對于變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題分析

蘇炳超

[摘要]如今空調(diào)對于很多家庭來說已經(jīng)非常普遍，變風量空調(diào)是現(xiàn)今空調(diào)行業(yè)發(fā)展的一個方向。目前，變風量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中存在著一些問題，其會直接影響到變風量空調(diào)的控制效果以及增加變風量空調(diào)的能耗等。本研究會對變風量空調(diào)系統(tǒng)風道特征以及變風量末端裝置的可調(diào)比性等做出簡單闡述，并針對其中的問題做出簡要分析。

[關(guān)鍵詞]變風量空調(diào)；系統(tǒng)設(shè)計；問題

0前言

相對于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)來說，變風量空調(diào)系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢，變風量空調(diào)的噪音低，即使夜間開放也不會影響到休息，并且其并不如傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)一般，需要維修保養(yǎng)，即可維持室內(nèi)的良好空氣，基于變風量空調(diào)系統(tǒng)具有較大的優(yōu)勢，其在多種建筑中被廣泛的使用。對于變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計來說，其中的風道設(shè)計是決定變風量空調(diào)系統(tǒng)性能好壞的關(guān)鍵之處，因此，本研究將會針對此方面做出重點的分析和探討。

1變風量系統(tǒng)簡單介紹

變風量系統(tǒng)誕生于20世紀60年代的美國，由于定風量系統(tǒng)越來越不能滿足消費者的需求，變風量系統(tǒng)應運而生。變風量系統(tǒng)的主要優(yōu)點就是能根據(jù)周圍環(huán)境的各種參數(shù)改變風量，并在送風過程中保持空調(diào)的送風溫度，同時調(diào)節(jié)空調(diào)的送風量，使空調(diào)的消費者能夠得到舒適的溫度和風量，因此，變風量系統(tǒng)提高了消費者的滿意度。不僅如此，變風量系統(tǒng)相對于其他系統(tǒng)來說，降低了能源的消耗，其原因就在于變風量空調(diào)系統(tǒng)大部分時間都在部分負荷下運作，使空調(diào)送的風量減少，從而降低了空調(diào)能源的消耗。70年代后，美國主要使用的是VAV系統(tǒng)，并在美國得到廣泛的應用，VAV系統(tǒng)的所追求的就是使用更少的能耗，從而滿足室內(nèi)的溫度等的要求。VAV系統(tǒng)經(jīng)過不斷的發(fā)展，使用范圍更加廣泛，并未其他國家也得到推廣。

2變風量空調(diào)系統(tǒng)中風道的特征

相對于定風量空調(diào)系統(tǒng)來說，變風量空調(diào)系統(tǒng)并沒有得到更多的創(chuàng)新，而是在定風量空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此，變風量空調(diào)系統(tǒng)中的風道的特征與定風量空調(diào)系統(tǒng)中的風道特征基本相似，在對變風量空調(diào)系統(tǒng)進行設(shè)計時，就需要遵守定風量空調(diào)系統(tǒng)風道的設(shè)計方法。具體來說，就是不能讓變風量末端裝置承擔風道系統(tǒng)設(shè)計工況下的阻力平衡功能，變風量空調(diào)系統(tǒng)中風道設(shè)計的特征之一就是，其設(shè)計風量可以通過測量變風量空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的風量所獲得。因此，工作人員在對變風量空調(diào)系統(tǒng)進行驗收時，就可以通過打開變風量空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的風閥全部打開，直接測量變風量空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的風量，從而得到變風量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計風量，判斷該變風量空調(diào)系統(tǒng)工程是否合格，變風量空調(diào)系統(tǒng)中的風道系統(tǒng)的另外兩個特征分別為維持變風量末端裝置的行程不變：變風量空調(diào)系統(tǒng)在進行風道設(shè)計時可以不考慮使用參數(shù)。有些人認為變風量空調(diào)系統(tǒng)的風道可以不作阻力平衡設(shè)計，因為他們認為變風量空調(diào)系統(tǒng)末端就具有風量調(diào)節(jié)的功能，這其實是一種誤解，應該指出的是，變風量空調(diào)系統(tǒng)末端具有的風量調(diào)節(jié)功能僅是在非設(shè)計工況下可以使用的。除此之外，變風量空調(diào)系統(tǒng)工程存在的問題有部分設(shè)計人員在進行風道設(shè)計時，并沒有進行管道阻力平衡設(shè)計，僅僅是在變風量空調(diào)系統(tǒng)末端裝置中安裝手動門閥，這種做法是不可取的，當風道出現(xiàn)吸風現(xiàn)象時，手動門閥并不能起到實質(zhì)性作用。

