变风量(VAV) 空调系统的新风量控制问题

摘要：分析了变风量(VAV) 空调系统产生新风量不足的原因，着重介绍了当前新风量的控制方法。
1 引言
变风量系统(VAV) 是通过改变送风量而不是送风的温度来调节和控制某一空调区域温度的一种空调系统。VAV 空调系统由于设计安装方便、布置灵活多变、占建筑空间小、使用方便、可靠性高、节能潜力大、控制灵活、可避免冷冻水、冷凝水上顶棚的麻烦等，因此在美国、日本、香港、新加坡等得到了广泛的应用。在八十年代末期我国开始采用变风量空调系统。但是也存在着新风不足、气流组织不好、房间负压或正压过大、噪声偏大、系统运行不稳定、节能效果不明显等一系列问题。
2 新风量不足问题
对定风量(VAV) 系统来说，由于送风量在运行过程中始终保持不变，因此一旦新风量根据要求被设定，则在系统运行的整个期间，都能满足要求。但对于采用混和风的空调系统，新风虽在各个房间的按风量分配的。也就是说，即使总的新风量达到要求，在某此房间也会有新风不足的问题。对于变风量系统，为了达到房间的要求，总的新风量也会增加，有时甚至可能超过空调需要的送风量。对于单风道的变风量空调系统，一定的新风量直接送入空调器与回风混合，再由末端装置分配送入各个房间。由于新回风比例在一定时期是固定的，当某一房间冬季的负荷降低而引起送风量减少时，其送入房间的新风量也势必减少，特别是外区范围内的周边小房间，由于该房间冬季空调时，含新风的一次风量定为最小值，在实际运行控制时，为了尽量减少外区的末端装置对空调送风再加热而与一次冷风造成的冷热抵消，在实际运行控制时，为了尽量减少外区的末端装置对空调送风再加热而与一次冷风造成的冷热抵消，往往将冬季一次风量最小值设定得过小，从而造成房间缺少新风，室内人员感到憋闷。
3 确保新风量的方法
在空调系统中，足够的新风量对于提供良好的室内空气品质( IAQ) ，保证室内人员的舒适感和身体健康有着直接意义。根据上面的分析可知，变风量(VAV) 系统其送风量在运行过程中随负荷成比例减少，在负荷很低的情况下，就有可能出现新风量的不足。因此为了保证足够的新风量，需要采用各种不同的控制方法进行控制。
为了解决新风量不足问题，相继提出了各种控制方法，主要有以下几种基本形式:新风量直接测量法，风机跟踪法，设置独立的新风机，二氧化碳浓度监控法，多风机变风量系统(MVAVA ) 新风量控制法。
3.1 新风量直接测量法
这是目前使用的最简单的变风量系统新风量控制方法，它是通过测量进入空调系统的新风量，并直接控制新风量。但是因为风管内风速过低，新风量的测量误差热必很大，控制的准确性有待进一步提高。
3.2 风机跟踪法
此方法的控制原理是:送风机送风量减去回风机回风量等于新风量，并维持其不变，等于常量。这样，在VAV 系统运行期间不论送风量如何变化，跟踪调节回风量，保持两者之差不变即维持新风量不变。因此要求同时测量送风机和回风机风量，控制送风机和回风机风量的差值，从而间接控制新风量。对送、回风机的控制有许多方法，如送、回风机用送风道静压进行控制;用送风道中出口动压控制回风机;动压差法，即在送风机出口和回风机入口设置流量测点，测出各自的流量，并保持固定的差值，一旦出现超差现象，则调节回风机以维持固定的风量差;室内压力直接控制法等。各种方法都存在一定的测量误差。
3.3 设置独立的新风机
目前认为设置独立的新风机是变风量系统新风量控制最好的方法之一。它通过新风机入口处的风速传感器来调节风阀，维持最小新风量。该法简单实用，只需在新风风道中，安装一台风量等于所需新风量、全压等于新风风道阻力的新风风机即可。当采用这种控制时，可以不用回风机，或代之以排风机，这样控制起来更容易，也更稳定。该方法的优点是:因直接测定新风量，因此误差比通过测定送风机和回风机的风量来调节新风量要小得多。该方法的缺点是:需要另设最小新风风管，从而需要额外的新风管道。不适于改建工程。
3.4 二氧化碳浓度监控法
这是一种全新的新风量控制方法，它用二氧化碳变送器测量回风管中的二氧化碳浓度并转换为标准电信号，送入调节器来控制新风阀的开度，以保持足够的新风。当二氧化碳浓度高于整定值时，即新风量不足，要增大新风阀的开度来增加新风量。但是，用发展的观点来讲，室内的二氧化碳浓度并不是确定新风量的唯一依据。这种方法忽略了二氧化碳以外的室内污染物的影响，显然这是不很合理的。1996 年《ASHRAE62 - 1989》