Vav система вентиляции что это
VAV система вентиляции
Основные назначения данной системы: снижение эксплуатационных расходов и компенсация загрязнения фильтров.
По дифференциальному датчику давления, который установлен на плате контроллера, автоматика распознает давление в канале и автоматически выравнивает его путем увеличения или уменьшения оборотов вентилятора. Приточный и вытяжной вентиляторы при этом работают синхронно.
Компенсация загрязнения фильтров
При эксплуатации системы вентиляции фильтры неизбежно загрязняются, увеличивается сопротивление вентиляционной сети и уменьшается объем подаваемого в помещения воздуха. VAV-система позволит поддерживать постоянный расход воздуха на протяжении всего срока эксплуатации фильтров.
Снижение эксплуатационных расходов
VAV-система позволяет существенно сократить эксплуатационные расходы, особенно это заметно на приточных системах вентиляции, у которых высокое энергопотребление. Добиваются экономии путем полного или частичного отключения вентиляции отдельных помещений.
При расчете системы вентиляции руководствуются различными нормами расхода воздуха на человека.
Обычно в квартире или доме все помещения вентилируются одновременно, расход воздуха на каждое из помещений рассчитывается исходя из площади и назначения.
А что делать, если в данный момент в помещении никого нет?
Можно установить клапана и закрывать их, но тогда весь объем воздуха распределится по оставшимся помещениям, но это приведёт к увеличению шума, и бесполезному расходованию воздуха, на прогрев которого были потрачены заветные киловатты.
Можно уменьшить мощность вентиляционной установки, но это так же уменьшит объем подаваемого воздуха во все помещения, и там где присутствуют пользователи воздуха будет «не хватать».
Лучшее решение, это подавать воздух только в те помещения, где есть пользователи. А мощность вентиляционной установки должна регулироваться сама, под требуемый расход воздуха.
Именно это и позволяет осуществить VAV-система вентиляции.
VAV-системы окупаются довольно быстро, особенно на приточных установках, но главное, позволяют существенно снизить эксплуатационные расходы.
Регулируют объем подаваемого в помещение воздуха электрическими клапанами.
Важным условием постройки VAV-системы является организация минимального подаваемого объема воздуха. Причина такого условия кроется в отсутствии возможности управлять расходом воздуха ниже определённого минимального уровня.
Решается это тремя способами:
Управление от бытового выключателя:
Для этого потребуется бытовой выключатель и клапан с возвратной пружиной. Включение будет приводить к полному открытию клапана, и вентиляция помещения будет производиться в полном объеме. При выключении возвратная пружина закрывает клапан.
Выключатель/включатель заслонки.
Минимальный требуемый объем воздуха всегда подается в помещение №1, отключить его невозможно, помещение №2 можно включать и отключать.
Минимальный требуемый объем воздуха распределяется на все помещения, так как клапана закрыты не полностью, и через них проходит минимальное количество воздуха. Все помещение можно включать и отключать.
Управление от кругового регулятора:
Для этого потребуется круговой регулятор и пропорциональный клапан. Данный клапан может открываться, регулируя объем подаваемого воздуха в пределах от 0 до 100%, необходимая степень открытия задается регулятором.
Круговой регулятор 0-10В
Минимальный требуемый объем воздуха всегда подается в помещение №1, отключить его невозможно, помещение №2 можно включать и отключать. В помещении №2 можно плавно регулировать объем подаваемого воздуха.
Малое открытие (клапан открыт на 25%) Среднее открытие (клапан открыт на 65%)
Минимальный требуемый объем воздуха распределяется на все помещения, так как клапана закрыты не полностью, и через них проходит минимальное количество воздуха. Все помещение можно включать и отключать. В каждом помещении можно плавно регулировать объем подаваемого воздуха.
Управление по датчику присутствия:
Для этого потребуется датчик присутствия и клапан с возвратной пружиной. При регистрации в помещении пользователя датчик присутствия открывает клапан и вентиляция помещения производиться в полном объеме. При отсутствии пользователей возвратная пружина закрывает клапан.
Датчик движения
Минимальный требуемый объем воздуха всегда подается в помещение №1, отключить его невозможно. При регистрации пользователя начинается вентиляция помещения №2
Минимальный требуемый объем воздуха распределяется на все помещения, так как клапана закрыты не полностью, и через них проходит минимальное количество воздуха. При регистрации пользователя в любом из помещений начинается вентиляция данного помещения.
Управление по датчику CO2:
Настенный или канальный датчик СО2
Основная причина, по которой требуется вентиляция помещения, это превышение уровня CО2.
В процессе жизнедеятельности человек выдыхает значительное количество воздуха с высоким уровнем CO2 и находясь в непроветриваемом помещении уровень CO2 в воздухе неизбежно растет, это и является определяющим, когда говорят что стало «мало воздуха».
Лучше всего воздух подавать в помещение именно при превышении уровня CO2 выше значения 600-800 ppm.
Ориентируясь на данный параметр качества воздуха можно создать самую энергоэффективную систему вентиляции.
Минимальный требуемый объем воздуха распределяется на все помещения, так как клапана закрыты не полностью, и через них проходит минимальное количество воздуха. При регистрации повышения содержания CO2 в любом из помещений начинается вентиляция данного помещения. Степень открытия и объем подаваемого воздуха зависит от уровня превышения содержания CO2.
Управление системой «Умный дом»:
Для этого потребуется система «Умный дом» и любой вид клапанов. К системе «Умный дом» могут быть подключены любые типы датчиков.
Управление воздухораспределением может быть как через датчики с помощью программы управления, так и пользователем с центрального пульта управления или приложения с телефона.
Панель умного дома
VAV системы вентиляции
VAV-система — это система вентиляции с переменным расходом воздуха (Variable Air Volume). Это выгодный способ сделать энергоэффективную систему вентиляции, позволяющую экономить энергию без снижения уровня комфорта. Современные VAV-системы в процессе эксплуатации позволяют быстро себя окупить за счёт значительного снижения потребляемых энергоресурсов.
Вентиляция VAV функционирует в режиме, обеспечивающем изменение величины подаваемого воздушного потока. Система компенсирует изменения в тепловой нагрузке благодаря изменению объемов воздушных масс, как вытяжного, так и приточного типа. При этом сохраняются постоянные температурные показатели. Оборудование мгновенно реагирует на происходящие изменения, касающиеся фактических тепловых нагрузок, как в конкретных зонах, так и отдельных помещениях. Функциональные характеристики системы обеспечивают существенное снижение уровня потребления электроэнергии, сохраняя при этом заданное качество воздушной массы внутри здания. Стоит отметить, что экономия энерго-затрат может составлять до 25% и больше. Оборудование VAV значительно экономичнее систем вентиляции, которые оснащены постоянным расходом воздушной массы.
VAV отличается универсальным принципом конструирования, поэтому оборудование можно легко адаптировать к любым условиям эксплуатации. Особенно это актуально при перестройке здания или же его модернизации. Универсальностью характеризуется и система управления. Ее можно подключить к общему управлению благодаря использованию новейших технологий.
Преимущества
Описание VAV системы
Основным преимуществом VAV-систем является существенная экономия энергии, особенно актуальная для вентиляционных систем с электрическим калорифером: у пользователей появляется возможность включать и отключать вентиляцию в любой комнате так же, как включает и выключает свет. А применение клапанов с пропорциональными электроприводами сделает управление еще более удобным, позволив пользователям плавно регулировать объем подаваемого воздуха. Можно также изменять объем воздуха по сигналу от датчика присутствия (аналог системы «Умный глаз», используемой в бытовых сплит-системах), датчиков температуры, влажности, концентрации CO2 и других – все это позволит автоматизировать управление энергосбережением.
Пример: можно отключать гостиную ночью.
При расчете системы вентиляции руководствуются различными нормами расхода воздуха на человека.
Обычно в квартире или доме все помещения вентилируются одновременно, расход воздуха на каждое из помещений рассчитывается исходя из площади и назначения. А что делать, если в данный момент в помещении никого нет? Можно установить клапана и закрывать их, но тогда весь объем воздуха распределится по оставшимся помещениям, но это приведёт к увеличению шума, и бесполезному расходованию воздуха, на прогрев которого были потрачены заветные киловатты. Можно уменьшить мощность вентиляционной установки, но это так же уменьшит объем подаваемого воздуха во все помещения, и там где присутствуют пользователи воздуха будет «не хватать». Лучшее решение, это подавать воздух только в те помещения, где есть пользователи. А мощность вентиляционной установки должна регулироваться сама, под требуемый расход воздуха. Именно это и позволяет осуществить VAV-система вентиляции.
VAV-системы окупаются довольно быстро, особенно на приточных установках, но главное, позволяют существенно снизить эксплуатационные расходы.
Пример: Квартира 100 м2 с VAV-системой и без.
Основное отличие от CAV
Возможность уменьшения величины воздушной массы является ключевой особенностью и преимуществом VAV, если сравнивать с CAV – системой, для которой характерен постоянный расход воздушных масс. Учитывая масштаб всего здания, тепловая нагрузка помещений будет разная в разное время суток. Для современных сооружений средний коэффициент одновременности составляет от 0,7 до 0,8. По этой причине в разных частях здания потребность в максимальном уровне расхода воздушного потока возникает неодновременно. Благодаря вентиляционной системе VAV количество воздуха будет изменяться согласно текущим потребностям конкретного помещения. Оборудование обеспечивает своевременное направление воздушного потока в те помещения, где возникает самая большая потребность в вентиляции в каждый определенный промежуток времени.
Принцип работы VAV-системы
Типовая VAV-система состоит из следующих компонентов:
Разберемся, как все это работает. Допустим, что в начале все воздушные клапаны полностью открыты. Если в процессе работы один из клапанов закрывается, давление в воздухораспределительной камере начинает расти. Это изменение фиксируется датчиком, и система автоматики приточной установки снижает скорость вращения вентилятора ровно настолько, чтобы давление в камере вернулось на прежний уровень (переходный процесс занимает не более одной минуты). Таким образом, система автоматики постоянно отслеживает уровень давления в камере и при его отклонении в ту или иную сторону от заданного значения изменяет скорость вращения вентилятора так, чтобы давление возвращалось к норме. Поскольку давление в камере, а значит и на входе каждого воздуховода, постоянно, объем поступающего в помещения воздуха будет определяться только углом поворота заслонки соответствующего клапана. На иллюстрации показана VAV-система, обслуживающая только 3 помещения, однако этих помещений может быть любое количество.
Все оборудование, используемое для построения VAV-системы, можно условно разделить на две части: вентиляционная установка с датчиком давления и воздухораспределительная сеть с регулируемыми зонами. Обе части VAV-системы могут функционировать независимо друг от друга: вентиляционная установка с помощью датчика поддерживает заданное давление в воздухораспределительной камере, а пользователь с помощью выключателей может по своему усмотрению закрывать и открывать клапаны во всех зонах. Поскольку давление в камере постоянно, то расход воздуха в каждом помещении будет зависеть только от положения заслонки клапана этого помещения, и не будет зависеть от расхода воздуха в других помещениях.
Типы систем зональной вентиляции
По типу управления VAV-системы могут быть:
1. С местным управлением и дискретными приводами (клапаны имеют только два положения – открыто и закрыто, управление от выключателей).
2. С местным управлением и модулями СВ-02, которые управляют пропорциональными приводами. К этим модулям подключаются регуляторы, позволяющие плавно изменять расход воздуха в каждой зоне.
3. С централизованным управлением и модулями JL201, которые управляют пропорциональными приводами. В этом случае расход воздуха может регулироваться локально (с помощью регуляторов или датчиков), централизовано с пульта или по датчику СО2. Соответственно, пульт и модули JL201 должны соединяться кабелем для передачи данных.
VAV-система с дискретным управлением клапанами
Это наиболее простой и недорогой тип VAV-системы.
Система, показанная на иллюстрации, состоит из приточной установки Breezart 550 Lux, датчика давления JL201DPR и нескольких воздушных клапанов с дискретными (то есть имеющими только два положения: открыто или закрыто) электроприводами. Управление приводами производится с помощью обычных выключателей, которые устанавливаются в обслуживаемых помещениях и позволяют открывать или закрывать клапан, подавая или снимая с него электропитание (клапаны имеют рабочее напряжение 220В). Для подключения датчика давления к вентустановке необходим кроссовый модуль RSCON и блок питания на 24В. Длина трубки от модуля JL201DPR до точки измерения не должна превышать 2 метров. Управлять клапанами можно не только вручную, но и автоматически от верхнего освещения или датчика движения с задержкой выключения и релейным выходом на 220В (такие датчики используются для управления наружным освещением коттеджей).
Для снижения стоимости системы и занимаемого ею места в приведенном примере не используется воздухораспределительная камера, постоянное давление поддерживается в канале. Как уже отмечалось выше, в этом случае все воздуховоды должны быть разведены из одной точки.
От зоны с фиксированным расходом (помещение №4) можно отказаться, если настроить крайнее положение одного привода или положение заслонки таким образом, чтобы в состоянии «закрыто» в помещение поступало минимально необходимое для нормальной работы вентустановки количество воздуха. Желательно использовать для этого только одну зону, поскольку при наличии нескольких приоткрытых заслонок и выключенной вентиляции между помещениями по воздуховодам могут распространяться звуки голоса и другие шумы (при включенной вентиляции благодаря движению воздуха это не так заметно).
VAV-система с пропорциональным управлением клапанами
Эта VAV-система похожа на предыдущую, но в ней используются клапаны с пропорциональным управлением, которые позволяют плавно регулировать угол поворота заслонки, изменяя пропускную способность клапана в диапазоне от 0 до 100%. Для управления приводами клапанов используются модули СВ-02, к которым подсоединяются регуляторы (потенциометры) JLC101. Поскольку в канале поддерживается постоянное давление, расход воздуха в каждом помещении будет определяться только углом поворота заслонки соответствующего клапана, а положение заслонки – углом поворота ручки регулятора.
В системе используются приводы с рабочим напряжением 24В постоянного тока. Их питание производится от модулей СВ-02, к которым подводится кабель от блока питания. Модули СВ-02 также позволяют транслировать информацию о текущем положении заслонки клапана (сигнал 0 – 10В) для контроля фактического расхода воздуха. Рассчитаем требуемую мощность блока питания: один комплект из привода и модуля CB-02 потребляет 2,5Вт + 0,5Вт = 3Вт. А три комплекта – 9 Вт. В системе нужно использовать блок питания, имеющий 15-20% запас по мощности, то есть не менее 11 Вт.
Еще одним отличием этой системы от предыдущей является отсутствие балансировочного клапана. Модуль СВ-02 позволяет настраивать положение заслонки клапана в открытом и закрытом состояниях (то есть при крайних положениях ручки регулятора) с помощью подстрочных резисторов, расположенных на плате модуля. Это позволяет легко настроить систему так, чтобы при установке регулятора на минимум заслонка клапана оставалась приоткрытой, обеспечивая заданный расход воздуха. Обратите внимание, что в помещении №5 установлен дискретный клапан, управление которым производится от центрального освещения. Этим мы хотели показать, что никаких ограничений на способы управления расходом воздуха нет, и в одной системе возможно использование различных технических решений.
VAV-система с централизованным управлением клапанами
Рассмотрим более сложный вариант VAV-системы с централизованным управлением всеми ее элементами. Главное отличие этого варианта от предыдущего – использование электронных модулей JL201. Обладая всеми возможностями СВ-02 (о них рассказывалось в предыдущем примере), новые модули имеют входы для подключения датчиков движения, температуры, расхода воздуха, концентрации СО2 и других. Кроме этого, эти модули имеют порт для подключения к шине Modbus для централизованного управления клапаном и удаленного считывания показаний подключенных к модулю датчиков.
В модификации JL201DP дополнительно установлен цифровой дифференциальный датчик давления, показания которого могут также передаваться по Modbus. Соединив модули единой шиной Modbus, мы получим возможность централизованного (сценарного) управления всей системой.
Приведенная в этом примере система вентиляции демонстрирует различные варианты применения модулей JL201. Помимо этих модулей система включает следующие элементы:
Описание системы по помещениям:
№1. К модулю JL201 не подключен регулятор или датчик. Управление производится только с центральной панели по шине Modbus. Такой вариант может использоваться в офисе, где вентиляция включается по таймеру в рабочее время.
№2, 3 и 4. На иллюстрации показан возможный вариант использования одного клапана для обслуживания нескольких помещений. Управление может производиться как централизованно, так и локально с помощью регулятора JLC101. Переключение между ручным и автоматическим режимами работы производится с помощью этого же регулятора или по таймеру.
№ 5. В этом помещении также установлен регулятор JLC101.
№ 6. В этом помещении установлен только датчик СО2. Расход воздуха регулируется автоматически для поддержания заданного с пульта значения концентрации углекислого газа. Благодаря этому вентиляция в этом помещении включается только тогда, когда там кто-нибудь есть
VAV-система на базе датчика СО2
Управление возможно только от датчика углекислого газа, любое другое управление зоной VAV-системы невозможно, совместно управление также невозможно (тип управления задается при пуско-наладке).
По умолчанию используется датчик с выходом 0-10В и диапазоном измерения 0-2000ppm (при использовании датчиков с другими параметрами необходима настройка модуля JL201 через программу JLConfigurator). При настройке через JLConfigurator можно использовать сигнал 2-10В, 4-20ма и любой диапазон измерений. При выборе режима Датчик СО2, в полях min и max задается минимальная и максимальная концентрация углекислого газа в единицах PPМ. Если в процессе работы зональной системы вентиляции фактическое значение концентрации углекислого газа будет ниже минимального значения, то на приводе клапана будет установлено минимальное напряжение (заданное на предыдущем этапе). Если фактическое значение концентрации углекислого газа будет выше максимального значения, то на приводе клапана будет установлено максимальное напряжение. При нахождении концентрации углекислого газа внутри диапазона min – max, напряжение на приводе будет изменяться прямо пропорционально концентрации углекислого газа.
Работа приточной установки в VAV режиме
Система вентиляции на базе приточной или приточно-вытяжной установки Breezart может работать в VAV режиме, позволяющем регулировать производительность вентиляции (расход воздуха) в каждой зоне (в зоне может быть одно или несколько однотипных помещений). Регулирование выполняется с помощью воздушных клапанов с электроприводами, которыми управляют модули CB-02 или JL201. Модули JL201 можно объединять по сети ModBus для централизованного управления. Возможности и характеристики системы:
Включение и настройка режима работы VAV производится при пуско-наладке системы (алгоритм описан в инструкции «Настройка VAV-систем Breezart»). В режиме VAV в верхней части основного экрана появляется иконка VAV, а в поле «Скорость вентилятора» отображается не скорость вентилятора, а уровень давления в воздуховоде или распределительной камере (по умолчанию 10). По умолчанию регулировка давления отключена, и в этом случае при нажатии на поле «Скорость вентилятора» основного экрана откроется страница «Расход воздуха в зонах», где будет отображаться фактический расход воздуха (устанавливается при запуске сценария), а также текущий режим управления расходом:
На этапе настройки VAV-системы для зон с централизованным управлением можно задать фактический расход воздуха при крайних положениях заслонки клапана. В этом случае расход воздуха станет отображаться не в процентах, а в кубометрах в час (единица измерения на экране отображаться не будет из-за недостатка места). Если регулировка давления в канале разрешена, то с Главного экрана можно перейти как к регулировке давления (нажав на это поле), так и к регулировке расхода воздуха в зонах (нажав на иконку вентилятора).
При выключенной вентустановке фактические расходы будут равны нулю, и все клапаны в зонах с централизованным управлением будут полностью закрыты. На этапе настройки для каждой зоны можно выбрать тип управления: только местное управление; только централизованное управление с пульта; смешанное управление. При смешанном управлении пользователь может самостоятельно изменять режим управления (местное или с пульта). Для перевода зоны в местный режим управления нужно повернуть ручной регулятор в положение Min (управление изменится на Местное), после чего задать этим регулятором желаемый уровень расхода воздуха. При активизации любого сценария модуль будет автоматически переведен в режим Пульт (обратите внимание: если при запуске сценария ручной регулятор будет находиться возле положения Min, то модуль останется в режиме Местное). Номера зон можно заменить иконками – это поможет запомнить, какое помещение обслуживание каждая зона. Для изменения иконки нажмите на номер (иконку) нужной зоны и удерживайте 3-4 секунды. Откроется экран со списком иконок. Нажмите на подходящую иконку, и она станет отображаться вместо номера зоны (чтобы вернуть номер зоны нажмите на первую иконку в этом списке).
Обратите внимание: при изменении расхода воздуха по сценариям передача данных в модули JL201 может занимать 10 – 20 секунд с момента срабатывания таймера. Если в это время задать расход воздуха вручную, то это значение может быть автоматически изменено на значение, заданное по сценарию.
Внимание! Если в системе есть фреоновый охладитель, работающий от ККБ типа Старт / Стоп, то при включенном ККБ расход воздуха во всех зонах должен быть максимальным. Иначе возможно обмерзание испарителя вентустановки.
VAV-система или рекуператор?
Приточно-вытяжные установки с рекуператором, как и VAV-системы, позволяют экономить энергию. В рекуператорах экономия достигается за счет передачи тепла от вытяжного воздуха к приточному, причем эффективность некоторых типов рекуператоров может достигать 90%. Однако рекуперационные вентустановки имеют ряд особенностей, которые затрудняют их использование в квартирах и небольших коттеджах.
В квартирах из-за недостатка места чаще всего организуют только приточную вентиляцию, а отработанный воздух удаляется через вытяжные каналы, расположенные в санузлах и на кухне. Размещение же приточно-вытяжнойустановки предполагает прокладку не только приточной, но вытяжной воздухопроводной сети, для которой может просто не хватить места.
Другой вариант создания подпора с помощью приточно-вытяжной установки заключается в разбалансировке притока и вытяжки: производительность приточного канала нужно сделать выше, чем вытяжного. Тогда часть приточного воздуха будет уходить не через рекуператор, а сквозь вытяжные каналы «грязных» помещений. Однако такой вариант не подходит для квартир и небольших коттеджей, поскольку на создание подпора будет уходить большая часть приточного воздуха, и тогда применение дорогостоящей приточно-вытяжной системы потеряет смысл из-за падения эффективности рекуперации.
Перечисленные особенности затрудняют использование рекуператоров в квартирах и небольших коттеджах, поэтому наиболее эффективным способом энергосбережения для таких помещений будет использование приточныхVAV-систем. В тоже время рекуператоры успешно применяются в офисных помещениях и административных зданиях, где указанные выше недостатки не являются существенными. Необходимо отметить, что VAV-системы можно также создавать на основе приточно-вытяжных установок с рекуператором, поэтому вместо «или» в названии этого раздела можно поставить «и».
Алгоритм настройки VAV-системы
После того, как VAV система смонтирована, ее необходимо проверить и настроить. Весь этот процесс можно разбить на следующие этапы:
1. Предварительная настройка:
2. Проверка правильности монтажа системы (тестирование регуляторов расхода воздуха). Это необходимо, чтобы убедиться, что система собрана без ошибок.
3. Определение рабочего давления, которое будет поддерживаться в процессе работы. При рабочем давлении в «критической» зоне и при полностью открытом клапане должен быть обеспечен заданный по проекту расход воздуха («критическая» зона – это зона с максимальным сопротивлением, в этой зоне происходит максимальное падение давления). Для корректной работы датчика давления рабочее давление должно быть не менее 48 Па.
4. Определение положения заслонок клапанов для максимального (100%) расхода воздуха для всех зон. В этом положении должен быть обеспечен расход, заданный по проекту.
5. Определение положения заслонок клапанов для минимального (0%) расхода воздуха для всех зон. При работающей вентустановке необходимо обеспечивать общий расход воздуха не менее 10% от максимального (проектного) расхода, поэтому полное закрытие всех клапанов не допускается. Есть несколько вариантов решения этой задачи:
Как узнать цену и получить коммерческое предложение
Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете: