
全空气空调并不是风机一直按照固定风量运行就可以达到最佳效果。
住宅不同房间的冷热负荷会随着朝向、太阳辐射、人员数量、房间使用状态以及室外天气不断变化。如果所有区域始终按照相同风量送风,就容易出现有的房间已经达到设定温度,而另一些房间仍然偏热或偏冷的问题。
因此,更完善的全空气系统会进一步加入变风量、分区控制和智能风阀,让系统从“一套设备控制整栋住宅”,发展到“根据每个区域实际需求分配空气”。
全空气系统依靠空气向房间输送冷热量,因此送风量本身就是系统调节能力的重要组成部分。
房间实际需要的风量并不是始终固定。
| 变化因素 | 对房间负荷的影响 |
| 太阳辐射 | 西晒、南向玻璃会增加夏季冷负荷 |
| 人员数量 | 人员增加会带来显热、潜热及CO₂增加 |
| 灯光和电器 | 增加房间内部热负荷 |
| 房间使用状态 | 无人房间可降低冷热量需求 |
| 室外天气 | 温度、湿度和太阳辐射持续变化 |
所以,真正精细的全空气控制不能只根据一个主温控器决定整栋住宅的状态。
在送风温度基本确定的情况下,改变送入房间的空气量,就可以改变该房间得到的冷热量。
例如夏季某个西晒卧室温度升高,控制系统可以增加该区域风阀开度,提高送风量;当房间接近设定温度以后,再逐渐减少风量。
这就是住宅变风量分区控制最基本的工作逻辑。
这是全空气系统设计中非常容易混淆的一个问题。
送风量主要用于承担房间冷热负荷,而新风量主要用于保证通风和室内空气品质。
因此房间达到设定温度以后,可以降低循环送风量,但并不意味着可以同时无限降低新风量。
如果系统进一步配置CO₂传感器,新风量还可以按照实际人数和空气品质需求进行需求控制通风。
卧室夜间可能只有1~2个人,而客厅聚会时可能突然增加到十几个人。
人员增加以后,不仅会增加CO₂,还会增加人体显热和潜热负荷。
因此更先进的系统可以根据温度、CO₂或者人员状态调整新风和空调送风。
住宅绝大多数时间并不是所有房间都处于最大负荷状态。
如果采用定风量系统,即使只有少数房间需要大量制冷,风机仍可能保持较高风量运行。
变风量系统则可以根据实际需求降低总风量。
尤其采用EC变速风机以后,系统在部分负荷下可以同时降低风机转速,使风机功率随之下降。
因此变风量的节能价值,不仅来自“少送一点风”,而是来自整个系统对部分负荷的响应能力。
风管和风口噪声与空气速度存在直接关系。
当房间负荷降低以后,如果风机转速和送风量同步降低,主管、支管以及风口处的空气速度也会下降。
因此夜间卧室低负荷运行时,合理的变风量系统通常更容易获得低噪声环境。
分区控制,就是把一套全空气系统服务的住宅划分成多个独立区域。
每个区域安装独立温度传感器或房间温控器,再通过电动风阀控制该区域的实际送风量。
| 组成 | 作用 |
| 房间温控器 | 检测房间温度和用户设定值 |
| 控制器 | 计算各区域冷热需求 |
| 比例风阀 | 改变区域实际送风量 |
| 静压传感器 | 监测风管系统压力变化 |
| 变速风机 | 根据总风量需求调节风机输出 |
传统全空气系统经常只有一个主温控器。
例如主温控器安装在客厅,当客厅达到24℃以后,系统可能停止制冷,但此时西晒卧室可能仍然是26℃。
这并不是主机能力不足,而是系统只知道客厅温度,不知道其他房间到底发生了什么。
普通电动风阀通常只有“开”和“关”两个状态。
这种方式结构简单,但当多个区域频繁开关时,系统静压和风量变化会比较明显。
比例风阀则可以根据房间冷热需求调整到20%、40%、60%、80%等不同开度。
因此比例控制更容易实现平稳调节,减少温度波动。
这是住宅分区系统设计中非常重要的问题。
假设Air Handler原本输送3000m³/h风量,如果很多房间的风阀同时关闭,而风机仍然保持3000m³/h运行,剩余打开风口的风速就会迅速增加。
系统静压也会升高,从而带来噪声、风阀啸叫、风口风速过大以及风机能耗增加等问题。
如果系统采用定速风机,当大量风阀关闭以后,总风量无法自动下降,因此通常需要设计旁通风阀或者保留一定最小开启区域。
如果采用EC变速风机,则可以根据静压或区域总需求自动降低风机转速。
| 系统类型 | 典型控制思路 |
| 定速风机 | 比例风阀 + 旁通 / 最小风量保护 |
| EC变速风机 | 比例风阀 + 静压反馈 + 风机自动调速 |
原来很多介绍会把“增加风量”直接理解成可以改善除湿,这个说法并不准确。
空调除湿主要取决于盘管表面温度、空气露点、系统运行时间和潜热能力。
在某些工况下,送风量过大反而可能降低空气经过盘管时的除湿效果。
所以真正的恒湿系统需要把温度控制和湿度控制分开考虑。
传统全空气系统最大的特点是结构简单、集中送风,但缺点是不同房间个性化控制能力有限。
加入房间温控、比例风阀、静压控制和变速风机以后,全空气系统可以进一步实现:
这也是未来住宅全空气系统从传统定风量系统向智能VAV变风量系统发展的重要方向。
真正的分区控制不是简单在每个支管上安装一个电动风阀。
如果只控制风阀,而不考虑总风量、静压、设备最小风量和压缩机运行逻辑,反而可能带来新的噪声和设备保护问题。
完整系统需要让房间、风阀、风机和冷热源之间形成联动。