VVAV-система вентиляції - це рішення для організації правильного повітрообміну, що дозволяє подавати в різні зони ту кількість повітря, яка там потрібна на даний момент, тим самим економлячи електроенергію. Така система по праву вважається найпросунутішим рішенням на ринку. Абревіатура VAV (ВАВ) розшифровуватиметься як variable air volume — «змінний обсяг повітря». Якщо говорити про принцип роботи такої вентиляції, то йдеться про змінну витрату повітря.
У статті докладно розглянемо, як працюють VAV-системи.
Навіщо потрібна VAV-система вентиляції
Коли виробники Trox, Belimo та System Air представили на ринку перші VAV-системи, вони призначалися для великих площ та обсягів повітря. Така вентиляція встановлювалася в адміністративних будинках, ТРЦ, готелях.
Ми ще поговоримо про те, як влаштована дана вентсистема, а поки що важливо знати, що вона не може функціонувати без двох елементів:
- VAV-клапанів змінної витрати, які можуть пропускати більшу чи меншу кількість повітря;
- датчиків CO2 і датчиків температури, які «вказують» клапанам на перевищення параметрів.
Датчики встановлюються позонно — канальних датчиків у цій схемі немає.
Припустимо, що в готельному комплексі необхідно контролювати вміст CO2 і температуру. Якщо в певній зоні (наприклад, у холі) показник перевищено, VAV-клапан відкривається, і туди подається повітря.
При цьому програмне забезпечення вентиляційної машини «розуміє», який обсяг повітря відправляти, щоб досягти необхідних значень.
Якщо в холі готелю нікого немає (наприклад, уночі) — туди нема потреби подавати повітря. Машина не працюватиме на 100% потужності — вона вибирає режим, що підтримує оптимальні показники.
Після того, як такі вентиляційні установки з'явилися у промисловому сегменті, багато компаній в Україні намагалися застосувати їх у житлових будинках. Однак у побутовому використанні, наприклад, у квартирі площею 150 квадратів, ці клапани завжди пропускатимуть близько 400 кубів повітря — а це надто багато. Повітря подається навіть туди, де не потрібне, оскільки клапан не може закриватися на 100%. Відповідно встановлення системи недоцільне — ні фінансово, ні технічно.
Розуміючи це, компанія Jablotron розробила систему VAV-клапанів для побутового сегменту. На 2023 аналогів розробці немає, і враховуючи обладнання, показане на найбільшій інжиніринговій виставці ISH 2023 у Франкфурті, найближчими роками не передбачається. Такі деталі вентиляційних систем можна назвати справжнім проривом у світі кліматичної техніки.
Переваги VAV-систем
Які переваги у вентиляційних систем змінної витрати повітря?
- Економія ресурсів. Пояснимо на такому прикладі. Як правило, близько 50% обсягу повітря у квартирі подається до вітальні. Вночі VAV-система визначить, що людей у кімнаті немає, і повітряний потік туди можна не відправляти.
- Висока ступінь рекуперації. Двигун вентустановки працює не на 100%, а максимум на 50-60%, причому обсяг рекуператора постійний, а кількість повітря менше. Чим менше повітря проходить через рекуператор, тим ефективніше прогрівається та охолоджується, встигаючи передати енергію вихідного повітря припливному.
- Довговічність. У 5-6 разів збільшується термін служби установки та фільтруючих елементів, оскільки система не працює постійно на повну потужність.
- Підвищення якості повітря. Якщо повітря подавати локально по всіх приміщеннях з урахуванням показників датчиків CO2 та температури, параметри мікроклімату підтримуються ефективніше.
На сьогодні єдина вада таких систем — ціна. Вони на 10-15% дорожчі за хорошу систему припливно-витяжної з постійною витратою повітря. Однак, враховуючи економію під час експлуатації та рівень комфорту, ця різниця не така значна.
Як працює VAV-система вентиляції
Розберемо роботу системи з прикладу квартири 150 м2.
Кожна зона в житлі, яку ми плануємо регулювати, повинна мати датчик CO2, до нього присвоюється група клапанів (до 4 штук), чого більш ніж достатньо для сім'ї у вітальні.
Наприклад, у стандартній квартирі може проживати чотири особи. Умовно, на одну особу припадає один припливний клапан. У вітальні, де збирається сім'я, буде 4 клапани, у спальні господарів – 2, у дитячих – по одному чи по два.
Програмно клапаном визначається обмеження по протоку повітря до 100 м3/год, а також граничні значення опору системи.
А як бути із гостями? Навіть якщо ви вважаєте себе гостинними господарями, люди, які приходять, не беруться до уваги для досягнення ідеальних умов. Але все ж таки при цьому повітрообмін з VAV-системою намагатиметься наситити ті зони, де знаходяться гості, а не порожні кімнати.
Припливна вентиляція VAV контролюється СО2 датчиками, витяжна — boost-клавішею, яка визначає підвищений забір повітря там, де вона була активована.
Як же забезпечується точна та ефективна робота вентиляції зі змінною витратою повітря?
Під час першого запуску система відкриває всі клапани, продуваючи всі канали, після чого закриває та по черзі продавлює кожну гілку із клапаном окремо. Система самостійно розраховує необхідну продуктивність та положення клапана для передачі точного об'єму повітря завдяки тривимірній карті вимірювань, заснованих на:
- PWM — широтно-імпульсній модуляції (простіше кажучи, електричному навантаженні на двигун (вимірюється в %);
- RPM — кількості обертів двигуна за хвилину (об/хв);
- Resistance — опорі (Па).
Після першого запуску системи та роботи протягом 7 днів відбувається постійне самотестування та калібрування всіх автоматичних датчиків СО2. Система постійно бачить, що відбувається у кімнаті, калібрує датчик, підганяє його під правильні параметри.
Всі установки знаходяться в єдиній хмарі та передають дані на сервер, що допомагає системі та розробникам навчатися та формувати оновлення нових прошивок, доступних усім користувачам. Таким чином, VAV-клапан Vario Breeze Jablotron, датчики СО2 та сама установка формують необхідну синергію для підтримки високого рівня кисню.
Елементи та облаштування VAV-системи
Яким чином побудована VAV-вентиляція? Короткий опис облаштування зводиться до того, що датчики визначають зміну якості повітря, а клапани (різна кількість) реагують на це, відкриваючись або закриваючись.
Компанія Jablotron має два варіанти установок різної потужності: Futura M і Futura L.
Коли людей у приміщенні немає, система Jablotron L працює на 110 кубів, М — на 80 кубів, це мінімальні значення.
Шляхом правильного проєктування ми отримуємо місцевий опір в районі 100 Па, при цьому Jablotron М максимум може видати 350 кубів, при номінальних 250 кубах, Jablotron L при такому ж опорі — 450 кубометрів на подачу та забір, хоча номінально розрахований на 350 кубів.
Візьмемо якийсь стандартний проєкт, де встановлюються 20 клапанів, по 10 на приплив та витяжку, але найчастіше кількість залежатиме від можливостей системи та побажань клієнта.
Якщо нікого немає вдома, Jablotron М свої мінімальні 80 кубометрів ділить на 10, тобто через кожен клапан подається по 8 кубів. Як тільки до приміщення зайде людина, датчик зафіксує зростання CO2 – клапан відкриється більше. Саме в цю зону буде спрямована основна витрата, щоб перекрити зростання CO2. У сусідніх приміщеннях приводи заслінок, навпаки, закриватимуться, тобто, установка не нарощуватиме непотрібну продуктивність у порожніх кімнатах.
Якщо в іншій кімнаті теж з'являться люди — продуктивність установки зростає, двигун підвищує оберти, і повітря туди подає також. При цьому подача повітря до інших кімнат, де є люди, не скорочується.
Система чітко регулює вміст CO2 у діапазоні від 600 до 1200 ppm, це безпосередньо впливає на продуктивність та швидкість реакції установки, при цьому сама людина може відчути різницю лише після 1500 ppm. До кімнат без людей подається мінімальна кількість повітря для підтримки параметрів.
Якщо люди розосередилися у різних кімнатах – система подає повітря локально, розраховуючи необхідну кількість.
Також розкажемо про влаштування витяжної вентиляції в рамках VAV-системи.
Як і в будь-якому проєкті, ми маємо «брудні» зони, звідки потрібно виводити повітря — санвузли, кухні, гардероби.
Зона санвузлів контролюється boost-клавішею, яка монтується у підрозетнику. У стандартних умовах зона СВ працює як витяжна, забираючи середнє значення, як і кожен із витяжних клапанів, але при включенні світла чіп активується, тим самим підвищує витяжну продуктивність зони, не даючи запахів або вологи поширюватися.
По «брудним» зонам встановлюється 10 клапанів витяжки, які поступово розбирають 200 кубів повітря.
Після натискання boost-клавіші забираються максимальні запрограмовані 100 кубів, а на інші 100 розподіляються на 9 інших клапанів.
Якщо буде натиснута друга клавіша (у другій ванній) – максимум повітря забиратиметься з двох санвузлів.
У гардеробі немає підвищеної вологості, у ньому потрібна мінімальна циркуляція повітря. Тут можна присвоїти клапану мінімальне значення, яке забиратиметься постійно (15-30 кубів на годину), без збільшення витяжки.
Як забезпечується витяжна вентиляція на кухні?
1. Витяжка Faber, інтегрована в систему вентиляції Jablotron.
При активації витяжки над варильною поверхнею вона завжди працює на підвищених оборотах. До неї підходить 4 клапани, кожен забирає по 100 кубометрів, тобто в сукупності забирається 400 кубів. У момент, коли на плиті щось готується і витяжка працює, у всіх санвузлах клапани закриваються герметично, а в чисті зони почне подаватися максимальна кількість повітря.
Тобто система прагнутиме видавити все повітря через витяжку, не допустивши поширення його по чистих зонах.
При цьому сама витяжка є частиною системи й працює на максимумі, тільки коли активна, в останній час її витяжні клапани поділяють весь забір повітря з іншими витяжними клапанами порівну.
Важливо пам'ятати, що можливості такої витяжки обмежені, тому її ефективність залежить від вашого способу життя і підійде в 80% випадків.
2. Витяжка Faber + лінійний дифузор на кухні.
При натисканні кнопки витяжки, заслінки так само закриваються в санвузлах і у зоні кухні через лінійний дифузор. Весь обсяг повітря забирається через Faber. Після його вимкнення заслінки відкриваються, і витяжка відбувається через лінійний дифузор на кухні, а також клапани в гардеробах та ванних кімнатах.
Такий варіант рекомендує виробник, оскільки це сильно підвищує можливості розподілу повітря з урахуванням збереження енергії.
Варіанти VAV-систем вентиляції
Вентиляційні системи зі змінною витратою повітря відрізняються за способами регулювання. Розглянемо основні варіанти.
VAV-системи з централізованим керуванням клапанами
У системі з централізованим управлінням роботу клапанів контролює програмне забезпечення самої установки, тобто «мізки», розроблені компанією Jablotron.
До уваги система приймає такі показники:
- температуру;
- якість повітря;
- вологість.
Система постійно навчається та ділиться досвідом з іншими установками через хмару, що дає можливість постійно вдосконалювати її можливості.
DCV-системи
DCV (demand controlled ventilation – вентиляція за потребою) вважається більш досконалою системою, проте не у всіх проєктах себе виправдовує. При регулюванні враховуються показники:
- температури;
- якості повітря;
- вологості;
- присутність людини.
Відповідно до них виконується контроль роботи системи.
Системи із зовнішнім керуванням клапанами
У вас є установка виробника Х, VAV-клапани та «мізки» компанії Y. Чи можна увійти у логіку роботи двигуна Х та об'єднати елементи в одну систему?
Так, реалізувати таку систему можливо, але така модель застосовується в промисловості, де йдеться про багатотисячні обсяги повітря. Для побутового використання такий варіант буде не лише неефективним, а й дорожчим.
VAV-система вентиляції з двопозиційним керуванням
У таких припливно-витяжних вентиляційних системах управління відбувається або за показником температури, або за рівнем СО2.
У Jablotron таке також можливо, але якщо вибирати температуру як орієнтир, система ігнорує СО2, і установка завжди подаватиме максимальний об'єм повітря, намагаючись охолодити/нагріти приміщення модулем cool breeze.
Те саме справедливо і для температури, коли вона не буде братися до уваги. Однак останнє оновлення програмного забезпечення дало можливість вибрати нову функцію: Max. Ця функція дозволяє системі працювати за тим показником, який ще не досягнуто. Тобто якщо СО2 у нормі, а температура — ні, система працює, чи навпаки, що, безумовно, знімає всі компроміси.
VAV-системи з пропорційним керуванням
У промислових системах можна обмежити по кожному клапану кількість повітря, що пропускається в кімнату.
У Jablotron обмеження можна поставити тільки у витяжні зони (наприклад, постійні 40 кубів у вбиральні), навіть за умови використання VAV-системи. По припливу у системі ми задаємо рівень вмісту СО2 , а кількість повітря контролюється програмним забезпеченням. Хоча за наявності VAV-клапанів ми можемо створити програмний розподіл % кількості повітря по зонах. Розподіл зберігатиметься при ручному регулюванні, але при переході на режим АВТО, який ми й рекомендуємо, система сама визначить потребу та розподіл.
Способи керування VAV-системою
Вручну чи автоматично? Поговоримо про безпосереднє управління вентиляцією.
Побутові вимикачі
VAV-система — це модель вентиляції, що автоматично регулюється в роботі, проте вона може мати відсотковий розподіл подачі в ручному режимі, а також в ній можуть бути механічні вимикачі. Наприклад, boost-клавіша у ванній кімнаті, яка активується при включенні світла, або витяжка Faber на кухні.
Кругові регулятори
Кількість повітря, що подається клапаном може регулюватися користувачем за допомогою кругового регулятора. Однак такий ручний спосіб керування фактично нівелює головну перевагу системи – можливість подачі повітря згідно з рівнем CO2.
Датчики присутності у приміщенні
Такі датчики дійсно можуть впроваджуватися в обладнання, проте не в Jablotron (у ньому запрограмовано лише реагування на температуру, вологість та СО2).
Датчики СО2
Вентиляція змінного повітря Jablotron регулюється датчиками СО2 або температури – саме ці два показники у пріоритеті.
Система «Умный дом»
Автономна система, контрольована або за СО2, або за температурою, має свою логіку. Виробники VAV-системи дозволяють під'єднатися до «Розумного будинку» і управляти з пульта певним циклом, але глибокого впровадження не буде.
Виробник вказує протоколи, якими дозволяє керувати вентиляцією. Міняти логіку управління системою не можна, та й це недоцільно.
Як обрати VAV-систему
Для побутових потреб єдине рішення на ринку – VAV-система Jablotron. Для промислового сегменту можемо рекомендувати виробників Trox, Belimo та System Air.
Потрібна допомога у підборі вентиляційних систем? Фахівці «Альтер Ейр» професійно допоможуть обрати оптимальний варіант для вашого проєкту.
Особливості монтажу VAV-систем вентиляції
Жодних особливостей і труднощів у монтажі VAV-систем вентиляції немає.
Замість механічних клапанів, які вручну регулювали подачу повітря в системах з постійною витратою, позонно встановлюються VAV-клапани Vario Breeze від Jablotron та датчики СО2.
Поширені питання
Що таке VAV-система для вентиляції?
VAV-вентиляція — це система змінної витрати повітря, яка дозволяє подавати більше повітря в ті зони, де рівень СО2 підвищується. Вентсистема визначає підвищення СО2 у кожній кімнаті через датчики; витратою повітря керують VAV-клапани.
Де можна використовувати VAV-систему?
VAV-система вентиляції може використовуватися як у промисловому сегменті для великих площ, так і в побутовому (Jablotron).
Який термін окупності VAV-системи?
В оцінці ефективності VAV-систем немає такого поняття, як окупність. Проте варто звернути увагу на:
- підвищення якості повітря;
- зменшення витрат на фільтруючі елементи;
- збільшення ККД рекуператора.
Наскільки надійні VAV-системи?
Вентиляція може ламатися — так само як і будь-яка система з електронікою та механічними приладами. Але зазначимо, що VAV-системи Jablotron обслуговуються за гарантією протягом трьох років. Вибирайте хороший сервісний центр — і тоді будь-якій проблемі можна запобігти чи оперативно вирішити.
