Chłodnictwo & Klimatyzacja - Regulatory zmiennego przepływu powietrza (VAV)

Powodem powstania koncepcji instalacji wentylacji i klimatyzacji ze zmienną ilością powietrza (w zależności od zapotrzebowania) była potrzeba ograniczenia zużycia energii z jednoczesnym zapewnieniem warunków komfortu w pomieszczeniach.

W odróżnieniu od systemów ze stałym przepływem regulacja parametrów powietrza w pomieszczeniu odbywa się poprzez zmianę strumienia objętości doprowadzonego powietrza wentylacyjnego.

Podczas projektowania sieci z uwzględnieniem zmiennej ilości powietrza należy pamiętać, że doprowadzona ilość powietrza zewnętrznego nie może być mniejsza od minimum wynikającego z ilości osób przebywających w pomieszczeniu. Głównym uzasadnieniem do zastosowania systemów VAV jest zmienność w czasie zysków ciepła lub stężenia dwutlenku węgla oraz zróżnicowanie tych wielkości pomiędzy pomieszczeniami.

Ważnym elementem w systemach VAV, o którym nie można zapomnieć, jest konieczność zastosowania elementów nawiewnych przystosowanych do pracy ze zmienną ilością powietrza.

Firma BSH Klima Polska posiada w swojej ofercie szeroką ofertę regulatorów przepływu produkowanych przez firmę Schako.

Regulatory typu VRA

Regulator przepływu przeznaczony do zastosowania w instalacjach nawiewnych i wywiewnych ma za zadanie utrzymywać stały lub zmienny przepływ, jak również regulować ciśnienia w pomieszczeniu lub w przewodzie. Realizuje on funkcję sterownia wymuszonego Vmin, Vmax, lub odcięcia przepływu. Dopuszczalna różnica ciśnienia dla pracy tego regulatora wynosi od 50 do 1 000 Pa, temperatura otoczenia od 0 do 55°C. Zakres zastosowania obowiązuje dla prędkości w przewodzie 2-12 m/s. Sygnał wyjściowy służy dla sterowania Maste-r-Slave, sterowania równoległego pracą większej ilości regulatorów lub do odczytu wartości rzeczywistej w zakresie 2-10 V DC (0-10 V DC) odpowiadającej zakresowi od 0 do 1 00% nastawionej wartości Vmax w systemie DDC / ZLT. Regulator typu VRA składa się z obudowy z blachy stalowej ocynkowanej, przepustnicy z uszczelką z gumy bez silikonu (wielkości O 125-400 szczelne zgodnie z DIN 1946/4), krzyża pomiarowego z profilu aluminiowego w uchwycie z tworzywa oraz osi klapy w łożysku z mosiądzu.

Standardowo regulatory przepływu wyposażone są w siłowniki Belimo, pracujące dla prędkości powietrza w zakresie 2-12 m/s. Okrągłe regulatory przepływu, na życzenie, mogą być wyposażone w osprzęt Grunera, przy którym regulator może pracować dla prędkości przepływu 1 m/s. Rozwiązanie to nie jest możliwe dla prostokątnych regulatorów typu VRA-Q!

Pierwsza nastawa parametrów pracy Vmin, Vmax i Vnenn (przepływ nominalny) jest wykonywana w fabryce, zgodnie z zamówieniem klienta. Możliwa jest zmiana wartości zadanych Vmin i Vmax po zamontowaniu regulatora, za pomocą urządzenia nastawczego lub programu komputerowego. Po nastawie przeprowadzana jest próba działania każdego regulatora. Punkt pracy Vmax jest nastawiany na wartość 30...1 00% przepływu nominalnego regulatora, natomiast punkt pracy Vmin jest nastawiany na wartość 0...1 00% od Vmax lub Vnenn (w zależności od typu regulatora). Maksymalna odchyłka wynosi +/-5% wartości nominalnej Vnenn. Do pomiaru przepływu Schako używa podwójnego krzyża pomiarowego z zamkniętego profilu aluminiowego (rys. 1). Po obu stronach krzyża jest po dwanaście punktów pomiarowych pokazujących średnią wartość po stronie wysokiego i niskiego ciśnienia. W porównaniu do kształtowników pomiarowych lub kryz z mniejszą ilością punktów, osiągana jest większa dokładność pomiaru. Ponadto odległości wymagane do uspokojenia przepływu za uzbrojeniem przewodów są krótsze.

Odległość montażu regulatora VRA za kolanem lub łukiem wynosi 1 x D (średnica dla regulatorów okrągłych) oraz 1 x przekątna (dla regulatorów prostokątnych), natomiast za pozostałymi kształtkami (np. rozgałęzieniem, redukcją, trójnikiem), klapą przeciwpożarową, tłumikiem kulisowym wynosi 2 x D (średnica dla regulatorów okrągłych) oraz 2 x przekątna (dla regulatorów prostokątnych).

Podstawowe typy regulatorów VRA to:

•  VRA-R - okrągły, do podłączenia przewodu spiro zgodnie z normą DIN 24145, z uszczelką do zamknięcia szczelnego;
•  VRA-Q - prostokątny do podłączenia przewodu zgodnie z normą DIN 241 90. Istnieje możliwość wykonania szczelnego regulatora typu VRA-Q zgodnie z normą DIN 1946/4. Regulatory typy VRA występują w wersji z osprzętem elektrycznym oraz osprzętem pneumatycznym.


Regulatory typu PIANO

W ofercie Schako znajdują się także wytłumione regulatory przepływu typu Piano i Piano-S do zastosowania w instalacjach nawiewnych i wywiewnych (rys. 2). Są one przeznaczone do utrzymania stałego lub zmiennego przepływu jak również regulacji ciśnienia w pomieszczeniu lub w przewodzie, do podłączenia do przewodu zgodnie z normą DIN 241 90. Regulator PIANO ma zintegrowaną komorę tłumiącą redukującą szumy przepływu i hałas przez obudowę.

Regulatory typu PIANO i PIANO-S mogą być wyposażone w osprzęt elektryczny lub pneumatyczny.

Dla dodatkowej redukcji hałasu przez obudowę można zastosować specjalne, płaskie wytłumienie. Pomimo cieńszej warstwy wytłumienie to pozwala osiągnąć taką samą skuteczność jak do tej pory stosowane wytłumienie z wełny mineralnej. Aby dodatkowo zredukować szumy przepływu, można zamiast PIANO zastosować PIANO-S z wydłużoną częścią tłumiącą. Nie ma tu konieczności stosowania dodatkowego tłumika, co skraca czas montażu. Pierwsza nastawa dokonywana jest przez producenta zgodnie z życzeniem zamawiającego. Po nastawie przeprowadzana jest próba działania każdego regulatora.

Wnętrze regulatora jest tak ukształtowane, że strumień powietrza w przekroju krzyża pomiarowego ma wyrównany profil prędkości. Dzięki temu za regulatorem typu PIANO nie jest wymagany odcinek prosty na uspokojenie strugi. Jego parametry akustyczne są lepsze od parametrów akustycznych regulatorów okrągłych z komorą tłumiącą.

W tabeli 1 zamieszczone zostały wymagane długości zabudowy dla ilości powietrza V = 650 m3/h przy stracie ciśnienia Ap = 250 Pa (regulator za trójnikiem, szum przepływu poniżej LWA 45 dB). Z regulatorem można zastosować nagrzewnicę wodną o wymiarach zgodnych z wymiarami regulatora. Dobór regulatorów oraz tłumików ułatwia program Schakoluft dostępny na stronie internetowej.

Podsumowując artykuł warto podkreślić, iż do największych plusów stosowania systemów VAV należą:

•    indywidualna regulacja parametrów powietrza w pomieszczeniach,
•    wykorzystanie nierównoczesnego występowania strefowych obciążeń szczytowych,
•    niższe koszty urządzeń przygotowania powietrza,
•    mniejsze zużycie energii przez wentylatory,
•    optymalizacja energetyczna i użytkowa centrali wentylacyjnej,
•    bardzo łatwy proces uruchamiania i regulacji sieci,
•    możliwość ciągłego monitoringu wartości strumieni w poszczególnych gałęziach sieci przewodów,
•    możliwość centralnego sterowania przepływem powietrza w instalacji,
•    elastyczność systemu-zdolność do dostosowywania do nowych potrzeb.
  

Źródło: Chłodnictwo i Klimatyzacja 12/2009

Autor: Magdalena WILCZYŃSKA