变风量空调系统特点
变风量空调系统基本构成
变风量空调系统基本原理
与传统的风机盘管或定风量系统比较
1 优点
区域温度可控；空气过滤等级高，空气品质好；部分负荷时风机可实现变频调速节能运行；可变新风比，利用低温新风节能。
2 缺点
初投资大；设计、施工、和管理较复杂。
3 适用
区域温度控制要求高；空气品质要求高；高等级办公、商业场所；大、中、小各类空间。
4 应用
国外大部分办公楼采用变风量空调系统；国内省会以上城市在逐步推广。
如何进行内、外分区
空调系统的外区与内区
1 外区
直接受外围护结构日射得热、温差传热、辐射换热和空气渗透影响的区域。
外区空调负荷包括外围护结构冷负荷或热负荷以及内热冷负荷。
外区有时需要供热有时需要供冷。
2 内区
与建筑物外围护结构有一定距离，具有相对稳定的边界温度条件的区域。它不受外围护结构的日射得热、温差传热和空气渗透等影响。
内区全年仅有内热冷负荷，其随区域内照明、设备和人员发热量的状况而变化，通常全年需要供冷。
3 现代办公楼的特点：体量大、进深深，外围护结构密闭性好。
外区与内区的划分
1 内外区的形成机理
外围护结构在日射、温差和空气渗透的作用下形成外围护结构负荷；
显负荷由外围护结构内表面主要以辐射形式传递；
外围护结构向内，在辐射作用可忽略之处为内外分区线，其内为内区，其外为外区。
2 外区进深２－５m,取决于：内表面温度
气候条件——改变内表面温度
外围护结构热工性能——改变内表面温度
内、外区空调系统情况；
受风口设置影响的室内气流组织
周边有否空气阻挡层——改变内表面温度
中空Low-E玻璃 + 简易通风窗 Air Flow Window (AFW)
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外围护结构
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周边送风方式
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外区进深
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热工性能优良
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形成空气阻挡层
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2m
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热工性能优良
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无空气阻挡层
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3m
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热工性能一般
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形成空气阻挡层
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3m
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热工性能一般
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无空气阻挡层
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5m
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3 无外区－－有通风窗、双层皮等新型外围护结构。
4 无内区－－房间进深小于８m。
分区间的混合损失
1 混合损失和混合得益
外区的部分供热量成为内区的冷负荷
内区的部分供冷量成为外区的热负荷
2 混合损失的主要原因
外区温度高于内区
外区空调设备过大
内区空调换气过大
自动控制不好
变风量空调系统分类
单风道型
1 单风道变风量末端
箱体－－单、双层／保温/消声
流量传感器－－皮托管/超声波/热线/风车
风量调节阀－－单板/多叶
2 单风道系统
单冷单风道系统－－变风量／单供冷
再热单风道系统－－变风量／供冷／供热（<100w/m）
冷热单风道系统－－变风量／供冷／供热（>200w/m）
组合式单风道系统
风机盘管+单风道系统－变风量／供冷／独立供热（>200w/m）
散热器+单风道系统－变风量／供冷／独立供热（电热〈100w/m，热水100-200w/m）
风机动力型
串联型变风量末端
箱体－双层／保温/消声
流量传感器－皮托管
风量调节阀－单板/多叶
风机－次风量130%/连续运转
加热器－热水/电热
并联型变风量末端
箱体－双层／保温/消声
流量传感器－皮托管
风量调节阀－单板/多叶
风机－次风量60%/加热时运转
加热器－热水/电热
风机动力型系统
压力相关与压力无关
末端风量受开度和静压双重影响
根据室温控制开度，风量受静压波动——压力相关
根据室温偏差计算设定风量；检测风量并根据风量偏差控制开度；静压变化可以得到修正——压力无关
如何选择变风量系统
外区加热量分析
1 每米外窗热负荷
宽1m;高4.3m;传热系数2.5w/m2/℃
Q=K*F*(tn-tw)=2.5*1*4.3*0.7*[22-(-4)]=196w/m
2 末端加热量
条件：外区宽1m;进深5 m;净高3.0 m；热风送风温差△T<8℃ (<30℃);
换气次数8次/h;
每米外区加热量Q =1.01*ρ* G *(ts-tn)
单风道=1.01*1.2* 0.3*1*5*3*8/3600*(30-22)= 97 w/m
并联=1.01*1.2* 0.9*1*5*3*8/3600*(30-22)= 290 w/m
串联=1.01*1.2* 1.3*1*5*3*8/3600*(30-22)= 420 w/m
系统选择因素
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系统要求
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系统选择
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缺点
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低温送风/加热量>200w/m
/换气次数不变
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串联式风机动力型/气流组织好/新风效率高
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串联末端耗电大
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常温送风/加热量>200w/m
/换气次数可变
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并联式风机动力型/风机盘管+单风道系统/冷热单风道系统
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并联末端耗电较大/冷热单风道系统要分朝向/风机盘管+单风道系统有冷水管
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常温送风/加热量100-200w/m/换气次数可变
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热水散热器+单风道系统
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有热水管
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常温送风/加热量<100w/m
/换气次数可变
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热水再热单风道系统/电再热单风道系统
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有热水管/电热有节能、安全问题
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如何进行末端选型
一次风最大风量
根据房间最大显热负荷采用显热温差法计算
一次风最小风量
1最小风量不是按最小显热负荷确定
风速传感器限制，新风分配需求，气流组织需求，加热风量需求
最小风量 Gm=Vm*A为最大风量的30-40%)
2 最小风速
可测动压：
皮托管最小可测动压△Pm=7.6Pa(0-375Pa气电转换器/8位模数转换器)
△Pm=1.0Pa (0-375Pa气电转换器/10位模数转换器)
风机风量
末端余量!!!
末端风量不可随意放大,会减小风量调节范围
末端风量由2000-600M3/h放大到2400-720M3/h
调节范围由2000-600M3/h减小到2000-720M3/h
空调箱出风温度可比设计温度低0.5-1.0℃
高速与低速末端
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低速末端装置
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高速末端装置
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常用型式
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单风道单冷型、单冷再热型和冷热型
