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变风量空调系统（VariableAirVolumeSystem，简称VAV系统）是一种根据室内负荷变化自动调节送风量的空调方式，广泛应用于现代大型公共建筑、办公楼、医院和酒店等对舒适性和节能要求较高的场所。与传统的定风量系统相比，VAV系统通过改变送入房间的空气流量来满足不同区域的温湿度需求，从而实现更精确的环境控制和更高的能源利用效率。

VAV系统的核心组成部分包括变风量末端装置（VAVBox）、空气处理机组（AHU）、送回风管道、温控器及中央控制系统。当某一区域负荷降低（如人员减少或太阳辐射减弱）时，该区域的温控器会检测到温度变化，并向VAV末端发出信号，调节风阀开度以减少送风量；反之则增加风量。同时，空气处理机组可根据总风量需求调整风机转速（通常采用变频控制），进一步降低能耗。

总体而言，变风量空调系统是现代智能建筑HVAC系统的重要发展方向，体现了高效、节能与舒适并重的设计理念。

5.1 变风量空调系统通过对空调机组的风机加装变频装置污水管网工程汛期施工方案，而大大节约空调机组的风机的运行能耗。

　　该工程为变风量空调系统服务的空调机组的电机总容量为363Kw，每天工作11小时，每月工作日22天，全年工作264天。

图3 风机流量与电机输入功率

　　变风量空调系统的空调机组不加装变频装置时，全年的用电量为：

　　　　363KwX11小时/天X264天=1054152Kwh

　　　　营业电费：0.9元/度，则一年的总运行费用为：948737元

　　　　在设计工况下，电机输入功率为100%;在80%的设计工况下，电机输入功率减少到51%，

　　　　在50%设计工况下，电机输入功率减少到15%。

　　　　送风量与风机电机输入功率关系曲线见图3。

　　据实际统计，在北京这样的气候条件下，次类建筑的空调系统全年运行中，有10%的时间在设计工况下运行，20%的时间在80%的设计工况下运行，70%的时间在50%的设计工况下运行(不同特性或不同地点的空调系统会有所不同)。

　　采用变风量空调系统的空调机组加装变频装置后，一年的用电量为：

　　　　363Kw x 11小时/天 x 264天 x (10%x100%+20%x51%+70%x15%)=323625Kwh

　　(这仅是工程上一种简化的统计计算方法，精确计算不在本文讨论范围)

　　营业电费：0.9元/度，则一年的总运行费用为：

　　　　291263元

　　由此可见，空调机组的风机加装变频装置后，每年可节约运行费用：

5.2 变风量空调系统可以充分利用室外新风做为冷源，这种方式被称做“经济循环”。

　　在过渡季，变风量空调系统可以直接将室外新风送入室内，由排风机排走，系统用做直流式系统，从而节约能源，而这一点在方案A(风机盘管+新风)中是做不到的。过渡季采用经济循环节约的费用如下：

经济循环节约费用表 表1

5.3 变风量空调系统基于对瞬时负荷的计算，能量可以实现动态转移，因而系统设计通常可节约冷量15%至40%，系统的总装机容量可减少10%至30%。

　　该工程原设计(方案A)中，制冷及空调设备用电量为：1004.54Kw,改做变风量空调系统设计(方案B)后，制冷及空调设备用电量为778.79Kw。因此系统的总装机容可减少：

　　　　1004.54Kw

　　冷热源采用直燃型溴化锂机组，方案A的额定天燃气消耗量为408.00NM3/h；

　　方案B的额定天燃气消耗量为348.20NM3/h。

　　额定天燃气消耗量可减少：

　　　　408.00NM3/h

　　基于变风量空调系统上述的节能优势，下面对方案A与方案B全年的运行费用比较如下：

8月份空调系统运行电费对照表 表2

8月份空调系统运行燃气费对照表 表3

6 变风量空调系统工程实例─厦门国际银行大厦

　　厦门国际银行大厦位于厦门市思明区鹭江道与水仙路交汇处的西北角，地下3层，地上3层，是一幢综合性高级写字楼。总建筑面积55,326m2，其中空调面积34,974m2。地下1至3层为汽车库和设备用房，其中地下3层兼为5级人防；地上1至4层西侧为国际银行的办公营业区域，东侧为酒楼；5至12层及14至28层为高级办公室，13层为避难层兼设备层；29层至32层为高级会所，其中29、30层为公寓，31层为会所办公，32层为会所餐厅。33层为制冷机房，屋顶布置水箱间和冷却塔。

　　建筑主体高度129.5m。

6.2 室内空调设计参数

　　主体部分冷源采用三台水冷离心式冷水机组，总制冷量为4767Kw。冷水供/回水温度为7/12oC，冷却水供/回水温度为32/37°C。热源为设置在各空调机组内的电加热器。公寓部分(29，30层)的冷热源为各自独立的水源热泵机组，总冷量为281Kw。

6.4 空调风系统的设计(见图4，图5)

图4 厦门国际银行大厦空调系统图

图5 标准层空调平面图

　　本大厦各区域(除公寓部分)空调系统均为全空气变风量空调系统，分述如下：

6.4.1 门厅和所有办公部分均采用空调机组+ 变风量箱+送风口方式。

6.4.1.1 每层平面从外墙向内3~5m划分为外区，其空调负荷主要是建筑围护结构瞬时负荷，受室外气温和日照的影响，夏季表现为冷负荷，冬季表现为热负荷。外区送风口采用条缝型风口，沿外墙(窗)布置。

6.4.1.2 其余部分为内区，负荷主要是人体、照明及设备发热等室内负荷和新风负荷，室内负荷是全年性冷负荷，新风负荷则有冷热之分。一般情况下，即便在冬季室内负荷也会大于新风负荷(最小新风量时)，因此内区的空调负荷表现为全年冷负荷。内区冬季和过渡季可利用室外新风进行经济循环。内区采用方形散流器送风。

6.4.1.3 标准层每层采用一台空调机组，所有空调机组中均设有电加热器，主要用于冬季早晨预热，亦适用在阴雨天气时补充热量。空调机组接冷水管，在夏季做供冷设备使用，冬季则作为通风机使用，进行循环换气。

6.4.1.4 每个房间的内外区分别采用独立的变风量箱和温度控制器，参见图5。根据需要，在负责外区的变风量箱出口增设电加热器，满足该区域冬季温度要求。变风量箱的入口静压为370~500Pa 。

6.4.2 二至四层的右半部酒楼和32层餐厅，采用空调机组+TF变风量风口方式。

　　每个TF变风量风口下方均构成一个独立温度控制的区域。采用这种空调方式能灵活适应餐桌布局变化和隔间的增减而无需修改风管系统。而且，由于餐厅内各区域负荷随时间波动较大，各送风口独立控制可实现最大程度的节能效果，避免局部过冷过热的情况。

　　TF变风量风口的入口静压为25~62Pa。

6.4.3 公寓部分(29，30层)，采用水源热泵机组+新风系统

6.5 空调水系统的设计

6.5.1 因大楼主体高度超过120米，因此曾提出水系统分区，设两个制冷机房分别服务于避难层以上部分和以下部分，其中一个机房位于屋面层，另一个位于避难层。后经经济比较和综合分析，认为设一个主机房更好，机房设在屋面层。冷水系统总高度为126米，在水系统最低点由循环水泵压头形成的静压不超过25m，故最高压力承受点不超过1.6Mpa。

　　设备承压要求：16层及以上层所有用水设备：1.0Mpa。16层以下至首层所有用水设备：1.6MPa。

6.5.2 冷水系统设计成两管制，立管同程式，以利于水力平衡。

6.5.3 冷水泵和冷却水泵均为定流量泵，与冷水机组，冷却塔一一对应，并能互为备用。冷却塔采用方形低噪声不锈钢冷却塔，置于制冷机房上部屋面。因冷却塔距离冷却水泵较近，为避免水泵抽空，采取了加深冷却塔水盘、设置连通平衡管和控制启动顺序等措施。

6.5.4 冷水系统采用密闭式膨胀水箱，置于机房内部，便于维护管理。

6.5.5 冷却水的水质处理装置采用高频电子除污器。

6.5.6 制冷机房设在屋顶，隔振抗震措施参照ASHRAE标准和国家有关规范进行。

6.6 新风和排风系统的设计

　　由于新风在春、秋季一段的时间内是一种天然的冷源，在冬季还可为内区和其他发热量大的场所(如酒楼、餐厅)提供冷量。新风直接从室外引入经过滤后与回风混合，再送入空调机组进行处理。新风管路设计满足过渡季大量使用新风的需要dg／tj08-15-2020 绿地设计标准(附条文说明)，并能确保最小新风量，从而满足节能和卫生两方面的要求。

　　相对于新风系统的设计，所有变风量空调区域设计与之匹配的排风系统，以满足过渡季大量使用新风的需要，防止室内出现过大的正压。该排风系统在使用最小新风量的条件下不运行。

　　各设备机房、库房、洗手间等房间的排风量的确定根据空调区的最小新风量和不同使用功能有所区别。

　　地下汽车库的排风系统兼作排烟系统使用，排风机采用双速驱动型式，平时排风以低速运行，当接到火灾信号时自动切换为高速运行，加大排风量，提高风压。

6.7.1 通过测量供回水温度和流量，计算空调实际负荷，按预编程序控制离心式冷水机组、冷却塔、水泵及配套设备的运行台数。

6.7.2对变风量空调机组机组采用定送风温度控制方式，由设在送风管道的温度传感器所测的温度值与空调机组控制器的设定值比较，用比例积分方式控制，输出电信号，控制电动三通阀的开度，改变水流量，以使送风温度保持在所需温度。

6.7.3 变风量空调机组机组采用交流变频器拖动送风机，根据静压传感器的信号来感知系统风量的变化土方开挖施工方案（全），调节风机转速，改变送风量，恒定系统静压控制点的静压值，静压传感器放在送风机到系统末端的2/3~3/4处。

6.7.4 办公部分的变风量末端为节流式压力无关型变风量箱，由温度传感器―温控器、风速传感器―风量控制器组成串级控制，温控器根据温度偏差设定风量值，风量控制器根据风量偏差自动调节风阀的开度，调节送风量。