或工艺设计要求；完全消除再加热方式或双风道方式的冷热混合损失。

2.自动调节各个空调区域的送入能量，在考虑同时使用系数的情况下，空调器总

装机容量可减少10%-30%左右。

3.室内无过热过冷现象，由此可减少空调负荷15%-30%左右。

4.部分负荷运转时可大量减少送风动力，根据理论模拟计算，全年平均空调负荷

率为60%时，变风量空调系统（变静压法控制）可节约风机动力78%。

5.可应用于民用建筑、工业厂房等各类相应的场合。可适应于采用全热交换器的

热回收空调系统及全新风空调系统。

6.可避免凝结水对吊顶等装饰的影响，并方便二次装饰分割。

总之，变风量空调系统较定风量空调系统和风机盘管系统而言，具有舒适、

节能、安全和方便的优点，已得到越来越多的采用。

1.4变