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单风道单冷型、再热型和冷热型、风机动力串/并联型
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风速传感器类型
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超声波、热线热膜、风车等各种非压力型
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皮托管
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一次风最大风速 （m/s）
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8-10
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13-15
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一次风最小风速 （m/s）
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1
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3-5
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最小静压降 （Pa）
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30-50
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50
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最小全压降 （Pa）
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125~150
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适用
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中、小型系统，空调箱机外部静压小于375Pa的低压系统
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大、中型系统，空调箱机外静压大于375 Pa的中压系统
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新风系统设计
1 处理方式：分散/集中
2 分配方式： 不定新风量/系统定新风量/末端定新风量
系统有哪些自动控制
末端控制
系统送风量控制
定静压法：变频调节风机转速使风管检测静压满足设定值。
变定静压法
总风量法
变静压法
新风量控制
控制实例
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序号
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控制内容及要求
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DI
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DO
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AI
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AO
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备注
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1
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风机启停与变速控制
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1．1
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检测送风管静压P
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1
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变定静压控制
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1．2
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根据设定静压与实测静压偏差比例调节变频器
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1
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1．3
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送风机启停控制及状态、报警、手动、自动信号
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3
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1
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2
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送风温度控制
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2．1
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检测送、回风温度
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2
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2．2
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根据送风实测温度与设定温度偏差，比例调节冷水阀
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1
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2．3
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冬季预热时，比例调节热水阀以控制回风温度
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1
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3
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除预冷预热外，空调器启停与新、排风定风量装置联锁
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点数归定风量装置控制器
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4
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空气过滤器淤塞报警
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1
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5
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系统变风量末端装置与控制系统联网
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点数归变风量末端装置控制器
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6
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检测回风相对湿度H
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1
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合计
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4
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1
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4
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3
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∑=12点
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