办公楼VAVBOX安装及调试工法.docx
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办公楼VAVBOX安装及调试工法
办公楼VAVBOX安装与调试工法
中建五局工业设备安装XX
（执笔人:
姚传联、陈晖辉、邓广、代静涛、印建文）
1．空调系统简介
随着现代化办公大楼需求越来越多，对办公环境的舒适性要求越来越高，但大型中央空调系统的耗能巨大，占大楼耗能比例也越大。
大型中央空调系统选用变风量VAVBOX末端设备，代替传统的风机盘管送风方式，节能效果明显，系统稳定可靠，办公环境舒适，VAVBOX空调系统具有良好的发展前景。
XX陆家嘴国际金融中心南塔办公楼空调系统采用全空气式变风量系统。
办公楼每层配置二台可变频单冷型空调机组，为办公区提供空调送风。
空调送风经主环型送风管送至内、外区的单风道串联风机型VAVBOX，再由条缝风口送出，以满足室内负荷。
内区VAVBOX不带电加热，外区VAVBOX配置电加热器，在冬季时提升室内送风温度。
空调机组的风机由变频器调节变风量风机的送风量，一次送风量变化由房间温度传感器控制，末端二次回风量根据一次送风量变化而增加或减少，达到总末端送风量不变。
室外新风和中央排风做一次热交换才引入中央新风机过滤、杀菌、加湿、温度调节处理，达到节能的目的。
办公楼新风供应采用中央变风量新风机做中央新风二次过滤，在夏季时，中央新风会由冷冻盘管降温除湿，在冬季时，中央新风会由采暖热水加热，与使用电加热蒸汽机组加湿。
中央新风经中央新风管道送至每层办公楼。
新风被送进变风量空调机组，经过变风量空调箱与配合办公室内的二氧化碳浓度传感器变化作适当新风量调节与控制，在达到合理空调品质的同时做进一步节能。
中央新风机组根据每层新风变风量箱的累积值进行变风量控制，以达到节能的效果。
2．工法特点
2.1VAVBOX选用开放的BACNET协议
由于VAV要与空调自动控制系统联网,需要采用开放的协议。
现在主流的开放的协议主要有LONTalK协议和BACNET协议。
近几年来，由于BACNET协议完全开放，技术先进，专用于楼宇自控网络，高效可扩展，方便集成等特点，受到越来越多的使用。
2.2VAVBOX选用风机串联压力无关型
通过串联风机保证出风口风量恒定,风门改变一次风与回风混合比例。
当空调内外区使用同一AHU时，冬季依靠再加热设备对送风温度再提升。
VAVBOX通过检测实际送风量值与需求风量的比较，直接调节一次风风阀的开度，实现送风量与风管静压的无关性，提高送风量控制精度，加快区域空调处理速度。
2.3VAVBOX总风量调节AHU送风量
VAVBOX通过调节一次新风量，使室内温度湿度满足工作环境需要。
根据设定工作环境温度与实际运行回风温度计算出该台VAVBOX所需求风量，将VAVBOX需求风量求和，VAV需求总风量与AHU设计额定总风量比较，调节AHU送风电机的频率，从而改变送风量，实现总风量变频，AHU与VAVBOX联动。
2.4VAVBOX变风量系统与传统的风机盘管加新风系统比较
VAVBOX变风量系统具有风机变频节能、每个工作区域温度个性调节、二次装修分隔、风机噪音低且无冷凝水害等特点，运行噪声小，节能效果明显。
3．适用X围
本工法适用于以下工程或工程部位:
3.1大型商用写字楼，中央空调一次性建成投入使用，小业主会进行二次装修和分隔的办公楼；
3.2大型企业的办公楼，员工办公区域采用敞开式办公，室内温度统一设定；
3.3大型建筑群，对空调效果与节能要求高；
4．工艺原理
VAV变风量自动控制原理一般可从以下几部分说明:
4.1VAVBOX变风量末端压力补偿原理
VAVBOX变风量系统是通过改变控制区域入口送风量来调节空气温度。
压力无关型如下表所示：
由于压力无关型VAVBOX末端优秀控制性能，本项目选用此类型作为空调的终端设备。
压力无关型VAVBOX采用毕托管对风速进行检测，其工作原理是通过迎风面引压孔和背风面引压孔分别获得风管的总压和静压，VAVBOX中DDC控制器通过测量总、静压差与动压，然后根据伯努利方程计算出风速和风量。
毕托管结构图如下：
