VAV變風(feng)量系統的工作原(yuan)理與設(she)計要(yao)點

　　VAV變(bian)風(feng)量系統是壹(yi)種(zhong)先進(jin)的空調(tiao)與通(tong)風(feng)控制(zhi)技(ji)術，廣(guang)泛應(ying)用(yong)於(yu)現代商(shang)業(ye)建(jian)築(zhu)、辦(ban)公(gong)樓(lou)、醫(yi)院(yuan)、實驗室(shi)及大(da)型(xing)公(gong)共(gong)設施(shi)中(zhong)。相比傳(chuan)統的 CAV（Constant Air Volume，定風(feng)量）系統​​，VAV系統通(tong)過(guo) ​動態(tai)調(tiao)節送(song)風(feng)量​​ 來(lai)滿(man)足(zu)室(shi)內負(fu)荷變(bian)化的需求(qiu)，從而(er)實(shi)現 ​​節能、舒適、靈活控制(zhi)​​ 的目(mu)標。
 

　　壹(yi)、VAV變風(feng)量系統的工作原(yuan)理
 

　　1. ​​基本概念(nian)​​
 

　　VAV變(bian)風(feng)量系統的核(he)心(xin)思想是：​​根(gen)據室(shi)內實(shi)際(ji)的熱(re)濕負(fu)荷變(bian)化(hua)，動態(tai)調(tiao)節送(song)入房間(jian)的風(feng)量，而(er)不是維持(chi)送(song)風(feng)量恒(heng)定​​。當室(shi)內負(fu)荷降低時(shi)(如(ru)人(ren)員減少、設(she)備(bei)關(guan)閉(bi)等)，系統自(zi)動減少送(song)風(feng)量；負(fu)荷增加(jia)時(shi)則相(xiang)應增加(jia)送(song)風(feng)量，同(tong)時(shi) ​​保(bao)持(chi)送(song)風(feng)溫(wen)度基本恒(heng)定​​。
 

　　2. ​​系統組成(cheng)​​
 

　　壹(yi)個典(dian)型(xing)的VAV系統主(zhu)要(yao)由(you)以下部(bu)分(fen)組成(cheng)：

組件(jian)	功能說(shuo)明
​​VAV空調(tiao)機組（AHU）​​	產(chan)生(sheng)經過(guo)處(chu)理的空氣(qi)（冷(leng)卻/加熱(re)/過(guo)濾(lv)），以恒(heng)定或可(ke)變(bian)溫(wen)度送(song)出(chu)
​​VAV末端裝(zhuang)置（VAV Box/終端(duan)箱(xiang)）​​	安(an)裝在各(ge)個空調(tiao)區域，根據室(shi)內負(fu)荷調(tiao)節送(song)風(feng)量，是實(shi)現“變風(feng)量”的核(he)心(xin)設備(bei)
​​風(feng)管(guan)系統​​	輸(shu)送(song)經(jing)過(guo)處(chu)理的空氣(qi)到各(ge)個VAV末(mo)端(duan)
​​控(kong)制(zhi)系統（DDC/BAS）​​	中(zhong)央或分(fen)布(bu)式(shi)控(kong)制(zhi)，根據傳(chuan)感(gan)器信(xin)號（如溫(wen)度、CO₂、壓力(li)）調節VAV末端(duan)和(he)風(feng)機運行
​​溫(wen)濕度(du)傳(chuan)感(gan)器、CO₂傳(chuan)感(gan)器、流(liu)量傳(chuan)感(gan)器​​	實(shi)時(shi)監測環(huan)境參數(shu)，為控(kong)制(zhi)系統提供(gong)反(fan)饋信(xin)號
​​變頻(pin)風(feng)機（可(ke)選）​​	通(tong)過(guo)變頻(pin)調節送(song)風(feng)機的轉(zhuan)速(su)，實(shi)現系統風(feng)量的動態(tai)匹配(pei)，進(jin)壹(yi)步(bu)節能

 

　　3. ​​工作流(liu)程(cheng)（簡(jian)化(hua)版(ban)）​​
 

　　​​空調(tiao)機組​​ 對(dui)室(shi)外(wai)或回(hui)風(feng)進(jin)行(xing)冷(leng)卻/加熱(re)/加濕/過(guo)濾(lv)等處(chu)理，輸(shu)出(chu)壹(yi)定溫(wen)度(通(tong)常為 ​​12~16°C 冷(leng)風(feng)，或更高(gao)溫(wen)度的熱(re)風(feng)​​)的空氣(qi)。
 

