Регулятори змінної витрати повітря КПРК для повітроводів круглого перерізупризначені для підтримки заданого значення витрати повітря в системах вентиляції зі змінною витратою повітря (VAV) або постійною витратою повітря (CAV). У режимі VAV уставка витрати повітря може змінюватися за допомогою сигналу від зовнішнього датчика, контролера або системи диспетчеризації, в режимі CAV регулятори підтримують задана витратаповітря
Основними компонентами регуляторів витрати є повітряний клапан, спеціальний приймач тиску (зонд) для вимірювання витрати повітря та електропривод із вбудованим контролером та датчиком тиску. Різниця повного та статичного тискуна вимірювальному зонді залежить від витрат повітря через регулятор. Поточна різниця тисків вимірюється вбудованим в електропривод датчиком тиску. Електропривод під керуванням вбудованого контролера відкриває або закриває повітряний клапан, підтримуючи витрати повітря через регулятор на заданому рівні.
Регулятори КПРК можуть працювати в кількох режимах залежно від схеми підключення та налаштування. Уставки витрати повітря в м3/год задаються при програмуванні на заводі-виробнику. За потреби, уставки можуть бути змінені за допомогою смартфона (з підтримкою NFC), програматора, комп'ютера або системою диспетчеризації за протоколом MP-bus, Modbus, LonWorks або KNX.
Регулятори випускаються у дванадцяти виконаннях:
- КПРК ... B1 - базова модель з підтримкою MP-bus і NFC;
- КПРК ... BМ1 - регулятор з підтримкою Modbus;
- КПРК ... BЛ1 - регулятор з підтримкою LonWorks;
- КПРК ... BK1 - регулятор з підтримкою KNX;
- КПРК-І…B1 – регулятор у тепло-/звукоізольованому корпусі з підтримкою MP-bus і NFC;
- КПРК-І ... BМ1 - регулятор в тепло-/звукоізольованому корпусі з підтримкою Modbus;
- КПРК-І…BЛ1 – регулятор у тепло-/звукоізольованому корпусі з підтримкою LonWorks;
- КПРК-І…BK1 – регулятор у тепло-/звукоізольованому корпусі з підтримкою KNX;
- КПРК-Ш…B1 – регулятор у тепло-/звукоізольованому корпусі та шумоглушником з підтримкою MP-bus та NFC;
- КПРК-Ш…BМ1 – регулятор у тепло-/звукоізольованому корпусі та шумоглушником з підтримкою Modbus;
- КПРК-Ш…BЛ1 – регулятор у тепло-/звукоізольованому корпусі та шумоглушником з підтримкою LonWorks;
- КПРК-Ш…BK1 – регулятор у тепло-/звукоізольованому корпусі та шумоглушником з підтримкою KNX.
Для узгодженої роботи кількох регуляторів змінної витрати повітря КПРК та вентиляційної установкирекомендується використовувати Optimizer - регулятор, який забезпечує зміну швидкості обертання вентилятора залежно від потреби. До Optimizer можна підключати до восьми регуляторів КПРК, а також об'єднувати при необхідності кілька Optimizer у режимі «Ведучий-Ведений». Регулятори змінної витрати повітря зберігають працездатність і можуть експлуатуватися незалежно від їх просторової орієнтації, за винятком, коли штуцери вимірювального зонда спрямовані вниз. Напрямок потоку повітря повинен відповідати стрілці на корпусі виробу. Регулятори виготовляються із оцинкованої сталі. Моделі КПРК-І та КПРК-Ш виконані в тепло-/звукоізольованому корпусі з товщиною ізоляції 50 мм; КПРК-Ш додатково оснащені шумоглушником довжиною 650 мм за виходу повітря. Патрубки корпусу обладнані гумовими ущільненнямищо забезпечує герметичність з'єднання з повітроводами.
Системи зі змінною витратою повітря (VAV - Variable Air Volume) - це енергоефективна системавентиляції, що дозволяє заощаджувати енергію без зниження рівня комфорту. Система дає можливість незалежного для кожного окремого приміщення регулювання параметрів вентиляції, а також дозволяє економити капітальні та експлуатаційні витрати.
Сучасна база обладнання та автоматики дозволяє створювати такі системи за цінами, що майже не перевищують ціни звичайних систем вентиляції, при цьому дозволяючи ефективно витрачати ресурси. Все це і є причини популярності VAV-система.
Розглянемо, що таке VAV-система, як вона працює, які переваги дає на прикладі вентиляційної системикотеджу, площею 250 кв. ().
Переваги систем із змінною витратою повітря
Системи зі змінною витратою повітря (VAV – Variable Air Volume), вже протягом кількох десятиліть широко використовуються в Америці та Західній Європі, на російський ринок вони прийшли зовсім недавно. Користувачі західних країн високо оцінили перевагу незалежного для кожного окремого приміщення регулювання параметрів вентиляції, а також можливість економії капітальних та експлуатаційних витрат.
Вентиляційні “Variable Air Volume“ системи працюють у режимі зміни кількості повітря, що подається. Зміни теплового навантаження приміщень компенсуються шляхом зміни обсягів припливного та витяжного повітря при його постійній температурі, що надходить із центральної припливної установки.
Вентиляційна система VAV реагує на зміну теплового навантаження окремих приміщеньабо зон будівлі та змінює фактичну кількість повітря, що подається до приміщення чи зони.
За рахунок цього вентиляція працює при загальному значеннівитрати повітря меншому, ніж необхідно при сумарному максимальному тепловому навантаженні всіх окремих приміщень.
Це забезпечує зниження споживання енергії за збереження заданої якості повітря всередині приміщень. Зниження енергетичних витрат може становити від 25-50% порівняно з вентиляційними системами з постійною витратою повітря.
Розглянемо ефективність з прикладу вентиляції заміського будинку
площею 250 м², з трьома спальнями
За традиційної системи вентиляції, для житлового приміщення такої площі, потрібна витрата повітря близько 1000 м³/год., та взимку для нагрівання припливного повітрядо комфортної температурипотрібно близько 15 кВтг. При цьому помітна частина енергії марнуватиметься, адже люди, для яких працює вентиляція, не можуть знаходитися відразу в усьому котеджі: ніч вони проводять у спальнях, а день - в інших кімнатах. Однак вибірково зменшити продуктивність традиційної системи вентиляції в кількох приміщеннях неможливо, оскільки балансування повітряних клапанів, за допомогою яких можна регулювати подачу повітря по приміщеннях, проводиться на етапі пусконалагодження, а в процесі експлуатації співвідношення витрат змінювати не можна. Користувач може лише зменшити загальну витрату повітря, але тоді у приміщеннях, де перебувають люди, стане задушливо.
Якщо до повітряних клапанів підключити електроприводи, які дозволять дистанційно керувати положенням заслінки клапана і тим самим регулювати витрату повітря через нього, можна буде включати і відключати вентиляцію окремо в кожному приміщенні за допомогою звичайних вимикачів. Проблема у цьому, що керувати такою системою дуже складно, т.к. одночасно із закриттям частини клапанів доведеться знижувати продуктивність системи вентиляції на строго певну величину, щоб витрата повітря в інших приміщеннях залишалася незмінною і в результаті поліпшення перетвориться на головний біль.
Використання VAV-системидозволить проводити всі ці налаштування в автоматичному режимі. І так встановлюємо найпростішу VAV-систему, яка дозволяє окремо включати та відключати подачу повітря в спальні та інші приміщення. У нічному режимі повітря подається тільки в спальні, отже витрата повітря складатиме близько 375 м³/год (з розрахунку по 125 м³/год на кожну спальню, пл. 20 м²), і споживання енергії близько 5 кВтг, тобто в 3 рази менше, ніж у першому варіанті.
