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1、1办公楼办公楼 VAVVAV BOXBOX 安装及调试工法安装及调试工法中建五局工业设备安装有限公司(执笔人:姚传联、陈晖辉、邓 广、代静涛、印建文)1 1空调系统简介空调系统简介随着现代化办公大楼需求越来越多，对办公环境的舒适性要求越来越高，但大型中央空调系统的耗能巨大，占大楼耗能比例也越大。大型中央空调系统选用变风量VAV BOX 末端设备，代替传统的风机盘管送风方式，节能效果明显，系统稳定可靠，办公环境舒适，VAV BOX 空调系统具有良好的发展前景。上海陆家嘴国际金融中心南塔办公楼空调系统采用全空气式变风量系统。办公楼每层配置二台可变频单冷型空调机组，为办公区提供空调送风。空调送风经主
2、环型送风管送至内、外区的单风道串联风机型 VAV BOX，再由条缝风口送出，以满足室内负荷。内区 VAV BOX 不带电加热，外区 VAV BOX 配置电加热器，在冬季时提升室内送风温度。空调机组的风机由变频器调节变风量风机的送风量，一次送风量变化由房间温度传感器控制，末端二次回风量根据一次送风量变化而增加或减少，达到总末端送风量不变。室外新风和中央排风做一次热交换才引入中央新风机过滤、杀菌、加湿、温度调节处理，达到节能的目的。办公楼新风供应采用中央变风量新风机做中央新风二次过滤，在夏季时，中央新风会由冷冻盘管降温除湿，在冬季时，中央新风会由采暖热水加热，及使用电加热蒸汽机组加湿。中央新风经中
3、央新风管道送至每层办公楼。新风被送进变风量空调机组，经过变风量空调箱及配合办公室内的二氧化碳浓度传感器变化作适当新风量调节及控制，在达到合理空调品质的同时做进一步节能。中央新风机组根据每层新风变风量箱的累积值进行变风量控制，以达到节能的效果。2 2工法特点工法特点2.12.1 VAVVAV BOXBOX 选用开放的选用开放的 BACNETBACNET 协议协议由于 VAV 要与空调自动控制系统联网,需要采用开放的协议。现在主流的开放的协议主要有 LONTalK 协议和 BACNET 协议。近几年来，由于 BACNET 协议完全开放，技2术先进，专用于楼宇自控网络，高效可扩展，方便集成等特点，受
4、到越来越多的使用。2.22.2 VAVVAV BOXBOX 选用风机串联压力无关型选用风机串联压力无关型通过串联风机保证出风口风量恒定,风门改变一次风与回风混合比例。当空调内外区使用同一 AHU 时，冬季依靠再加热设备对送风温度再提升。VAV BOX 通过检测实际送风量值与需求风量的比较，直接调节一次风风阀的开度，实现送风量与风管静压的无关性，提高送风量控制精度，加快区域空调处理速度。2.32.3 VAVVAV BOXBOX 总风量调节总风量调节 AHUAHU 送风量送风量VAV BOX 通过调节一次新风量，使室内温度湿度满足工作环境需要。根据设定工作环境温度及实际运行回风温度计算出该台 VA
5、V BOX 所需求风量，将 VAV BOX 需求风量求和，VAV 需求总风量与 AHU 设计额定总风量比较，调节 AHU 送风电机的频率，从而改变送风量，实现总风量变频，AHU 与 VAV BOX 联动。 2.42.4 VAVVAV BOXBOX 变风量系统与传统的风机盘管加新风系统比较变风量系统与传统的风机盘管加新风系统比较VAV BOX 变风量系统具有风机变频节能、每个工作区域温度个性调节、二次装修分隔、风机噪音低且无冷凝水害等特点，运行噪声小，节能效果明显。3 3适用范围适用范围本工法适用于以下工程或工程部位:3.1 大型商用写字楼，中央空调一次性建成投入使用，小业主会进行二次装修和分隔
6、的办公楼；3.2 大型企业的办公楼，员工办公区域采用敞开式办公，室内温度统一设定；3.3 大型建筑群，对空调效果及节能要求高；4 4工艺原理工艺原理VAV 变风量自动控制原理一般可从以下几部分说明:4.14.1 VAVVAV BOXBOX 变风量末端压力补偿原理变风量末端压力补偿原理VAV BOX 变风量系统是通过改变控制区域入口送风量来调节空气温度。压力无关型如下表所示：3由于压力无关型 VAV BOX 末端优秀控制性能，本项目选用此类型作为空调的终端设备。压力无关型 VAV BOX 采用毕托管对风速进行检测，其工作原理是通过迎风面引压孔和背风面引压孔分别获得风管的总压和静压，VAV BOX
7、 中 DDC 控制器通过测量总、静压差及动压，然后根据伯努利方程计算出风速和风量。毕托管结构图如下：4.24.2 VAVVAV 风机型式选择风机型式选择根据空调区域的供冷/供热、主送风管气流组织、节能降噪以及控制策略要求，VAV BOX 风机选用串联型（结构如下图所示） ，通过串联风机保证出风口风量恒定，一次新风调节阀改变一次新风与二次回风的混合比例。4图 4.2 VAV 串联风机结构图4.34.3 VAVVAV BOXBOX 总需求风量与总需求风量与 AHUAHU 变频联动控制方式变频联动控制方式VAV BOX 通过改变控制一次新风量，达到调节室内温度目的，根据设定温度与回风温度计算出该台
8、VAV BOX 所需求风量。将 VAV 需求风量相加，与 VAV BOX 所对应的AHU 设计额定总风量比较，改变 AHU 风机的频率，进而改变送风量，实现总风量变频，AHU 与 VAV BOX 联动。AHU 变频公式：AHU 运行频率=（本层 VAV BOX 需求风量总和*1.1）/本层 AHU 额定总风量*50HZ。每台 VAV BOX 根据设定的需求温度与检测回风温度 PID 计算出需求风量，当设定温度和检测回风温度或换热效率变化时，需求风量是动态变化的。所以 VAV 总需求风量是变化的，可以改变 AHU 风机的频率，进而改变总送风量，实现总风量变频，节能效果明显。4.34.3 VAVV
9、AV BOXBOX 控制逻辑及点表介绍控制逻辑及点表介绍4.3.14.3.1 VAVVAV BOXBOX 控制逻辑原则控制逻辑原则1VAV 控制逻辑要根据空调系统的设计编辑，符合空调通风功能要求；2根据每种不同类型的 VAV BOX 编制不同的控制逻辑，并且是编写控制软件编程的重要依据；3. 符合空调整体的自动控制逻辑；4. 控制逻辑和控制软件是 VAV 的核心技术；5VAVVAV BOXBOX（不带电加热）控制逻辑图如下：（不带电加热）控制逻辑图如下：6VAVVAV BOXBOX（带电加热）控制逻辑图如下：（带电加热）控制逻辑图如下：74.3.24.3.2 VAVVAV BOXBOX 控制点
10、表控制点表VAVVAV 自动控制点位表自动控制点位表数码信号输入(DI)模拟信号输入(AI)数码信号输出(DO)模拟信号输出(AO)设备名称设备型号送风机故障报警(软件点位）送风风机运行状态电加热启动温度设定（软件点位）回风检测温度室内温度设定（软件点位）需求新风量（软件点位）实际新风量检测电动调节风阀开度反馈信号送风风机启/停控制电加热启/停控制电动调节风阀开度控制VAV（不带电加热） V-12311 111111 1VAV（带电加热）VH-12111111111115 5施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.15.1 施工工艺流程施工工艺流程VAV 变风量施工工艺流程图如图 5.
11、1 所示.图 5.1 VAV BOX 变风量施工工艺流程图绘制 VAV 安装大样图绘制 VAV 平面分布图绘制 VAV 供电管线图绘制 VAV 联网通讯管线图VAV BOX 安装VAV 强/弱电穿线管敷设VAV 强/弱电穿线敷设VAV 强/弱电接驳VAV 温度传感器安装申请送强电VAV 单机调试VAV 与 AHU 联网调试VAV 与 AHU 试运行 48 小时记录 AHU 频率变化值与设计指标对比分析调整 VAV 和 AHU 等参数VAV 与 AHU 正式运行85.25.2 操作要点操作要点严格按照 VAV BOX 变风量施工工艺流程图，对每个工艺过程进行控制。5.2.15.2.1绘制绘制 V
12、AVVAV BOXBOX 安装大样图安装大样图在安装 VAV BOX 前，需要绘制 VAV BOX 安装大样图，对施工技术人员和工人技术交底。安装大样图要具有实际指导作用。图 5.2.1 VAV BOX 安装大样图5.2.25.2.2 绘制绘制 VAVVAV 平面分布图平面分布图根据空调负荷和使用的预计，每层 VAV BOX 台数和安装位置需要根据空调系统的设计及天花空间特点，绘制每层的 VAV BOX 分布设计平面图。平面图完成审批后，需要在现场对照设计平面图，在顶部楼板上划定安装控制线。VAV BOX 分布平面图尽可能将 VAV BOX 分布均匀。95.2.35.2.3 绘制绘制 VAVV
13、AV 强电管线平面图强电管线平面图VAV BOX 分布平面图完成审批后，绘制强电管线平面图。强电管线平面图的绘制，要根据 VAV BOX 风机的功率，4-5 台组成一条回路。一般情况下，每台 VAV 风机的功率在 1KW 以下，每 4 台一条回路，电源线选用 BV3*2.5 平方毫米以上，在 VAV DDC 箱旁边安装带开关的熔丝接线座。穿线管可以选用热镀锌钢管，管径一般为 SC25。平面图要标注回路、管径大小、强电线规格、穿线管敷设方式。105.2.45.2.4 绘制绘制 VAVVAV 联网管线平面图联网管线平面图VAV 虽然可以单独就地控制，但需要管理中心对其监视、管理、操作、修改设置参数
14、，所以需要设计联网通讯管线平面图。联网通讯管线平面图要根据空调自动控制系统的总体设计，分为几条回路。根据其总体设计，VAV BOX 分为三条回路，每条回路不能超过 30 台 VAV，最好平均分配，保证每条回路通信平衡。通信线缆根据 BACNET 协议对线缆的规定，选用网络线缆且为双绞屏蔽线，阻抗匹配为 100120 ，分布式电容小于 100Pf/m，屏11蔽分布式电容小于 200pF/m，采用铂纸或网状屏蔽。穿线管可以选用热镀锌钢管，管径一般为 SC20。平面图要标注回路、管径大小、通信线缆规格、穿线管敷设方式。125.2.55.2.5 VAVVAV BOXBOX 箱、一次新风管及送风软管的安
15、装箱、一次新风管及送风软管的安装VAV BOX 箱安装时，尽量与空调水管、空调风管、消防水管、横梁、墙壁等处相隔 30CM 以上，特别是 VAV BOX 箱的 DDC 装置盖板，如果距离相隔太近，对接线、调试、维护带来很多困难。VAV BOX 箱一次新风管应采用硬连接, 直线长度不小于 4 倍一次风风管直径，以满足毕托管测风量的精度和准确性。安装和保温一次新风管时，要先清洁内部，不要把异物遗留在风管内。VAV BOX 箱的送风软管安装，其长度控制在 3 米内，按 1 米间距设置吊架，保证空调风均匀送至房间内。5.2.65.2.6 VAVVAV BOXBOX 强强/ /弱电穿线管的敷设弱电穿线管
16、的敷设给 VAV BOX 箱供电强电穿线管和通讯联网穿线管，先安装完 VAV BOX 箱后，再敷设穿线管。一是强电熔丝接线座和通讯底盒位置更加准确，安装在 VAV DDC 箱旁边；二是节省管线工程量，并有利于调试时操作。熔丝接线座需有接地点，有预留供 VAV接驳的端子。135.2.75.2.7 VAVVAV 强强/ /弱电线缆的敷设弱电线缆的敷设强电线缆敷设要符合国家强电技术规范和设计要求，强电线敷设时，一次性与熔丝接线座接好，并用摇表在强电配电箱做好绝缘测试、线路通断测试，做好记录。弱电通讯线缆敷设在预留的接线 86 底盒，预留长度保证 VAV BOX 箱接线要求。线缆敷设完后，需要对通讯线缆的通断情况进行检查测试。在最末端将线缆短接，用万用表测量通断、短路情况。145.2.85.2.8 VAVVAV BOXBOX 强强/ /弱电的接驳弱电的接驳当线缆敷设到位后，可以将强弱电的线接入