4.2VAV风机型式选择
根据空调区域的供冷/供热、主送风管气流组织、节能降噪以与控制策略要求，VAVBOX风机选用串联型〔结构如下图所示〕，通过串联风机保证出风口风量恒定，一次新风调节阀改变一次新风与二次回风的混合比例。
图4.2VAV串联风机结构图
4.3VAVBOX总需求风量与AHU变频联动控制方式
VAVBOX通过改变控制一次新风量，达到调节室内温度目的，根据设定温度与回风温度计算出该台VAVBOX所需求风量。
将VAV需求风量相加，与VAVBOX所对应的AHU设计额定总风量比较，改变AHU风机的频率，进而改变送风量，实现总风量变频，AHU与VAVBOX联动。
AHU变频公式：
AHU运行频率=〔本层VAVBOX需求风量总和*1.1〕/本层AHU额定总风量*50HZ。
每台VAVBOX根据设定的需求温度与检测回风温度PID计算出需求风量，当设定温度和检测回风温度或换热效率变化时，需求风量是动态变化的。
所以VAV总需求风量是变化的，可以改变AHU风机的频率，进而改变总送风量，实现总风量变频，节能效果明显。
4.3VAVBOX控制逻辑与点表介绍
4.3.1VAVBOX控制逻辑原则
1．VAV控制逻辑要根据空调系统的设计编辑，符合空调通风功能要求；
2．根据每种不同类型的VAVBOX编制不同的控制逻辑，并且是编写控制软件编程的重要依据；
3.符合空调整体的自动控制逻辑；
4.控制逻辑和控制软件是VAV的核心技术；
VAVBOX〔不带电加热〕控制逻辑图如下：
VAVBOX〔带电加热〕控制逻辑图如下：
4.3.2VAVBOX控制点表
VAV自动控制点位表
设备名称
设备型号
数码信号输入（DI）
模拟信号输入
（AI）
数码信号输出（DO）
模拟信号
输出（AO）
送风机故障报警（软件点位〕
送风风机运行状态
电加热启动温度设定〔软件点位〕
回风检测温度
室内温度设定〔软件点位〕
需求新风量〔软件点位〕
实际新风量检测
电动调节风阀开度反馈信号
送风风机启/停控制
电加热启/停控制
电动调节风阀开度控制
VAV〔不带电加热〕
V-1\2\3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
VAV〔带电加热〕
VH-1\2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5．施工工艺流程与操作要点
5.1施工工艺流程
VAV变风量施工工艺流程图如图5.1所示.
图5.1VAVBOX变风量施工工艺流程图
5.2操作要点
严格按照VAVBOX变风量施工工艺流程图，对每个工艺过程进行控制。
5.2.1绘制VAVBOX安装大样图
在安装VAVBOX前，需要绘制VAVBOX安装大样图，对施工技术人员和工人技术交底。
安装大样图要具有实际指导作用。
图5.2.1VAVBOX安装大样图
5.2.2绘制VAV平面分布图
根据空调负荷和使用的预计，每层VAVBOX台数和安装位置需要根据空调系统的设计与天花空间特点，绘制每层的VAVBOX分布设计平面图。
平面图完成审批后，需要在现场对照设计平面图，在顶部楼板上划定安装控制线。
VAVBOX分布平面图尽可能将VAVBOX分布均匀。
5.2.3绘制VAV强电管线平面图
VAVBOX分布平面图完成审批后，绘制强电管线平面图。
强电管线平面图的绘制，要根据VAVBOX风机的功率，4-5台组成一条回路。
一般情况下，每台VAV风机的功率在1KW以下，每4台一条回路，电源线选用BV3*2.5平方毫米以上，在VAVDDC箱旁边安装带开关的熔丝接线座。
穿线管可以选用热镀锌钢管，管径一般为SC25。
平面图要标注回路、管径大小、强电线规格、穿线管敷设方式。
5.2.4绘制VAV联网管线平面图
VAV虽然可以单独就地控制，但需要管理中心对其监视、管理、操作、修改设置参数，所以需要设计联网通讯管线平面图。
联网通讯管线平面图要根据空调自动控制系统的总体设计，分为几条回路。
根据其总体设计，VAVBOX分为三条回路，每条回路不能超过30台VAV，最好平均分配，保证每条回路通信平衡。
