中央空調(diào)VAV空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)劣對比

1、 VAV空調(diào)系統(tǒng)簡介 變風量（Variable Air Volume ）空調(diào)系統(tǒng)是一種通過改變送風量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的空 調(diào)系統(tǒng)。Delta控制公司是世界上首家設(shè)計、制造出一體化（即集控制器、執(zhí)行機構(gòu)和流 速傳感器于一身）的 VAV控制器的BA產(chǎn)品制造商。 變風量空調(diào)系統(tǒng)60年代起源于美國，自 80年代開始在歐美、日本等國得到迅速發(fā)展， 最重要的原因是變風量空調(diào)系統(tǒng)巨大的節(jié)能優(yōu)勢。經(jīng)過十幾年的普及和發(fā)展，目前變風量 空調(diào)系統(tǒng)己占據(jù)了歐、美、日集中空調(diào)系統(tǒng)約30% 的市場份額，并在世界上越來越多的 國家得到應用。進入 90年代以來，采用 VAV技術(shù)的多層建筑與高層建筑已達到95%。 變風量空調(diào)系

2、統(tǒng)由空氣處理機組、新風/排風/送風/回風管道、變風量空調(diào)箱、房間溫控 器等組成，其中變風量空調(diào)箱是該系統(tǒng)的最重要部分。一、變風量空調(diào)系統(tǒng)（VAV ）的優(yōu) 勢 變風量空調(diào)系統(tǒng)區(qū)別于其它空調(diào)形式的優(yōu)勢主要在以下幾個方面： 1、節(jié)能 由于空調(diào)系統(tǒng)在全年大部分時間里是在部分負荷下運行，而變風量空調(diào)系統(tǒng)是通過改變 送風量來調(diào)節(jié)室溫的，因此可以大幅度減少送風風機的動力耗能。據(jù)模擬測算，當風量減 少到80% 時，風機耗能將減少到 51% ;當風量減少到50%時，風機耗能將減少到 15%。全年空調(diào)負荷率為 60% 時，變風量空調(diào)系統(tǒng)（變靜壓控制）可節(jié)約風機動力耗能 78%。 2、新風作冷源 -因為變風量空調(diào)系

3、統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)，在過渡季節(jié)可大量采用新風作為天然冷源，相對于 風機盤管系統(tǒng)，能大幅度減少制冷機的能耗，亦可改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。 3、無冷凝水煩惱 變風量空調(diào)系統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)，冷水管路不經(jīng)過吊頂空間，避免了風機盤管系統(tǒng)中令人 煩惱的冷凝水滴漏和污染吊頂問題。 4、系統(tǒng)靈活性好 現(xiàn)代建筑工程中常需進行二次裝修，若采用帶VAV空調(diào)箱裝置的變風量空調(diào)系統(tǒng)，其送 風管與風口以軟管連接，送風口的位置可以根據(jù)房間分隔的變化而任意改變，也可根據(jù)需 要適當增加風口。而在采用定風量系統(tǒng)或風機盤管系統(tǒng)的建筑工程中，任何小的局部改造 都顯得很困難。 5、系統(tǒng)噪聲低 風機盤管系統(tǒng)存在現(xiàn)場噪聲，而變風量空調(diào)系統(tǒng)噪聲主要集中

4、在機房，用戶端噪聲較 小。 6、不會發(fā)生過冷或過熱 帶VAV空調(diào)箱的變風量空調(diào)系統(tǒng)與一般定風量系統(tǒng)相比，能更有效地調(diào)節(jié)局部區(qū)域的溫 度，實現(xiàn)溫度的獨立控制，避免在局部區(qū)域產(chǎn)生過冷或過熱現(xiàn)象。 7、提高樓宇智能化程度 采用DDC數(shù)字控制的變風量空調(diào)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)運行，接入到樓宇自控系 統(tǒng)中，從而提高樓宇智能化程度。 8、減少綜合性初投資 由于增加了系統(tǒng)靜壓控制以及 VAV空調(diào)箱等環(huán)節(jié)，設(shè)備控制上的造價會有所提高。但由 于變風量空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)冷熱負荷的分布，使送風量在建筑物內(nèi)各個控制區(qū)域間平衡轉(zhuǎn) 移，從而使系統(tǒng)的設(shè)計總送風量減少，因此可以減小空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備容量，系統(tǒng)綜合性初 投資不一定

