当前位置:首页 >> 建筑/土木 >>

变风量空调系统应用问题分析


变风量空调系统应用问题分析
文︱上海卡园物业管理有限公司 【摘 祝 军 方忠福 要】 对中国银联大厦变风量空调系统实际应用过程中出现的一些问题, 从系统设计、 安装、 调试、 操作和维护等方面分析导致产生这些问题的原因,同时,对变风量空调系统在不同项目中设计与应 用提出一些建议。 【关键词】变风量空调系统 改造项目问题分析 多季度调试 所以有比较明显的内外区。内区采用单

风道 型变风量箱,外区采用带盘管再热的并联型 风机动力型变风量箱。系统夏季的送风温度 为 13℃,冬季的送风温度为 18℃。该项目 变风量系统采用定静压控制方式。   



风量空调系统是通过改变送入房间 的风的风量 (该风的温度相对恒定)

来适应空调房间的负荷变化,以保持房间内 的温湿度达到设计的要求。变风量空调系统 20 世纪 70 年代在很多西方国家得到了广泛 的应用,主要是因为它的节能潜力很大。在 国内空调领域,近 10 年来变风量空调系统的 应用有了长足的发展,有关设计、安装、调 试的各种技术在众多变风量空调系统工程项 目中积累了较多经验,逐步趋于成熟。但是, 实际上各工程项目中的变风量空调系统在应 用方面均会存在一些问题,导致变风量空调 系统无法表现出真正意义上的节能性好、舒 适度高、智能集成化高等优点。

2

问题分析
变 风 量 空 调 系 统 在 2007 年 4 月 投 入 使

用,运行已有两年。在实际应用中,暴露了 一些问题,主要集中在末端风量不足、区域 冷热不均、噪音这三个方面。 (1)末端风量不足 银联大厦变风量空调系统回风系统为顶 棚回风,回风通过房间回风口回到吊顶,通 过吊顶汇集到走廊,再由走廊由空调机房小 室回风。整个大厦在 11 层设一台排风风机, 利用土建井道及各楼层唯一的排风口,维持 大厦楼层内必要的风平衡,没有室内正压设 计,排风机风量略低于各层新风机风量总和。 空调系统设计存在一定的缺陷,再加上安装 有些不规范的地方,造成在调试变风量空调 风管系统风平衡时,遇到较大的困难,单机

1

项目简介
中国银联大厦为上海浦东行政中心的一

幢高档行政办公楼。地上 11 层、地下 1 层、 建 筑 面 积 约 25000m , 幕 墙 结 构。 变 风 量 末 端设备总数量为 321 台,标准层空调面积约 为 1500m ,每层有 2 个空调机,分别负责东 西两个部分的供风。由于建筑的进深比较大,
2 2

断面尺寸适当减少,比采用冷、热风入口动压 敏感元件时的末端装置出风口断面尺寸要小, 这样,可使得通过动压敏感元件的空气流速增 加,改善了风量的测量精度,导致两股送风气 流混合得更好, 但与此同时, 压力降也会增加。 人们发现,在大多数双风道末端装置的应用场

合,当带有单独的出风口风量敏感元件时,从 房间的舒适感来说,对冷、热风的混合控制室 足够的。而安装混合导流叶片会显著增加末端 装置的初投资和运行时的总压力降,只有在最 需要采用这种末端装置的地方(如医院)才宜 选用。
注: 本文摘自《变风量空调设计》第二版