通信线缆根据BACNET协议对线缆的规定，选用网络线缆且为双绞屏蔽线，阻抗匹配为100～120Ω，分布式电容小于100Pf/m，屏蔽分布式电容小于200pF/m，采用铂纸或网状屏蔽。
穿线管可以选用热镀锌钢管，管径一般为SC20。
平面图要标注回路、管径大小、通信线缆规格、穿线管敷设方式。
5.2.5VAVBOX箱、一次新风管与送风软管的安装
VAVBOX箱安装时，尽量与空调水管、空调风管、消防水管、横梁、墙壁等处相隔30CM以上，特别是VAVBOX箱的DDC装置盖板，如果距离相隔太近，对接线、调试、维护带来很多困难。
VAVBOX箱一次新风管应采用硬连接,直线长度不小于4倍一次风风管直径，以满足毕托管测风量的精度和准确性。
安装和保温一次新风管时，要先清洁内部，不要把异物遗留在风管内。
VAVBOX箱的送风软管安装，其长度控制在3米内，按1米间距设置吊架，保证空调风均匀送至房间内。
5.2.6VAVBOX强/弱电穿线管的敷设
给VAVBOX箱供电强电穿线管和通讯联网穿线管，先安装完VAVBOX箱后，再敷设穿线管。
一是强电熔丝接线座和通讯底盒位置更加准确，安装在VAVDDC箱旁边；二是节省管线工程量，并有利于调试时操作。
熔丝接线座需有接地点，有预留供VAV接驳的端子。
5.2.7VAV强/弱电线缆的敷设
强电线缆敷设要符合国家强电技术规X和设计要求，强电线敷设时，一次性与熔丝接线座接好，并用摇表在强电配电箱做好绝缘测试、线路通断测试，做好记录。
弱电通讯线缆敷设在预留的接线86底盒，预留长度保证VAVBOX箱接线要求。
线缆敷设完后，需要对通讯线缆的通断情况进行检查测试。
在最末端将线缆短接，用万用表测量通断、短路情况。
5.2.8VAVBOX强/弱电的接驳
当线缆敷设到位后，可以将强弱电的线接入VAVBOX箱中相对应的接线端子。
强弱电的线进箱要分别采用不同的软管接入，并在箱子内分开不交叉。
线缆按照VAV生产的厂家接线图接驳，每条通讯线首尾端连接120欧姆终端电阻。
5.2.9VAVBOX温度传感器的安装
温度传感器的安装一般设置在天花板回风口附近，当天花板还没有安装或安装位置没有确定时，可以预留2米左右的线缆，传感器放置在VAVBOX箱上，以免被损坏。
5.2.10VAVBOX申请供电
当上序步骤完成后，申请供电。
供电前查看绝缘测试、线路通断测试记录。
5.2.11VAVBOX单机调试流程
1.VAVBOX调试之前，手动测试风阀执行器正反向运转正常。
2.天花板不能全部安装完，在DDC箱旁边需预留可拆卸天花板。
3.备好以下调试仪器和工具：
笔记本电脑、调试软件、万用电表、测电笔、螺丝刀、电源插排、手持温度探测器、手持风量监测仪、毕托管、八倍频声表。
4.安排好调试人员、人员分组搭配。
5.调试内容
1〕建立VAV系统网络；
2〕装载VAVBOX控制器程序；
3〕现场温度传感器的检测，温度设定。
风阀的开关，流量的检测，风阀跟随设定温度和现场温度变化调节的反应速度，检验现场温度的控制效果；
6.VAVBOX检查；
1〕记录与核对带风机变风量箱资料与网络地址码；
2〕检查带风机变风量箱、电缆配件与调节风阀是否安装完成，并符合要求；
3〕检查回风滤尘网是否安装完成，并符合要求；
4〕检查温度传感器是否安装完成，并符合要求；
5〕检查是否有电源供应,电压是否正常；
6〕检查所有管道的保温完整无损；
7〕检查电源接线与控制线路；
7.VAVBOX（不带加热器）调试
1）设置带风机变风量箱的风阀在适当开启（MAX,FLOW）位置；
2）试运转风扇马达并记录负载电流、电压；
3）设定温度控制点（夏季25度,冬季20度,数字可因要求调整）；
4）测试由计算机把控制温度设定低于室温（如10度）,带风机变风量箱的风阀是否在MIN.FLOW位置；测试控制温度高于室温〔如30度〕，带风机变风量箱的风阀是否在MAX.FLOW位置；
5）量度与记录供回风温度与量度送风风量,是否漏风；
6）测试在一次风风阀全关状态下是否会漏风；
7）带风机变风量箱噪音测量与记录；
8）检测BMS监控点的各项监测\控制功能,包含:
空调机组无启动时,可否启动带风机变风量；利用ACS系统独立控制每组带风机变风量箱功能.
