摘要： 介绍诱导型VAV末端装置的优点和设计，指出诱导型VAV末端同样适用于办公室，特别是医院病房空调，可有效的改善房间的空气品质，提高舒适性。采用全空气系统，可抑制微生物、细菌的滋生与繁殖。1 前言 诱导型VAV空调末端是一种在北欧广泛采用的VAV末端。它不仅具有节能的特点，同时由于它是全空气系统，去掉了冷凝水环节，有效的防止了微生物的滋生，提高了房间的送风质量，改善了房间环境。诱导型VAV适用于办公室和医院病房等舒适性要求较高的场合，可有效抑制细菌的繁殖，防止病菌传播和交叉感染。大力发展诱导型VAV空调末端，是提高建筑物室内环境质量的一个很好的途径。本文就对诱导型VAV空调系统作一些探讨。2 诱导型VAV末端2.1 诱导型VAV末端原理 诱导型VAV末端是指经过集中处理的空气（一次风）由风机送入空调房间的诱导器中，诱导器是分设于各室的局部设备（或称末端装置）。它由静压箱、进气装置（喷嘴，VAV调节阀）和盘管（又称二次盘管，也有的不设盘管）等组成。一次风进入诱导器的静压箱，经喷嘴以高速射出（20～30m/s）。由于喷出气流的引射作用，在诱导器内造成负压，室内空气（即回风，又称二次风）被吸入诱导器，一、二次风相混合由诱导器风口送出。送入诱导器的一次风通常就是新风，在必要时也可使用部分回风，但采用回风时风道系统较复杂。诱导型变风量末端装置的主要部分是诱导型风口，其作用是用一次风高速诱导由室内进入顶棚内的二次风，经过混合后送入室内。诱导型末端装置有三种，一种是一次风、二次风同时调节的，室内冷负荷最大时，二次风（诱导风）侧阀门全关。随着负荷减小，打开二次阀门，以改变一次风和二次风的混合比来提高送风温度。由于它随着一次风阀开度而改变诱导比例，所以控制困难。为此采用另一种结构，即在一次风口上装定风量机构。随着室内负荷减小，逐渐开大二次风门，提高送风温度。还有第三种结构，即在一次风口上装变风量装置，在变风量工况下诱导室内回风。这种结构正是诱导型VAV的发展主流，也是本文重点探讨的对象。诱导器的性能指标之一是诱导比n。n一般为2.5～5之间，随产品结构而异。对于一定结构的诱导器，在一定风量范围内n为定值。诱导器的另一些特性指标为工作压力（与喷嘴风速有关）、额定一次风量时的噪声、盘管的供冷供热能力等。诱导型变风量系统不仅具有VAV系统的节能特点，而且可以在非常小的调节范围内保持良好的热舒适性。诱导型VAV系统中设计独特的末端装置可使机组诱导室内空气并且在不使用风机的情况下将其与空调一次空气进行混合。同时可以通过改变进口压力、进口风速、下游的压力损失和在诱导端口设置风门来达到调节诱导比的目的。2.2 诱导型VAV空调系统优点及与FC系统的比较2.2.1 制冷模式中的优点在制冷模式中，诱导型VAV系统表现出了三个优于其他变风量系统的特点：1） 它可以采用低温一次空气（不低于9oC），允许设计者用较少的空气量就可以达到同样的冷负荷。同时减小了管道系统和相关的空气处理设备的尺寸，可以为用户提供更多的实用空间。还扩大了进行"自由冷却"的室外空气温度的范围。2） 如果能在不损害热舒适性的前提下将调节比调到20％，那么就可减少对空气流量的要求，而且允许可调速的AHU在比常规VAV系统更小的风量下工作。这种情况尤其适用于低负荷和无人在的情况下。3) 就其他VAV系统而言，在最小送风量时，一般会产生一个空气不流动的"死区"。而诱导型变风量末端克服了这个困难，它提供给房间足够的空气使房间的空气能够充分运动，保证居住者的舒适性。2.2.2 再热模式中的优点一般地，在制冷模式中，传统的VAV系统仅仅能够将调节比调节到50％～60％来保持室内的热舒适性。这就表明，再加热必须达到最大容量的50％～60％。对流量较大的一次空气进行再加热是效率很低而且耗费能量的。对诱导型VAV进行再加热只需达到最大容量的20％，这很接近于一座大楼的最小新风量的要求。诱导型VAV系统还有一个好处就是可以回收象照明设备等的热量。用诱导空气对一次风进行预热，它将延迟再热盘管的通电时间，因此减少了再热能量的损失。2.2.3 诱导型VAV系统一般特征1） 在不需要专门的VAV散流器或是辅助风机的情况下，就可实现节流范围从20%到100％的调节。2） 可以维持充分的空气运动和热舒适性，并且可以消除散流器在小流量时的冷气流下沉现象。3） 运行压力低。4） 再热模式中可进行热回收。5） 将静压转化为有用的诱导能量。6） 可以采用低温的一次风。7） 可以采用与整个大楼管理系统相兼容标准的VAV压力独立控制系统进行控制。8） 符合低噪音噪音标准24～35dB（无风机噪音）。9） 紧凑的外形设计。2.2.4 诱导型VAV与传统FC系统的比较（1）诱导型VAV末端由于不存在凝结水的问题，有效的避免了细菌滋生；而传统的风机盘管的凝结水会导致细菌的大量繁殖，又随送风送入房间，影响人们的健康。（2）诱导型VAV末端基本可保证新风的按需分配，满足30m3/h人；而传统的风机盘管房间新风难以得到满足，或新风分配难以得到均衡。（3）诱导型VAV较风机盘管而言，换气次数明显提高。（4）诱导型VAV可实行集中管理；风机盘管由于分别布置在各个房间，造成管理的不便。（5）诱导型VAV由于可采用大温差送风，管路尺寸减小，节约了空间。2.3 诱导型VAV系统性能分析2.3.1 诱导型VAV末端运行过程诱导型变风量机组，正如它的名字一样,变风量机组在没有辅助风机的情况下，诱导房间内的气流或是天花板内的气流并将它们和从中心系统出来的一次空气相混合。下图就是一个典型的机组外形示意图。一次空气（经过空调的空气）进入到机组的(A)部分。独特设计的风门(B)，它可以控制一次气流，同时可以在诱导室（C）的入口产生一个负压。负压就诱导空气通过诱导口（D）然后进入诱导室(C)，在诱导室和一次风进行混合。混合后的气流通过多个出口（E）均匀的吹出，出口设有内置的均匀网格对空气进行均匀处理。2.3.2 诱导型VAV末端性能曲线1）空气流量一次空气曲线是一条直线，它反映了从0％到100％的节流调节。这和没有诱导器的变风量机组的曲线相同（虽然在变风量机组调节比小于50％时，散流器就会出现冷空气下沉现象。）诱导比是进口压力、进口风速和下游压力损失三个变量的复合函数。性能曲线表明：进口压力越高，进口速度越低，下游的压力损失越小，诱导比就越大。送风气流曲线是一次空气和诱导空气曲线的叠加，通常都比一次空气大得多。在不破坏热舒适性和不影响维持住户舒适性的必要的空气流动的情况下，诱导型变风量机组使得风量调节到20％的可能性得到了实现。
图1 结构示意图2）温度进气体积（Q3）是一次空气（Q1）和诱导空气(Q2)的和。进气温度(T3)可以利用诱导比，一次空气温度(T1)和诱导空气温度（T2），运用下面的公式进行计算：oC,例如在最大流量时：, ,诱导比=1.35；最小流量时：诱导比＝2.153 诱导型VAV系统设计过程3.1 设计标准一次空气的最大流量是由所需空调空间和一次风的温度所决定的；最小流量则一般是建立在保持能耗最小时所需的可以满足需要的最小新风量。一般地，下游的压力损失可以设计为20～60Pa。设计者可以根据所需的诱导比来选择进口的静压，来保持进气温度大于一个最小值或是满足另一个需要。为了使能量消耗维持最小值，推荐静压选择150～250Pa。和现在的VAV系统比较起来，这个进口压力看起来有点偏高。但是，我们应该知道：一个诱导型变风量机组的进口静压包括了下游的50Pa的压力损失，反之，下游的压力损失必须被加到VAV机组的压降中去。如果一个VAV机组有100Pa的压降，下游有50Pa的压力损失，那么它就需要最小是150Pa的静压才能正常运行。3.2 诱导型变风量末端设计举例现有一个房间，如果我们要对它进行VAV空调设计，应按下列步骤进行：给定参数：1）设计标准：房间尺寸：3.6X5.4＝19.4m2下游压力损失（P3）＝40Pa一次空气温度（T1）＝12 oC房间空气温度（Tr）＝24 oC诱导空气温度（T2）＝25 oC最小送风温度（T3）＝15 oC每人最小新风量＝11 l/s2）冷负荷：2人X80W/每人＝160W照明（10W/m2 ）X19.4 m2＝194W计算机终端，打印机等＝400W太阳光辐射（最大）等＝550W总的热负荷（P）最大＝1304W比热负荷 ＝67.2W/m2 设计参数：A．一次空气最大流量（ ）B．要求诱导比（ ）C．最小进口压力（ ）D．总的空气量（一次空气取最小值时）（ ）E．诱导比（一次空气取最小值时）（ ）F．总的空气温度（一次空气取最小值时）（ ）设计过程：A．一次空气最大流量（ ）=冷负荷（ ）=比重（＝ ）＝比热（焓）（＝ ）＝房间空气温度( )＝一次空气温度( )B．要求诱导比（ ）当送风温度取最小值时，要求的诱导比用下式计算：或：C．最小进口压力（P1min）最小进口压力取决于诱导比并通过查表得到。诱导比同时又与一次空气流量的修正因子(K1)和下游的压力损失的修正因子（K3）有关：对于型号125，它的修整因子是：=1.00=0.96从诱导比图可以看出，当我们把125型号的机组的最小进口压力取为360Pa时，这时它的诱导比是1.3。如果选择了较大尺寸的机组进口压力会有所减小。例如，尺寸是160的机组，它的修正因子是：对于型号160的机组来说，只需要240Pa的进口压力就可以取得1.3的诱导比。D．总的空气量（一次空气取最小值时）（ ）一次空气流量的最小值根据最小新风量来确定： 我们可从图上查出当进口压力为350Pa，调节比为24.5％时，总的送风量是 是：E．诱导比（一次空气取最小值时（ ））：F．总的空气温度T3min（一次空气取最小值时 ）或：图中当调节比为100％时的数值是在一次空气速度取平均值（8～10m/s）的基础上得出的。由型号尺寸（参照表格"一次空气流量的修正因子（K1）"）和下游压降（30Pa）来决定的。其他情况使用修正系数：一次空气流量（V1）的修正因子(K1)型号尺寸V1<图中数值图中数值V1>图中数值4133167200233267300333367400516720825029233337541745850062773464154845536236927618308442552663773883994110412151325106838541025119613671538170818792050修正因子K11.121.081.051.031.000.980.960.940.92下游压降（P3）修正因子(K3)P3202530354045505560K31.041.021.000.980.960.940.920.900.89按照新制定的国际舒适性标准（如NEN,DIN,ISO,BSRIA,ASHRAE等），一个VAV系统如果没有诱导器也没有采用专用的VAV散流器，当流量下降到50％～60%时就难以防止散流器冷气流下沉现象，难以保证房间空气的充分流动和连续的热舒适性。而一个诱导型的VAV机组，只需要20％的调节比就可以满足这些热舒适性标准的要求，这表明诱导型VAV系统可以为用户节约很大一部分运行费用。4 诱导型VAV系统的应用诱导型VAV末端的形式很多，有带矩形出口的、带矩形出口和内置在加热盘管的和多出口带内置再加热盘管。诱导型VAV末端适用于写字楼、医院病房等很多场合，尤其适用于医院病房。它的最大的优点就是略去了凝结水这一环节，因此细菌无滋生之地，减少了医院病房的细菌传播和交叉感染。它具有传统的全空气系统所没有的优点，风管尺寸减小，节约空间面积。缺点是噪音较大，风速控制不易，诱导比的控制困难。将诱导型VAV末端与自动控制相结合，可以进一步提高控制的准确程度，达到预期的控制目标。5 结论综上所述，诱导型VAV末端由于其多方面的优越性，是非常值得推广的一种系统。将诱导型VAV末端用于办公室、医院病房的空调系统，可解决风机盘管多方面的缺陷，为人们的生活提供更舒适的生活环境。