5、會增加，甚至可以降低。 9、變風量空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維修工作量小，使用壽命長。 二、變風量空調(diào)系統(tǒng)（VAV ）控制原理 變風量控制器和房間溫控器一起構(gòu)成室內(nèi)串級控制，采用室內(nèi)溫度為主控制量，空氣流 量為輔助控制量。 -變風量控制器按房間溫度傳感器檢測到的實際溫度，與設(shè)定溫度比較差值，以此輸出所 需風量的調(diào)整信號，調(diào)節(jié)變風量末端的風閥，改變送風量，使室內(nèi)溫度保持在設(shè)定范圍。 同時，風道壓力傳感器檢測風道內(nèi)的壓力變化，采用PI或者PID調(diào)節(jié)，通過變頻器控 制變風量空調(diào)機送風機的轉(zhuǎn)速，消除壓力波動的影響，維持送風量。 三、變風量空調(diào)系統(tǒng)（VAV ）常用控制方式 1、定靜壓控制 工作原理：保證系統(tǒng)風道

6、內(nèi)某一點（或幾點平均）靜壓一定的前提下，室內(nèi)所需風量由 VAVBOX風閥調(diào)節(jié)；系統(tǒng)送風量由風道內(nèi)靜壓與該點所設(shè)定值的差值控制變頻器工作調(diào)節(jié) 風機轉(zhuǎn)速確定。同時，可以改變送風溫度來滿足室內(nèi)舒適性要求。 2、變靜壓控制 工作原理：在保證 VAVBOX風閥盡可能的處于全開位置（85-100% ），系統(tǒng)送風量由 風道內(nèi)所需靜壓來控制變頻器工作，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速確定。同時，可以改變送風溫度來滿足 室內(nèi)舒適性要求。 3、總風量控制 工作原理：通過改變送風量調(diào)整室內(nèi)溫度，并使送風與回風的差值保持恒定，以滿足構(gòu) 筑物排風的需求。 四、變風量（VAV ）系統(tǒng)基本構(gòu)成 1、室內(nèi)變風量溫控器 2、變風量末端（VAVBO

7、X）帶有控制器、傳感器、風閥、 BOX箱體及其他輔助設(shè)施 3、風道靜壓測量裝置 4、變風量空調(diào)機（帶有變頻器） 五、變風量（VAV ）空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展趨勢 國外高檔寫字樓一般都是把VAV空調(diào)系統(tǒng)作為常規(guī)的必備系統(tǒng)而拒絕采用FC+新風系 統(tǒng)，“讓FC重新回到賓館里去”正是這種情況的最好結(jié)論。國內(nèi)高檔寫字樓的發(fā)展趨勢也 必將是VAV系統(tǒng)，因為VAV系統(tǒng)在技術(shù)、經(jīng)濟、靈活性、維護量小幾個方面都具有無可 比擬的優(yōu)越性。 一、VRV空調(diào)系統(tǒng)簡介 VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為 Variable Refrigerant Volume系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 上類似于分體式空調(diào)機組，采用一臺室外機對應一組室內(nèi)機

8、（一般可達16臺）?？刂萍夹g(shù)上 采用變頻控制方式，按室內(nèi)機開啟的數(shù)量控制室外機內(nèi)的旋渦式壓縮機轉(zhuǎn)速，進行制冷劑流量 的控制。 VRV空調(diào)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)，全水系統(tǒng)、空氣一水系統(tǒng)相比，更能滿足用戶個性化的使 用要求，設(shè)備占用的建筑空間比較小，而且更節(jié)能。正是由于這些特點，其更適合那些需經(jīng)常 獨立加班使用的辦公樓建筑工程項目。 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計包含兩個部分：空調(diào)設(shè)備選型及空調(diào)管路設(shè)計；空調(diào)系統(tǒng)控制設(shè) 計，前一部分內(nèi)容由設(shè)計院的暖通工程師設(shè)計，后一部分內(nèi)容通常由提供全套產(chǎn)品的系統(tǒng)工程 承包商配套設(shè)計。 二、VRV 空調(diào)系統(tǒng)的控制方式 1、VRV 空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)控制 此控制方式相對簡單，每一臺室

9、外機對應若干臺（通常最大約為 16 臺）室內(nèi)機，各組 VR V 空調(diào)系統(tǒng)均獨立運行控制，就地遙控器設(shè)置可按工程實現(xiàn)情況采用一個遙控器對應一臺室內(nèi) 機，或一個遙控器對應若干臺室內(nèi)機，是一種比較經(jīng)濟實用的控制方式。 該控制方式均為末端就地控制，無集中監(jiān)控管理環(huán)節(jié)，在實際使用過程中，室內(nèi)機的溫度 值設(shè)定，開機時間，開機數(shù)量隨意性比較大，其使用上的靈活性、方便性常常是以犧牲能耗為 代價，從純節(jié)能角度講效果并不明顯。 2、VRV 空調(diào)系統(tǒng)的集中控制 配置了獨立控制管理系統(tǒng)的控制方式，與目前 VRV 空調(diào)系統(tǒng)采用的控制方式相比較，增 加了集中控制管理環(huán)節(jié)，可以在控制室內(nèi)對遠端各組 VRV 空調(diào)系統(tǒng)進行監(jiān)控

10、管理，是一種比 較完善的控制方式，但投資明顯增加。 可以根據(jù)用戶的使用規(guī)模、投資能力、管理要求進行組合配置。此方案的不足之處是與建 筑物內(nèi)的其它弱電系統(tǒng)無功能關(guān)聯(lián)，尤其在智能化建筑設(shè)計中，不利于弱電系統(tǒng)功能的綜合集 成。 3、VRV 空調(diào)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)控制 對于一個已設(shè)計了樓宇自控系統(tǒng)（ BAS ）的智能大樓，如何合理的、最大限度的發(fā)揮其系 統(tǒng)功能，減少系統(tǒng)設(shè)備的重復投資，提高系統(tǒng)集成技術(shù)能力，是作者在這里重點要同大家探討 的問題。 樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑內(nèi)的重要設(shè)備，從通常的監(jiān)控對象講，對空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控無論從 監(jiān)控點占全系統(tǒng)的數(shù)量還是從投入產(chǎn)出的節(jié)能效果比較，在整個系統(tǒng)中都占有重要的份量，樓 宇

11、自控系統(tǒng)中的其它部分主要為開關(guān)量的時間、事件監(jiān)控信號。在采用 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的智能 建筑中，若不將其納入建筑物的樓宇自控管理系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的節(jié)能效率將降低，設(shè)備投資 回收期增長，經(jīng)濟效益也會降低。 為了實現(xiàn)上述設(shè)計思想，作者曾在一個工程項目的樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計中預留若干輸入、輸 出監(jiān)控點，以期對 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控。后來發(fā)現(xiàn)由于 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機 與室外機是一個閉環(huán)控制運行系統(tǒng)，且室外機始終處于侍服或運行狀態(tài)，以致于按照傳統(tǒng)方式 設(shè)置的樓宇自控監(jiān)控點顯得缺少實際意義，唯一能考慮的只是在其配電回路中設(shè)置監(jiān)控節(jié)點， 起到按時間程序設(shè)定開啟系統(tǒng)的功能，控制不必要的能源浪費。

12、 經(jīng)過對 VRV 空調(diào)系統(tǒng)控制產(chǎn)品的深入了解，發(fā)現(xiàn)相當多的 VRV 產(chǎn)品制造商都已相繼開發(fā) 出了基于 BACnet 協(xié)議專用網(wǎng)關(guān)的接口設(shè)備，可以滿足作者將 VRV 空調(diào)系統(tǒng)納入建筑物樓宇 自控系統(tǒng)中的設(shè)想。 VRV 末端設(shè)備的運行狀態(tài)是通過 BACnet 網(wǎng)關(guān)接口上傳信號至建筑物自控中心的 BAS 或 BMS 系統(tǒng)，自控中心經(jīng)該網(wǎng)關(guān)接口下傳信號（如初始值設(shè)定、控制參數(shù)設(shè)定等）至末端設(shè) 備，并對整個 VRV 空調(diào)系統(tǒng)實行系統(tǒng)管理。經(jīng)對這二個系統(tǒng)的集成，在中央控制中心可以對 VRV 空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能： （1）室溫監(jiān)視； （ 2）溫控器狀態(tài)監(jiān)視； （ 3）壓縮機運轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視； （ 4）室內(nèi)風扇運

