Контролът на въздушния поток е част от процеса на настройка на системата за вентилация и климатизация и се извършва с помощта на специални вентили за контрол на въздуха. Контролът на въздушния поток във вентилационните системи позволява осигуряване на необходимия приток на свеж въздух към всяко от обслужваните помещения, а при климатичните системи - охлаждане на помещенията в съответствие с тяхното топлинно натоварване.

За регулиране на въздушния поток се използват въздушни клапани, ирисови клапани, системи за контрол на постоянния обем на въздуха (CAV, Constant Air Volume) и системи за поддържане на променлив обем на въздуха (VAV, Variable Air Volume). Нека разгледаме тези решения.

Два начина за промяна на скоростта на въздушния поток в канала

По принцип има само два начина за промяна на скоростта на въздушния поток в канала - за промяна на производителността на вентилатора или за привеждане на вентилатора в максимален режим и създаване на допълнително съпротивление на въздушния поток в мрежата.

Първият вариант изисква вентилаторите да бъдат свързани чрез честотни преобразувателиили стъпкови трансформатори. В този случай скоростта на въздушния поток ще се промени наведнъж в цялата система. Невъзможно е да се регулира подаването на въздух към една конкретна стая по този начин.

Вторият вариант се използва за регулиране на въздушния поток в посоки - по етажи и по помещения. За това в съответните въздуховоди са вградени различни регулиращи устройства, които ще бъдат разгледани по-долу.

Въздушни спирателни вентили, порти

Най-примитивният начин за регулиране на въздушния поток е използването на въздушни спирателни вентили и амортисьори. Строго погледнато, спирателните вентили и амортисьори не са регулатори и не трябва да се използват за целите на контрола на въздушния поток. Формално обаче те осигуряват контрол на ниво "0-1": или каналът е отворен и въздухът се движи, или каналът е затворен и въздушният поток е нулев.

Разликата между въздушните клапани и вентилите се крие в техния дизайн. Вентилът обикновено е тяло с пеперуда вътре. Ако клапата е завъртяна по оста на въздуховода, тя е затворена; ако по оста на канала, той е отворен. На портата клапата се движи постепенно, като вратата на гардероба. Чрез блокиране на напречното сечение на въздуховода намалява разхода на въздух до нула, а чрез отваряне на напречното сечение осигурява въздушен поток.

Във клапаните и в амортисьорите е възможно да се монтира клапата в междинни позиции, което формално ви позволява да променяте въздушния поток. Този метод обаче е най-неефективният, труден за управление и най-шумният. Всъщност е практически невъзможно да се хване желаната позиция на амортисьора, когато го превъртате, и тъй като конструкцията на амортисьора не предвижда функцията за регулиране на въздушния поток, портата и клапата са доста шумни в междинните позиции.

Ирисови клапи

Ирисовите клапи са едно от най-разпространените решения за контрол на въздушния поток на закрито. Те са кръгли клапи с венчелистчета, разположени по външния диаметър. При регулиране венчелистчетата се изместват към оста на клапана, припокривайки част от секцията. Това създава аеродинамично добре оформена повърхност, която помага за намаляване на нивото на шума в процеса на регулиране на въздушния поток.

Ирисовите клапи са оборудвани със скала с точки, която може да се използва за наблюдение на степента на припокриване на зоната на клапана. След това спада на налягането през клапана се измерва с помощта на диференциален манометър. Стойността на спада на налягането определя действителния въздушен поток през клапана.

Регулатори за постоянен поток

Следващият етап в развитието на технологиите за контрол на въздушния поток е появата на контролери за постоянен поток. Причината за появата им е проста. Естествени промени във вентилационната мрежа, запушване на филтъра, запушване на външната решетка, смяна на вентилатора и други фактори водят до промяна в налягането на въздуха пред клапана. Но клапанът беше настроен на определен стандартен спад на налягането. Как ще работи при новите условия?

Ако налягането преди клапана е намаляло, старите настройки на клапана ще "прехвърлят" мрежата и въздушният поток в стаята ще намалее. Ако налягането пред клапана се е увеличило, старите настройки на клапана ще "подналягат" в мрежата и въздушният поток в помещението ще се увеличи.

Въпреки това, основната задача на системата за управление е именно да поддържа проектния въздушен поток във всички помещения кръговат на живота климатична система... Тук на преден план излизат решенията за поддържане на постоянен въздушен поток.

Принципът на тяхното действие се свежда до автоматична промяна в зоната на потока на клапана, в зависимост от външни условия... За това във клапаните е предвидена специална мембрана, която се деформира в зависимост от налягането на входа на клапана и затваря секцията при повишаване на налягането или освобождава секцията, когато налягането пада.

Други вентили с постоянен поток използват пружина вместо диафрагма. Увеличаването на налягането пред клапана притиска пружината. Сгънатата пружина действа върху механизма за регулиране на отвора и отворът се намалява. В този случай съпротивлението на клапана се увеличава, неутрализирайки високо кръвно наляганекъм клапана. Ако налягането пред клапана е намаляло (например поради запушен филтър), пружината се разширява и механизмът за контрол на потока увеличава отвора.

Разглежданите контролери за постоянен въздушен поток работят на базата на естествени физически принципибез участието на електрониката. Също така има електронни системиподдържане на постоянен въздушен поток. Те измерват действителния спад на налягането или скоростта на въздуха и съответно регулират площта на отвора на клапана.

Системи с променлив обем на въздуха

Системите с променлив обем въздух позволяват да варира обемът на подавания въздух в зависимост от действителната ситуация в помещението, например в зависимост от броя на хората, концентрацията въглероден двуокис, температура на въздуха и други параметри.

Регулаторите от този тип са електрически задвижвани клапани, чиято работа се определя от контролера, който получава информация от сензори, разположени в помещението. Контролът на въздушния поток във вентилационните и климатичните системи се осъществява с помощта на различни сензори.

За вентилация е важно да се осигури необходимото количество свеж въздух в помещението. Това включва сензори за концентрацията на въглероден диоксид. Задачата на климатичната система е да поддържа зададената температура в помещението, поради което се използват температурни сензори.

И в двете системи могат да се използват и сензори за движение или сензори за определяне на броя на хората в помещението. Но значението на тяхното инсталиране трябва да се обсъди отделно.

Разбира се, колкото повече хора има в стаята, толкова повече свеж въздух трябва да се подава в нея. И все пак основната задача на вентилационната система не е да осигури въздушен поток "за хората", а да създаде комфортна среда, която от своя страна се определя от концентрацията на въглероден диоксид. При висока концентрация на въглероден диоксид вентилацията трябва да е по-мощна, дори ако в стаята има само един човек. По същия начин основният симптом на една климатична система е температурата на въздуха, а не броят на хората.

Детекторите за присъствие обаче дават възможност да се определи дали дадено помещение изобщо трябва да се обслужва в момента. Освен това системата за автоматизация може да „разбере“, че „до вечерта е“ и едва ли някой ще работи във въпросния офис, което означава, че няма смисъл да харчите ресурси за климатизация. Така в системи с променлив въздушен поток различните сензори могат да изпълняват различни функции – да формират контролен ефект и да разберат необходимостта от системата като такава.

Най-модерните системи с променлив въздушен поток позволяват на базата на няколко регулатора да генерират сигнал за управление на вентилатора. Например, за един период от време почти всички регулатори са отворени, вентилаторът работи в режим на висока производителност. В друг момент от време някои от регулаторите намалиха въздушния поток. Вентилаторът може да работи в по-икономичен режим. В третия момент от времето хората смениха местоположението си, премествайки се от една стая в друга. Регулаторите са отработили ситуацията, но общият въздушен поток почти не се е променил, следователно вентилаторът ще продължи да работи в същия икономичен режим. И накрая, възможно е почти всички регулатори да са затворени. В този случай вентилаторът намалява скоростта до минимум или се изключва.

Този подход ви позволява да избегнете постоянно ръчно преконфигуриране на вентилационната система, значително да увеличите нейната енергийна ефективност, да увеличите експлоатационния живот на оборудването, да натрупате статистически данни за климатичния режим на сградата и промените му през годината и през деня, в зависимост от различни фактори - броят на хората, външна температура, метеорологични явления.

Юрий Хомуцки, технически редактор на списание "Climate World">

Регулатори с променлив въздушен поток KPRK за въздуховоди кръгло сечениеса проектирани да поддържат зададения въздушен поток във вентилационни системи с променлив въздушен обем (VAV) или постоянен въздушен обем (CAV). В режим VAV, зададената стойност на въздушния поток може да се промени с помощта на сигнал от външен сензор, контролер или от системата за наблюдение, в режим CAV контролерите поддържат определения въздушен поток

Основните компоненти на регулаторите на потока са въздушен клапан, специален приемник за налягане (сонда) за измерване на дебита на въздуха и електрически задвижващ механизъм с интегриран контролер и сензор за налягане. Разликата в общото и статичното налягане в измервателната сонда зависи от въздушния поток през регулатора. Текущото диференциално налягане се измерва от сензор за налягане, вграден в задвижващия механизъм. Електрическият задвижващ механизъм, под управлението на вградения контролер, отваря или затваря въздушния клапан, поддържайки въздушния поток през регулатора на дадено ниво.