Отримавши можливість роздільного управління, в різних приміщеннях можна доповнити систему засобами новітньої автоматизації кліматконтролю, так застосування клапанів з пропорційними електроприводами зробить управління плавним і зручнішим; а якщо підключити увімкнення/вимкнення подачі повітря за сигналом датчика присутності, ми отримуємо аналог системи «Розумне око», що використовується в побутових спліт-системахале на абсолютно новому рівні. Для подальшої атоматизації у систему можна вбудовувати датчики температури, вологості, концентрації CO2 та інших, що у результаті - як дозволить берегти енергію, а й у своїй значно підвищить рівень комфорту.
Якщо всі блоки автоматики, які керують електроприводами повітряних клапанів, з'єднати єдиною шиною керування, то з'явиться можливість централізованого сценарного керування всією системою. Так, можна створити та задавати індивідуальні режими роботи для різних приміщень, в різних життєвих ситуаціях, так:
вночі- Повітря подається тільки в спальні, а в інших приміщеннях клапани відкриті на мінімальному рівні; вдень- повітря подається в кімнати, кухні та ін приміщення, крім спалень. У спальних кімнатах клапани закриті чи відкриті на мінімальному рівні.
вся сім'я у зборі- Витрата повітря у вітальні збільшуємо; у будинку нікого- налаштовується циклічне провітрювання, яке не дозволить виникнути запахам та вогкості, але заощадить ресурси.
Для незалежного керування не тільки об'ємом, а й температурою повітря в кожному з приміщень можна встановити догрівачі (маломощние калорифери), керовані від індивідуальних регуляторів потужності. Це дозволить подавати з вентустановки повітря з мінімально допустимою температурою(+18°С), індивідуально нагріваючи його до необхідного рівня у кожному приміщенні. Таке технічне рішеннядозволить ще більше знизити споживання енергії, і наблизить нас до системи «Розумний дім».
Схема роботи такої системи, скоріше питання профільного фахівця, тому тут ми наведемо лише одну, саму просту схему(Робочий та помилковий варіанти) з поясненням як це працює. Але крім простих систем, існують і більше складні варіантищо дозволяють створювати будь-які VAV-системи - від побутових бюджетних системз двома клапанами до багатофункціональних вентиляційних систем адміністративних будівель із поверховим керуванням витратою повітря.
Телефонуйте, фахівці компанії "ОВК Інжиніринг" проконсультують, допоможуть обрати оптимальний варіант, спроектують і встановлять VAV-систему, що ідеально підходить саме Вам.
Чому VAV-системи повинні встановлювати спеціалісти
Найпростіше відповісти на це питання, на прикладі. Розглянемо типову конфігурацію системи зі змінною витратою повітря та помилки, які можуть бути допущені під час її проектування. На ілюстрації показаний приклад коректної конфігурації повітропровідної мережі VAV-системи:
1. Вірна схема VAV-системи зі змінною витратою повітря
У верхній частині розташований керований клапан, який обслуговує три приміщення (три спальні з нашого прикладу) => У цих приміщеннях встановлені дросель-клапани з ручним керуванням для балансування на етапі пуско-налагодження. Опір цих клапанів не змінюватиметься* в процесі роботи, тому не впливають на точність підтримки витрат повітря.
До магістрального повітропроводу підключений клапан з ручним управлінням, який має постійну витрату повітря P=const. Такий клапан може знадобитися для забезпечення нормальної роботивентустановки у разі, коли всі інші клапани закриті. => Повітропровід із цим клапаном виводиться в приміщення з постійною подачею повітря.
Схема проста, робоча та ефективна.
Тепер розглянемо помилки, які можуть бути допущені під час проектування повітропровідної мережі VAV-системи:
2. Схема VAV-системи з помилкою 
Помилкові відгалуження повітроводів виділені червоним кольором. Клапани №2 і 3 підключені до повітропроводу, що йде від точки розгалуження до VAV-клапану №1. При зміні положення заслінки клапана №1 тиск у повітроводі біля клапанів №2 і 3 змінюватиметься, тому витрата повітря через них не буде постійною. Керований клапан №4 не можна підключати до магістрального повітроводу, оскільки зміна витрати повітря через нього призведе до того, що тиск P2 (у точці розгалуження) не буде постійним. А клапан №5 не можна підключати так, як показано на схемі, з тієї ж причини, що клапани №2 і 3.
*Звичайно можна налаштувати керований повітряний потік для кожної спальні, але в цьому випадку буде більше складна схема, яку у рамках цієї статті ми не розглядаємо.
Уявіть, що ви хочете встановити у квартирі систему вентиляції. Розрахунки показують, що для нагрівання припливного повітря в холодну пору року знадобиться калорифер потужністю 4,5 кВт (він дозволить нагрівати повітря від -26°С до +18°С при продуктивності вентиляції, що дорівнює 300 м³/год). Подача електроенергії в квартиру здійснюється через автомат на 32А, тому неважко підрахувати, що потужність калорифера становить близько 65% загальної потужності, виділеної для квартири. Це означає, що така система вентиляції не тільки суттєво збільшить суми рахунків за електроенергію, а й перевантажить електромережу. Очевидно, що встановлювати калорифер такої потужності неможливо і його потужність доведеться зменшити. Але як це зробити без зниження рівня комфорту мешканців квартири?
Як знизити споживання електроенергії?
Вентуювання з рекуператором.
Для її роботи потрібна мережа
припливних та витяжних повітроводів.
Перше, що зазвичай спадає на думку в таких випадках - це використання вентиляційної системи з рекуператором. Однак такі системи добре підходять для великих котеджів, у квартирах для них просто не вистачає місця: крім припливної повітропровідної мережі, до рекуператора потрібно підводити витяжну мережу, вдвічі збільшуючи загальну протяжність повітроводів. Інший недолік рекупераційних систем полягає в тому, що для організації повітряного підпору «брудних» приміщень помітна частина витяжного потоку повинна прямувати у витяжні канали санвузла та кухні. А розбалансування припливного та витяжного потоків призводить до істотного зниження ефективності рекуперації (відмовитися від повітряного підпору «брудних» приміщень не можна, тому що в цьому випадку неприємні запахи почнуть гуляти квартирою). Крім того, вартість рекупераційної системи вентиляції може легко перевищити дворазову вартість звичайної системи припливу. Чи існує інше, недороге рішення нашої проблеми? Так, це припливна VAV система.
Система зі змінною витратою повітря або VAV(Variable Air Volume) система дозволяє регулювати подачу повітря у кожному приміщенні незалежно один від одного. З такою системою ви можете відключати вентиляцію в будь-якій кімнаті так само, як звикли вимикати світло. Справді, адже ми не залишаємо горіти світло там, де нікого немає — це було б нерозумною тратою електроенергії та грошей. Навіщо дозволяти марно витрачати енергію системі вентиляції з потужним калорифером? Проте традиційні системи вентиляції саме так і працюють: подають нагріте повітря до всіх приміщень, де могли б знаходитися люди, незалежно від того, чи є вони там насправді. Якби ми керували світлом так само, як традиційною вентиляцією— він би горів одразу у всій квартирі, навіть уночі! Незважаючи на очевидну перевагу VAV систем, в Росії, на відміну від західної Європи, вони поки що не набули широкого поширення, частково тому, що для їх створення потрібна складна автоматика, яка суттєво збільшує вартість усієї системи. Однак стрімке здешевлення електронних компонентів, що відбувається останнім часом, дозволило розробити недорогі готові рішеннядля побудови систем VAV. Але перш ніж переходити до опису прикладів систем зі змінною витратою повітря, розберемося, як вони працюють.
