
在别墅、大平层以及多房间住宅中,一个中央恒温器很难同时代表所有房间的真实温度需求。不同朝向、不同楼层、不同使用时间以及不同玻璃面积,都会导致各区域冷热负荷存在差异。
因此,全空气系统在设计时不仅要考虑主机容量和风管,还需要进一步解决不同房间需要多少空气、什么时候需要以及如何自动分配的问题。
传统全空气系统通常在客厅、走廊或主要回风区域设置一个恒温器。当这个位置达到设定温度以后,系统就可能降低输出。
但此时其他房间未必已经达到相同状态。
例如西向卧室下午受到太阳辐射影响较大,地下室冷热负荷相对较低,而挑空客厅、厨房和影音室又可能因为空间、人员和设备不同产生完全不同的负荷。
这也是为什么大型住宅更适合采用HVAC Zoning分区控制。
分区控制是在一套Air Handler和风管系统基础上,把住宅划分为多个独立温控区域。
每个区域设置温控器或温度传感器,并在对应送风支路安装电动风阀。
当某个房间需要更多制冷或制热时,系统增加对应风阀开度;随着房间逐渐接近设定温度,再降低该区域送风量。
基础分区系统可以采用开关型风阀,也就是房间需要空气时打开,不需要时关闭。
这种方式结构简单,但风量变化比较突然。
对于舒适度要求较高的住宅,更适合使用0–10V比例风阀。系统可以根据房间实际温差连续调整风阀开度,而不是只有“开”和“关”两个状态。
| 房间状态 | 控制需求 | 风阀状态 |
| 温差较大 | 需要较多冷量/热量 | 较大开度 |
| 接近设定值 | 需求降低 | 逐渐关小 |
| 达到设定值 | 维持或暂停 | 最小开度或按策略关闭 |
这是全空气分区控制中最重要的问题之一。
当多个房间达到设定温度以后,对应风阀逐渐关闭,风管中可以通过空气的有效面积减少。如果Air Handler仍然保持原有风量运行,主管静压就可能升高。
静压过高可能导致风口风速增加、噪声升高、风阀压差增大,并影响整个系统的空气平衡。
对于采用定速或固定风量风机的Air Handler,当多个区域风阀逐渐关闭以后,可以通过最小风阀开度、合理划分区域以及旁通风阀等方式控制系统静压。
部分系统会根据主管静压或者各区域总开度控制旁通风阀。当静压升高到一定范围时,旁通阀逐渐开启,让部分送风返回回风侧。
这种方式适合传统定风量Air Handler进行分区升级,但设计时还需要考虑设备允许的最小风量和盘管换热条件。
如果Air Handler采用EC或ECM变速风机,系统可以根据区域需求进一步调整总送风量。
例如,当多个区域已经达到温度、风阀逐渐关小时,控制系统可以同步降低风机转速;当更多房间重新产生冷热需求时,再提高风机输出。
这种方式可以减少大量旁通空气,使风机实际输出更加接近住宅当前真实需求。
不一定。
分区越多,并不代表系统一定越舒适。过多的小区域会增加风阀、温控器和控制逻辑,同时也会增加最小风量和静压控制难度。
实际设计时,应根据朝向、房间用途、使用时间和冷热负荷差异决定。
例如主卧、客厅、西晒房间、地下室以及影音室等负荷差异较明显的空间,更适合独立控制;而面积较小、负荷相近且使用时间接近的房间,可以考虑合并为一个区域。
别墅通常存在多楼层、地下室、大面积玻璃、挑空客厅以及不同朝向房间,各区域冷热负荷差异明显。
白天和夜间的使用方式也完全不同。白天可能主要使用客厅、厨房和书房,夜间则主要需要保证卧室。
分区控制可以根据时间和实际需求,把更多空气分配到正在使用或者负荷较大的区域,而不是让所有房间始终保持相同送风状态。
不同区域可以进一步与智能恒温器、中央触摸屏或者手机APP结合。
用户可以根据不同房间设置温度、时间和运行模式。例如夜间重点保证卧室,白天降低客房需求,外出时统一进入节能状态。
更完整的系统还可以加入湿度、CO₂、空气品质以及静压传感器,使控制逻辑从简单温度控制进一步升级为空气环境管理。
一套好的全空气分区系统,并不是简单地在每个房间安装一个温控器和电动风阀。
真正需要协调的是:
| 设计项目 | 需要解决的问题 |
| 房间冷热负荷 | 决定各区域实际需要多少冷量或热量 |
| 设计风量 | 决定每个房间需要多少空气 |
| 比例风阀 | 根据区域需求调节实际送风量 |
| 系统静压 | 保证风阀变化以后系统仍然稳定 |
| Air Handler | 根据系统需求提供合适总风量 |
| 控制系统 | 协调温控器、风阀、风机和主机运行 |