科学研究从选题、确定课题时已经开始。这里指的研究，是指选题确定之后集中攻关的 研究。具体来说，工程论文发表有以下内容：１、搜集资料。凡是与课题有关的资料都应昼搜集齐全。２、 整理资料。使散乱的资料条理化，具有可用性。３、调查材料。材料是科研的基础，除了查 阅资料搜集材料外，有时还要进行调查。调查分为实地调查和书信调查两种，实地调查可用 开会、查勘、个别访问等方法进行。在调查中要注意搜集原始材料，有时要绘图，或者摄影， 或者录音，或者翻印。４、观察实验。这主要是自然科学使用的研究方法，社会科学中的某 些学科也要用到。通过观察、实验，我们可以取得重要的数据和材料，经过分析、综合，使 感性认识上升到理性认识，论文发表网从而检验和发展科学理论。５、思维创造。这是研究中的最富有 创造性的阶段。它是由一系列既相互区别又密切联系着的方法所组成的，其中主要有：归纳 和演绎，分析和综合，从具体到抽象，再从抽象到高级的理性认识。这种科学的逻辑思维方法就是辩证逻辑。
一套完善的空调系统主要有：冷源和热源，空气的处理部分——空调器，空气的输送与分配，自动控制等四大部分组成。
空调系统的分类：可以按空气处理设备的集中程度分，按采用新风量的多少来分。
一个好的变风量空调系统，除了精确的设计计算，合理的系统布置，到位的施工安装外，选择一个最佳的控制方法也很关键。在工程实际运用中，采用较多的有：定静压控制法；变静压控制法；直接数字控制法（DDC）；风机总风量控制法。
央视工程所有主要通风空调设备采用DDC控制。变风量系统大都使用在人员变化较多的公共区域。
本文介绍了央视工程的VAV系统，浅谈了作者对工程该系统的部分了解。并在一些方面对VAV系统和其它系统进行了一些简单比较。
比较了VAV系统在温度控制、降低能耗、运行费用等方面的优势。
节能减排作为实现经济发展和保护环境双赢的有效途径，不仅是我国自身可持续发展的内在要求，也是为全球减缓气候变化做出的重要贡献。作者认为VAV系统从环保、经济方面来说，在今后会有较大的发展空间。
关键词： VAV系统，系统控制，节能减排
一、空调系统概述：
一套完善的空调系统主要有：冷源和热源，空气的处理部分——空调器，空气的输送与分配，自动控制等四大部分组成。
冷源和热源：冷源是指制冷装置，可以是冷水机组或其它制冷机组。他们提供的冷量用来使空气降温，有时还可使空气减湿。热源提供热量用来加热（有时还包括加湿）空气，常用的热媒为热水或蒸汽，有时也用电热气加热。
空调器：主要功能是对空气进行净化，冷却减湿或者加热加湿等热湿处理。目前生产的空调机组一般都带风机，将室外新风及室内回风吸入到空调器内进行热湿等处理，然后再将已处理好的空调风送出。
空气的输送与分配：包括通风机、送回风管、调风门等，他们的作用是将送风合理分配到各空凋的房间，并将污浊空气排到室外。
自动控制：最大限度节省电能等能源，使空调系统能适应室内外热湿负荷的变化，保证房间内一定的空调精度，达到人感觉最合适的温度及湿度。
二、空调系统的分类：
1、按空气处理设备的集中程度分：
（1）集中式空调系统：
所有空气处理设备全部集中在空调机房内，根据送风的特点，还可分为单风道系统、双风道系统及变风量系统；
（2）半集中式空调系统：
除了安置在集中的空调机房内的空气处理设备外，还有分散在空调房间内空气处理末端设备。这些末端设备在对进入空调房间之前的送风再进行一次处理。如加热器、风机盘管、带盘管的VAV变风量装置；
（3）全分散式空调系统：
空调系统的冷、热源和空气处理、输送设备四大部分集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统，如窗式空调机等，可灵活安置在空调机房内。
2、按采用新风量的多少来分：
（1）直流式系统：
空调器所处理的空气全是新风，新风比（新风量与送风量之比）为1.0，送风在空调房间内进行热湿交换后，全部由排风管排到室外，没有回风管道（俗称新风机组）。这样系统卫生条件好，但是耗能大，经济性差。适用于空气洁净度要求较高，或者散发有害气体不易使用回风的空调场所。
