Regulatory zmiennego przepływu VAV: niewielkie i niezbędne

Regulator VAV pozwala na dostarczanie do pomieszczenia niezbędnej, wynikającej z zapotrzebowania na ilość powietrza. Oznacza to jednocześnie uzyskanie optymalnego komfortu, jak i ograniczenie kosztów eksploatacyjnych.

Instalacje wentylacyjne mogą być nazywane systemami VAV. Oznacza to układy o zmiennym wydatku powietrza nawiewanego i wywiewanego (ang. Variable Air Volume), co związane jest z różnym zapotrzebowaniem na wymianę powietrza poszczególnych pomieszczeń w budynku. Sercem systemów wentylacyjnych VAV są regulatory zmiennego przepływu powietrza, które opracowano z myślą o poprawie komfortu we wnętrzu obiektu oraz jednocześnie o ograniczeniu zużycia energii. Urządzenia umożliwiają m.in. równoległe sterowanie strumieniem nawiewanego i wywiewanego powietrza oraz regulację strefową powietrza nawiewanego i wywiewanego.

Regulatory VAV zapewniają regulację ilościową, czyli dostarczają do wybranych stref wymagane ilości powietrza, co jest uzależnione od zysków cieplnych i temperatury w pomieszczeniach lub stężenia CO2. Urządzenia zmieniają ilość przepływającego przez przewody wentylacyjne powietrza na podstawie zewnętrznego sygnału.  

 

Proste urządzenia

Regulator składa się z elementu do pomiaru przepływu, przepustnicy regulacyjnej oraz modułu elektronicznego, który jest zazwyczaj zintegrowany z siłownikiem przepustnicy i przetwornikiem różnicy ciśnień. Do produkcji obudowy układu wykorzystuje się blachę stalową ocynkowaną Z275 lub stal nierdzewną w gatunku 1.4301. Dzięki wykończeniu brzegów obudowy uszczelkami (np. na bazie EPDM) zyskujemy szczelne połączenie z przewodami wentylacyjnymi. 

Regulatory przepływu to urządzenia, których konstrukcje na przestrzeni lat nie uległy zasadniczym zmianom. Wciąż jednak są udoskonalane przez inżynierów. „Widoczna jest tendencja do modyfikowania samych układów pomiarowych w boksach VAV, co pozwala na bardzo dokładny pomiar powietrza przepływającego z prędkością nawet poniżej 2 m/s. Niektórzy producenci stosują też tzw. dysze pomiarowe zamiast standardowych krzyży. Ponadto urządzenia są bardzo często rozbudowywane o elementy dodatkowe, jak chociażby tłumiki czy nagrzewnice elektryczne” – mówi Piotr Grzechowiak, technolog produktu w firmie Alnor.

 

Jak to działa?

Zasada działania regulatorów przepływu VAV opiera się na pomiarze prędkości powietrza. Pomiar dokonywany jest np. za pomocą pneumatycznej sondy pomiarowej lub też na elemencie spiętrzającym, jak kryza czy profil mierniczy. Kluczowe jest tu określenie różnicy ciśnień powstającej na elementach pomiarowych, za co odpowiada dynamiczny czujnik ciśnienia. Uzyskane wyniki porównywane są w elektronicznym procesorze z zaprogramowanymi wartościami. Jeżeli parametry uzyskiwane przez system są inne niż zadane, siłownik przepustnicy ustawia regulator w odpowiednim położeniu. 

 

Dobór regulatorów

Dobierając regulator, należy mieć na uwadze zakres wydatków przepływu powietrza, w których pracuje urządzenie o danym wymiarze (wiąże się to z zakresem dopuszczalnych prędkości przepływu powietrza przez regulator, który wynosi – w zależności od producenta – ok. 2 – 12 [m/s]. Minimalne oraz maksymalne wydatki przepływu powietrza przez urządzenie określa się na podstawie dopuszczalnych prędkości przepływu. 

 

Zakres dopuszczalnych strumieni powietrza dla odpowiednich wielkości regulatora (w oparciu o regulatory RAVAV Alnor):

 

„Dobór odbywa się na etapie projektu, przede wszystkim według pożądanego zakresu przepływów powietrza (Vmin i Vnom) – tłumaczy Artur Kołacz, specjalista ds. produktu w firmie Alnor. Dodatkowo projektant powinien wziąć pod uwagę ciśnienie akustyczne zależne od prędkości powietrza w kanale. Dobieramy oczywiście rozmiar czy kształt (regulator o przekroju prostokątnym lub okrągłym) oraz wersję izolowaną lub nie, opcjonalnie materiał, z którego wykonany jest regulator – standardowo stal ocynkowana, opcjonalnie stal nierdzewna. Ostatnim parametrem jest zintegrowany siłownik, który powinien być kompatybilny z planowanym źródłem sygnału sterującego (np. różne protokoły komunikacji z BMS)”- kontynuuje.

Nowoczesne regulatory nie powinny mieć problemu z dokładnością pomiaru przepływu powietrza nawet w sytuacji montażu w miejscach o zaburzonym przepływie powietrza, tj. przy zmianie kierunku przewodów – w odcinkach za kolanami czy trójnikami. Mimo to projektanci zalecają, aby umożliwić elementom pomiarowym pracę w warunkach jak najmniej zakłóconego przepływu. W związku z tym wskazane jest zachowanie możliwie największych odcinków prostych przed i za elementem. Wymagane odległości można w prosty sposób określić, kierując się wielokrotnością średnicy przewodu wentylacyjnego. Szacunkowo wystarczy zachowanie 2 odległości w przypadku, gdy regulator jest zamontowany za kolanem lub 3-5 w sytuacji montażu za trójnikiem. 

 

Opracowanie: Redakcja
Autor: Iwona Bortniczuk Piotr Grzechowiak