　　​​空氣(qi)通過(guo)風(feng)管(guan)系統送(song)至(zhi)各(ge)個VAV末(mo)端(duan)（VAV Box）​​。
 

　　​​VAV末(mo)端(duan)根(gen)據室(shi)內溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器的反(fan)饋信(xin)號​​：
 

　　當室(shi)內溫(wen)度高(gao)於設定值 → VAV Box ​​開大(da)風(feng)閥(fa)，增加送(song)風(feng)量​​，降低室(shi)溫(wen)；
 

　　當室(shi)內溫(wen)度低於設(she)定(ding)值(zhi) → VAV Box ​​關(guan)小風(feng)閥(fa)，減少送(song)風(feng)量​​，避(bi)免過(guo)冷(leng)；
 

　　若(ruo)達(da)到低風(feng)量限(xian)制(zhi)(保證(zheng)最小換氣與(yu)氣流(liu)組織)，則可(ke)能啟動再熱(re)盤管(guan)(若有(you))。
 

　　​​中(zhong)央控制(zhi)系統​​ 實(shi)時(shi)監控各(ge)區域狀態(tai)，協(xie)調(tiao)風(feng)機頻(pin)率(lv)、風(feng)閥(fa)開度，優(you)化整體(ti)能耗與(yu)舒適度(du)。
 

　　4. ​​控制(zhi)策略​​
 

　　​​溫(wen)度控(kong)制(zhi)​​：常用(yong)的控制(zhi)方(fang)式(shi)，通(tong)過(guo)室(shi)內恒(heng)溫(wen)器調(tiao)節VAV Box風(feng)閥(fa)開度。
 

　　​​壓力(li)控制(zhi)​​：通過(guo)監測主風(feng)道或支(zhi)風(feng)道靜(jing)壓，調(tiao)節送(song)風(feng)機轉(zhuan)速(su)，維持(chi)系統風(feng)道內(nei)壓力(li)穩定，保(bao)障(zhang)末端風(feng)量控(kong)制(zhi)精度(du)。
 

　　​​CO₂ 控制(zhi)（可選(xuan)）​​：在高人(ren)員密(mi)度(du)區(qu)域(如會(hui)議(yi)室(shi))，根據CO₂濃度(du)調(tiao)節新風(feng)量，改善室(shi)內空氣(qi)質量。
 

　　​​負(fu)荷預測與自(zi)適(shi)應(ying)控(kong)制(zhi)（高級(ji)系統）​​：結合(he)AI或機(ji)器(qi)學習算法，預測負荷(he)趨(qu)勢(shi)，提前調(tiao)整系統運行參數(shu)。
  

　　二(er)、VAV系統的設計(ji)要點
 

　　設計(ji)壹個高效(xiao)、穩定、節能的VAV變風(feng)量空調(tiao)系統，需(xu)要(yao)從(cong) ​​負荷(he)計(ji)算、系統布(bu)局(ju)、設備(bei)選型(xing)、控制(zhi)策略、節能優(you)化​​ 等多個方(fang)面(mian)綜(zong)合(he)考(kao)慮。
 

　　1. ​​負荷計(ji)算與分(fen)區(qu)設(she)計(ji)​​
 

　　​​精(jing)準的冷(leng)熱(re)負荷計(ji)算​​：根據建築(zhu)的使用(yong)功能、朝(chao)向(xiang)、圍護結構(gou)、人(ren)員密(mi)度(du)、設(she)備(bei)發熱(re)等，按(an)區(qu)域進(jin)行(xing)逐時(shi)/逐區(qu)負(fu)荷(he)分(fen)析(xi)。
 

　　​​合(he)理分(fen)區(qu)​​：將(jiang)具(ju)有(you) ​​相似使用(yong)時(shi)間(jian)、負(fu)荷特(te)性、溫(wen)濕度(du)要求(qiu)​​ 的區域劃分(fen)為同(tong)壹(yi)VAV控(kong)制(zhi)區域，避免不同(tong)負(fu)荷(he)相(xiang)互幹擾。
 