（2）闭式系统：
空调器处理的全部是再循环空气（回风），不补充新风，新风比为0。这系统能耗小，但卫生条件差，适用于只有温湿调节要求，而无新风要求或者无法使用新风的空调场所。
（3）混合式系统：
空调器处理的空气由新风和回风混合而成，新风量占总的送风量的10%-100%。这种系统兼有直流式系统或闭式系统的优点，应用较为普遍。
三、变风量系统的控制：
一个好的变风量空调系统，除了精确的设计计算，合理的系统布置，到位的施工安装外，选择一个最佳的控制方法也很关键。在工程实际运用中，采用较多的有：定静压控制法；变静压控制法；直接数字控制法（DDC）；风机总风量控制法。
1、定静压控制法：
所谓定静压控制，就是在风管静压最低点安装静压传感器，测量该点的静压，并调节风机的转速，使该点的静压恒定在变风量末端的最低工作压力。
2、变静压控制法：
所谓变静压控制，就是使用带风阀开度传感器，风量传感器和室内温控器的变风量末端，根据风阀开度控制送风机的转速，使任何时候系统中至少有一个变风量末端装置的风阀是全开的。
我们可以推知其控制方法：
（1）变风量末端装置的风阀是全部处于中间状态→系统静压过高→调节并降低风机转速。
（2）变风量末端装置的风阀是全部处于全开状态，且风量传感器检测的实际风量等于温控器设定值→系统静压适合。
（3）变风量末端装置的风阀是全部处于全开状态，且风量传感器检测的实际风量低于温控器设定值→系统静压偏低→调节并提高风机转速。
3、直接数字控制法（DDC）：
所谓直接数字控制法（DDC）就是计算机在参加闭环的控制过程中，不需要中间环节（调节器），而用计算机的输出直接控制调节阀、风机等执行机构用数字式自动控制器进行最小静压控制时，如果知道了末端装置的风阀全开时的开度—压差—流量特性，风管的流量—阻力特性，风机的转速—扬程—流量特性，就可以根据风量求的满足最小静压控制的送风机转速。其步骤如下：
（1）给出各末端要求风量。
（2）计算风管的阻力。
（3）选择最不利环路和计算最小静压状态的送风机扬程；计算送风机转速。
（4）计算送风机的转速，送风机风量为各末端装置要求风量之和。
（5）控制，根据送风机转速的设定值控制送风机的转速，并对风机转速的变化率加以限制，以免电机过载。
4、风机总风量控制法：
风机总风量控制法的基本原理是根据风机相似律，在空调系统阻力系数不发生变化时，总风量和风机转速是一个正比关系。
四、央视工程概况：
中央电视台新台址建设工程位于朝阳路和东三环路交界处的CBD中央商务区内。TVCC主楼主要的使用功能为酒店房间、剧院及其它电视文化设施。总建筑面积为103648㎡，高度159.07米。地上部分主要由5层裙楼及30层的塔楼所组成。
1、空调冷源：
TVCC冷源来自服务楼的中央制冷主机房，供回水总管通过地下管线服务通道从服务楼接至TVCC楼内。TVCC供冷总冷负荷为10868kW，供回水温度为5/11℃。
2、空调热源：
TVCC内冬季供暖空调总热负荷为9350kW 。空调热源来自城市热网的高温热水（115/55℃），通过板式换热器提供70/50℃的低温空调热水，换热站位于TVCC的地下室内。空调加湿所用蒸汽同样来自城市热网。由于冬季市政蒸汽有可能达不到产生二次纯净蒸汽所需的0.4MPa压力，空调加湿将直接采用经过滤、分离杂质等方式处理的市政蒸汽。空调加湿总量为3000kg/h。
3、空调水系统：
空调冷热水系统均采用四管制，冷热水系统独立循环。空调冷水系统在13层机房内设置板式热交换器，水系统分成上下两个独立的系统。低区系统供回水温度5/11℃；高区系统供回水温度6/12℃。空调热水系统在13层机房内设置板式热交换器，水系统分成上下两个独立的系统。低区系统供回水温度70/50℃；高区系统供回水温度65/45℃。系统采用开式膨胀兼补水水箱。
4、空调通风系统：
主要房间的空调方式见表1：
表1：主要房间的空调方式
房间名称 空调方式 气流组织 末端形式
1 宾馆客房 风机盘管加新风 上送上回 百叶风口
2 餐 厅 低速全空气系统 上送上回 百叶风口
3 多功能厅 低速全空气系统 下送上回 置换侧送风口
4 录音棚 低速全空气系统 下送上回 置换侧送风口
5 剧场座椅区 低速全空气系统 下送上回 置换底送风口
6 数字影院 低速全空气系统 上送上回 百叶风口
7 AV视听间 低速全空气系统 上送上回 变风量风口
8 酒店大堂 低速全空气系统 侧送侧回 喷口送风
9 中庭大堂 低速全空气系统 侧送侧回 喷口送风
送风空调箱机组（AHU）一般均包括新回风混合段、电子及活性炭复合过滤段、冷热盘管段、送风机段、加湿段等；置换送风系统还有二次回风段；有较高声学要求的系统其空调机组还具备消声段。
5、通风空调自动控制系统：
大楼所有主要通风空调设备采用DDC控制，系统集成至BAS，控制内容主要包括：
（1）冷热源系统
热交换器、水泵等的单机控制及群控；冷、热水系统的变流量控制，供水温度的控制等。
（2）空调末端
空调机组的启停控制，风机变频控制，送风（或回风）温度控制，防冻保护，过滤报警，加湿控制，最小新风量控制，新、回、排风风阀的联动控制等。
（3）BAS系统将可以对系统及主要设备的运行进行启停、状态监视，涵盖范围包括主要的空调设备、通风设备、下送风机组、冷热循环水泵等。
（4）风机盘管设带温度控制的三速风量开关，配合水路两通on/off电动阀。此部分控制采用就地模块控制，不计入BAS总点数；可以有选择性的把重要房间温度通过BA系统显示。
五、央视工程变风量系统介绍：
1、变风量风口使用部位及数量见表2
表2变风量风口使用部位及数量
型号 出风口形式 名义入
口直径 最大
风量 噪音 数量（台）
mm M3/h dB(A) F1 F2 F3
1 TF-C-06 方形散流器（平顶贴附型） 150 374 <34 2 0 6
2 TF-C-08 方形散流器（平顶贴附型） 200 603 <34 2 0 7
3 TF-C-10 方形散流器（平顶贴附型） 250 985 <34 6 8 2
4 TF-C-12 方形散流器（平顶贴附型） 300 1223 <34 0 1 1
2、风机情况
本工程一次回风空调机组使用上海开利公司生产的39CBF组合空调机组，使用变频风机再加变频器。
3、变风量风口情况
部分末端使用的是美国皇家空调设备工程有限公司生产的精美变风量风口，精美变风量风口(Therma FuserTM)是一种带有内置温度控制器，依靠热敏感物质的膨胀收缩作用来驱动风阀进行风量调节的变风量末端。
温控器是一个充有石油蜡状物的小铜柱，当其受热时，蜡状物会融化膨胀，向外推动柱塞，当其冷却时，蜡状物凝固收缩，弹簧将柱塞拉回。通过柱塞运动成比例地调节风阀的开度。
精美变风量风口是通过空气诱导作用感受进入风口的室内空气(二次风)的温度来得到室内平均温度的，其结构示意图如下：
图1精美变风量风口原理图
图1为冷热型精美变风量风口。它有三个温控器，其中一个为模式转换温控器，另两个分别为供冷温控器和供热温控器。
模式转换温控器位于风管入口处，感应送风温度，用来控制供冷和供热的模式转换。当送风温度升高，达到24.5℃时，风口由供冷模式开始向供热模式进行转换，并在送风温度达到26.5℃时完成转换。在此温度以上，风口处于供热模式，即供冷温控器对风阀不起调节作用，风阀仅由供热温控器进行控制。当送风温度降低到20℃以下时，风口由供热模式转换回供冷模式。供冷温控器和供热温控器均安置在回风诱导腔内，它们可以充分感应诱导风温度来控制风阀。在供冷模式下，由供冷温控器负责控制风阀的开度，风阀的开度会随房间温度的升高而增大；而在供热模式时，则由供热温控器负责控制风阀开度，风阀开度会随房间温度的升高而减小。
精美变风量风口还有其他两种类型：供冷带快速供热型和单冷型。
供冷带快速供热型风口中除了有一个供冷温控器外，在风管入口处，还有一个快速供热温控器。当送风温度升高，达到 23.3℃时，快速供热温控器开始动作，通过膨胀用推动传动臂打开风阀，使热空气送入房间，当送风温度达到26.7℃时，风阀处于全开状态。
本工程使用的是单冷型，风口中仅有一个供冷温控器，其温度调节范围为：21～25.5℃。
4、央视工程变风量工程控制系统情况
本工程变风量系统控制采用直接数字控制法（DDC）。
室内温度通过末端装置设在房间的温控器进行设定，确定送入房间的风量。送入房间的实际风量可以通过变风量风口调节进行控制，变风量风口对进风量的调节导致风管压力产生变化，通过风管内的压力传感器把实测值输入现场DDC控制器，控制器将实测值与设定值进行比较后，控制变频风机调整送风量。例如夏季，当室内温度高于设定值时，变风量风口加大送风量，此时主送风道的静压P将下降，并通过静压传感器把实测值输入到现场DDC控制器，控制器将实测值与设定值进行比较后，控制变频风机提高送风量，以保持主送风道的静压。如果室内温度低于设定值时变风量风口将减小送风量。冬季和夏季的调节方式相同，但调节过程相反。具体控制过程如下图所示
空调房间温度——变风量风口送风量——送风管道静压——DDC系统计算——调整风机转速
上述控制过程中，控制对象为室内温度、主送风道静压P，检测装置为静压传感器，调节装置是现场DDC控制器，执行器是变频风机，
由于变风量系统在调节风量的同时保持送风温度不变，因此在实际运行过程中必须根据空调负荷合理的确定送风温度。例如夏季，当送风温度定的过高，空调机组冷量不能平衡室内负荷时，空调机组可能大风量工频运转，此时起不到节能效果。空调机组的送风温度可以通过现场DDC控制器进行设定，并且通过控制空调机组回水电动阀，对送风温度进行有效的控制，控制过程如前所述。
六、变风量系统的应用：
一般来说，负荷变化较大的建筑物，如办公大楼，多区域控制的建筑物及公用回风通道的建筑物采用变风量空气调节系统是合适的。
1、负荷变化较大的建筑物
由于变风量可以减少送风机和供暖的能量（因为可利用灯光及人员等热量），故负荷变化较大的建筑物可以采用变风量系统。
若建筑物的玻璃窗面积比例小，外墙传热系数小，室外气候对室内影响较小，则不适合采用变风量系统，因为部分负荷时节能量较小。
例如办公大楼，一旦建筑物内有人员聚集和灯光关闭开启，负荷就接近尖峰；人员离开和灯光关闭负荷就变小，因此负荷变化较大。
再如图书馆或公共建筑，具有较大面积的玻璃窗和变化较大的负荷的时间比较长。
2、多区域控制的建筑物
多区域控制的建筑物适合采用变风量系统，因此变风量系统在设备安装上比较灵活，故用于多区域时，比一般传统的系统更为经济，这些传统的系统为：多区系统，双管系统和单区屋顶空调器等。
3、公用回风通道的建筑物
具有公用回风通道的建筑物可以成功的采用变风量系统，公用回风通道可以获得满意的效果，因为如采用多回风通道时可能产生系统静压过低或过高的情形。
一般来说，办公大楼和学校均可采用公用回风通道，然而，也有一些建筑物不适合采用，如医院中的隔离病房，实验室和厨房等，因为采用公用回风通道会互相污染空气。
就本工程来说，变风量系统大都使用在人员变化较多的公共区域，如一层录音棚休息室，二层休息室，舞台区三层演员休息室及更衣室、视听室。
七、VAV系统与其他系统对比：
1、VAV系统与全空气定风量系统相比：
（1）区域温度控制
通常全空气定风量系统只能控制某一特定区域的温度。对于大空间来说，一般采用控制房间温度或回风温度。对于一个风系统带有多个房间时，定风量系统不可能使每个房间温度都能进行控制，因而只能控制某个主要房间的温度，或者在大多数情况下，控制一个综合的回风温度。因此带来的缺点是：此时绝大多数房间的温度不能正常控制，必然造成部分房间过冷或过热。采用VAV系统时，由于各个区域内的送风量可随该区域温度的变化自动控制，因此能保证各区域或房间温度按使用要求进行温度控制，将使用标准得以提高，房间过冷或过热现象的消除也使能量得到合理的运用。
（2）综合能效较高
①设备安装容量减少
定风量系统由于要满足各房间最大负荷的需要，因此系统的总冷(热)量应是各房间最大冷(热)量之和，总送风量也应是各房间最大送风量之和。
VAV系统的各房间的最大送风量与定风量系统是完全相同的，但是由于各房间内设置的末端可以独立控制风量。在整个风系统达到设计冷(热)量时，并非每个房间都在其设计状态下运行。因此VAV系统的冷(热)量或风量应为各房间当时负荷之和，并小于定风量系统的设计最大值。这样可使系统的空调机组可以减少，从而使整个空调机组安装容量降低，占用机房面积减小，能量耗量也相应降低，节约了投资。
②运行能耗节省
一幢建筑的空调负荷在全年运行中，只有极少数时间在设计状态运行的。当各房间的负荷减少时，各末端的风量将自动减少，系统对总风量的需求也就必然下降，通过设计适当的控制手段，降低送风机转速，使其能耗降低。从而使空调送风机的全年运行能耗大大降低。据厂方资料报导，一般送风机全年能耗比较，VAV系统只是定风量系统的1／3。
③有利于房间的灵活分隔
现在的办公楼根据现在办公的要求，一般采用大开间设计，用户通常会根据各自的使用要求，对房间进行二次分隔及装修。在控制整个开间的总冷(热)量不变的前提条件下，VAV系统由于其末端装置的布置灵活，且能进行区域温度控制，因此只需重新分隔各房间的冷(热)量与该房间重新调整的末端设备的风量相匹配，即可以较方便满足新用户的需要。
2、VAV系统与新风加风机盘管系统相比：
（1）空调品质高
①VAV系统属于全空气系统，对于房间的换气次数有较大的提高。全空气系统在过渡季节可以充分利用全新风送风<或调节新风比)，节约能耗。而风机盘管加新风系统的全年新风量基本是固定不变的，是以满足最低卫生标准所要求的最小新风量。
②可以有效控制空调系统在室内的噪声。风机盘管本身的噪声约在40多分贝，但消除它有困难。当采用VAV系统时，可以通过风道及一些消声设备来减少。
（2）维修工作量下降
变风量末端设备结构简单，可靠性高，故障率低。
（3）有利于施工及房间的使用
在新风加风机盘管系统中，通常风机盘管设于房间内，必然随之有冷凝水管进入房间。一是坡度要求容易造成房间吊项净高的影响；二是由于堵塞或安装坡度不够造成排水不畅，变风量系统属于全空气系统没有冷凝水管，因此没有上述问题。
（4）节约能源
在新风加风机盘管系统中，通常全年按最小新风量设计新风空调机，而且为了控制的方便和可靠，其新风的送风温度是按照冬季和夏季两种状态进行设计的。在过渡季节时，无法加大新风量，也不会修改新风的送风温度，只能靠风机盘管做供冷运行，延长了空调机组的全年运行时间。而VAV系统可以在过渡季节利用全新风供冷。
（5）有利于房间分隔
九、节能减排的重要意义：
我国“十一五”规划提出了节能减排的目标，即到2010年在2005年基础上单位GDP能源消费降低20％，主要污染物下降10％。这一目标的提出具有非常重要的战略意义。首先，它是全面贯彻落实科学发展观、促进经济又好又快发展的要求。当前，我国正处于工业化和城市化发展的关键时期，无论从发展规模还是从发展速度来看，在世界上都是独一无二的。随着人口增长和经济的快速发展，资源环境约束日益突出。2007年，我国一次能源消费总量达到26.5亿吨标煤，比2003年增长了51%。只有切实转变发展观念，开创新的发展模式，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，才有可能实现在经济平稳较快增长的同时，使我国的能源强度明显下降。其次，通过节能减排我国能在应对全球气候变化方面做出重要贡献。作为人类社会面临的共同挑战，气候变暖已经成为当前国际社会高度关注的全球问题。我国的温室气体排放总量已接近世界第一排放大国美国，近年来更是呈高速增长的趋势。同时，尽管我国人均排放大大低于发达国家，但已接近世界平均水平。节能减排作为实现经济发展和保护环境双赢的有效途径，不仅是我国自身可持续发展的内在要求，也是为全球减缓气候变暖做出的重要贡献。
参考文献
[1] 空气调节（第三版） 中国建筑工业出版社
[2] 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出版社
[3] 美国皇家空调设备工程有限公司产品样本
本文首发论文通： http://www.lunwentong.com/