Intelligent Building & City Information 2009

4

No.149

51

B

楼宇自动化
Uilding Automation

测试结果也不尽如人意。 以 标 准 层 为 例, 办 公 面 积 约 1500m2、 东 西 两 侧 各 一 台 风 量 25000m3/h 机 外 余 压 500Pa 的 空 调 机, 楼 层 分 布 40 台 VAV 末 端 装置,楼层理论设计总需求风量约 40000m3/ h。测试期间,对标准层在空调机风机工频运 行的情况下,东西两侧测试 VAV 末端设备实 际风量,与设计风量比较,部分末端设备风 量不足,具体数据如表 1 所示。 楼层 VAV 末端设备总计 40 台,近 10 台 末端设备运行过程中实际风量达不到设计要 求,这些机组基本上都位于风管系统的最不 利管段,究其原因为风管系统的安装没有按 照原设计图纸施工。通过检查,风管安装质 量差,漏风是一个方面,风管制作不规范、 风管阻力特性和设计的风管阻力特性有很大 差别、楼层空调机房无机械回风系统,也是 造成风机特性下降的一个主要因素。 要改善目前存在的问题,对风管系统地 检查(包括回风系统) 整改还是相当必要的。 、 为此,在目前正常办公的情况下,小范围的 调整、局部风管的改造及补漏工作,大面积 的展开。对于风管制作、安装不合理的,进 行重新调整。如图 1A 所示就是一个例子。 这种 VAV 末端设备一次风管与风管接口 不合理的现象比较普遍。此种做法是比较忌 讳的,造成气流组织混乱,局部阻力增大, 直接后果是风量不足、噪声大。故此,对有
表 1 部分 VAV 末端设备风量参数 3 楼西面 VAV 位置 总经理办公室 开放办公室 开放办公室 资料室 副总经理办公室 总经理办公室 开放办公室 3 楼东面 VAV 位置 总经理办公室 副总经理办公室 总经理办公室 VAV 型号 FPP-06 FPP-10 FPP-10 FPP-06 FPP-06 FPP-06 FPP-08 VAV 型号 FPP-06 FPP-06 FPP-06 VAV 编号 4 5 6 12 15 16 20 VAV 编号 5 15 7 风量差率 23% 18% 22% 31% 17% 16% 27% 风量差率 23% 16% 60% 设计风量 CMH 720 1117 1120 423 300 358 647 设计风量 780 388 458 实际风量 CMH 554 916 872 291 249 299 473 实际风量 566 326 185
A B

图1

风管接口

上述做法的接口调整改为图 1B 方接圆的渐 变式风管接口。 随着空调风管系统的补漏,风量不足的末 端 设 备 风 量 增 加 了 5% ~ 10% ;风 管 系 统 连 接管件的改进,风量增加了 3% ~ 5%。而回 风系统检查工作方面, 因办公区域无回风风管, 重点工作放在回风系统上的过滤网上,包括房 间回风口过滤网、自带过滤网式的过桥风管、 空调箱回风初、 中效过滤网都进行必要的清洗, 最大限度的维持空调机机房的回风量。 在整改前,空调机长时间是在较高的频 率下运行(45 ~ 50Hz) ,风机几乎是在定风 量的运行,因此变风量空调系统的节能优势 也就无法真正实现。 (2)区域冷热不均 暖通设计人员会根据建筑的结构特性对 建筑本体层面进行合理的内、外区空调区域 划分,比较好的划分方式为内区一台空调机 (常年送冷风工况) ,外区一台空调机(冷热 工况) ,但是银联大厦建筑结构形状特殊,如 图 2 所示,建筑外形为橄榄型,弧形面为正 南正北。

52

智能建筑与城市信息

2009年

第4 期

总第149期

银联大厦冬季供热设备为风冷热泵机组, 热 水 出 水 温 度 在 极 端 环 境 下, 水 温 不 超 过 40℃,对于风机并联型空调末端装置,热水 盘管功能为辅助加热,其理想温度在 60℃, 显然辅助加热的效果较差,造成外区再热热 量不够,外区的区域温度在室外极端环境下 图 2 银联大厦标准层变风量空调系统平面图 始终达不到设定值,必须以调高最小风量, 并且提高送风温度的方法来进行弥补,送风 原设计单位空调系统设计仅对楼层空调 区域按照东西各一半,变风量末端装置内、 外区不同机型的方式划分。银联大厦二次装 修施工期间,现设计单位保留变风量空调系 统原有设计思路,仅对部分装修隔断方面的 空调需求作些增减调整。这种分区划分,每 个系统里都有内外区并且楼层南、北办公室 在设定温度一样的基础上,房间区域温度存 在一定差异。 (具体数据见表 2) 由表内数据可见,在严冬期间,南、北 办公环境温度差异较大。空调系统运行初期 时,南北房间温度差异在 0.5 ~ 1℃之间,随 着太阳光照时间的加强,至中午时分,南北 房间温差最大达 3℃,解决方法是人为将南 区的设定温度比北区设低 1℃。 表2
记录 时间

