漫谈VAV空调系统在国内的发展与应用

漫谈VAV空调系统在国内的发展与应用

VAV是Variable Air Volume（变风量系统）的简称，在空气调节系统，为了应对末端负荷的变化，通过改变风量来调整需要冷/热量的输送以满足变化的需求。
VAV（变风量空调系统）是一种通过改变送风量来调节室内温湿度的空调系统。变风量系统起源于美国，由于在节能，空气品质和智能化方面具有巨大优势，而在世界迅速发展。VAV系统在我国从上世纪90年代开始有了规模应用，现在被越来越多的中高端楼宇采用，并成为现代化智能化大楼的一部分。
相对于常见的FCU空调系统，VAV系统具有下列优势：
一、节能：由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变关风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。当全年空调负荷率为60％时，它可节约风机动力耗能78％。
　　二、新风作冷源：因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季可大量彩新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，而且可改善室内空气质量。
　　三、不会产生冷凝水：因为它是全空气系统，可以避免产生冷凝水造成的滴漏污染吊顶。 可以使空气品质大幅提高。
　　四、灵活性好：在二次装修过程中，风口位置可通过软管连接任意改变。
　　五、系统噪声低，不存在现场噪声。
　　六、提高智能化程度。
七、减少综合性初期投资，而且维修量小，寿命长。

虽然VAV系统在国内得到越来越多的应用，但在实际应用和推广中遇到了不少的问题，总结如下：
VAV系统的初投资比较大。相对于常规FCU等系统，VAV进入中国市场的时间较短。特别是进入中国市场初期，由于国内没有相应的产品，VAV BOX，控制器，专用温控器等都需要采用国外进口产品，系统造价居高不下，制约了VAV空调在国内的应用。近年来，随着相关产业的发展和国内的技术进步，越来越多的外国品牌VAV相关设备厂家在国内相继建立生产基地，国内公司也吸收和消化了VAV相关设备的技术，能生产出有竞争力的相关产品。VAV系统的造价大幅下降。而随着我国经济实力的稳步发展，市场对VAV系统的造价接受能力也越来越强。高价格成为VAV系统应用的制约因素已经相对较弱。
VAV系统需要提供专用的机房，而且由于风管的体积较大，VAV系统要牺牲一定的层高。随着今年来VAV空调系统设计的发展，通过采用多机房，小空间设计，结合建筑方案增加空间的利用效率等多种手段，有效解决了机房面积的问题。多机房的设计同时也缩小了风管的截面积，再加上小风量低温送风技术的应用，有效减少了风管对层高的影响。
VAV系统在设计，工程实施，系统调试，售后维护等一系列工作中存在诸多的技术和非技术问题，造成了很多VAV项目实际使用效果不好，无法达到设计效果。
在以上提到的几点问题中，前两项已经得到了比较好的解决，下面就第三点制约VAV系统应用的因素展开讨论。
从目前很多VAV系统的实际运行情况来看，系统运行情况很不好。原因是从市场准入制度到招投标的规则制定以及项目运作模式，诸多环节都不能适应相关技术发展的需求，甚至是阻碍了相关技术应用的发展。在现有的体制下，设计院、机电安装公司、弱电系统集成商、产品生产商都不具备对项目最终整体质量负责的能力，那么从粗放的发展模式向精细化专业化发展模式的实现是该技术发展的必然。在这个过程中，核心技术自主知识产权（特别是软件），系统整体解决方案集成技术的项目管理模式，以及项目寿命周期内的价值运行分析和实现，实现系统二个核心目标：舒适性、节能性。21世纪，将是满足个性化、专业化需求的时代，VAV系统也应该不例外，传统的安装公司和弱电集成商都不具备这样的能力。
弱电系统集成商的特点是代理制和分包制，将智能化各子系统分包给各专业单位，做一些简单的项目管理和技术协调工作，基本没有技术实力和专业人才实现复杂的空调系统，更谈不上实现VAV系统的特殊功能。机电安装公司的主要能力在项目管理和安装，对VAV系统技术缺乏专业性，在深化设计、控制策略及软件编制、系统调试、运行维护等方面缺乏相关人才和经验。　
在建筑智能化行业，其他弱电系统如综合布线、视频监控等都是相对独立的子系统，标准相对比较完善，基本能够不受其他的系统的影响，容易实现从产品设计、生产制造、工程实施等环节的专业化、标准化，容易用代理制操作模式。但VAV系统目前的应用很不好，VAV系统及其自控与其他子系统的不同之处主要有以下几点：1、系统功能不能独立存在，专业化程度高。2、产品的标准化并不能代表就能实现标准化的系统运行功能，专业化生产不能实现专业化的功能，换句话说，VAV相关硬件产品的标准化如何高，产品本身功能好并不能代表就一定能建成一个完善的系统。3、如何实现VAV及其自控系统的运行策略也是因空调系统设计及外部环境的有一定区别，软件在一定程度上标准化生产可以，但完全标准化，基本不合适现有的应用环境。
现在VAV系统的很多系统设计和控制思路都是将国外的一套照搬国内市场，这样的做法注定不会成功。不同国家的地理位置、环境要求、以及人们的生活习惯等都是不同的，发达国家的新需求很少的情况下，其楼控技术的发展基本停滞。再加上信息控制技术的发展，建筑技术和空调工艺新技术快速发展，落后的产品与不断发展的新空调系统需求矛盾突出。要完成系统优化和复杂控制策略基本不可能。
如何才能将VAV系统很好的实施，引入系统集成的概念将是一个突破口。集成是从深化设计、施工管理、核心产品选型供货、系统调试、运行的集成，更是制冷、暖通、自控、软件、安装的专业技术集成，做好VAV系统的关键要素。
1、VAV空调系统本身就是一个各部分相互关联，互相影响的有机整体，成败的关键不仅仅是设备本身，关键是看是否有一家有实力的集成商对空调系统整体解决方案负责。系统集成商作为该项目的总负责人，其公司专业人才结构合理（暖通、给排水、自控、计算机、机电及弱电安装等专业人才结构）、而且在VAV系统的深化设计、项目管理、施工经验、系统调试经验以及运行服务等方面具有很强的能力。这样实施有利于业主对项目成功实施的管理和对项目的整体掌控，更有利于将来运营维护的管理，有利于项目责任的划分与追究，避免推诿扯皮现象。唯有如此才能实现该空调系统最终控制目标：“舒适和节能”。
2、VAV系统控制器的选择也是保证项目成功的关键因素。市场上有两种形式：DDC与PLC。DDC在实际应用中存在开放性、维护性、可靠性较差、通讯速度慢等问题，组成超万点大规模的网络更加不适合。PLC控制器是工业级的，安全、可靠、成熟、开放，编程、修改、维护等方面都比较方便，软件方面可以拥有自主知识产权，有利于项目的成功实施。特别是在系统控制点数超多的超大型集成系统，采用PLC控制系统和工业以太网、高速现场总线通讯是切实可行的方式。
3、空调冷源与空调末端的控制是一个统一系统，两者之间存在非常密切的联系，冷源、管网、VAV末端的运行相互关联，温度、流量、压差、水力平衡控制相对复杂而且会相互影响，在运行时是一个有机的整体。要通过自控系统的统一控制才能是系统的运行达到最优效果。

除掉以上对VAV系统的一些分析，另外就大家讨论得比较多的几个问题谈谈我的看法。