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VAV空调系统运行中的问题分析和改造的研究

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梁辰

【摘要】变风量（VAV）空调系统诞生于上世纪60年代，从最初的金茂大厦，VAV系统在上海已经发展了20多年。据不完全统计，上海采用VAV系统的大楼数量已经超过了100幢，而其中运行了超过10年的项目也不计其数。这些项目都运行得怎么样呢？作者所在公司恰好收购了位于上海静安寺地区的一幢11万平米写字楼，该项目采用VAV空调系统已运行了8年多。本文将对该系统运行中出现的问题进行分类总结，并研究如何通过改造来解决这些问题。

【关键词】VAV系统改造;VAV设备管理;管道风平衡

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.126

VAV空调系统因其更优秀的空气品质，已然成为甲级写字楼的标配。但使用VAV系统的大楼在实际的空调表现方面一定就是最优秀最好用的吗？使用VAV系统的项目，一定就能发挥出其应有的效能吗？答案是：不一定。近期，笔者作为一名机电改造负责人，有幸对此类大楼的VAV系统进行了深入研究，找出运行中的诸多问题。希望通过本文的总结，带给此类大楼的管理者更多的改造思路和管理上的思考。

1、VAV空调系统的主要组成、控制原理和系统优势

1.1AHU（AirHandleUnit）空气处理机

AHU是VAV系统的一个重要部件，该设备位于每个楼层空调机房内，总共约100台，每台由4个主要传感器（见图1：《AHU空气处理器（VAV基本型）组成图》的字母标注）组成。分别是：1.风管压力传感器P：当采用定静压法控制时，压力点直接作用于变频器调节;2.风速传感器V：将风速值转换为送风量后，在总风量法控制时，提供总风量值供系统比对使用;3.二氧化碳传感器CO2：为系统提供二氧化碳浓度值，调节新风量，保持优质的空气品质;4.送/回风温度传感器T：实时提供系统送回风管内的温度值。由4个动作控制点（见图一：①～④）组成：分别是：①/②：冷热水阀门控制器。③：变频器。④.新风风阀控制器。

1.2VAVBOX（VariableAirVolumeBOX）

VAVBOX是VAV系统的末端装置。安装在楼层租户区内。每个楼层内外分区，共约50台。全楼共有1200多台。项目选用单风道型，每台由3个硬件点组成。分别是：1.温度控制面板：负责采集现场温度;2.一体化VAV控制器：根据现场温度和设定温度的比对，计算出需求风量，自动控制风阀开度，实现变风量控制;3.皮托管式风量传感器：实时采集送风量。其中VAV控制器作为一台小型DDC，出厂时需对应每台VAVBOX的规格进行一对一的程序标定（本文不作展开讨论）。

1.3控制原理和优势

AHU主要遵循如下控制逻辑：1.温度控制方面：冷热水电动阀门（①/②）根据送（回）风温度（T）与设定温度进行比较，PID调节阀门的开度，使得送（回）风温度渐近于设定值并保持出风温度恒定。2.空气品质方面：根据回风二氧化碳浓度（CO2）与设定值对比，PID调节新风风阀（④）的开度，使得回风的二氧化碳浓度趋向于设定值并保持。由于新风与回风充分混合，空气内含氧量的均匀度提升。并且通过AHU内部安装的初效过滤和静电过滤除尘（见图1所示），空气质量得到进一步提升。3.能耗控制方面：根据末端VAVBOX的温度探测器，通过自动累加需求风量，计算出楼层的总需求风量（总风量法）;或通过定静压压力点设定，根据末端VAVBOX阀门变化导致的压力变化（定静压法），AHU的马达通过变频器（③）实时调节风量，确保环境温度舒适且做到节能运行。

2、VAV空调系统运行中存在的问题分析

2.1驻场检查的工作内容

（1）对空调机房、新风机房内机组逐台检查。特别是风机马达和皮带、手动水阀、风阀、初中效过滤、静电除尘装置等。结合BA平台，对每台机组的启停、运行状态和反馈进行一对一的测试。在BA平台上反应的各机电设备逐一进行数据匹配检查。

（2）对已经退租的楼层，将天花拆除后，直观观察风管和VAVBOX的状态。结合BA平台，了解VAVBOX的运行情况。

（3）查阅近几年来的工程维修记录、租户报修和投诉记录，对大楼内空调有关的问题进行记录，归类分析。

（4）分别与整租层租户和分割单元租户代表交流谈心，收集他们对空调系统的直观感受和诉求。

（5）了解房屋竣工后8年来的租户变化，结合楼层的投诉和维修，进一步收集和归类分析问题点。

2.2问题的收集和呈现

经过1个月的检查和资料查阅，这幢运行8年多的VAV系统大楼的问题点，被一一呈现出来：

（1）主风管为轻软的玻纤材料制作，使用粘合剂配合熨烫工艺安装，经不起改造和管道内高压。由于二次装修在对风管进行二次改造时工艺不恰当，导致了风管的开裂。当风管内压力过大时，进一步加速了风管的破裂和漏风。再加上多年的使用，本身粘合部位存在老化，漏风