Регулаторите KPRK могат да работят в няколко режима, в зависимост от схемата на свързване и настройките. Зададените стойности на дебита на въздуха в m3 / h са предварително програмирани фабрично. Ако е необходимо, настройките могат да се променят с помощта на смартфон (с поддръжка на NFC), програматор, компютър или система за диспечерство, използвайки MP-bus, Modbus, LonWorks или KNX протокол.

Регулаторите се предлагат в дванадесет дизайна:

• KPRK… B1 - базов модел с MP-шина и поддръжка на NFC;
• KPRK… BM1 - регулатор с поддръжка на Modbus;
• KPRK… BL1 - регулатор с поддръжка на LonWorks;
• KPRK… BK1 - регулатор с KNX поддръжка;
• KPRK-I… B1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус с MP-bus и NFC поддръжка;
• KPRK-I… BM1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус с поддръжка на Modbus;
• KPRK-I… BL1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус с поддръжка на LonWorks;
• KPRK-I… BK1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус с KNX опора;
• KPRK-Sh… B1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус и шумозаглушител с MP-bus и поддръжка на NFC;
• KPRK-Sh ... BM1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус и шумозаглушител с поддръжка на Modbus;
• KPRK-Sh ... BL1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус и шумозаглушител с поддръжка на LonWorks;
• KPRK-Sh… BK1 - регулатор в топло/звукоизолиран корпус и шумозаглушител с KNX поддръжка.

За координирана работа на няколко контролера с променлив въздушен поток KPRK и вентилационен блокпрепоръчително е да използвате оптимизатора - регулатор, който осигурява промяна в скоростта на въртене на вентилатора в зависимост от текущото търсене. Към оптимизатора могат да се свържат до осем KPRC регулатора, а няколко оптимизатора могат да се комбинират, ако е необходимо, в режим "Master-Follower". Регулаторите за променлив въздушен поток остават работещи и могат да работят независимо от тяхната пространствена ориентация, освен когато дюзите на измервателната сонда са насочени надолу. Посоката на въздушния поток трябва да съответства на стрелката върху корпуса на продукта. Регулаторите са изработени от поцинкована стомана. Моделите KPRK-I и KPRK-Sh се произвеждат в топло/звукоизолиран корпус с дебелина на изолацията 50 mm; KPRK-Sh са допълнително оборудвани със шумозаглушител с дължина 650 мм от страната на изхода на въздуха. Дюзите на тялото са оборудвани с гумени уплътнения, което осигурява херметичността на връзката с въздуховодите.

Основните цели на тази система са намаляване на оперативните разходи и компенсиране на замърсяването на филтъра.

Чрез сензора за диференциално налягане, който е монтиран на контролната платка, автоматиката разпознава налягането в канала и автоматично го изравнява чрез увеличаване или намаляване на скоростта на вентилатора. Доставка и изпускателен вентилатордокато работи синхронно.

Компенсация за замърсяване на филтъра

По време на работа на вентилационната система филтрите неизбежно се замърсяват, съпротивлението на вентилационната мрежа се увеличава и обемът на подавания в помещенията въздух намалява. Системата VAV ще поддържа постоянен потоквъздух през целия експлоатационен живот на филтрите.

• Системата VAV е най-подходяща в системи с високо нивопречистване на въздуха, при което запушването на филтъра води до забележимо намаляване на обема на подавания въздух.

Намалени оперативни разходи

Системата VAV може значително да намали експлоатационните разходи, особено в системите за захранваща вентилация с висока консумация на енергия. Постигнете спестявания чрез пълно или частично изключване на вентилацията на отделни помещения.

• Пример: можете да изключите хола през нощта.

В изчисление на вентилационната системаводен от различни нормиконсумация на въздух на човек.

Обикновено в апартамент или къща всички помещения се вентилират едновременно, консумацията на въздух за всяка от стаите се изчислява въз основа на площта и предназначението.
Но какво ще стане, ако в момента в стаята няма никой?
Можете да инсталирате клапани и да ги затворите, но тогава целият обем въздух ще бъде разпределен върху останалите стаи, но това ще доведе до увеличаване на шума и безполезно потребление на въздух, за което са изразходвани заветните киловати за отопление.
Възможно е да се намали капацитетът на климатичната инсталация, но това също ще намали обема на въздуха, подаван във всички помещения, а там, където има потребители, въздухът ще бъде "недостатъчен".
Най-доброто решение, това е за подаване на въздух само към тези помещения, където има потребители. И мощността на вентилационния блок трябва да се регулира от само себе си, според необходимия въздушен поток.
Точно това позволява VAV вентилационната система.