温度从原设计的 18℃上升至 23 ~ 25℃才能 基本达到 20℃的房间温度。 如何避免这种南北区域冷热不均问题, 人为进行必要的预冷、预热工作相当必要。 为此,对中央空调系统每天的开机运行时间 的掌握和房间温度的控制,摸索了一些规律。 原则上要求在办公上班之前,基本达到控制 在房间温度设定值上位或下位,这主要是根 据不同季节及不同办公区域空调温度需求而 定。而一旦上班之前的预冷或预热工作没做 好,需临时调整,则必须结合该变风量空调 系统内南、北独立办公区域的温度实际情况 而调整。譬如,冬季阶段北区独立房间报冷, 而该房间内变风量末端装置的风机及热水阀 均已经工作,且经过确认状态正常。此时,

大厦 3 ~ 10F 温度监测记录表 ( 日期 : 2007.1.22)
楼层 10F 9F 8F 区域 南 北 南 北 南 北 南 北 西南 东北 西南 东北 西南 东北 西南 东北 温度 10.5℃ 9.5℃ 12.5℃ 12℃ 13℃ 12.5℃ 14℃ 13℃ 13.5℃ 14℃ 14.5℃ 14.5℃ 14.5℃ 13.5℃ 14℃ 12.5℃ 记录 时间 楼层 10F 9F 8F 10 : 45 ~ 11 : 10 7F 6F 5F 4F 3F 区域 南 北 南 北 南 北 西南 东北 西南 东北 西南 东北 西南 东北 西南 东北 温度 12.5℃ 13℃ 15.5℃ 17.5℃ 18℃ 17.5℃ 17℃ 17℃ 19℃ 16℃ 16℃ 15℃ 18℃ 17.5℃ 20℃ 17℃ 记录 时间 楼层 10F 9F 8F 14 : 30 ~ 15 : 30 7F 6F 5F 4F 3F 区域 南 北 南 北 南 北 南 北 南 北 南 北 南 北 南 北 温度 18℃ 17℃ 20.5℃ 23.5℃ 21.5℃ 21.5℃ 23℃ 23℃ 21.5℃ 21.5℃ 18.5℃ 19.5℃ 18℃ 18℃ 19.5℃ 17℃

8: 55 ~ 9: 30

7F 6F 5F 4F 3F

Intelligent Building & City Information 2009

4

No.149

53

B

楼宇自动化
Uilding Automation

唯一能做的工作就是人工控制。做法是 : 提 高空调机送风温度,但设定值控制在南区独 立房间需求温度之内,若效果不明显,再适 当抬高空调机送风温度,但必须控制好南区 独立办公区的变风量末端装置。按照变风量 末端装置的工作原理,房间温度大于设定值, 在条件满足的情况下,VAV 末端设备运行模 式将转化为制冷,一次送风量维持最大,而 此时的一次风的温度大于房间内温度,就无 法实现降温制冷的目的。这样南区的房间温 度就会持续上升,产生过热现象,这时必须 将送风温度降下来。在冬季送风温度调整的 过程中,需要人时刻关注南北(或者说内、 外区)的温度变化,以求送风温度达到一个 比较折中的值。 由图 3 可见,从工作原理上,也正验证 了在必要情况下,人为控制是可行的。但在 冬季采用提高空调机送风温度,必须做好相 关联的其它 VAV 末端设备的调整工作,防止 顾此失彼现象的发生。 (3)噪音问题 根据教参《空气调节》对建筑空调上关 于空气平均流速的推荐, 夏季取 0.2 ~ 0.5m/s,

