Wybrane zagadnienia energooszczędnego sterowania w wentylacji i klimatyzacji

Przy projektowaniu biur zwraca się uwagę na zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza, ponieważ wpływa ona na wydajność pracowników
Przy projektowaniu biur zwraca się uwagę na zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza, ponieważ wpływa ona na wydajność pracowników
Fot. pixabay.com

Poziom zaawansowania urządzeń i systemów HVAC jest obecnie bardzo wysoki i przyłącza się je do spójnego systemu BMS. Najlepsze efekty energetyczne w eksploatacji instalacji wentylacyjnej można osiągnąć dzięki współpracy z innymi instalacjami w budynku.

W artykule:

• Wentylacja DCV
• Detektory dwutlenku węgla
• Regulatory VAV

Projektowanie instalacji HVAC to proces wymagający nie tylko zapewnienia odpowiedniej ilości powietrza, ciepła i chłodu, ale też połączenia instalacji i budynku w jednolity, spójny system, zapewniający komfort i niskie zużycie energii. Projektant musi zaprojektować czasem niezwykle skomplikowane maszynownie wentylacyjne, współpracujące z różnymi źródłami ciepła i chłodu wykorzystującymi energię ze źródeł odnawialnych. Aby wszystko działało sprawnie i wydajnie, a przede wszystkim oszczędnie, musi być regulowane za pomocą odpowiedniego systemu automatyki. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy dokładnie znana jest specyfika danego budynku oraz przeznaczenie poszczególnych pomieszczeń w nim się znajdujących. 

Projektant musi znać m.in. liczbę osób, które będą korzystać z danej przestrzeni, rodzaj wykonywanej przez nich pracy oraz urządzenia, jakie będą używane. Jest to potrzebne nie tylko ze względu na podstawowe obliczenia zysków ciepła, ale także do szukania oszczędności w zużyciu energii i jak największego wykorzystania energii odnawialnej.


Czytaj też: Wybrane zagadnienia projektowe i eksploatacyjne w kontekście zachowania właściwej jakości powietrza wewnętrznego >>

Wentylacja DCV

Jedną z technologii pozwalających osiągnąć te cele jest Demand Controlled Ventilation, czyli tzw. wentylacja na żądanie. Polega ona na dostosowywaniu parametrów powietrza, głównie strumienia, do aktualnych warunków w pomieszczeniu. Charakteryzuje przede wszystkim systemy wentylacji o zmiennym przepływie powietrza, tzn. VAV, i najczęściej wykorzystuje czujniki ruchu lub stężenia CO2. Wentylacja na żądanie najlepiej sprawdza się w pomieszczeniach o dużym zróżnicowaniu przebywania osób w ciągu doby, np. w salach konferencyjnych. Czujniki CO2 służą tu jako miernik liczby osób na danej przestrzeni i komunikują się z regulatorem powietrza zamontowanym na kanale. W ten sposób dostosowuje się ilość powietrza do aktualnego zapotrzebowania. 

Pomieszczenia takie, jak sale konferencyjne w biurowcach czy poczekalnie w obiektach służby zdrowia, mogą być projektowane na bardzo różną liczbę osób. Przykładowo dla 18 osób przy założeniu minimalnej ilości powietrza higienicznego, tj. 30 m3/h, należałoby przyjąć 540 m3/h na jedno pomieszczenie – to bardzo dużo. Biorąc pod uwagę, że czasem inwestor z przyzwyczajenia i dla własnej wygody udostępnia przewymiarowane założenia, np. zawyżoną liczbę użytkowników, w pomieszczeniu zamiast 18 będzie najczęściej przebywać osób 6 czy 7. Stosuje się wtedy regulatory VAV wspierane przez czujniki CO2, można także przyjąć współczynnik jednoczesności przebywania ludzi.

Detektory dwutlenku węgla

Zastosowanie wentylacji sterowanej przez czujniki CO2 pozwala uzyskać nie tylko oszczędności eksploatacyjne, ale także, a może przede wszystkim, zapewnić dobrą jakość powietrza wewnętrznego. Wprawdzie dwutlenek węgla nie jest uznawany za substancję trującą, jednak jego wysokie stężenie w pomieszczeniu utrudnia skupienie się i powoduje uczucie zmęczenia i senności. 

Typowe stężenie CO2 w powietrzu zewnętrznym wynosi ok. 350–450 ppm. Poziom maksymalny zalecany przez standard ASHRAE 62-1989 to 1000 ppm. Jest to także maksymalne dopuszczalne stężenie CO2 w Szwecji, Japonii i Kanadzie [1]. W pomieszczeniach biurowych zaleca się, aby poziom dwutlenku węgla nie przekraczał 800 ppm. W Polsce rozporządzenie w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy stanowi, że najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) wynosi dla CO2 5000 ppm. Jest to wartość średnia ważona stężenia, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu ośmiogodzinnego czasu pracy nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń. Długotrwałe przebywanie w pomieszczeniu o takiej zawartości dwutlenku węgla w powietrzu spowoduje uczucie ogólnego zmęczenia, dyskomfortu i podenerwowania, może nawet wywoływać uczucie załamania. 

