变风量末端装置的分类
(1)根据房间送风方式的变化,分为单风道式、风机动力式、旁路式、诱导式、变风量风口等。
(2)根据终端设备的形状,可分为长方形和圆形;
(3)根据补偿系统压力变化的方式,可分为压力相关型和压力无关型;
(4)根据驱动执行机构的能源,可分为气动式和电动式;
(5)按控制方式可分为电模拟控制、电模拟控制和直接数字控制(DDC);
(6)根据末端装置送风量的变化,分为定风量型和变风量型;
(7)按再热方式可分为非再热式、热水再热式和电再热式。
虽然变风量末端装置的形式多种多样,但在我国民用建筑中使用最多的是单风道和风机驱动的变风量末端装置。这是目前应用最广泛的变风量末端装置,其中单叶阀(蝶阀)最多。如TITUS公司、ENVIRO-TEC公司、YORK公司、瑞典Flakt公司以及日本大部分公司的产品都采用这种节流阀,而国际跨国公司Nailor的VAV末端装置全部采用分体式空气调节阀。美国特灵公司和沃伦公司都采用了自己的专利节流阀,应该有以下功能:(1)平滑调节曲线,尽可能线性;(2)噪音低;(3)全闭时,在一定静压下漏风量小。所以即使是类似的单叶阀门,公司也是想尽办法做到这三个属性。
节流式的缺点:(1)增加系统能耗。变风量系统的主要目的之一是节能,但节能末端装置却反其道而行之,由于节流增加了系统的能耗;(2)增加系统的噪音,因节流而增加;(3)增加了系统的复杂性,当采用可变静压控制方式时,要给出实际的阀位信号,这对于技术发展水平来说,以低廉的价格简单地实现是相当困难的。如图6所示,旁路终端装置通常由空气换向阀、致动器、旁路通风口和控制器组成。当房间处于设计负荷下时,末端装置中的分路空气阀将一次空气送入空调房间。当房间负荷下降时,分流风阀增加进入旁路通风口的一次风量,一次风的一部分排入吊顶内的风箱。这样一来,送进空调房间的空气就变成了可变风量,而空调则是恒定风量送风。
旁路变风量末端装置主要应用于中小型空调系统,尤其适用于带直接蒸发器的多区域变风量系统,如屋顶空调和单元式空调。由于空调风量恒定,避免了结冰的危险,同时由于控制简单,一次性投入低于其他终端设备。旁通式的最大缺点,如上所述,就是风扇不节能。有两种类型的风扇驱动,并联和串联。
(1)系列类型
串联风机驱动变风量末端装置由一次冷风阀、执行器、风机、电机和控制器组成。压力无关型还包括风量(风速)传感器,压力无关型还包括风量(风速)传感器。加热器是可选附件,如图7所示。一次冷风阀根据室温控制器的指令提前调节一次风量和二次热风(回风)混合,然后由设备中的风机送出,风机送出的风量保持不变。当房间负荷降低时,为了维持室内设定温度,一次冷风相应减少,二次热风增加,但总送风量不变。当房间被占用时,风扇持续运转。
系列风机驱动末端装置的特点是:一次空气处理装置(中央空调机组)为变风量,而送入空调房间的空气为定风量。
(2)并联连接
并联风机驱动的变风量末端装置由一次冷风量控制阀、执行器、风机、电机和控制器组成,如图所示。
一次冷风阀根据室温控制器的指令调节一次冷风量。当房间负荷降低时,应减少一次冷风量以维持室内设定温度。当一次风量低于某一最小值时,与一次冷风并联的风机投入运行,二次热风(回风)从开花处抽入末端装置与一次冷风混合后送入室内。室温进一步下降,辅助加热器投入运行。
并联风机驱动末端装置的特点是一次空气处理装置(中央空调机组)是变风量,送入空调房间的空气也是变风量。
系列风机驱动变风量末端装置主要用于:(1)内部区域,也可用于外围区域,有无辅助加热;(2)适用于对人体舒适度要求高的场所,因为室内送风量不变,所以室内气流组织良好,通风效果好;(3)利用一次风和回风的混合来提高送风温度,适用于低温送风。
并联风机驱动变风量末端装置主要用于:(1)有辅助加热的外围区域;(2)制冷时,末端装置的风机停止运转,类似于没有风机的VAV末端装置,适用于噪音要求高的场所。压力无关型
以上变风量末端装置是根据补偿系统的压力变化来分类的,也可以分为压力相关型和压力无关型两种。
压力依赖型变风量末端装置的风量调节由室内温控器控制,送入室内的风量不仅与室内负荷有关,还受系统内压力变化的影响。
压力无关型变风量末端装置的风量控制阀主要由室内温控器控制,温控器控制风阀执行机构的启闭,速度控制器(或流量测量装置)用于辅助控制,控制送入室内的风量与室内负荷相匹配。
参见第4.1节。(1)用于控制与压力无关和与压力相关的终端设备。图10为压力相关变风量控制装置示意图,图11为压力无关变风量末端装置示意图。这种变风量末端装置是中国专利产品。它最大的特点是无级调速的低噪音风机代替传统的风阀调节送风量,完全避免了风阀调节风量时增加能耗和噪音的缺点。风量越小,功耗和噪音越低。如图12所示,由于风扇转速与电压成线性关系,控制进一步简化。
风机无级调速变风量末端装置彻底改变了传统变风量末端装置的控制方式,进一步提高了节能效果,改善了变风量系统的性能。(非混合动力)
实际上是由两个单风道节流变风量末端装置并联而成。冷热风管是独立的,有各自的进风口。风量控制系统(风阀、执行器、流量传感器、控制器)在室温高于冷风设定值时停止送冷风,低于设定值时冷风量增加。室温降至热风设定值以下,热风增加。有人、无人和夜间工况的风量和设定值可以不同。
主要用于建筑物外(如医院),需要同时制冷和制热,但不能使用热水盘管。冷热转化为热量时,风量可以很低,不需要送风。
(混合动力)
(1)非制冷和热风管道类型
非冷热风道型双管变风量末端装置有两个送风通道。一次风全年恒定风量变温运行,一般只在冷季和采暖设计负荷时消除室外传热冷或热负荷,二次风全年变风量运行,主要用于消除室外太阳能负荷和室内负荷。
(2)冷热风道型
类似于非混合空气,只不过调节后的冷热空气在送入室内之前是混合的。根据室内负荷的变化,调节冷热风量,送入室内的风量可以是变风量,也可以是定风量。
主要用于建筑物的外区和内区(如医院),需要同时制冷和制热,但不能使用热水管和盘管的地方。