Системите VAV се изплащат доста бързо, особено в климатичните инсталации, но най-важното е, че могат значително да намалят оперативните разходи.

• Пример: Апартамент 100м2 със и без VAV система.

Обемът на въздуха, подаван в помещението, се регулира от електрически вентили.

Важно условие за изграждането на VAV система е организирането на минималния обем на подавания въздух. Причината за това състояние се крие в невъзможността да се контролира въздушният поток под определено минимално ниво.

Това се решава по три начина:

1. в отделно помещение се организира вентилация без възможност за регулиране и с обем на обмен на въздух, равен или по-голям от необходимия минимален въздушен поток в системата VAV.
2. минимално количество въздух се подава във всички помещения с изключени или затворени клапани. Като цяло това количество трябва да бъде равно или по-голямо от необходимия минимален въздушен поток в системата VAV.
3. Съвместно първият и вторият вариант.

Домакински превключвател:

Това изисква домакински превключвател и пружинен връщащ клапан. Включването ще доведе до пълно отваряне на вентила и вентилацията на помещението ще се извърши напълно. При изключване връщащата пружина затваря клапана.

Клапан превключвател/превключвател.

• Оборудване: Всяка сервизна зона ще изисква един вентил и един превключвател.
• експлоатация: Ако е необходимо, потребителят включва и изключва вентилацията на помещението с домакински ключ.
• професионалисти: Най-простият и бюджетен вариант VAV системи. Домакинските ключове винаги съответстват на дизайна.
• Минуси: Участие на потребителите в регулирането. Ниска ефективност поради регулиране на включване-изключване.
• Съвет: Превключвателят се препоръчва да се монтира на входа на обслужваното помещение, на кота + 900 мм, до или в блока за превключване на осветлението.

Минимално необходимият обем въздух винаги се подава към стая No 1, не може да бъде изключена, стая No 2 може да се включва и изключва.

Минималният необходим обем въздух се разпределя във всички помещения, тъй като клапаните не са напълно затворени и минималното количество въздух преминава през тях. Цялата стая може да се включва и изключва.

Въртящо управление:

Това изисква ротационен регулатор и пропорционален клапан. Този клапан може да се отваря, като регулира обема на подавания въздух в диапазона от 0 до 100%, необходимата степен на отваряне се задава от регулатора.

Ротационен регулатор 0-10V

• Оборудване: за всяка обслужвана стая е необходим един вентил с управление 0 ... 10V и един регулатор 0 ... 10V.
• експлоатация: Ако е необходимо, потребителят избира необходимото ниво на вентилация на помещението на регулатора.
• професионалисти: По-прецизно регулиране на количеството на подавания въздух.
• Минуси: Участие на потребителите в регулирането. Външен видрегулаторите не винаги са подходящи за проектиране.
• Съвет: Препоръчително е регулаторът да се монтира на входа на обслужваното помещение, на кота + 1500 мм, над превключвателя на осветлението.

Минимално необходимият обем въздух винаги се подава към стая No 1, не може да бъде изключена, стая No 2 може да се включва и изключва. В стая № 2 можете плавно да регулирате обема на подавания въздух.

Малък отвор (вентил отворен 25%) Среден отвор (вентил отворен 65%)

Минималният необходим обем въздух се разпределя във всички помещения, тъй като клапаните не са напълно затворени и минималното количество въздух преминава през тях. Цялата стая може да се включва и изключва. Във всяка стая обемът на подавания въздух може да се регулира безстепенно.

Контрол на детектора за присъствие:

Това изисква сензор за присъствие и пружинен връщащ клапан. При регистрация в помещенията на потребителя, детекторът за присъствие отваря вентила и помещението се проветрява напълно. При отсъствие на потребители връщащата пружина затваря клапана.

Датчик за движение

• Оборудване: за всяка обслужвана стая са необходими един вентил и един сензор за присъствие.
• експлоатация: Потребителят влиза в стаята - започва вентилацията на помещението.
• професионалисти: Потребителят не участва в регулирането на вентилационните зони. Невъзможно е да забравите да включите или изключите вентилацията на стаята. Много опции за сензор за присъствие.
• