SYSTEMY VAV - część 1: VAV tradycyjne

Systemy VAV są wciąż nowością dla wielu projektantów, wykonawców i inwestorów w Polsce chociaż na zachodzie są stosowane od kilkudziesięciu lat. Zachowanie komfortu cieplnego człowieka przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia energii powoduje, że urządzenia i systemy VAV powoli stają się popularne również w Polsce.

Dlaczego VAV?
1. Podstawowa korzyść w przypadku stosowania systemów VAV to przede wszystkim oszczędność energii - największa sprawność w odzyskaniu energii w powietrzu zewnętrznym (odzysk ciepła lub darmowe chłodzenie) - poprzez możliwość elastycznego dopasowania parametrów powietrza w pomieszczeniu do aktualnych warunków wewnętrznych i zewnętrznych. Nie jest to łatwe ze względu na bardzo wiele czynników wpływających na odczucie komfortu cieplnego przez człowieka.


Warunki wewnętrzne:
• temperatura powietrza w pomieszczeniu (suchy termometr)
• prędkość powietrza w pomieszczeniu
• wilgotność powietrza w pomieszczeniu
• średni gradient temperatury powietrza w pomieszczeniu
• ilość osób i poziom aktywności fizycznej osób w pomieszczeniu (metabolizm):
- ciepło oddane przez konwekcję
- ciepło oddane przez promieniowanie
- ciepło oddane przez przewodzenie
- ciepło oddane przez oddychanie
• wartość izolacji ubrania
• intensywność oświetlenia
• rodzaj i ilość urządzeń w pomieszczeniu
• poziom głośności w pomieszczeniu
• zapach
• itp.
Warunki zewnętrzne:
• nasłonecznienie
• opady atmosferyczne
• siła wiatru
• pora roku
• itp.
2. Możliwość współpracy z centralnymi systemami sterowania i zarządzania budynkami i energią (BMS, EMS) – szeroki wybór strefowej elastyczności, możliwość równoczesnego grzania i chłodzenia.
3. Wymogi nowoczesnych budynków stawiają przed projektantami konieczność stworzenia elastycznego zagospodarowania przestrzeni bez stałych instalacji grzewczo-chłodzących trudnych do modyfikacji i zabierających miejsce użytkowe. Systemy VAV pracujące w oparciu o centralnie przygotowane powietrze w jednej centrali wymagają tylko stropu podwieszonego. Wymiar przewodów ze względu na większe prędkości przepływu powietrza (do 15 m/s) jest znacznie mniejszy niż w przypadku tradycyjnego prowadzenia kanałów. Efekt podmieszania pozwala na znaczne oszczędności zużycia energii.
4. Inne zalety systemu powietrze – powietrze:
• centralna maszynownia zapewnia łatwość konserwacji i łatwą możliwość wyciszenia instalacji
• długa żywotność instalacji (20-30 lat)
• regulacja ciśnienia w pomieszczeniu i/lub budynku
• doskonała regulacja wilgotności latem i zimą,
Na co należy zwrócić uwagę przy projektowaniu systemów VAV?
1. Naturalne tendencje powietrza zimnego i ciepłego (ciepłe powietrze unosi się do góry, zimne opada na dół):
• powietrze ciepłe: uwarstwienie pojawia się gdy:
- krotność wymiany w pomieszczeniu jest mała ( +11oC)
• powietrze zimne: zrzut zimnego powietrza pojawia się gdy:
- prędkość powietrza nawiewanego jest za mała ( -11oC).


Na rysunku obok typowy problem występujący przy ogrzewaniu pomieszczeń biurowych.
Aby zapobiec temu zjawisku należy zachować następujące parametry:
- max DT (ogrzewanie): +11oC
- zalecana min krotność wymian: 3
- Współczynnik K dla szyby < 1,7 W/m2 ok.
2. Rozdział powietrza w pomieszczeniu wymaga wykorzystania tzw. efektu Coanda: strumień powietrza „pełznie” po suficie zmieniając (wyrównując) temperaturę powietrza nawiewanego w stosunku do temperatury powietrza w pomieszczeniu.


