VAV-система вентиляции - это решение для организации правильного воздухообмена, позволяющее подавать в разные зоны то количество воздуха, которое там требуется на данный момент, тем самым экономя электроэнергию. Такая система по праву считается самым «продвинутым» решением на рынке. Аббревиатура VAV (ВАВ) расшифровываться как variable air volume — «переменный объем воздуха». Если говорить о принципе работы такой вентиляции, то речь идет о переменном расходе воздуха.
В этой статье подробно рассмотрим, как работают VAV-системы.
Зачем нужна VAV-система вентиляции
Когда производители Trox, Belimo и System Air представили на рынке первые VAV-системы, они предназначались для больших площадей и объемов воздуха. Такая вентиляция устанавливалась в административных зданиях, ТРЦ, гостиницах.
Мы еще поговорим о том, как устроена данная вентсистема, а пока важно знать, что она не может функционировать без двух элементов:
- Клапанов переменного расхода, которые могут пропускать большее или меньшее количество воздуха;
- датчиков CO2 и датчиков температуры, которые «указывают» клапанам на превышение параметров.
Датчики устанавливаются позонно — канальных датчиков в данной схеме нет.
Представим, что в гостиничном комплексе нужно контролировать содержание CO2 и температуру. Если в определенной зоне (например, в холле) показатель превышен — клапан открывается, и туда подается воздух.
При этом программное обеспечение вентиляционной машины «понимает», какой объем воздуха отправлять, чтобы добиться необходимых значений.
Если в холле гостиницы никого нет (например, ночью) — туда нет смысла подавать воздух. Машина не будет работать на 100% мощности — она выбирает режим, поддерживающий оптимальные показатели.
После того, как такие вентиляционные установки появились в промышленном сегменте, многие компании в Украине пытались применить их в жилых зданиях. Однако в бытовом использовании, например, в квартире площадью 150 квадратов, эти клапаны всегда будут пропускать около 400 кубов воздуха — а это слишком много. Воздух подается даже туда, где не нужен, поскольку клапан не может закрываться на 100%. Соответственно, установка системы нецелесообразна — ни финансово, ни технически.
Понимая это, компания Jablotron разработала систему VAV-клапанов для бытового сегмента. На 2023 год аналогов разработке нет, и учитывая оборудование, показанное на крупнейшей инжиниринговой выставке ISH 2023 во Франкфурте, в ближайшие годы не предвидится. Такие детали вентиляционных систем можно назвать настоящим прорывом в мире климатической техники.
Преимущества VAV-систем
Какие преимущества у вентиляционных систем переменного расхода воздуха?
- Экономия ресурсов. Объясним на таком примере. Как правило, около 50% объема воздуха в квартире подается в гостиную. Ночью VAV-система определит, что людей в комнате нет, и воздушный поток туда можно не отправлять.
- Высокая степень рекуперации. Двигатель вентустановки работает не на 100%, а максимум на 50-60%, при этом объем рекуператора неизменный, а количество воздуха меньше. Чем меньше воздуха проходит через рекуператор, тем эффективнее он прогревается и охлаждается, успевая передать энергию исходящего воздуха приточному.
- Долговечность. В 5-6 раз увеличивается срок службы установки и фильтрующих элементов, поскольку система не работает постоянно на полную мощность.
- Повышение качества воздуха. Если воздух подавать локально по всем помещениям с учетом показателей датчиков CO2 и температуры, параметры микроклимата поддерживаются более эффективно.
На сегодняшний день единственный недостаток таких систем — цена. Они на 10-15% дороже хорошей приточно-вытяжной системы с постоянным расходом воздуха. Однако, учитывая экономию при эксплуатации и уровень комфорта, эта разница не такая значительная. Поэтому вентиляция загородного дома с переменным расходом воздуха – одно из лучших решений.
Как работает VAV-система вентиляции
Разберем работу системы на примере квартиры 150 м2.
Каждая зона в жилье, которую мы планируем регулировать, должна иметь датчик СО2, к нему присваивается группа клапанов (до 4 штук), чего более чем достаточно для семьи в гостиной.
Например, в стандартной квартире может проживать четыре человека. Условно, на одного человека приходится один приточный клапан. В гостиной, где собирается семья, будет 4 клапана, в спальне хозяев — 2, в детских — по одному или по два.
Программно клапаном задается ограничение по протоку воздуха до 100 м3/час, а также предельные значения сопротивления системы.
А как быть с гостями? Даже если вы считаете себя гостеприимными хозяевами, приходящие люди не берутся в расчет для достижения идеальных условий. Но все же при этом воздухообмен с VAV-системой будет стараться насытить те зоны, где находятся гости, а не пустые комнаты.
Приточная вентиляция VAV контролируется СО2 датчиками, вытяжная — boost-клавишей, которая определяет повышенный забор воздуха там, где она была активирована.
Как же обеспечивается точная и эффективная работа вентиляции с переменным расходом воздуха?
Во время первого запуска система открывает все клапаны, продувая все каналы, после чего закрывает и поочередно продавливает каждую ветку с клапаном отдельно. Система самостоятельно рассчитывает необходимую продуктивность и положение клапана для передачи точного объема воздуха благодаря трехмерной карте измерений, основанных на:
- PWM — широтно-импульсной модуляции (проще говоря, электрической нагрузке на двигатель (измеряется в %);
- RPM — количестве оборотов двигателя в минуту (об/мин);
- Resistance — сопротивлении (Па).
После первого запуска системы и работы на протяжении 7 дней происходит постоянное самотестирование и калибровка всех автоматических датчиков СО2. Система постоянно видит, что происходит в комнате, калибрует датчик, подгоняет его под правильные параметры.
Все установки находятся в едином облаке и передают данные на сервер, что помогает системе и разработчикам обучаться и формировать обновления новых прошивок, доступных всем пользователям. Таким образом, клапан Vario Breeze Jablotron, датчики СО2 и сама установка формируют необходимую синергию для поддержания высокого уровня кислорода.
Элементы и устройство VAV-системы
Каким же образом построена VAV-вентиляция? Краткое описание ее устройства сводится к тому, что датчики определяют изменение качества воздуха, а клапаны (разное количество) реагируют на это, открываясь или закрываясь.
У компании Jablotron есть два варианта установок разной мощности: Futura M и Futura L.
Когда людей в помещении нет, система Jablotron L работает на 110 кубов, М — на 80 кубов, это их минимальные значения.
Путем правильного проектирования мы добиваемся местного сопротивления в районе 100 Па, при этом Jablotron М максимум может выдать 350 кубов, при номинальных 250 кубах, Jablotron L при таком же сопротивлении — 450 кубометров на подачу и забор, хотя номинально рассчитан на 350 кубов.
Возьмем какой-то стандартный проект вентиляции, где устанавливаются 20 клапанов, по 10 на приток и вытяжку, но чаще всего количество будет зависеть от возможностей системы и пожеланий клиента.
Если никого нет дома, Jablotron М свои минимальные 80 кубометров делит на 10, то есть, через каждый клапан подается по 8 кубов. Как только в помещение зайдет человек, датчик зафиксирует рост СО2 — клапан откроется больше. Именно в эту зону будет направлен основной расход, чтобы перекрыть рост СО2. В соседних помещениях приводы заслонок, наоборот, будут закрываться, то есть, установка не будет наращивать ненужною производительность в пустых комнатах.
Если в другой комнате тоже появятся люди — производительность установки растет, двигатель повышает обороты, и подает воздух туда тоже. При этом подача воздуха в другие комнаты, где есть люди, не сокращается.
Система четко регулирует содержание CO2 в диапазоне от 600 до 1200 ppm, это напрямую влияет на производительность и скорость реакции установки, при этом сам человек может почувствовать разницу только после 1500 ppm. В комнаты без людей подается минимальное количество воздуха для поддержания параметров.
Если люди рассредоточились по разным комнатам — система подает воздух локально, рассчитывая нужное количество.
Также расскажем про устройство вытяжной вентиляции в рамках VAV-системы.
Как и в любом проекте, у нас есть «грязные» зоны, откуда нужно выводить воздух — санузлы, кухни, гардеробы.
Зона санузлов контролируется boost-клавишей, которая монтируется в подрозетнике. В стандартных условиях зона СУ работает как вытяжная, забирая среднее значение, как и каждый из вытяжных клапанов, но при включении света чип активируется, тем самым повышает вытяжную производительность зоны, не давая запахам или влаге распространяться.
По «грязным» зонам устанавливается 10 клапанов вытяжки, которые равномерно разбирают 200 кубов воздуха.
После нажатия boost-клавиши забираются запрограммированные максимальные 100 кубов, а на остальные 100 распределяются на 9 других клапанов.
Если будет нажата вторая клавиша (во второй ванной) — максимум воздуха будет забираться из двух санузлов.
В гардеробе нет повышенной влажности, в нем нужно минимальная циркуляция воздуха. Тут можно присвоить клапану минимальное значение, которое будет забираться постоянно (15-30 кубов в час), без увеличения вытяжки.
Как обеспечивается вытяжная вентиляция на кухне?
1. Вытяжка Faber, интегрируемая в систему вентиляции Jablotron.
При активации вытяжки над варочной поверхностью, она всегда работает на повышенных оборотах. К ней подходит 4 клапана, каждый забирает по 100 кубометров, то есть в совокупности забирается 400 кубов. В момент, когда на плите что-то готовится и вытяжка работает, по всем санузлам клапаны закрываются герметично, а в чистые зоны начнет подаваться максимальное количество воздуха.
То есть, система стремится выдавить весь воздух через вытяжку, не допустив распространения его по чистым зонам.
При этом сама вытяжка является частью системы и работает на максимуме, только когда активна, в остальное время ее вытяжные клапаны разделяют весь забор воздуха с остальными вытяжными клапанами поровну.
Важно помнить, что возможности такой вытяжки ограничены, потому ее эффективность напрямую зависит от вашего образа жизни и подойдет в 80% случаев.
2. Вытяжка Faber + линейный диффузор на кухне.
При нажатии кнопки вытяжки, заслонки все так же закрываются в санузлах и зоне кухни через линейный диффузор. Весь объем воздуха забирается через Faber. После его выключения заслонки открываются, и вытяжка происходит через линейный диффузор на кухне, а также клапаны в гардеробах и ванных комнатах.
Такой вариант рекомендует производитель, так как это сильно повышает возможности в распределении воздуха с учетом сохранения энергии.
Варианты VAV-систем вентиляции
Вентиляционные системы с переменным расходом воздуха отличаются по способам регулирования. Рассмотрим основные варианты.
VAV-системы с централизованным управлением клапанами
В системе с централизованным управлением работу клапанов контролирует программное обеспечение самой установки, т. е. «мозги», разработанные компанией Jablotron.
В расчет система принимает следующие показатели:
- температуру;
- качество воздуха;
- влажность.
Система постоянно обучается и делится опытом с другими установками через облако, что дает возможность постоянно совершенствовать ее возможности.
DCV-системы
DCV (demand controlled ventilation — вентиляция по потребности) считается более совершенной системой, однако не во всех проектах себя оправдывает. При регулировании учитываются показатели:
- температуры;
- качества воздуха;
- влажности;
- присутствия человека.
В соответствии с ними выполняется контроль работы системы.
Системы с внешним управлением клапанами
У вас есть установка производителя Х, клапаны и «мозги» компании Y. Можно ли внедриться в логику работы двигателя Х и объединить элементы в одну систему?
Да, реализовать такую систему возможно, но такая модель применяется в промышленности, где речь идет о многотысячных объемах воздуха. Для бытового использования такой вариант будет не только неэффективным, но и более дорогим.
VAV-система вентиляции с двухпозиционным управлением
В таких приточно-вытяжных вентиляционных системах управление происходит либо по показателю температуры, либо по уровню СО2.
В Jablotron такое также возможно, но если выбирать температуру в качестве ориентира, система игнорирует СО2, и установка всегда будет подавать максимальный объем воздуха, пытаясь охладить/нагреть помещение модулем cool breeze.
То же справедливо и для температуры, когда она не будет браться в расчет. Однако последнее обновление ПО дало возможность выбрать новую функцию: Max. Эта функция позволяет системе работать по тому показателю, который еще не достигнут. То есть, если СО2 в норме, а температура — нет, система работает, или наоборот, что, безусловно, решает проблему.
VAV-системы с пропорциональным управлением
В промышленных системах вы можете ограничить по каждому клапану количество воздуха, пропускаемого в комнату.
У Jablotron ограничения можно поставить только в вытяжные зоны (например, постоянные 40 кубов в гардеробные), даже при условии использования VAV-системы. По притоку в системе мы задаем уровень содержания СО2, а количество воздуха контролируется программным обеспечением. Хотя при наличии VAV-клапанов мы можем создать программное распределение в процентах количества воздуха по зонам. Распределение будет сохраняться при ручном регулировании, но при переходе на режим АВТО, который мы и рекомендуем, система сама определит потребность и распределение.
Способы управления VAV-системой
Вручную или автоматически? Поговорим о непосредственном управлении вентиляцией.
Бытовые выключатели
VAV-система — это автоматически регулируемая в работе модель вентиляции, однако она может иметь процентное распределение подачи в ручном режиме, а также в ней могут быть механические выключатели. Например, boost-клавиша в ванной, которая активируется при включении света, или вытяжка Faber на кухне.
Круговые регуляторы
Количество воздуха, подаваемого клапаном, может регулироваться пользователем с помощью кругового регулятора. Однако такой ручной способ управления фактически нивелирует главное преимущество системы — возможность подачи воздуха согласно уровню CO2.
Датчики присутствия в помещении
Такие датчики действительно могут внедряться в оборудование, однако не в Jablotron (в нем запрограммировано только реагирование на температуру, влажность и СО2).
Датчики СО2
Вентиляция переменного воздуха Jablotron регулируется датчиками CO2 или температуры — именно эти два показателя в приоритете.
Система «Умный дом»
У автономной системы, контролируемой или по СО2, или по температуре, есть своя логика. Производители VAV-системы разрешают подключиться к «Умному дому» и управлять с пульта определенным циклом, но глубокого внедрения не будет.
Производитель указывает протоколы, по которым разрешает управлять вентиляцией. Менять логику управления системой нельзя, да и это нецелесообразно.
Как выбрать VAV-систему
Для бытовых потребностей единственное решение на рынке — VAV-система Jablotron. Для промышленного сегмента можем рекомендовать производителей Trox, Belimo, System Air.
Нужна помощь в подборе вентиляционных систем? Специалисты «Альтер Эйр» профессионально помогут выбрать оптимальный вариант для вашего проекта.
Особенности монтажа VAV-систем вентиляции
Никаких особенностей и трудностей в монтаже VAV-систем вентиляции нет.
Вместо механических клапанов, которые вручную регулировали подачу воздуха в системах с постоянным расходом, позонно устанавливаются VAV-клапаны Vario Breeze от Jablotron и датчики СО2.
Частые вопросы
Что такое VAV-система для вентиляции?
VAV-вентиляция — это система переменного расхода воздуха, которая позволяет подавать больше воздуха в те зоны, где уровень CO2 повышается. Вентсистема определяет повышение CO2 в каждой комнате через датчики; расходом воздуха управляют VAV-клапаны.
Где можно использовать VAV-систему?
VAV-система вентиляции может использоваться как в промышленном сегменте для больших площадей, так и в бытовом (Jablotron).
Какой срок окупаемости VAV-системы?
В оценке эффективности VAV-систем нет такого понятия, как окупаемость. Однако, стоит обратить внимание на:
- повышение качества воздуха;
- уменьшение трат на фильтрующие элементы;
- увеличение КПД рекуператора.
Насколько надежны VAV-системы?
Вентиляция может ломаться — так же, как и любая система с электроникой и механическими приборами. Но отметим, что VAV-системы Jablotron обслуживаются по гарантии в течение трех лет. Выбирайте хороший сервисный центр — и тогда любые проблемы можно предотвратить или оперативно решить.