Rozporządzenie określa też NDSCh, czyli najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe, które wynosi 15 000 ppm. Stężenie to nie powinno spowodować ujemnych zmian w stanie zdrowia pracownika, jeżeli występuje w środowisku pracy nie dłużej niż 15 minut i nie częściej niż dwa razy w czasie zmiany roboczej, w odstępie nie krótszym niż godzina.

Przy projektowaniu biur zwraca się uwagę na zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza, ponieważ wpływa ona na wydajność pracowników. W budynkach użyteczności publicznej, szczególnie w szkołach, wciąż za mało dokłada się starań, by zadbać o właściwe parametry powietrza, w tym stężenie CO2. Dzieci łatwo się dekoncentrują, kiedy w klasie jest duszno. Skutecznym rozwiązaniem jest zastosowanie czujników, które informują o poziomie dwutlenku węgla i umożliwiają utrzymanie świeżego powietrza na wymaganym poziomie. Kontrolery stężenia CO2 przeznaczone są do selektywnego pomiaru stężenia tego gazu w zakresie do 2000 lub 3000 ppm. Pozwalają także ograniczyć koszty podgrzania i ochłodzenia powietrza ze względu na dostosowanie strumienia powietrza do faktycznego zapotrzebowania.

Regulatory VAV

Regulatory VAV stanowią jeden z podstawowych elementów składowych instalacji wentylacji o zmiennym przepływie powietrza. Aby pracowały efektywnie, musi zostać zapewniona większa prędkość powietrza na kanale niż standardowe 3–4 m/s. Jednak obecnie dostępne są także takie modele regulatorów, które działają nawet przy prędkości powietrza 0,6 m/s. Zaleca się jednak przyjmowanie do doboru regulatora ok. 6 m/s, tak aby mógł on lepiej i dokładniej regulować przepływ powietrza. Zasada działania regulatora wykorzystuje kryzę lub zwężkę pomiarową z otworami umieszczonymi po stronie napływu i wypływu powietrza pomiędzy przepustnicą. Zmierzoną wartość różnicy ciśnienia pomiędzy napływem a wypływem przetwornik zmienia w sygnał sterujący i wysyła do regulatora, który porównuje to z wartością zadaną wynikającą z krzywej regulacji. W przypadku jakiegokolwiek odchylenia generowany jest sygnał sterujący do siłownika przepustnicy, która reguluje ilość przepływającego powietrza. 

Dostępne na rynku regulatory VAV mają możliwość regulacji strumienia powietrza w zakresie od 10 do 100%. Nie stosuje się ich jednak do instalacji o małych przepływach powietrza. Jest to nieopłacalne, a ich działanie byłoby nieefektywne ze względu na niedokładny pomiar. Ponieważ regulatory pracują przy nieco wyższych prędkościach powietrza niż standardowo zalecane w kanale, dodatkowo muszą być doposażone w tłumiki montowane po stronie pomieszczenia, zarówno na nawiewie, jak i wywiewie z instalacji. Zalecane jest stosowanie jak największych odcinków prostych za i przed regulatorem ze względu na zakłócenia pomiarowe, jakie mógłby wywołać ruch turbulentny. 

Regulatory VAV są stosowane przede wszystkim, by oszczędnie dostosować parametry powietrza do poszczególnych pomieszczeń, a także przy nierównomiernym rozłożeniu obciążeń szczytowych w budynku – czyli gdy jedno pomieszczenie jest zupełnie puste, a inne zapełnione w całości. Stosuje się je także w miejscach, gdzie konieczne jest utrzymanie stałej różnicy ciśnienia pomiędzy sąsiadującymi pomieszczeniami. Przykładem mogą być obiekty służby zdrowia i np. sale zabiegowe czy operacyjne. Sterowanie takim regulatorem odbywa się z nastawą ciągłą, czyli zależną od sygnału sterującego 0...10 V lub 2…10 V. Takim regulatorom można także narzucić nastawę, by pełniły funkcję nawiewu ze stałym strumieniem powietrza. To jedno z kilku możliwych położeń przepustnicy: zamknięta, otwarta, Vmin, Vmax lub Vśr będące wartością strumienia powietrza z przedziału minimum i maksimum. Jest to przydatne, gdy chcemy utrzymywać stały strumień powietrza niezależnie od wahań ciśnienia. 

Oszczędności, jakie można uzyskać, stosując regulację stałociśnieniową, szacuje się na ok. 15% przy zyskach ciepła od ludzi, a 40% przy zyskach od słońca. W systemach o regulowanym ciśnieniu, czyli VAV, oszczędności te są większe i sięgają 40% dla zysków od ludzi oraz niemal 90% dla słonecznych [2]. Należy zatem pamiętać, że możliwość uzyskania oszczędności jest ściśle związana ze zmiennymi zyskami występującymi w danym obiekcie.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[wentylacja, klimatyzacja, HVAC, BMS, regulatory VAV, DCV, HVAC, instalacja wentylacyjna, wentylacja DCV]

   28.05.2019
Tagi: 
wentylacja | 
klimatyzacja | 
hvac | 
bms | 
regulatory vav | 
dcv | 
hvac | 
instalacja wentylacyjna | 
wentylacja dcv

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl