某办公营业楼变风量空调末端及其风系统调试

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摘要：本文介绍了大厦的变风量空调系统的概况，阐述了所使用的单风管压力无关型VAV-BOX和串联风机动力型末端装置的工作原理。通过对该项目的风量平衡调试工作经验，总结了调试的基本内容、方法、步骤、注意要点和体会。系统5年来的良好运行证明调试是较为成功的，为系统的正常高效运行打下了坚实基础。

关键词：变风量末端 原理调试

中图分类号： G267文献标识码：A 文章编号：

随着建筑行业设备安装技术的发展，人们越来越多地认识到调试工作的重要性，安装工程在安装后必须进行调试的强制性规定已经在施工及验收规范里注明。现代工程，特别是大型、重要的工程项目，都会投入大量的人力物力完成各项工程的调试工作，以确保项目的成功。

在智能建筑中变风量空调系统应用越来越广泛，变风量空调系统根据负荷变化自动改变送风量来调节空调区域温度，其核心装置是变风量末端，系统风平衡调试是保证其能否正常运行的关键环节之一。本人有幸参与了中国银行总部大厦变风量空调系统的调试工作，积累一些对变风量末端风系统的调试经验。

1、 空调系统简介

1.1建筑物基本结构与功能

该建筑物是独资兴建的高标准办公营业楼其建筑面积约为17.5万平方米，占地面积3025平方米。地上使用部分共15层，地下共4层。建筑结构形式为内筒外框式，外框作为办公楼，内筒为营业大厅（称为四季厅）。建筑地下1-4层作为观众厅、金库、餐厅、车库、机电设备机房（冷冻机房、空调机房、水泵房、热交换间等），并兼具人防功能；地上1-3层作为营业大厅和交易大厅，4-15层为办公楼层，其中4-11层为标准层，每层面积9000平方米，10、11层为行长办公区，14层为贵宾中厅。

1.2空调系统概况

本建筑标准办公区域均采用变风量系统，在各标准层每层设5个AHU空调机房，内设变频空调机组和新风、回风、送风管路。

空调区域进行内外分区，由外墙向内4.2米作为外区，其余部分为内区。内外区不分设风机房，而是采用不同的变风量末端以满足内外区不同负荷要求（图1）。图2截取的是建筑物10层东区办公部分设备平面图，右侧为建筑外墙，左侧为四季厅墙壁即内墙，对于内区设计者采用节流型末端（VAV Box） 装置，在外区则采用风机动力（串联）型末端（Fan Powered Box）装置窗前送风。

图1 空调变风量系统内外分区示意图

图2建筑物10层东区办公部分设备平面图

2、 变风量末端的类型和工作原理

变风量空调系统末端装置根据构造不同，分为节流型、风机动力型、双风道型、旁通型四种。该大厦内区采用节流型，即单风管压力无关型VAV-BOX，外区采用风机动力型末端FPB。

2.1单风管压力无关型VAV-BOX工作原理

该装置主要由室内温度传感器、电动风阀门、控制器、风速传感器和箱体等部件构成。根据室温测量值与设定值的偏差，经过主调节器的计算向风量控制回路给出设定风量，风量控制回路在根据风量设定值与风量测量值的偏差，经过副调节器的计算给出风阀阀位，从而调节送风量，达到对室温的控制。见图3

图3 压力无关型末端装置控制框图

2.2风机动力型末端（FPB）工作原理

FPB实质是在节流型变风量箱中内置加压风机的产物。该装置安装于吊顶，从吊顶或其他地方回风，它的感应部件与来自服务区的管道相连。每种型号都包含一个变风量节阀用来调节一次风，以及一个风机马达装置用来加压送风。根据加压风机与变风量阀的排列方式又分为串联风机型和并联风机型两种类型。所谓串联风机型是指风机和变风量阀串联内置，一次风机通过变风量阀，又通过风机加压；所谓并联风机型是风机和变风量阀并联内置，一次风只通过变风量阀，而不需通过风机加压。本项目办公楼层外区采用串联风机型末端装置。其结构如图4所示。

图4 串联风机型末端装置

3、变风量空调系统的风平衡调试

变风量空调系统与自控系统的联系十分紧密，该大厦营业、办公区域面积大、人员众多、功能多样，室内空气温度、湿度、气流速度要求不尽相同，因此，对变风量空调系统的风平衡调试十分重要，调试难度较大。通过调试检验空调工程的设计水平、安装质量，发现问题及时分析处理，校正偏差，使系统设备运行参数全部满足设计要求，并最终将项目变风量空调系统整体调试平衡，保证运行效果，做到节能降耗，减少维护费用。

风平衡调试（Commission）工作包括测试（Test）、 调整（Adjust）、平衡（Balance）（简称TAB）三部分。由此可见，调试不只是测试，而是利用测试的结果，经过不断地调整，以达到系统平衡的目的。

在本项目中，我们分成10个调试小组专门对空调变风量系统进行上自动控制系统前的风平衡调试。在调试工作进行时，感觉系统难调平衡，有时甚至调不出来，经过反复实践和讨论研究，总结出以下比较有效的调试方法和调试工作注意事项，供大家参考。

3.1调试基本内容与方法

（1） 单机调试

主要是空气处理机组和变风量末端箱的测试，保证单机运行正常稳定、控制部件联动正确、参数符合要求。

（2）一次风量平衡

在主支管与VAV末端接通之前，采用辅助风管法，测定主支管断面平均流速，计算出流量，根据各个空调箱的风量参数，调节主支管的对开式多叶调节阀，利用该阀门对一次风进行粗平衡，为之后的平衡创造条件。

