VAV变风量系统是一种先进的空调与通风控制技术，广泛应用于现代商业建筑、办公楼、医院、实验室及大型公共设施中。相比传统的 CAV（Constant Air Volume，定风量）系统，VAV系统通过 动态调节送风量 来满足室内负荷变化的需求，从而实现 节能、舒适、灵活控制 的目标。
一、VAV变风量系统的工作原理
1. 基本概念
VAV变风量系统的核心思想是：根据室内实际的热湿负荷变化，动态调节送入房间的风量，而不是维持送风量恒定。当室内负荷降低时(如人员减少、设备关闭等)，系统自动减少送风量；负荷增加时则相应增加送风量，同时 保持送风温度基本恒定。
2. 系统组成
一个典型的VAV系统主要由以下部分组成：
| 组件 | 功能说明 |
| VAV空调机组（AHU） | 产生经过处理的空气（冷却/加热/过滤），以恒定或可变温度送出 |
| VAV末端装置（VAV Box/终端箱） | 安装在各个空调区域，根据室内负荷调节送风量，是实现“变风量”的核心设备 |
| 风管系统 | 输送经过处理的空气到各个VAV末端 |
| 控制系统（DDC/BAS） | 中央或分布式控制，根据传感器信号（如温度、CO₂、压力）调节VAV末端和风机运行 |
| 温湿度传感器、CO₂传感器、流量传感器 | 实时监测环境参数，为控制系统提供反馈信号 |
| 变频风机（可选） | 通过变频调节送风机的转速，实现系统风量的动态匹配，进一步节能 |
3. 工作流程（简化版）
空调机组 对室外或回风进行冷却/加热/加湿/过滤等处理，输出一定温度(通常为 12~16°C 冷风，或更高温度的热风)的空气。
空气通过风管系统送至各个VAV末端（VAV Box）。
VAV末端根据室内温度传感器的反馈信号：
当室内温度高于设定值 → VAV Box 开大风阀，增加送风量，降低室温；
当室内温度低于设定值 → VAV Box 关小风阀，减少送风量，避免过冷；
若达到低风量限制(保证最小换气与气流组织)，则可能启动再热盘管(若有)。
中央控制系统 实时监控各区域状态，协调风机频率、风阀开度，优化整体能耗与舒适度。
4. 控制策略
温度控制：常用的控制方式，通过室内恒温器调节VAV Box风阀开度。
压力控制：通过监测主风道或支风道静压，调节送风机转速，维持系统风道内压力稳定，保障末端风量控制精度。
CO₂ 控制（可选）：在高人员密度区域(如会议室)，根据CO₂浓度调节新风量，改善室内空气质量。
负荷预测与自适应控制（高级系统）：结合AI或机器学习算法，预测负荷趋势，提前调整系统运行参数。
二、VAV系统的设计要点
设计一个高效、稳定、节能的VAV变风量空调系统，需要从 负荷计算、系统布局、设备选型、控制策略、节能优化 等多个方面综合考虑。
1. 负荷计算与分区设计
精准的冷热负荷计算：根据建筑的使用功能、朝向、围护结构、人员密度、设备发热等，按区域进行逐时/逐区负荷分析。
合理分区：将具有 相似使用时间、负荷特性、温湿度要求 的区域划分为同一VAV控制区域，避免不同负荷相互干扰。
例如：办公区、会议室、走廊、机房应分开控制。
2. VAV末端（VAV Box）选型与布置
单风道VAV Box：最常见，仅调节风量，无再热功能。
带再热功能的VAV Box：在最小风量下仍无法维持温度时，通过电加热或热水盘管再热。
双风道VAV Box（较少用）：分别送冷风与热风，通过混合调节温度，控制更灵活但成本高。
布置原则：
尽量靠近负荷中心，缩短风管长度，降低压损。
保证每个VAV Box服务区域的气流组织合理，避免短路或死角。
3. 风系统设计
主风管与支风管布局：应尽量简洁，减少不必要的弯头与分支，降低系统阻力。
风管尺寸与风速控制：
主风管风速一般控制在 10~14 m/s；
支风管风速控制在 6~10 m/s；
末端支管风速较低，以减小噪音与压损。
静压控制：通过静压传感器调节送风机转速，维持主风道内 恒定静压（如125~250 Pa），确保VAV末端风量控制精确。
4. 空调机组（AHU）设计
送风温度控制：通常采用 固定送风温度（如13°C冷风），通过调节风量来满足冷热需求。
再热盘管（可选）：在某些VAV区域最小风量仍过冷时，提供必要的再热能力。
新风与排风控制：根据CO₂浓度或室内空气质量需求，调节新风量，保证空气品质与节能平衡。
5. 变频控制与风机系统
变频送风机：根据系统总需求风量，动态调节风机转速，是实现节能的关键。
压力无关型VAV Box（推荐）：内置压力传感器或流量控制器，可抵抗风管压力波动，保证送风量稳定，控制更精准。
风机控制策略：
定静压控制：维持风管内某一点(如最远支管处)静压恒定；
变静压控制 / 总风量控制：更先进的控制方式，根据所有VAV末端需求总风量调节风机，更加节能。
6. 控制系统与智能化
DDC（直接数字控制）或BAS（楼宇自控系统）：集中管理所有VAV末端、风机、阀门、传感器等。
控制策略优化：
设定合理的温度上下限(如24±1°C)；
夜间模式、节假日模式、人员感应控制等；
与照明、窗帘等系统联动，进一步提升节能效果。
数据监测与能效分析：实时采集运行数据，优化系统运行策略，实现持续能效提升。
三、VAV系统的优点
| 优点 | 说明 |
| 节能高效 | 根据实际负荷调节风量，避免过量送风，显著降低风机能耗，可达20%~40%节能效果 |
| 舒适性好 | 精确控制室内温度，避免过冷过热，提升用户满意度 |
| 灵活性强 | 各区域可独立控制，适应不同空间使用需求 |
| 噪音低 | 低风量运行时噪音更小，提升室内环境品质 |
| 系统扩展性好 | 易于根据建筑功能变化进行系统调整与扩容 |
四、VAV系统的缺点与挑战
| 挑战 | 说明 |
| 初投资较高 | 系统复杂，控制设备、传感器、变频器等成本较高 |
| 设计与调试复杂 | 需精确负荷计算、风管布局、控制逻辑设计，对设计人员要求高 |
| 维护要求高 | 需定期校准传感器、清理过滤器、检查风阀与控制器运行状态 |
| 风量平衡难度大 | 多区域、多末端情况下，风量分配与平衡需要精细调整 |
五、总结
VAV变风量系统 通过动态调节送风量来适应建筑物内各区域不断变化的负荷需求，是现代智能建筑中实现 高效节能、舒适环境与灵活控制 的关键技术之一。
✅ 核心要点回顾：
| 要素 | 关键内容 |
| 工作原理 | 根据室内负荷变化动态调节送风量，保持送风温度基本恒定，实现“按需分配” |
| 核心设备 | VAV空调机组 + VAV末端（Box）+ 控制系统 + 风管系统 |
| 控制方式 | 温度控制为主，可结合压力、CO₂、变频风机等实现多维度智能控制 |
| 设计要点 | 合理分区、末端选型、风管布局与风速控制、静压管理、变频与自控系统设计 |
| 优势 | 节能、舒适、灵活、智能；缺点是初期投资高、设计复杂、需专业运维 |
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