Centralna wentylacja ze zmiennym przepływem w budynkach mieszkalnych - BelAir

Alternatywa dla urządzeń wentylacyjnych z wentylatorami przeznaczonych do łazienek i toalet bez okien zewnętrznych - centralne urządzenie wywiewne ze zmiennym natężeniem przepływu powietrza.

Urządzenia wentylacyjne z wentylatorami do łazienek
i toalet bez okien zewnętrznych zostały opisane
w niemieckiej normie DIN 18017. W miarę zdobywania
coraz większego doświadczenia w zakresie użytkowania
tych urządzeń przez ostatnie lata oraz rosnących wymagań co do komfortu i energooszczędności,
naturalną konsekwencją stało się pojawienie
w ofercie niektórych producentów centralnego urządzenia wywiewnego ze zmiennym natężeniem przepływu do zastosowania w mieszkaniach w budynkach
wielopiętrowych (popularnych "blokach"). Popyt na
tego typu urządzenia zwiększył się na początku lat
90. wraz z renowacją wielu mieszkań.
Jak zrealizować taką wentylację?


Ten proponowany centralny sposób wywiewu
spełnia wymagania norm europejskich,
w tym także PN-EN 13141-4:2006 oraz
PN-EN 60335-2:2001 (co dopuszcza stosowanie
tych urządzeń na rynku polskim)
i zrealizowany jest w formie podstawowej
jako mechaniczna wentylacja wywiewna
z wentylatorem centralnym (rys. 1). Dodatkowo
w pojedynczych łazienkach i toaletach
stosuje się zawory automatycznie
otwierające się lub zamykające (fot. 1) sterowane
poprzez czujniki wilgotności i światła. Dzięki wstępnemu ustawieniu talerza
zaworu ze stałym otwarciem wentylacja
podstawowa jest realizowana w sposób ciągły. Poprzez dalsze otwieranie zaworów
utrzymuje się standardowe podciśnienie
w magistrali wywiewnej, a wentylator z jednostką regulowaną ciśnieniem stale dopasowuje
natężenie przepływu. W praktyce
jako centralne jednostki wentylacyjne używane
są najczęściej wentylatory dachowe
(fot. 2) albo typu Box (fot. 3).
Wybór odpowiedniego napędu
Wentylator centralny z napędem i regulacją
jest najważniejszą częścią opisywanych
urządzeń wentylacyjnych i zasadniczo określa
wydajność całego systemu. Poprawny dobór
napędu spośród wielu możliwości zależy
od żądanej koncepcji rozwiązania. W ciągu
dnia zapotrzebowanie na klimatyzację
zmienia się. Wszystkie punkty pracy muszą
być realizowane szybko, wydajnie i jak najbardziej
energooszczędnie. Poza tym zakup
urządzenia nie powinien przekraczać pewnych
kosztów inwestycji, samo zaś urządzenie
powinno pracować przez wiele lat bez
większych nakładów konserwacyjnych.
Niestety niektóre z tych wymogów wzajemnie
się wykluczają, dlatego należy poszukiwać
kompromisu. W przypadku pewnych
wymagań należy przeanalizować cały
system napędowy.
Korzystnymi napędami dla wentylatorów
w takim obszarze zastosowania są łatwe
do sterowania silniki z elektroniczną komutacją (EC), które ograniczają koszty
sterowania do minimum i jednocześnie
spełniają wymogi regulacji ciągłej oraz mają wysoką sprawność w zakresie obciążenia
częściowego.


Napędy EC
Urządzenia elektryczne, które łączą w sobie
budowę stale wzbudzonego silnika synchronicznego
z działaniem napędu silnika prądu
stałego, funkcjonują często pod różnymi nazwami.
Zwyczajowo mówi się dziś o napędzie
EC – elektronicznie komutowany – ale
także o bezszczotkowy napęd prądu stałego
(bezszczotkowy DC). W przeciwieństwie
do asynchronicznych, silniki EC nie są napędzane
ani polem zmiennym, ani wirującym, natomiast elektroniczny układ włączania
i wyłączania magistrali uzwojenia jest
odpowiedzialny za ciągły ruch obrotowy
wirnika w silniku. Stąd też można znacznie
lepiej wykorzystać silnik i jego działanie
(liczba obrotów i oddawana moc). W czasie
działania zawsze któraś z magistrali nie jest
podłączona do prądu i dlatego nie powoduje
strat, a zatem sprawność dla obciążenia
znamionowego i częściowego wypada bardzo korzystnie.
Zaletą również jest to, że ułożenie
uzwojenia umożliwia ustalenie maksymalnej
liczby obrotów silnika, a także pozwala
producentom na uniknięcie najczęstszej
synchronicznej liczby obrotów i skoncentrowanie
się na wymaganiach eksploatacyjnych.
Praktyczny limit dla maksymalnej
liczby obrotów powoduje obok wytrzymałości
materiałów także czysta komutacja
z jednej magistrali do drugiej. W porównaniu
z innymi koncepcjami napędu, jak np.
silnik asynchroniczny z przetwornicą częstotliwości
albo z regulacją transformatorową (rys. 2) napęd EC ma ogromne zalety
energetyczne w ogólnej dziedzinie regulacji.
Właśnie w centralnych systemach wywiewnych
ze zmiennym natężeniem przepływu w mieszkaniach ocena sprawności
w dziedzinie częściowego obciążenia zyskuje
na znaczeniu. W porównaniu z tradycyjną
regulacją transformatorową ze zmiennym
natężeniem przepływu w mieszkaniach
energooszczędność wynosi nawet do 50%.

Napędy EC i regulacja ciśnienia
w wentylatorze


W rozwiązaniu napędowym EC z wewnętrzną regulacją ciśnienia połączono części wentylatora: motor, kontroler EC
i regulator z wewnętrznym czujnikiem
ciśnienia (fot. 4). Takie rozwiązanie systemowe
ułatwia klientom użytkowanie produktu,
np. zrealizowanie wyłącznie jednofazowego
podłączenia do sieci i uzyskanie
jednego z żądanych natężeń przepływu,
przyporządkowanego zadanej wartości ciśnienia
w regulatorze.

Podsumowanie
Zaletą centralnego systemu jest przede
wszystkim oszczędność energii, co za
tym idzie obniżenie miesięcznych kosztów
utrzymania lokalu. Oszczędność
wynosi nawet ponad 50%. Kolejną zaletą są dużo niższe szumy wytwarzane
w łazience albo toalecie niż te powodowane
przez zainstalowany tam pojedynczy
wentylator. Jako że pojedyncze
wentylatory nawiewają powietrze do
szybu wentylacyjnego, a ten jest pod ciśnieniem,
może dojść do przetłoczenia
zassanego powietrza do mieszkania albo
piętra obok. W zastosowaniu wentylacji
centralnej instalacja wywiewna znajduje
się zawsze w podciśnieniu, tak więc
małe straty są automatycznie kompensowane.
Na koniec należy wspomnieć,
że centralny system wywiewny w bloku
mieszkalnym z więcej niż około 8 miejscami
ssania powoduje zmniejszenie
kosztów inwestycji ponoszonych przez
inwestora w porównaniu z systemem
z indywidualnymi wentylatorami łazienkowymi.
Autor: Tomasz Olszewski
Źródło: Polski Instalator 6/2007 www.polskiinstalator.com.pl