廖滟，牛利敏，魏峥，常文成，蔡祖明（1.中国建筑科学研究院有限公司北京100013；2.北京电力经济技术研究院有限公司北京100101）
摘要：既有办公建筑的变风量空调系统普遍存在VAVbox入口直管段过短、二次风采用过长或弯折 的软管、单独隔间回风不畅等问题，相关自控系统则存在风量传感器不准、风机变频逻辑缺失、楼控系统卡顿等.针对既有办公建筑的变风量空调系统的常见问题通过实际项目案例介绍了诊断、改造及优化的方法.通过诊断明确问题症结提出改造建议，改造目标是修补空调系统缺陷、恢复变风量控制功能及满足现有房间的个性化需求.改造完成后对系统能力、控制逻辑及室内效果进行验证并基于效果验证进行自控参数优化调适最终实现变风量 空调的自动运行，对既有办公建筑变风量空调系统的诊断及改造提供了清晰的思路.
关键词：既有办公建筑：变风量：空调诊断：改造
VAV System Diagnosis and Transformation of Existing Ofice Buildings LIAO Yan’ NIU Limin’ WEI Zheng' CHANG Wencheng’ CAI Zuming”( 1. China Academy of Building Research Beijing 100013 China;2. Stale Grid Beijing economies Research Institute Beijing 100101 China)
Absract: The VAV air conditioning system of exising offce buildings generally has somelofp oy go u a xova fous ady ss s su mas.s pou o umaaa y u uauro adas u uma od pu af o npuostheqir ome sensor is not arate the fn frequeny oersion logic is miing n the bilingcontrol system is stuck. Against the co mmon problems of VAV air-zonditioning system in existing officebuildings this paper introduces the methods of diagnosis transformation and optimization through anIransformation suggestions. The objectires of the transformation are to repair defeets restore VAV conrol actual project. Through diognosis the uthor identifes the cruxes of the problems and puts forwardfunetions and meet the personalized needs.Afier the transformation the author verijfied the systemcapability control logic and indoor efect. Then the auomatic conrol parameters are optimized andrealized. This paper provides α clear idea for the diagnosis and transformation of VAV system of existing adjusted based on the effect verification. Finally the automatic operation of VAV air conditioning isoffce buildings.
Keywords: existing office buildings; VAV; air-zconditioning diagnosis; transformation
实际负荷与设计负荷差别较大、二次装修阶段未根我国从20世纪90年代中期引入变风量系统随据工程具体情况对系统进行整体设计、专业调试及维后这类系统蓬勃发展.使用多年后，许多建筑的空调护.当二次装修分隔的房间较多时经常出现一台 效果不尽如人意，究其原因主要是经过多次装修房VAVbux负责多个房间的现象因此很难同时满足多间的功能、需求与原设计发生了很大改变，这造成了个房间的温度需求，风管漏风、设备老化、自控系统功能缺失等现象较为普遍，通过对多个项目的实地
0引言
调研发现变风量空调系统普遍存在VAVbox入口直管段过短、二次风采用过长或弯折的软管、单独隔间回风不畅等问题.相关自控系统则存在风量传感器建建筑一般可通过联合运行调适解决大量问题 不准、风机变频逻辑缺失、楼控系统卡顿等问题.新既有建筑则需先诊断和改造改造完成后进行效果验证及优化调适.有多位学者研究了变风量末端的故障诊断方法、变风量的改进措施和相关策略-，但绍诊断过程及改造效果. 在既有建筑中难度较大.下文依托实际项目案例介
结构为玻璃幕墙，空调冷热源与其他楼层共用，无独立冷热源.办公区采用变风量空调系统每层设4台变风量空调机组，新风通过集中竖井送风.使用多年空调效果不佳自控系统无法有效调控.业主拟划 分试验区进行空调改造依据改造效果推广至全楼.
试验区为12层西南角总面积约317m²共5个房间.南向为1个大开间，西向内区为开间，外区3个小房间.由一台组合式空调机组负责定静压控制风量.串联型VAVbox共8台供走廊的定风量末 端1台.设备参数见表1、2平面布置见图1.
案例介绍
2 诊断过程及结果
本项目位于北京CBD2008年落成.建筑围护
诊断过程分为检查和测试阶段.
表1变风量空调机组额定参数
编号 数据类型 设计 制冷量/W 83.9 制热量/kW 47.0 风量/（m²/hb) 12 500 机外余压/P 650 风机功率/kW 7.5AHU 13 铭牌 88. 5 168.2 15 000 454 5.5
表2VAVbox额定参数
VAVbox 编号 #L 8# 9# 10# 11 12# 13# 14e 定风量末端说计最大一次风量 铭牌最大一次风量 1200 1200 1700 1700 1700 1700 1200 1200 3300 3300 1033 1033 2000 2000 4300 4300 900 900铭牌最小一次风量 1330 240 OLE 1850 370 1330 240 OS 890 240 400 1190 4310 900风机档速 风机风量 高 1850 中 中 高 低 1020 中 2020 高 高 单风道型号 8寸 10寸 10寸 8寸 14寸 8寸 10寸 16寸 6寸
2.1检查阶段
风量空调系统控制逻辑.检查发现如下问题：
检查阶段的工作主要包括空调系统各相关设备、组件的符合性检查，设备运行现状检查，以及核对变
（1）组合式空调机组铭牌风量比设计大机外余压则小，变风量末端的铭牌符合设计要求.但是现场串联风机的风机档位设在高速并未按照铭牌设置
量现场使用的风机分为高、中、低三档，按照设计风 串联型VAVbox的风机风量应为一次风最大风量选用档位，见图2.现场检查发现风机档位都是处于高档造成实际出风量与设计出风量不符.
图1试验区平面图
图2VAVbox 铭牌
（2）除了12#VAVbox外其余VAVbox前端的一次风管圆形管的直管段均小于4倍管径（见图3）不满足规范要求.直管段过短会造成风量传感器测量数据不准确影响VAVbox的控制精度.
（5）按设计要求，有一个定风量末端负责走廊的送风有且只有一个送风口-检查过程中发现，走廊还增加了一根送风管和送风口（见图7），该风管靠近主风道并且没有手阀控制，这将造成走廊的送风量 大于设计值影响室内送风.
图7图纸上没有的送风口
（6）回风口安装在空调机房外侧直接与走廊连接（见图8）容易造成气流短路，变风量空调系统是吊顶回风回风口应该与吊顶相连才能将吊顶的回风送入空调机房.目前这种回风方式是将走廊的风送 回到机组内室内回风很少能进入机组并且走廊有额外的送风口会造成一部分气流短路送风直接回到机组，回风口的这种设置将影响空调的整体效果.
图3VAVbox前端一次风管
（3）大部分VAVbox的二次风管的安装存在问题例如软管长度过长、软管（复合材料风管）死弯 （见图4）、漏风等问题，根据实际工程经验软管过长会造成系统沿程阻力过大，并且软管无支撑，很容易出现死弯或塌凹增大系统的局部阻力.
图8回风口
图4VAVbox二次风管
（7）VAVbox回风口过滤网堵塞（见图9）.
（4）按照设计要求，外区的VAVlxx分别带有3-4个条缝型风口-在检查中发现14#VAVbox负责的一个条缝型风口改成了方形散流器（见图5）并且 其余两个条缝型风口跨越了两个外区房间（见图6），不利于对房间温度的控制-8#、9#和11#VAVbox分别负责南向外区每台的3个条缝型风口均合并成了一个长条的条缝型风口.
图9VAVbox回风过滤网
（8）目前中央控制系统只能读取各类传感器的读数并且控制各类控制器的启停其余自动控制功能均不能实现.
图5条缝型风口改为方形散流器
(9)DDC控制系统
①变风量空调机组系统没有静压设定值风机一直工频运行；机组能根据送风设定温度自动调节水阀.
VAVbox均未按设计设定最大、最小风量，可以控制 ②VAVbox一次风阀均强制全开，
图6条缝型风口跨房间
和查看一次风阀开度、风量及温控面板温度.
风闯全开-新风阅调至设计新风量
（1）变风量空调机组的制冷量严重不足实际制冷量只有额定制冷量的32.5%.这主要是由于制冷站的供水温度较高水量不足.
2.2测试阶段
测试阶段主要针对空调系统的设备性能进行测试、传感器、执行器精度测试以及自控逻辑的校验. 测试结果如下.
（2）风机的实际风量大于设计值，实测余压小于设计-这主要是因为风机选型与原设计不同.
2.2.1空调机组性能测试
变风量空调机组性能测试结果见表3.
测试时空调机组工频运行，VAVbox一次、二次
表3变风量空调机组测试结果
类型 数据 风量/(m²/hb) 机外余压/Ps 制冷量/kW 流量/（m²/b] 进水温度/℃ 回水温度/C设计值 12 500 650 205 83.9 27.3 14.5 7 12 14实测值 比值 16 201 130% 32% 33% 5. 87 41% 10
（3）各回风口风量总和为6608m²/h远小于送风量、说明回风不畅-
（3）将机组的总送风量和VAVbox一次风量之和进行比较发现两者风量相差3689m²/h说明一次风管漏风较多，
2.2.3自控系统传感器测量精度测试
2.2.2送风口测试
确性较差（见图12）需现场重新整定. （1）除10#和11#VAVbox外其余风量传感器准
图10)这主要是由于二次风系统没有进行风平衡调试. （1）大部分风口的实测风量与设计风量不符（见
图12YAYbox传感腾测试结果
其余均在±5%偏差内，见图13.14#VAVhox负责 （2）除13#和14#温度传感器的测量精度较差外，3个小房间温控器装在南侧房间的太阳直射区域.
图10送风口测试结果
（2）将每台VAVbox所负责的风口风量求和与VAVbox的串联风机的铭牌风量进行比较发现大部分都不相等见图11.根据串联型VAVbxx的控制原理风机的风量应该等于二次风量二次风量即风口 风量之和.目前串联风机已调到高档8#、11#、14#VAVbox的二次风总和仍小于设计.这主要是因为回风过滤网堵塞以及二次风软管弯折.
图13实测温度与自控温度比较
0.5℃偏差内 （3）组合式空调机组送回风温度传感器均在
（4）主风管静压传感器读数在±10%偏差内，但是受气流影响震荡频繁.
2.2.4自控系统执行器测量精度测试
（1）组合式空调机组的变频控制、水阀及风阀控制功能正常.
（2）通过设定阀位观察阀位值以及响应速度VAVbox一次风电动调节闯控制精度较好.
2.2.5室内温湿度测试
图11VAVbx二次风量测试结果
选取典型日进行测试测试时室内无人员和设备
负荷.南向和西向最北侧房间均低于24℃，而西向房间2、3、4下午均过热见图14.
经过以上的检查和测试结果，该项目存在的问题及造成的影响见表4.
3 改造内容
根据诊断结果对示范区域进行了改造见图15.
改造内容包括：
（1）风系统原有施工质量问题的修复
图14改造前室内逐时温度
表4问题汇总
序号 YAVho串联风机的风机档位设在高速并来按照铭牌设置 问题表象 VAVbx二次风量与设计不符 导致结果2 VAVbox前端的一次风管图形管的直管段小于4倍管径 影响VAVbox风量传感器的准确性3 4 VAVbox的二次风软管长度过长或死弯 VAVbos风量传感器末做整定 增加系统阳力影响出风风量5 6 条缝型风口跨越了两个外区房间 条缝型风口改成了方形散流器7 走意风管无手间 送人室内的风量无法按需输送9 VAVhus均末按设计设定最大最小风量 二次风系统没有进行风平衡调试11 10 回风口直接与走磨连接盗成气流短路 VAVhas国风口过速网堵塞 增加回风阳力和风机能耗 影响室内回风效果12 楼控只能实现单点功能不能自动运行 无法实现自动控制13 14 系统没有静压设定值风机一直工频运行 静压传感器受气流影响震荡频15 制冷站的供水温度较高水量不足 变风量空调机组的制冷量产重不足
（见图17）改善南外区的气流组织和负荷处理流程；西区原爪式送风口全部改为回风口：
图15改造图纸
图16变风量风口
的冷源，保证走廊的温度舒适性； ①取消走廊的定风量阅功能以系统回风为走廊
②修补漏风处；
③清洗或更换过滤网，
（2）风系统调控能力的改善
械式变风量风口（见图16）不需要接入自控系统即 ①西侧3个独立房间的条缝型风口改为5个机可实现独立温控的功能：并设置区域静压控制阀（压力控制闯）来旁通14#VAVbox的剩余风量避免风压太大损坏风管：
整的软管长度和顺畅度减少下游风管的阻力； ②对VAVhox二次风管进行整改，修补漏风，调
图17新增区风口
道面积减少回风阻力 ④走廊天花上增设6个回风百叶，以增加回风通
③在南区外侧天花上增设6个蛋格型回风百叶
