가변 공기량

Variable air volume

가변 공기량(VAV)은 난방, 환기 및/또는 냉방(HVAC) 시스템의 일종이다. 가변 온도에서 일정한 기류를 공급하는 일정 공기량(CAV) 시스템과 달리 VAV 시스템은 일정 온도에서 기류를 변화시킨다. 일정한 체적 시스템에 비해 VAV 시스템의 장점은 보다 정밀한 온도 제어, 압축기 마모 감소, 시스템 팬에 의한 에너지 소비 감소, 팬 소음 감소, 추가적인 패시브 제습 등이다.[1]

단순 VAV 시스템

가장 단순한 VAV 시스템은 냉각 모드일 때 공급 공기를 약 55°F(13°C)의 일정한 온도로 분배하는 공급 덕트 하나를 통합한다. 공급 공기 온도는 일정하기 때문에 제공된 열 구역 내에서 상승하거나 하강하는 열 손익을 충족하려면 공기 유량이 달라야 한다.

간단한 VAV 시스템도 CAV 시스템보다 몇 가지 장점이 있다. 하나는 보다 정밀한 온도 조절이다. 공간 냉각 부하를 만족시키기 위해 CAV 장치는 온도가 지정된 한계까지 떨어질 때까지 팬과 컴프레서를 최대 용량으로 작동한 다음 컴프레서가 꺼진다. 이 on/off 사이클링은 온도가 설정값보다 위아래로 변동하게 한다. 단일 구역 VAV 유닛에서는 실제 공간 온도와 온도 설정 지점에 따라 팬 속도가 달라지며, 컴프레서는 냉매 흐름을 조절하여 일정한 공급 공기 온도를 유지한다. 그 결과는 더 정확한 공간 온도 조절이다.

또 다른 장점은 에너지 절약과 마모 감소다. VAV 팬 제어, 특히 최신 전자식 가변 속도 드라이브에서는 팬에 의해 소비되는 에너지를 감소시키며, 이는 건물의 총 냉각 에너지 요구 조건의 상당 부분이 될 수 있다. 또한 컴프레서의 조절 제어는 마모를 줄이고 추가적인 에너지 절감을 제공한다.

마지막 장점은 제습의 증가다. VAV 공기 흐름은 부분 부하 조건에서 감소하기 때문에 공기가 냉각 코일에 장기간 노출된다. 더 많은 습기가 코일에 응축되어 공기를 제습한다. 따라서 일정한 체적과 단일 구역 VAV 유닛은 동일한 실내 온도를 유지하지만 VAV 유닛은 보다 수동적인 제습과 보다 편안한 공간 조건을 제공한다.

멀티존 VAV 시스템

공기 블로워의 유량은 가변적이다. 다중 열 구역에 서비스를 제공하는 단일 VAV 공기 핸들러의 경우 각 구역으로의 유량도 달라야 한다.

단순 VAV 터미널 유닛

흔히 VAV 박스라고 불리는 [2]VAV 터미널 유닛은 구역 수준의 흐름 제어 장치다. 기본적으로 자동 작동기가 장착된 보정 공기 댐퍼다. VAV 터미널 유닛은 로컬 또는 중앙 제어 시스템에 연결된다. 역사적으로 공압식 제어는 흔한 일이었지만, 특히 중대형 어플리케이션에서는 전자직접 디지털 제어 시스템이 인기가 있다. 예를 들어 디지털 데이터 수집 기능이 있는 공압식 액추에이터가 있는 하이브리드 컨트롤도 인기다.[3]

일반적인 상업적 용도가 도표에 나타나 있다. 이 VAV 시스템은 VAV 박스, 덕트 구조 및 4개의 공기 단자로 구성된다. 단순 VAV 시스템

팬 제어

VAV 시스템에서는 시스템의 팬 용량 제어가 매우 중요하다. 적절하고 신속한 유량 조절이 없으면 과압에 의해 시스템의 덕트 구조 또는 씰링이 쉽게 손상될 수 있다. 냉각 운전 모드에서는 공간의 온도가 만족됨에 따라 VAV 박스가 닫히어 공간으로의 시원한 공기 흐름을 제한한다. 공간의 온도가 올라가면 상자가 열리면서 온도가 다시 낮아진다. 팬은 VAV 박스의 위치에 관계없이 배출 덕트에서 일정한 정압을 유지한다. 따라서 박스가 닫히면서 팬은 속도를 늦추거나 공급 덕트로 들어가는 공기의 양을 제한한다. 상자가 열리면 팬의 속도가 빨라지고 덕트로 더 많은 공기가 유입될 수 있어 일정한 정압을 유지한다.

VAV 시스템의 과제 중 하나는 건물의 유리 둘레에 있는 사무실과 복도 아래쪽에 있는 내부 사무실과 같이 환경 조건이 다른 여러 구역에 적절한 온도 제어를 제공하는 것이다. 이중 덕트 시스템은 한 덕트에 냉기를 공급하고 두 번째 덕트에 따뜻한 공기를 공급하여 모든 구역에 적절한 혼합 급기 온도를 제공한다. 그러나 여분의 도관은 번거롭고 비싸다. 전기 또는 온수 난방을 사용하여 단일 덕트에서 공기를 다시 가열하는 것이 종종 더 비용 효율적인 해결책이다.[4]

참조

  1. ^ Lu, Daniel B.; Warsinger, David M. (2020). "Energy savings of retrofitting residential buildings with variable air volume systems across different climates". Journal of Building Engineering. Elsevier BV. 30: 101223. doi:10.1016/j.jobe.2020.101223. ISSN 2352-7102.
  2. ^ ASHRAE 핸드북, ASHRAE, Inc., Atlanta, GA, 2004의 시스템 및 장비 볼륨
  3. ^ KMC Controls. "Pneumatic to Digital: Open System Conversions" (PDF). Retrieved 5 October 2015.
  4. ^ "About VAV". SimplyVAV. Retrieved 20 May 2014.