　　例(li)如：辦(ban)公(gong)區(qu)、會議(yi)室(shi)、走(zou)廊、機房應(ying)分(fen)開控制(zhi)。
 

　　2. ​​VAV末端(duan)（VAV Box）選型(xing)與布(bu)置​​
 

　　​​單(dan)風(feng)道VAV Box​​：最(zui)常見(jian)，僅(jin)調(tiao)節風(feng)量，無(wu)再熱(re)功能。
 

　　​​帶再熱(re)功能的VAV Box​​：在最小風(feng)量下(xia)仍(reng)無(wu)法(fa)維持(chi)溫(wen)度時(shi)，通(tong)過(guo)電加熱(re)或熱(re)水盤管(guan)再熱(re)。
 

　　​​雙(shuang)風(feng)道VAV Box（較(jiao)少用(yong)）​​：分(fen)別(bie)送(song)冷(leng)風(feng)與熱(re)風(feng)，通過(guo)混合(he)調(tiao)節溫(wen)度，控(kong)制(zhi)更靈活但(dan)成(cheng)本(ben)高(gao)。
 

　　​​布(bu)置原則​​：
 

　　盡(jin)量靠(kao)近(jin)負荷(he)中心(xin)，縮短風(feng)管(guan)長度(du)，降低壓損(sun)。
 

　　保(bao)證每個VAV Box服(fu)務(wu)區域的氣流(liu)組織合(he)理，避免短路(lu)或死(si)角(jiao)。
 

　　3. ​​風(feng)系統設(she)計(ji)​​
 

　　​​主(zhu)風(feng)管(guan)與支(zhi)風(feng)管(guan)布(bu)局(ju)​​：應盡(jin)量簡(jian)潔(jie)，減少不必(bi)要的彎頭(tou)與分(fen)支(zhi)，降低系統阻(zu)力(li)。
 

　　​​風(feng)管(guan)尺寸(cun)與(yu)風(feng)速控(kong)制(zhi)​​：
 

　　主風(feng)管(guan)風(feng)速壹(yi)般(ban)控制(zhi)在 ​​10~14 m/s​​；
 

　　支(zhi)風(feng)管(guan)風(feng)速控(kong)制(zhi)在 ​​6~10 m/s​​；
 

　　末端(duan)支(zhi)管(guan)風(feng)速較(jiao)低，以減小噪音與壓損(sun)。
 

　　​​靜(jing)壓控(kong)制(zhi)​​：通過(guo)靜壓傳(chuan)感(gan)器調(tiao)節送(song)風(feng)機轉(zhuan)速(su)，維持(chi)主(zhu)風(feng)道內(nei) ​​恒(heng)定靜壓（如(ru)125~250 Pa）​​，確(que)保VAV末(mo)端(duan)風(feng)量控(kong)制(zhi)精確(que)。
 

　　4. ​​空調(tiao)機組（AHU）設(she)計(ji)​​
 

　　​​送(song)風(feng)溫(wen)度控(kong)制(zhi)​​：通常(chang)采用(yong) ​​固定(ding)送(song)風(feng)溫(wen)度（如(ru)13°C冷(leng)風(feng)）​​，通過(guo)調節風(feng)量來(lai)滿(man)足(zu)冷(leng)熱(re)需求(qiu)。
 

　　​​再熱(re)盤管(guan)（可選(xuan)）​​：在某(mou)些VAV區(qu)域最小風(feng)量仍(reng)過(guo)冷(leng)時(shi)，提供(gong)必(bi)要的再熱(re)能力。
 

　　​​新風(feng)與排(pai)風(feng)控制(zhi)​​：根據CO₂濃度(du)或室(shi)內空氣(qi)質量需(xu)求(qiu)，調節新風(feng)量，保(bao)證空氣(qi)品質(zhi)與節能平(ping)衡。
 

　　5. ​​變(bian)頻(pin)控制(zhi)與風(feng)機系統​​
 

　　​​變(bian)頻(pin)送(song)風(feng)機​​：根(gen)據系統總需求(qiu)風(feng)量，動態(tai)調(tiao)節風(feng)機轉(zhuan)速(su)，是實(shi)現節能的關(guan)鍵(jian)。
 

　　​​壓力(li)無關(guan)型(xing)VAV Box（推薦(jian)）​​：內置壓力(li)傳(chuan)感(gan)器或流(liu)量控(kong)制(zhi)器，可(ke)抵抗風(feng)管(guan)壓力(li)波(bo)動，保(bao)證(zheng)送(song)風(feng)量穩定，控(kong)制(zhi)更精(jing)準。
 

　　​​風(feng)機控(kong)制(zhi)策略​​：
 

　　​​定靜壓控(kong)制(zhi)​​：維持(chi)風(feng)管(guan)內某(mou)壹點(如最(zui)遠支(zhi)管(guan)處(chu))靜(jing)壓恒(heng)定；
 

　　​​變靜壓控(kong)制(zhi) / 總風(feng)量控(kong)制(zhi)​​：更先進(jin)的控制(zhi)方(fang)式(shi)，根(gen)據所有(you)VAV末(mo)端(duan)需(xu)求(qiu)總風(feng)量調(tiao)節風(feng)機，更加(jia)節能。
 

　　6. ​​控制(zhi)系統與(yu)智(zhi)能化​​
 

　　​​DDC（直(zhi)接(jie)數(shu)字控制(zhi)）或BAS（樓(lou)宇(yu)自(zi)控(kong)系統）​​：集(ji)中(zhong)管(guan)理所有(you)VAV末端(duan)、風(feng)機、閥(fa)門、傳(chuan)感(gan)器等。
 

　　​​控制(zhi)策略優(you)化​​：
 

　　設(she)定(ding)合(he)理的溫(wen)度上(shang)下限(xian)(如(ru)24±1°C)；
 

　　夜(ye)間(jian)模式(shi)、節假日模式(shi)、人(ren)員感(gan)應控(kong)制(zhi)等；
 

　　與照(zhao)明(ming)、窗簾等系統聯(lian)動，進(jin)壹(yi)步(bu)提升節能效(xiao)果(guo)。
 

　　​​數(shu)據監測與能效(xiao)分(fen)析(xi)​​：實(shi)時(shi)采集運行數(shu)據，優(you)化系統運行策略，實現持續能效(xiao)提升。
 

　　三、VAV系統的優(you)點

優(you)點	說(shuo)明
​​節能高效(xiao)​​	根(gen)據實際(ji)負(fu)荷(he)調節風(feng)量，避(bi)免過(guo)量送(song)風(feng)，顯著(zhu)降低風(feng)機能耗，可(ke)達(da)20%~40%節能效(xiao)果(guo)
​​舒適性(xing)好(hao)​​	精(jing)確(que)控制(zhi)室(shi)內溫(wen)度，避(bi)免過(guo)冷(leng)過(guo)熱(re)，提升用(yong)戶(hu)滿意度
​​靈活性強(qiang)​​	各(ge)區域可獨立控制(zhi)，適應(ying)不同(tong)空間(jian)使用(yong)需(xu)求(qiu)
​​噪音低​​	低風(feng)量運行時(shi)噪(zao)音更小，提升室(shi)內環(huan)境品質
​​系統擴展(zhan)性(xing)好(hao)​​	易(yi)於根據建築(zhu)功能變化(hua)進(jin)行(xing)系統調(tiao)整與擴容(rong)

 

　　四(si)、VAV系統的缺(que)點與挑戰

挑戰	說(shuo)明
​​初投(tou)資較高(gao)​​	系統復雜，控(kong)制(zhi)設備(bei)、傳(chuan)感(gan)器、變(bian)頻(pin)器等成本較高(gao)
​​設(she)計(ji)與(yu)調試(shi)復雜​​	需(xu)精(jing)確(que)負荷(he)計(ji)算、風(feng)管(guan)布(bu)局(ju)、控制(zhi)邏輯(ji)設計(ji)，對(dui)設計(ji)人(ren)員要(yao)求(qiu)高
​​維護要(yao)求(qiu)高​​	需(xu)定期(qi)校(xiao)準傳(chuan)感(gan)器、清(qing)理過(guo)濾(lv)器、檢(jian)查(zha)風(feng)閥(fa)與控制(zhi)器運行狀態
​​風(feng)量平(ping)衡難(nan)度大(da)​​	多區域、多末端情(qing)況(kuang)下(xia)，風(feng)量分(fen)配(pei)與平(ping)衡需(xu)要(yao)精(jing)細調(tiao)整

 

　　五、總結
 

　　​​VAV變(bian)風(feng)量系統​​ 通(tong)過(guo)動態(tai)調(tiao)節送(song)風(feng)量來(lai)適(shi)應(ying)建(jian)築(zhu)物(wu)內(nei)各(ge)區域不斷(duan)變化(hua)的負荷(he)需求(qiu)，是現代智能建築(zhu)中實現 ​​高效(xiao)節能、舒適環(huan)境與靈活控制(zhi)​​ 的關(guan)鍵(jian)技(ji)術之(zhi)壹。
 

　　✅ ​​核(he)心(xin)要點回(hui)顧：​