Minimalna prędkość powietrza, która powoduje efekt Coanda wynosi 1,5 m/s, P total=constant.
3.Sposób nawiewu w pomieszczeniach wysokich:
• powietrze ciepłe nawiewamy bezpośrednio do dołu
• powietrze zimne nawiewamy na boki

4. Rodzaj typowych nawiewników / dyfuzorów ze względu na:
- zasięg (komfort)
- poziom hałasu (komfort)
- spadek ciśnienia (system, projektant)
- aspekt wizualny (architekt)
- wymagania dotyczące wymiarowania
- cena

Typowe rozwiązania dysz nawiewnych sufitowych i wypływ powietrza:
a/ liniowy dyfuzor szczelinowy
b/ dyfuzor z żaluzjami
c/ dyfuzor z perforacją
d/ dyfuzor łopatkowy obrotowy


Przykładowe ustawienia wypływu powietrza
5. Rodzaj systemu:
- CAV - stały przepływ
- VAV - zmienny przepływ
- VAV indukcyjny – zmienny przepływ z dodatkowym podmieszaniem.
6. Rodzaj urządzeń VAV i CAV:
- kołowe, z pojedynczą obudową
- kołowe, z pojedynczą obudową, komorą rozdziału (wielowylotowe)
- kołowe, z pojedynczą obudową, komorą rozdziału i podgrzewaczem
- kołowe, z podwójną obudową
- kołowe, z podwójną obudową, komorą rozdziału
- kołowe, z podwójną obudową, komorą rozdziału i podgrzewaczem.
Przy większych przepływach i dokładnych pomiarach i regulacji przepływu:
- prostokątne, z pojedynczą obudową, kołnierzowe
- prostokątne, z pojedynczą obudową, kołnierzowe, z tłumikiem
- prostokątne, z podwójną obudową, kołnierzowe
- prostokątne, z podwójną obudową, kołnierzowe, z tłumikiem.
Dla większych przepływów w pomieszczeniach o zaostrzonych kryteriach hałasu:
- prostokątne, z podwójną obudową, kołnierzowe, z tłumikiem
- prostokątne, z podwójną obudową, kołnierzowe, z tłumikiem, komorą rozdziału
- prostokątne, z podwójną obudową, kołnierzowe, z tłumikiem, z podgrzewaczem
- prostokątne, z podwójną obudową, kołnierzowe, z tłumikiem, komorą rozdziału,
z podgrzewaczem.
Rodzaje możliwych wymienników:
- podgrzewacz zasilany ciepła wodą 1-rzędowy
- podgrzewacz zasilany ciepła wodą 2-rzędowy
- podgrzewacz elektryczny 1-stopniowy
- podgrzewacz elektryczny 2-stopniowy
- podgrzewacz elektryczny 3-stopniowy.
UWAGA!
Dokładny pomiar i regulacja przepływu we wszystkich urządzeniach firmy Barcol-Air B.V. jest możliwy dzięki opatentowanemu czujnikowi Flo-Cross z 2x12 punktami uśredniającymi i wzmocnieniem sygnału jako standard.


Zalety czujnika Flo-Cross:
1/ 12 lub 16 specjalnie usytuowanych punktów testowych
2/ rzeczywista uśredniona wartość w środku kanału
3/ wzmocnienie sygnału pomiarowego
4/ sprawdzona dokładność w zakresie 2%
5/ niezależność od kształtu kanału
6/ niewrażliwość na wpływ człowieka
7/ łatwy montaż
Małgorzata Gwizda
Invensys Building Systems Poland A/S
ul. Karmelkowa 28, 52-436 Wrocław
tel. +48 71 3643929, fax +48 71 3635225
e-mail: ibsp@ibsp.pl
internet: www.ibsp.pl
Opracowano na podstawie materiałów firmy Barcol-Air B.V. (Purmerend, Holandia) wchodzącej w skład międzynarodowego koncernu INVENSYS.
SYSTEMY VAV – część 1: VAV tradycyjne
SYSTEMY VAV – część 2: VAV indukcyjne
SYSTEMY VAV – część 3: VAV indukcyjne – obliczenia