冬季取 0.15 ~ 0.3m/s。结合变风量空调系统 设计的理念,风口风速的控制,以条形风口 风速小于 2 m/s 为宜。对银联大厦部分 VAV 末端设备下游的风口风速的测定与噪声的比 对,实际情况见表 3。 由表 3 数据可见,风口风速控制的大小 因地制宜,国标办公环境的噪声要求,需控 制 45 分贝以下,如何根据实际情况,调整好 变风量末端设备,是相当重要的。而对于银 联大厦变风量空调系统噪声大的问题,如何 在有效的范围内调整好末端设备,降低办公 噪声,是工程实施的重中之重。 为此,对开放式办公区域,在不破坏吊 顶 美 观 的 情 况 下, 增 加 了 散 流 器。 从 原 设 计 TU-10 单 风 道 末 端 装 置 1400m3/h, 分 配 165*165 方形散流器 4 个增加到 8 个。在独立 办公区域,由于房间空间有限,无法实现增加 风口,故从使用舒适角度考虑,改变风口流速 方向,以及风管内部贴消音材料等方法,来弥 补原有的缺陷。对于个别独立办公区域,通过 运行后的负荷实践及业主报修需求,对冬季期 间噪声明显的变风量末端设备,降低风机转速 或强行停运风机的方法(该方法不能用于串联

送风量

带末端再热风机并联型变风量末端(Cooling Hcating): 典型应用 : 广泛应用在变风量空调系统的外区。 控制原理 : 供冷模式 : 一次风变风量运行,末端风机定风量运行 根据室内温度值和室内温度设定值之间的差值决定送风量设定值, 根据送风量设定值和送风量实际值决定一次风阀开度。 供热模式 Stage1 : 启动末端风机 在一次风量调节到最小情况下室内温度仍然低于设定值时,变风量末端自动启动比昂风量末 端风机利用吊顶热量。 Stage2 : 启动再热盘管 在变风量末端风机运行的情况下,如果室温继续下降,则启动热水盘管或电加热器加热。 第二步 : 热水盘管启动 第一步 : 网机运行 末端风机风量 最大一次风量

100%

Min%

最小一次风量

室内设定值

室内温度

图 3 风机并联型变风量末端装置的工作原理图

54

智能建筑与城市信息

2009年

第4 期

总第149期

表 3 并联型风机动力型末端设备调整风机转速的前后比较 部分空调区域 VAV-BOX 调整前后测试记录 序号 1 2 3 4 5 6 7 位置 812 房间 803 房间 805 房间 806 房间 902 房间 902 房间 909 房间 VAV-BOX FPP-11 (8F-D3) FPP-8 (8F-X3) FPP-10 (8F-X4) FPP-10 (8F-X6) FPP-12 (9F-D6) FPP-12 (9F-D7) FPP-12 (9F-D11) 风口形式 (尺寸) 调整前风速 m/s 调整后风速 m/s 调整前嘈声 db 调整后嘈声 db 散流器 3 60 45 4 (300*300*2) 散流器 3 46 43 4 (300*300*2) 条形口 3 56 44 4.5 (1790*150) 条形口 3.5 48 45 4 (1990*150) 条形口 2 43 41 3 (2400*180) 条形口 2 43 41 3 (2400*180) 散流器 4.2 47 44 5.5 (300*300*2)

说明 : 以上风口均为条缝型风口

风机动力型机组) ,降低办公噪声。 多季度调试大多变风量空调系统都很强 调竣工系统调试,竣工系统调试的目的是使 送入房间的风在风量和温湿度方面都能满足 系统设计的要求,这对整个系统的正常运行 有非常重要的作用。但是系统的设计参数是 在已知系统的各项理论参数的基础上进行计 算的,其数值和实际的气候条件、维护结构, 主机特性、风管阻力特性等等不一定相符, 当实际的参数发生变化时,设计的参数是不 能达到实际的需求的,这就需要进行修正, 一般的变风量系统需要做冬夏季两季调试, 也有做三季、四季调试的。目的是在不断的 实际运行的过程中,将设备的能力逐步向符 合实际需求改进。从而更能体现变风量空调 系统的节能性、舒适性。

3

结束语
(1) 笔者认为, 空调机机外余压比较重要,

必须确保最不利点 VAV 末端设备出风口至少 50Pa 的出口余压。尽可能设计风管式机械回 风系统,避免回风不畅。 (2)变风量空调系统在初期运行维护时要 做好各项参数的记录,对发现的问题要及时反 馈,做好控制系统的调整,这样才可以达到设 计的空调效果,才能体现智能控制的特点。 (3)变风量空调系统投入运行后的多季 度调试工作,笔者认为相当重要。常规角度 工程移交使用算工程项目完成,但是,前期 的调试工作毕竟是建立在理论设计的情况下, 缺少现场实际应用的验证。故此,交付使用 后的跨年度调试工作,结合实际应用的调试 工作,必然有相当大的实用意义。

1 空气调节(第二版) ,中国建筑工业出版社 2 袁锋,胡益雄.VAV 空调系统应用问题探讨, 《节能技术》2001 年 06 期 3 叶大法,杨国荣 . 变风量空调系统设计

Intelligent Building & City Information 2009

4

No.149

55


相关文章:
变风量空调系统设计及应用分析
本文从变风量空调系统的节能原理出发,分析变风量空调系统应用过程中遇到的若干技术 问题并提出解决措施。 关键词:变风量系统;空调设计;风量控制 1 引言 能源是...
浅析变风量空调系统新风问题
浅析变风量空调系统新风问题 摘要本文从保证室内最小新风量的重要性角度出发, 对变风量空调系统中存 在新风量不足的问题进行了分析, 提出了几种保证变风量空调系统...
变风量空调系统的优缺点
遗传算法( GA) 可用来解决这些问题, 尤其是遗传算法近年来的研究应用日益受到...VAV 空调系统及国内外发展状况 VAV 空调系统通过调节送风量(送风参数不变)的...
综述变风量空调系统调试存在的问题与措施
综述变风量空调系统调试存在的问题与措施 摘要:本文根据笔者工作实际,简要介绍了...引言 变风量系统的发展和应用已有较长的时间,变风量空调系统的调试比较 复杂,调试...
VAV变风量空调系统设计实例分析
VAV 变风量空调系统设计实例分析 摘要: 介绍了某地国际会议展览中心 VAV 变风量空调系统的设计,根据使用效 果总结了设计经验,并着重分析了变量空调系统诸多设计问题...
变风量空调系统新风问题
变风量空调系统新风问题_计算机软件应用_IT/计算机_专业资料。浅析变风量空调系统...对变风量 空调系统中存在新风量不足的问题进行了分析,提出了几种保证变 风量...
变风量空调系统的优缺点和实例
图1 教学楼空调系统布置图 4 设计分析 4. 1 系统设计 4. 1. 1 风量的...离心式风机应用变风量系统非常合适,SAS 项目中选用了离心的送风和回风机。 4...
变风量空调系统常见问题解决方法
针对变风量空调 系统在设计、施工、调试、运行维护中常见的问题进行了分析,并 ...较大、多区域控 制的建筑物中,定风量空调系统己不能满足要求,在这些应用场合 ...
变风量空调系统控制分析
变风量空调系统(VAV)总风量控制实例分析 摘要: 在介绍变风量空调系统的基本原理及目前采用的主要控制方法基础上, 结合工程实例,分析总风量控制系统设计及具体实现。 ...
变风量空调系统(VAV)分析
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 变风量空调系统(VAV)分析 作者:施明新 来源:《商品与质量· 学术观察》2013 年第 09 期 摘要:本文主要介绍了变风量空调...
更多相关标签:
变风量空调系统 | vav变风量空调系统 | 变风量空调系统设计 | 变风量空调系统技术 | 全空气变风量空调系统 | 变风量空调系统 品牌 | 变风量空调系统原理 | 变风量空调系统施工 |