安装完末端，系统形成后，由于下游风管的全部接通，管路的沿程阻力和局部阻力均会有所增加，而各个末端设备管路情况不可能完全相同，从而引起已经粗平衡的一次风量的少量变化，所以需要对其做进一步的平衡。

此步平衡工作可将手提电脑与所调试的变风量末端空调箱（VAV Box或FPB）温度控制器通过传输线相连接，并将变风量箱的一次风阀挡板固定在全开状态，利用一次风阀上的风压传感器测定的压力平均值求得一次风量并从电脑中读出，将之与设计风量值相比较，根据需要进一步逐个调整对开式多叶调节阀的开启角度，使读出的一次风量值与设计值相吻合，经确认后，固定对开式多叶调节阀的把手位置并做好标志。

（3）二次风量平衡

二次风量指变风量箱出口端的风量。进行二次风量平衡时，通常采用在变风量末端送风管的适当位置上打孔的方法进行测量（完毕后用软木塞等封堵）。测量时用倾斜式微压计探入测试孔，测出平均动压值，计算出平均风速及风量。

由于VAV空调箱的选型通常是基于中速档完成，而现场各VAV空调箱送风管的阻力有所不同，所以实际风量会有所变化，此时我们可根据具体情况对其风机的高中低三档进行调节，使其二次风量符合设计要求。

风口风量平衡采用“流量等比分配法”平衡调试。利用风速仪多点测量风口风速，计算出平均风速，乘以风口面积得出风口风量，与设计风量比对，通过调节每个风口前风阀开度调整风口风量分配，使风量与设计相差不超过10%。

3.2调试步骤与注意要点

（1） 准备工作

调试人员掌握备齐调试所需的全部设计资料、设备资料、测试工具；保证系统的水电风的“三通”，风系统的调节阀全部处于开启状态， 并对每个风口、末端、支管等进行编号，绘制系统单线图，编制设计计算记录表格。

（2）调试进行过程应注意的问题

①调试总体应遵循从小到大，从局部到整体的原则。

②调试的过程中始终掌握风量与风压的关系，以及与噪音的矛盾，通过反复 的调整找出最佳平衡点。

③调试过程中应始终保持与设计人员的充分沟通。

（3）调试后期工作

①风量平衡后，一次风阀挡板应处于自动位置，待整个空调系统的水电等专业都调试完成后，运行AHU和VAV空调箱，根据具体要求合理设定房间所需温度，用最少的资源保证用户需要。

②收集保存好各种数据说明，建立档案，以便随时参考。（项目系统单线图、记录计算表格、调试报告等）

③连续调试保证运行效果。系统正式投入运行后还应通过一至两个冷暖季的运行、观察，并不断调整，以达到满意的效果。

4、调试效果与体会

本项目的变风量空调系统，经过风量平衡测试，证明整个系统是符合设计要求的，较为成功。同时，经过风平衡调试也为系统的正常高效运行打下了基础，经过将近5年的运行，运行效果良好，业主非常满意。

该大厦变风量空调系统的调试工作总体上说是比较圆满的，但在调试过程中体会到仍有如下有待改进的方面：

（1）人员配备、专业配合方面应进一步提高。

变风量空调系统与自控专业结合相当紧密，在调试小组成员中应当配备自控专业人员协助。比如在进行一次风量平衡时，前文提及的方法是电脑连接温控器读数，但在实际工作中，往往由于自控部分尚未安装和初步调试到位，末端装置的自控装置不予上电，给调试工作带来极大不便。

此外，由于对智能化建筑要求不断升级，而空调系统的自控又相对复杂，目前迫切需要培养空调、自控两专业相结合的人才。

（2）调试前系统应进行全面检查。

在调试期间，经常会遇到因支管路风阀关闭、管道漏风等问题引起的末端风量不足现象。在分析问题排除故障时要一项项从尾到头的排查，而且由于设备安装、楼层装修均已完成，我们总是需要花费巨大的精力，很大程度上增加了工作量和工作难度。因此，在系统安装过程中、调试开始前，应对安装工程进行全面细致的检查，以确保调试工作的顺利和高效。

（3）计算机辅助工具应更加完备。

中银项目空调系统调试采用的是ASTER公司的系统报表，在填报过程中感觉还有些缺憾，相关参数的逻辑运算不够，需要调试人员手工计算大量数据，系统缺少风量相对差的计算，我们需要额外单独制表，也增加了不少工作量。

此外，本人认为计算机辅助工具可以设计得更加完备，比如增加常用设备设施数据库和经验数据库，风速、风压、风量等各参数的内部运算公式，并可根据设备各项指标、设计施工规范及以往经验对测试结果进行反复运算分析，智能输出调试方案。既可减少调试工作量，又可降低人为误差。

参考文献

[1] George J Janu,Jarrell D Wenger,Clay G Nesler.Strategies for outdoor airflow control from a system perspective. ASHRAE Transactions . 1995

[2] 吴茂杰,耿世彬.VAV系统最高新风量的控制[J]. 建筑热能通风空调. 2000(03)

[3] 马富军,张益华.浅谈VAV空调系统控制中的几个问题[J]. 制冷空调与电力机械. 2005(06)