变风量空调系统的优化设计浅谈
鉴于以上两点原因，在实际设计时，往往确定一个满足额定空调状态时室内空气品质所需的固定新、排风量。特别是在大楼存在大量分层空调的标准层系统时，通常各设置一套新风系统和一套空调排风系统，其总管统一设置的新、排风机采用变频调速风机，且系统在每个楼层的新、排风支管接口处各设一个定风量控制器，新风机的转速控制匹配于新风机的运转，保证整个大楼的风量平衡。当然，大楼内还需设置一套厕所不间断定风量排风系统，保证厕所内异味的排除。
在一些设计实例中，往往忽略了楼层内排风支管接口年设置定风量控制器，并把空调排风与厕所排风合为一个排风系统，对于这种设计，虽然排风机仍为变频调速控制，能达到整个大楼的新、排风总量平衡。但对于每个楼层而言，排风系统理论上各楼层排风量是平均分配的，而其馀空调运行的楼层所分配到的排风量减少，造成房间过高的正压。对于大楼的大堂等公共空间的空调设计，一般采用常规的定送风量、定新风量的空调系统。考虑到冬季空调运行时，对于楼体较高的大楼，会产生较大的热升效应，从而造成大堂冬季空调运行时产生较大的负压。为此，大堂等公共空间的空调可以考虑采用定送风量、变新风量的系统，空调新风由变频调速的新风风机提供，通过调整新风送入量来保证不同季节空调运行时室内，定正压（公共空间室内压力设定值应满足最小新风量所需的风量）。
6、自动控制
空调系统的正常运行主要依靠自动控制系统，这套自动控制系统与整个大楼的自动化管理系统的电脑相连接，实现中央监控和调节。在一般变风量空调系统的大厦中，包括以下几广面的要求。
* 水阀的调节
在个别定风量系统中，由回风温度控制安装在冷热水回水管上的电动二通比例式调节阀。在新风系统在变风量系统中根据送风温度控制安装在冷热回水管上的电动二通比例式调节阀。如在高大公共空间设置空周边热水采暖设备，则由其周边采暖区域的温度控制设在热水采暖设备回水管上的电动二通比例式调节阀。
* 风阀的调节
在变风量每个末端装置的控制区域，放置一个感温器。根据感温器所测的温度与室内温度设定值的差值，控制该区域的末端装置内一次风电电动机风阀的开启度，对于周边再加热变风箱，当室温下降，风阀关至最小风量值时，启动再加热器，提供外区空调所需的热负荷。
* 变静压法的变风量系统控制
在一些小规模的变内量空调系统可采用变静压控制法采用变静压控制法的系统总风管中所需设置静压传感器，而是在变风量末端装置中设置阀门开度传感器，而是在变风量末端装置的开启度，由此判断和计算来调节一次风空调器内风机的变频器，使具有最小静压值的末端装置的阀门处于全开状器，使具有最小静压值的末端装置的阀门处于全开状态，这样可以尽量降低风机运行的静馀压，节约风机的能耗。
* 定静压法的变风量系统控制
在通常的变风量空调系统中，一般设计采用定静压控制法。由于采用定静压，当所有末端风量都低于额定风量时，在系统的实际资用压力将低于设计资用压力，此时，再维持系统中的设定静压值则不利于风机的节能。但由于定静压控制的变风量系统，其空调器的风机调节与末端装置的控制无直接联系，故该系统控制方法比较简单，运行可靠，适合于较大的变风量空调系统的场合。
在公共空间和主楼标准新风竖井中各放置压力传感器。根据压力传感器所测的压力与设定值的差值，控制公共空间和办公新风竖井的压力定。主楼排风风量则根据新风机的运行情况而作自动相应调节。
* 对于空调器内的加湿器，根据室内的相对温度，控制一次风的加湿量。
* 在新风入口设置电动风阀，与新风送风机连锁开关，以防冬季非运行时盘管冻裂。
* 空调自控系统还包括冷冻机组运行台数控制，优化启停控制，供回水压差恒定控制，启停联锁控制，各运行状态的遥感遥测和非正常状态的故障报警等。
7、设计中值得注意的问题
7.1、噪声
在变风量系统中，比较大的噪声源除了送、回（排）风机外，还在变风量末端装置，流过末端装置入口的风速都比较高。因为压力无关型的变风量末端装置都带有风速测量传感器，这些传感器一般要求风速高于一定数值才能保证测量准确。一般的节流型末端装置是靠调节阀片开度来改变风量的，所以当阀片的风速也增加了，所以，入口调节阀片关小时，流经阀片的风速也增加了，所以，入口调节阀片处是末端装置产生较高噪声的一个主要来源。另处，如果采用带风机的末端装置，该风机也是一个产生噪声的根源。
对于以上噪声问题，笔者提出以下几点建议供读者参考：
* 校核选用的末端装置在最小风量、最大风量时产生的噪声。因为末端的型号越大噪声也越大，故在便于合理布置空调系统的前提下，尽量选用小型号的末端装置。
* 在变风量系统中采用变静压法自动控制系统，尽量提高系统末端装置的节流调节阀的平均开度，从而降低末端入口调节阀的节流噪声。
* 对于带风机的末端装置，视噪声控制要求而定，合理选择该末端置的风机运行风量，有可能的话，设计考虑全部采用无风机的末端装置。
* 在末端装置的出风管上，合理设置所需的消声设备。
7.2、新风
图1是典型是单风道变风量空调系统。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的减少时，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，含新风的一次风量只为定最小值，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，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。故在这些特定房间内，应适应提高末端最小风量与最大风量之比（变风量比），以提高足够的新风所需。如在一些内外区连通的空间场合，由于内外区的空气可以自由流通，则可适当降低变风量比，减少一次风的冷热抵消量，以达到节能效果。
7.3、气流组织
在一些南方地区，冬季空调运行时外区的热负荷较小，故外区的末端装置设计采用电加热。由于采用了电加热器，它设有热水盘管所产生的额外空气流通阻力，因此采用无风机的末端装置也较多，此时，因设有风机的恒定送风量的作用，须仔细分析气流组织，合理布置周边空调送风口，一般应采用条缝型风口靠外窗布置为好。避免如同内区所采用的方形平面散流器的布置形式。同时，可适当提高末端装置设定的变风量比。
7.4、房间温度控制
空调系统设计中应尽量避免同一个末端装置的送风口跨分隔布置。因为末端装置的送风量是根据感温器所测温度与房间温度设定值之间的差值来控制的。当同一个末端装置的送风品跨度分隔布置时，感温器只能感知一个房间的温度，如不同房间的负荷变化不相同时，则势必会造成不同房间的实际控制温度的偏差。在冬季空调运行时，如在一些内外区连通的大空间场合，可考虑外区的设定温底低于内区2-3oC.这样，有利于内区产生的部分富裕热量传至外区，承担外区的部分热负荷，从而达到空调运行时的节能作用。
8、总结
以上是笔者通过实际设计过程中的获得的一点粗浅认识，本文的观点和建议只是笔者的管窥之见，仅供参考。变风量系统有很强的动态特性，加之空调系统固有的非线性，使问题的解决变得非常困难。可目前这方面的研究还比较滞后，设计人员在设计时缺少有效的分析计算手段。国内变风量系统的实践正在兴起，迫切需要可行、有效的辅助设计的分析方法。