3變風量空調(diào)末端的可調(diào)比性

變風量空調(diào)末端的可調(diào)比性是衡量變風量空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果的主要參數(shù)，同時其也是衡量空調(diào)性能的主要參數(shù)，其主要是指變風量空調(diào)系統(tǒng)最大的可以控制的風量與最小的可以控制的風量的比值，可以說，變風量空調(diào)末端的可調(diào)比性越大，此變風量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計越節(jié)能。根據(jù)經(jīng)驗，在進行設(shè)計時，選擇更大型號的變風量空調(diào)末端裝置，就可以降低該變風量空調(diào)末端的可調(diào)比性。在實際進行設(shè)計的過程中，變風量空調(diào)末端的可調(diào)比性與其末端的壓差也具有一定的關(guān)系，一般來說，變風量空調(diào)末端裝有風速計，風速計是用來測量系統(tǒng)的風速的，并且，所有的系統(tǒng)所能達到的各種風速都在此風速計的計量范圍內(nèi)，末端壓差雖然可以影響到風閥的開度，但是并不能影響到風速計的工作范圍。一般來說，裝置上標簽的最小可控風量并不是實際使用過程中的最小可控風量，其取決于裝置中的風速傳感器有關(guān)，更與DDC控制器有關(guān)。近幾年來，由于各國修改了標準，變風量空調(diào)系統(tǒng)末端裝置設(shè)計也得到了一些改變，與傳統(tǒng)的末端裝置的設(shè)計有了很大的不同，空調(diào)末端所需的可調(diào)比性則越來越大，因此，末端裝置也顯得越來越重要。

4變風量空調(diào)末端裝置的風量測量能力決定變風量末端裝置的類型

變風量末端裝置的可調(diào)比性可以通過改變變風量空調(diào)末端裝置的風量測量能力實現(xiàn)，第一代變風量末端裝置是通過使用皮托管測量其喉口動壓，從而計算變量空調(diào)系統(tǒng)的風量。根據(jù)實驗報告可以得出，皮托管風速計本身并不能影響變風量末端裝置的可調(diào)比性，影響變風量空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的可調(diào)比性的主要因素為DDC控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，研究報告得出。使用八位模數(shù)轉(zhuǎn)換器時，讀數(shù)誤差可達到10%，因此，DDC控制器不宜再使用8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。第二代變風量末端裝置該換風速計來測量風速，克服了第一代變風量空調(diào)末端裝置使用皮托管所帶來的劣勢，提高了變風量空調(diào)末端裝置的調(diào)節(jié)性能。而第三代末端裝置采用脈沖信號，因此，DDC控制器在接收信號不再采用模擬轉(zhuǎn)換器，直接讀取數(shù)字信號，避免了因讀數(shù)而引起較大的誤差。

5變風量空調(diào)系統(tǒng)風道設(shè)計中的分流三通

在變風量空調(diào)系統(tǒng)風道設(shè)計時，常常使用分流三通，在國外，分流三通有兩種，分別是彎頭組合式分流三通和單側(cè)45度斜接T形分流三通。當主風管風速較大時，可以使用彎頭組合式分流三通，其可以獲得到較大的靜壓復得，從而避免主風管會因為其風速較大的緣故而出現(xiàn)的吸風現(xiàn)象。如果在變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計工程中，主風管的高度與支風管的高度相差較大時，就不宜使用彎頭組合式分流三通，此時，彎頭組合式分流三通不容易制作，只能采用單側(cè)45度斜接T形分流三通，并且這時，可以考慮在裝置上安裝上分流調(diào)節(jié)風閥，從而避免出現(xiàn)因主風管的風速過大而吸風的現(xiàn)象。經(jīng)過實驗可以得知，T形分流三通的局部阻力因數(shù)會隨著支風管與主風管的風速比的改變而改變，并且，T形分流三通的局部阻力因數(shù)越大，越容易造成吸風現(xiàn)象。相對于單側(cè)45度斜接T形分流三通來說，彎頭組合式分流三通的局部阻力因數(shù)變化較小，相對來說的影響也比較小。因此，所變風量空調(diào)系統(tǒng)的主風管風速較大，就不宜使用T形分流三通，適宜使用彎頭組合式分流三通。如果出現(xiàn)不能使用彎頭組合式分流三通，使用T形分流三通時，可以在裝置中添加分流調(diào)節(jié)風閥，從而降低吸風現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

6結(jié)語

變風量空調(diào)系統(tǒng)是在定風量空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，因此，其不僅具有定風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的特征，同時也具有自己獨特的特征，相對于定風量空調(diào)系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。然而變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中也存在著一些問題。變風量空調(diào)系統(tǒng)風道的阻力平衡設(shè)計，變風量空調(diào)末端裝置的可調(diào)比性，測量風量的裝置，分流三通的使用等，都是能夠影響變風量空調(diào)系統(tǒng)性能，節(jié)能能力的因素，因此，設(shè)計人員需要在此方面多下功夫，努力研究，優(yōu)化變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，從而推動變風量空調(diào)系統(tǒng)工程的發(fā)展。

[責任編輯：楊玉潔]