9）带负荷试运行不少于两小时.
8.VAVBOX（带电加热器）调试
1）冬季室内设计温度为20度〔数字可因要求调整〕；
2）测试带风机变风量箱的风阀在MIN.FLOW位置时,其一次风流量仍大于当时室温所需的一次风（经温度传感器测量与控制器计算）,超过一段特定时间（如两分钟,数字可因要求在调整）,供热模式启动；
3）测试电加热器并记录负载电流、电压；4）测试无一次风情况下,可否启动电加热器；
5）测试电加热器过热保护功能（自动关闭与手动复位）；
6）其余参照带风机变风量箱调试步骤1至9；
5.2.12VAVBOX程序原代码
说明：
本程序是在TACANDOVERCONTINUUM1.5版本，PE〔简明英语〕语言环境下编程。
本编程语言是本项目的重点、难点、核心技术。
1、毕托管测风量程序
LineDP2Flow
K_Value=30.13
EffPrimaryDP=PrimaryDP_K+OffsetDP
IfEffPrimaryDP<=0then
Flw=0
Else
Flw_new=K_Value*sqrt（EffPrimaryDP）
Flw=K*Flw_new
Endif
GotoDelay
LineDelay
IfTS>=1then
GotoDP2Flow
Endif
LineE
GotoDP2Flow
2、调节风阀控制程序
LineCNTRL
RNTM=220
If（VAVFan<>VAVFan_Status）thenVAVFan_Alarm=OnElseVAVFan_Alarm=Off
If（Occp=On）then
If（VAV_M=Off）then'Automodel
VAVFan=On
Heater_M=Off
If（（RmTemp_K-SetRmTemp）<=HeaterOnT）and（VAVFan_Status=On）and（VAVFan_Alarm=Off）then
Heater=On
CtrlMod=On
Endif
If（VAVFan_Status=Off）or（VAVFan_Alarm=On）or（（RmTemp_K-SetRmTemp）>HeaterOffT）then
Heater=Off
CtrlMod=Off
Endif
Else
If（VAVFan_M=On）thenVAVFan=OnElseVAVFan=Off
If（Heater_M=On）and（VAVFan_Status=On）thenHeater=OnElseHeater=Off
Endif
Endif
PIDSgnl1=PID_CLC（RmTemp_IN,SetRmTemp,0.07,0.0002,0,0.5,1,LERR,INTGL）
SetPtFlw=maximum（minimum（（（PIDSgnl1*（Maxflw-Minflw））+Minflw）,Maxflw）,Minflw）
PIDSgnl=PID_CLC（Flw,SetPtFlw,0.00075,5e-005,0.00056,0,0,LERR1,INTGL1）
IfTS>abs（VAVDamp）then
VAVDamp=Off
If（（PIDSgnl=0）or（PIDSgnl=1））thenGotoPULSE
If（（abs（PIDSgnl-Fdbk）*RNTM）>1）thenGotoPULSE
Endif
LinePULSE
If（PIDSgnl=1andFdbk=1）then
VAVDamp=Off
GotoFDBKLINE
Endif
If（PIDSgnl=0andFdbk=0）then
VAVDamp=Off
GotoFDBKLINE
Endif
If（PIDSgnl>0andPIDSgnl<1）then
VAVDamp=maximum（minimum（（（PIDSgnl-Fdbk）*RNTM）,10）,-10）
Else
If（PIDSgnl=1）thenVAVDamp=5ElseVAVDamp=-10
Endif
IfTS>abs（VAVDamp）thenGotoFDBKLINE
LineFDBKLINE
Fdbk=maximum（minimum（（Fdbk+（（（VAVDamp*（（1.57-Fdbk）*（VAVDamp>0）））+（VAVDamp*（（0.57+Fdbk）*（VAVDamp<0））））/RNTM））,1）,0）
GotoCNTRL
LineE
GotoCNTRL
5.2.13VAV调试过程
1.调试小组工程师在空调机房工作
2.笔记本电脑调试连接通讯回路
设置通讯速率
搜索VAV中DDC
3.笔记本电脑调试上传控制程序
上传VAV控制程序
完成后VAV控制程序
4.将VAV集成接入BA网络控制器
网络控制器
UNC-520正常工作
将VAV通讯线缆
接入UNC-520
RS485接口
网络控制器
UNC-520读取VAV联网
网络控制器
UNC-520读取
VAV数据内容
现场工人与
调试工程师
配合测试结果
5.网络控制器UNC520内部编程
DDC与UNC520
模块化组态
语言编程
5.2.14VAV与AHU联网调试
当VAVBOX单机调试完成后，分回路联网到BA系统网络控制器RS485接口。
启动AHU机组，50HZ满频运行，测试送风量是否满足设计要求。
在网路控制器中分别读取VAVBOX数据,如:
设定温度、回风温度、需求风量、实测风量、风阀开关状态、电加热控制、风机开关控制等。
一般网络控制器读取每楼层VAV数据需要2-3小时，当有数据读取不到或不正常时，需要VAVBOX生产厂家和BA调试工程师一起分析，直至全部数据读取正常。
BA调试工程师在网路控制器中，把本楼层VAV全部需求风量和相加，与AHU设计额定风量比较，调节变频器的频率输出，进而达到调节AHU风机的转速，改变AHU出风量，与VAVBOX总需求风量联动。
调试编程完成后，试运行48小时，记录变频器的频率变化值，看频率长期是否在40HZ下运行。
如果不符合设计指标要求，则调整变频计算公式，直至符合设计指标要求。
5.2.15VAV与AHU正式运行
当AHU与VAV调试参数符合设计指标要求后，AHU正式投入运行，办理验收与移交手续。
6．材料与设备
6.1采集参数传感器性能要求
设备名称
型号规格
功能作用
技术参数指标
校正方法
风管温度传感器
TS-6721-850
检测风管内温度，调节水阀开度
敏感元件10kΩ热敏电阻
误差最大0.2℃,〔0～70℃〕
漂移量/年最大0.025℃〔0～70℃〕
探头插入冰块水中，与标准温度计比对,测量器阻值是否为原厂阻值；
再插入温水中，再次比较其阻值；
风管湿度传感器
EE16-F6B51
检测回风管空气含湿量
湿敏元件：
HC101高分子薄膜电容湿敏元件
测量X围:
10-95%RH;0...50°C
精度:
+/-3%RH;+/-0.5°C
输出:
0-10V或4-20mA
PCB板上的调整旋钮，对变送器进行湿度的单点校准
压差开关
SPD900-600
检测滤网是否
测量X围：
40-600PA;
最大压力：
50KPA
设定在200PA
二氧化碳传感器
EE852C65
检测回风CO2含量，调节新风量大小
测量X围:
0...2000
精度:
0...2000ppm:
<±（50ppm+测量值的2%）；
输出:
0-5/10V或4-20mA
自动校准程序可对红外源老化进行补偿
风管温度传感器TS-6721-850阻值随温度变化情况：
温度〔ºC〕
额定电阻值〔kΩ〕
-40
10.517
-30
10.172
-20
9.654
-10
8.933
0
8.044
10
6.938
20
5.798
25
5.238
30
4.696
40
3.707
50
2.875
60
2.206
70
1.685
80
1.287
90
0.986
100
0.760
110
0.590
120
0.462
6.2自动控制设备
VAVBOX箱中所带的DDC控制器，一般为专用VAV控制DDC。
一台VAV配置一台DDC，一个调节风阀执行器，一个风流量检测器、一个回风温度传感器组成VAV控制系统。
AHU的DDC控制器选用TAC公司IA系列MNB300,AHU所对应的点位全部接入到MNB300和扩展模块。
网络控制器选用TAC公司IA系列通用网络控制器UNC-520-2-N。
UNC-520具有四个RS485接口，每一个接口可以连接25-1台DDC。
每楼层分为3条回路接入到UNC-5203个RS485接口。
第四个RS485接口接驳AHU和EAF等设备的DDC。
6.2.1VAVBOX的DDC控制器性能要求
规格型号
B3885-V
接口
RS-485BACnet/MSTP
通用输入（0-5V）-10bit
2
空气流量传感器（0-1〞）
1
风阀执行器
1
可控硅输入,0.5A,24VAC
2
本地服务端口
有
闪存容量〔应用程序和操作系统〕
512K
BACnet设备描述
B-AAC
认证
BTL
6.2.2AHUEAF的MNB-300DDC性能要求
1，功能要求：
1〕.可独立运行，也可以应用BACNET楼宇自动化网络中；
2〕.集成MS/TP接口与PC联接，工具软件完成编程和配置；
3〕.DIP开关设定地址；
4〕.隔离的RS-485MS/TP通讯收发器；
5〕.MS/TP通讯速率9.6至76.8K波特率可选；
2，技术参数要求：
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