13、轉(zhuǎn)狀態(tài)； （ 5）空調(diào)機異常信息； （ 6）ON/OFF 控制和監(jiān)視； （7）溫度設(shè)定和監(jiān)視； （8）空調(diào)機模式設(shè)定和監(jiān)視（制冷 /制熱/風扇 /自動）； （9）遙控器模式設(shè)定和監(jiān)視； （10）濾網(wǎng)信號監(jiān)視和復位； （11）風向設(shè)定和監(jiān)視； （12）額定風量設(shè)定和監(jiān)視； （13）強迫溫控器關(guān)機設(shè)定和監(jiān)視； （ 14 ）能效設(shè)定和設(shè)定狀態(tài)監(jiān)視； （15 ）集中 /機上控制器操作拒絕和監(jiān)視； （ 16）系統(tǒng)強迫關(guān)閉設(shè)定和監(jiān)視配置了獨立控制管理系統(tǒng)的控制方式、基于BACnet 協(xié)議 網(wǎng)關(guān)的 VRV 空調(diào)系統(tǒng)控制線路從控制形式上均屬于集中控制管理方式，由于圖 3 的控制方式 是建立在建筑物一體化智能控

14、制管理平臺上，可以與其它弱電系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動控制功能，其優(yōu)越 性就更明顯。如利用電子考勤及電子門鎖系統(tǒng)實施 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的啟、停聯(lián)動，達到有效節(jié) 能的目的，利用火災報警信號，實施 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的相應聯(lián)動功能，滿足消防要求。 三、VRV 空調(diào)系統(tǒng)的 BACnet 網(wǎng)關(guān)接口在強調(diào)產(chǎn)品及系統(tǒng)開放互操作。 BACnet 作為樓宇自控系統(tǒng)的一個重要標準，近年來已為人們普遍關(guān)注 。其所開發(fā)的一些設(shè)備已可以與大量“第三方”設(shè)備兼容通訊，但仍有不少設(shè)備采 用自定義的通訊協(xié)議，只能采用網(wǎng)關(guān)的形式與“第三方”互聯(lián)。 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的 BACnet 網(wǎng)關(guān)是制造廠商為實現(xiàn)其空調(diào)系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的互聯(lián)而設(shè)計的專

15、用網(wǎng) 絡接口，它可通過 BACnet 以太局域網(wǎng)和 BACnet 客戶端通信。支持 BACnet 一致 性類別 3.支持部分 BACnet 標準的應用服務。支持部分標準對象類別，由此能提供 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的信息。目前，這類設(shè)備基本都可以與市場上主流樓宇自控系統(tǒng)設(shè) 備實現(xiàn)連接，如 HONEYWELL 、YONNSON CONTROLS 及 SIEMENS 等品牌。 四、采用 BACnet 網(wǎng)關(guān)的經(jīng)濟性 比較采用 BACnet 網(wǎng)關(guān)接口方式與獨立設(shè)置智能管理設(shè)備方式相比在滿足相類 似的功能條件下，硬件設(shè)備投資少、軟件功能相似。因此，總投資費用來得低，而 且實施的功能齊全。但較最簡單的遙控器控制方

16、式還需要增加不少費用。從目前咨 詢到的網(wǎng)關(guān)初步報價來看約為 15 萬元左右。到底如何衡量該設(shè)備的投資價值，可 從兩個方面比較，一是系統(tǒng)總投資，二是能實現(xiàn)的功能。一般而言， VRV 空調(diào)系 統(tǒng)的投資價格是普通空調(diào)系統(tǒng)的 1.5 倍左右，規(guī)模為 256臺室內(nèi)機（辦公面積約為 5000M2）的投資概算約為272萬元（通常一個網(wǎng)關(guān)最多可接16臺室外機和256臺 室內(nèi)機）。相比較而言，該網(wǎng)關(guān)的投資費用將使空調(diào)系統(tǒng)總投資增加約5.5%左 右，隨著空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模的擴大，控制管理軟件費用不變，該控制設(shè)備所占的投資比 例還將下降。以每臺室內(nèi)機折算，攤至每臺室內(nèi)機約增加投資費用 600元不到。作 者曾經(jīng)業(yè)主要求設(shè)計過一個空氣 -水系統(tǒng)形式的空調(diào)系統(tǒng)。所有末端風機盤管都分 別采用聯(lián)網(wǎng)接口方式，每個接口工程報價為 1 000元，由此比較，同樣是末端監(jiān) 控，相對而言 VRV 空調(diào)系統(tǒng)采用網(wǎng)關(guān)方式相對便宜得多，這還不包括 16臺室外 機的監(jiān)