На ілюстрації показана VAV-система з максимальною продуктивністю 300 м³/год, що обслуговує дві зони: вітальню та спальню. На першому малюнку подача повітря проводиться в обидві зони: 200 м³/год у вітальню та 100 м³/год у спальню. Припустимо, що взимку потужності калорифера буде недостатньо для нагрівання такого потоку повітря до комфортної температури. Якби ми використовували звичайну систему вентиляції, то нам довелося знизити загальну продуктивність, але тоді в обох приміщеннях стало б душно. Однак у нас встановлена VAV-система, тому вдень ми можемо подавати повітря лише у вітальню, а вночі – лише у спальню (як на другому малюнку). Для цього клапани, що регулюють обсяг повітря, що подається в приміщення, обладнуються електроприводами, які дозволяють за допомогою звичайних вимикачів відкривати і закривати заслінки клапанів. Таким чином, натиснувши на вимикач, перед сном користувач відключає вентиляцію у вітальні, де вночі нікого немає. У цей момент диференціальний датчик тиску, який вимірює тиск повітря на виході припливної установки, фіксує збільшення вимірюваного параметра (при закриванні клапана опір повітропровідної мережі зростає, що призводить до збільшення тиску повітря в повітропроводі). Ця інформація передається в припливну установку, яка автоматично знижує продуктивність вентилятора рівно на стільки, щоб тиск у точці вимірювання залишався незмінним. Якщо ж тиск у повітроводі залишається постійним, то й витрата повітря через клапан у спальні не зміниться, і як і раніше, становитиме 100 м³/год. Загальна продуктивність системи знизиться і також дорівнюватиме 100 м³/год, тобто вночі енергія, що споживається системою вентиляції зменшиться в 3 разибез шкоди для комфорту людей! Якщо включати подачу повітря поперемінно: вдень у вітальню, а вночі до спальні, то максимальну потужність калорифера можна буде скоротити на третину, а середню енергію, що споживається, — вдвічі. Найцікавіше полягає в тому, що вартість такої системи VAV перевищує вартість звичайної системи вентиляції всього на 10-15%, тобто ця переплата буде швидко компенсована за рахунок зниження суми рахунків за електроенергію.
Найкраще зрозуміти принцип роботи VAV-системи допоможе невелика відеопрезентація:
Тепер, розібравшись із принципом роботи VAV-системи, подивимося, як можна зібрати таку систему на основі устаткування, що є на ринку. За основу ми візьмемо російські VAV-сумісні припливні установки Breezart, які дозволяють створювати VAV-системи, що обслуговують від 2 до 20 зон з централізованим керуванням з пульта, таймером або датчиком СО 2 .
VAV-система з 2-х позиційним керуванням
Ця VAV-система зібрана на базі припливної установки Breezart 550 Lux продуктивністю 550 м³/год, якої достатньо для обслуговування квартири або невеликого котеджу (з огляду на те, що система зі змінною витратою повітря може мати меншу продуктивність у порівнянні з традиційною системою вентиляції). Цю модель, як і решту вентустановок Breezart, можна використовувати для створення VAV-системи. Додатково нам знадобиться набір VAV-DP, До якого входить датчик JL201DPR, що вимірює тиск у каналі повітроводу біля точки розгалуження.
VAV-система на дві зони з 2-х позиційним керуванням
Вентиляційна система розділена на 2 зони, причому зони можуть складатися з одного приміщення (зона 1), так і з декількох (зона 2). Це дозволяє використовувати подібні 2-х зонні системи не лише у квартирах, але також у котеджах чи офісах. Управління клапанами кожної зони здійснюється незалежно один від одного за допомогою звичайних вимикачів. Найчастіше така конфігурація використовується для перемикання нічного (подача повітря тільки в зону 1) і денного (подача повітря тільки в зону 2) режимів з можливістю подачі повітря до всіх приміщень, якщо, приміром, до вас прийшли гості.
У порівнянні з звичайною системою (без VAV управління) збільшення вартості базового обладнання становить близько 15% , а якщо враховувати сумарну вартість всіх елементів системи разом із монтажними роботами, то збільшення вартості буде майже непомітним. Але навіть така проста VAV-система дозволяє заощаджувати близько 50% електроенергії!
У наведеному прикладі ми використовували тільки дві керовані зони, але їх може бути будь-яка кількість: припливна установка просто підтримує заданий тиск у повітропроводі незалежно від конфігурації повітропровідної мережі та кількості керованих VAV-клапанів. Це дозволяє за нестачі коштів спочатку встановити найпростішу VAV-систему на дві зони, збільшивши надалі їх кількість.
До цього часу ми розглядали системи з 2-х позиційним регулюванням, у яких VAV-клапан або відкритий на 100%, або повністю закритий. Однак на практиці частіше використовують більше зручні системиз пропорційним керуванням, що дозволяють плавно регулювати обсяг повітря, що подається. Приклад такої системи ми зараз розглянемо.
VAV-система з пропорційним керуванням
VAV-система на три зони з пропорційним керуванням
У цій системі використовується більш продуктивна ПУ Breezart 1000 Lux на 1000 м³/год, яка застосовується в офісах та котеджах. Система складається з 3-х зон із пропорційним управлінням. Для керування приводами клапанів з пропорційним керуванням використовуються модулі CB-02. Замість вимикачів тут використовуються регулятори JLC-100 (зовні схожі на димери). Така система дозволяє користувачеві плавно регулювати подачу повітря у кожній зоні в діапазоні від 0 до 100%.
Склад базового обладнання VAV-системи (приточної установки та автоматики)
Зауважимо, що в одній VAV-системі можуть одночасно використовувати зони з 2-х позиційним та пропорційним керуванням. Крім цього, керування може здійснюватися від датчиків руху - це дозволить подавати повітря в приміщення лише тоді, коли в ньому хтось є.
Недоліком всіх розглянутих варіантів VAV-систем і те, що користувачеві доводиться вручну регулювати подачу повітря кожної зони. Якщо таких зон багато, краще створити систему з централізованим управлінням.
VAV-система із централізованим управлінням
Централізоване керування VAV-системою дозволяє включати заздалегідь запрограмовані сценарії, змінюючи подачу повітря одночасно у всіх зонах. Наприклад:
- Нічний режим. Повітря подається лише у спальні. В інших приміщеннях клапани відкриті на мінімальному рівні, щоб не допустити застоювання повітря.
- Денний режим. У всі приміщення, крім спалень, повітря подається в повному обсязі. У спальних кімнатах клапани закриті чи відкриті на мінімальному рівні.
- Гості. Витрата повітря у вітальні збільшена.
- Циклічне провітрювання(Використовується при тривалій відсутності людей). У кожне приміщення по черзі подається невелика кількістьповітря - це дозволяє уникнути появи неприємних запахівта задухи, які можуть створити дискомфорт при поверненні людей.
VAV-система на три зони із централізованим управлінням
Для централізованого керування приводами клапанів використовують модулі JL201, які поєднуються в єдину систему, керовану по шині ModBus. Програмування сценаріїв та керування всіма модулями проводиться зі штатного пульта вентустановки. До модуля JL201 можна підключити датчик концентрації Вуглекислий газабо регулятор JLC-100 для локального (ручного) керування приводами.
Склад базового обладнання VAV-системи (приточної установки та автоматики)
У відеоролику розповідається про керування VAV-системою з централізованим керуванням на 7 зон з пульта припливної установки Breezart 550 Lux:
Висновок
На цих трьох прикладах ми показали загальні принципипобудови та коротко описали можливості сучасних VAV-систем, більш детальну інформаціюпро ці системи можна знайти на сайті Breezart.
|
|
|
|
Регулювання витрати повітря – це частина процесу налагодження систем вентиляції та кондиціювання, воно виконується за допомогою спеціальних повітряних клапанів, що регулюють. Регулювання витрати повітря в системах вентиляції дозволяє забезпечити необхідний приплив свіжого повітряу кожне з приміщень, що обслуговуються, а в системах кондиціонування – охолодження приміщень відповідно до їх теплового навантаження.
Для регулювання витрати повітря застосовуються повітряні клапани, ірисові клапани, системи підтримки постійної витрати повітря (CAV, Constant Air Volume), а також системи підтримки змінної витрати повітря (VAV, Variable Air Volume). Розглянемо ці рішення.
Два способи змінити витрату повітря у повітроводі
Принципово існує лише два способи змінити витрату повітря в повітроводі – змінити продуктивність вентилятора або вивести вентилятор на максимальний режим і створити в мережі додатковий опір руху потоку повітря.
Перший варіант вимагає підключення вентиляторів через частотні перетворювачі або східчасті трансформатори. При цьому витрати повітря зміниться відразу у всій системі. Відрегулювати подачу повітря в одне конкретне приміщення у такий спосіб неможливо.
Другий варіант застосовується для регулювання витрати повітря за напрямками – по поверхах та приміщеннях. Для цього у відповідні повітропроводи вбудовуються різні регулювальні пристрої, про які йдеться нижче.
Повітряні відсічні клапани, шибери
Найпримітивніший спосіб регулювання витрати повітря – застосування повітряних відсікових клапанів та шиберів. Строго кажучи, відсікові клапани та шибери не є регуляторами і не повинні застосовуватися з метою регулювання витрати повітря. Тим не менш, формально вони забезпечують регулювання на рівні «0-1»: або повітропровід відкритий, і повітря рухається, або повітропровід закритий, і витрата повітря дорівнює нулю.
Відмінність повітряних клапанів від шиберів полягає у їх конструкції. Клапан, як правило, є корпусом, усередині якого передбачена поворотна заслінка. Якщо заслінка повернена поперек осі повітроводу, він перекритий; якщо по осі повітроводу - він відкритий. У шибера заслінка рухається поступально, немов дверцята шафи-купе. Загороджуючи перетин повітроводу, вона зводить витрату повітря до нуля, а, відкриваючи переріз, забезпечує протоку повітря.
У клапанах і шиберах можливе встановлення заслінки в проміжні положення, що формально дозволяє змінювати витрату повітря. Однак такий спосіб є неефективним, складно неконтрольованим і найбільш галасливим. Дійсно, зловити потрібне положення заслінки при її прокручуванні практично неможливо, оскільки конструкція заслінок не передбачає функцію регулювання витрати повітря, в проміжних положеннях шибери і заслінки досить сильно шумлять.
Ірисові клапани
Ірисові клапани – одне з найпоширеніших рішень для регулювання витрати повітря у приміщеннях. Вони є круглі клапани з розташованими по зовнішньому діаметру пелюстками. При регулюванні пелюстки зміщуються до осі клапана, перекриваючи частину перерізу. При цьому створюється поверхня, що добре обтічна з аеродинамічної точки зору, що сприяє зниженню рівня шуму в процесі регулювання витрати повітря.
Ірисові клапани мають шкалу з ризиками, за якою можна відстежувати ступінь перекриття живого перерізу клапана. Далі проводиться вимірювання падіння тиску клапані за допомогою диференціального манометра. За величиною падіння тиску визначається фактична витрата повітря через клапан.
Регулятори постійної витрати
Наступний етап розвитку технологій регулювання витрат повітря – поява регуляторів постійної витрати. Причина їхньої появи проста. Природні зміни у вентиляційній мережі, засмічення фільтра, засмічення зовнішньої решітки, Заміна вентилятора та інші фактори призводять до зміни тиску повітря перед клапаном. Але клапан був налаштований на деякий штатний перепад тиску. Як він працюватиме у нових умовах?
Якщо тиск перед клапаном знизився, старі налаштування клапана «передавлять» мережу, і витрата повітря у приміщення знизиться. Якщо тиск перед клапаном збільшився, старі налаштування клапана «недодавлять» мережу, і витрата повітря у приміщення зросте.
Однак головним завданням системи регулювання є саме збереження проектної витрати повітря у всі приміщення протягом усього життєвого циклу кліматичної системи. І тут першому плані виходять рішення підтримки постійної витрати повітря.
Принцип роботи зводиться до автоматичної зміни прохідного перерізу клапана залежно від зовнішніх умов. Для цього в клапанах передбачається спеціальна мембрана, яка деформується в залежності від тиску на вході в клапан і перекриває перетин при підвищенні тиску або звільняє переріз при зниженні тиску.
В інших клапанах постійної витрати замість мембрани застосовується пружина. Підвищення тиску перед клапаном стискає пружину. Стиснута пружина впливає на механізм регулювання прохідного перерізу, і прохідний переріз зменшується. При цьому опір клапана зростає, нейтралізуючи підвищений тиск клапана. Якщо перед клапаном тиск знизився (наприклад, внаслідок засмічення фільтра), пружина розтискається, і механізм регулювання прохідного перерізу збільшує прохідний отвір.
Розглянуті регулятори постійної витрати повітря працюють на основі природних фізичних принципівбез участі електроніки. Існують і електронні системипідтримки постійної витрати повітря. Вони вимірюють фактичний перепад тиску або швидкість повітря та відповідним чином змінюють площу прохідного перерізу клапана.
Системи зі змінною витратою повітря
Системи зі змінною витратою повітря дозволяють змінювати витрату повітря, що подається в залежності від фактичного стану справ у приміщенні, наприклад, залежно від кількості осіб, концентрації вуглекислого газу, температури повітря та інших параметрів.
Регулятори даного виду є клапаном з електроприводом, робота якого визначається контролером, що отримує інформацію від датчиків, розташованих у приміщенні. Регулювання витрат повітря у системах вентиляції та кондиціювання здійснюється за різними датчиками.
Для вентиляції важливо забезпечити необхідну кількість свіжого повітря у приміщенні. При цьому застосовуються датчики концентрації вуглекислого газу. Завданням системи кондиціювання є підтримка заданої температури в приміщенні, отже, в хід йдуть датчики температури.
В обох системах можуть бути застосовані датчики руху або датчики визначення кількості осіб у приміщенні. Але зміст їхньої установки слід обговорити окремо.
Безумовно, що більше людина у приміщенні, то більше свіжого повітря слід подавати. Але все-таки першочерговим завданням системи вентиляції полягає не в тому, щоб забезпечити витрату повітря «по людях», а в тому, щоб створити комфортну обстановку, що в свою чергу визначається концентрацією вуглекислого газу. При високій концентрації вуглекислого газу вентиляція повинна працювати в більш потужному режимі, навіть якщо в приміщенні знаходиться лише одна людина. Аналогічно, головною ознакою роботи системи кондиціювання є температура повітря, а чи не кількість людина.
Однак датчики присутності дозволяють визначити, чи взагалі потрібно обслуговувати дане приміщення в даний момент. Крім того, система автоматики може «розуміти», що «справа до ночі», і в кабінеті навряд чи хтось працюватиме, а, значить, немає сенсу витрачати ресурси на його кліматизацію. Таким чином, у системах зі змінною витратою повітря різні датчики можуть виконувати різні функції – для формування регулюючого впливу та розуміння необхідності в роботі системи як такої.
Найбільш просунуті системи зі змінною витратою повітря дозволяють на основі кількох регуляторів формувати сигнал управління вентилятором. Наприклад, в один час майже всі регулятори відкриті, вентилятор працює в режимі високої продуктивності. У інший час частина регуляторів знизила витрата повітря. Вентилятор може працювати в економічнішому режимі. У третій момент часу люди змінили дислокацію, перемістившись із одних приміщень до інших. Регулятори відпрацювали ситуацію, але загальна витрата повітря майже не змінилася, отже, вентилятор продовжить роботу у колишньому економічному режимі. Зрештою, можлива ситуація, коли майже всі регулятори закриті. У цьому випадку вентилятор знижує оберти до мінімуму або вимикається.
Такий підхід дозволяє уникнути постійного ручного переналаштування системи вентиляції, суттєво підвищити її енергоефективність, збільшити термін служби обладнання, накопичити статистику про кліматичний режим будівлі та її зміну протягом року та протягом доби залежно від різних факторів – кількості людей, зовнішньої температури, погодних явищ .
Юрій Хомутський, технічний редактор журналу "Світ клімату">
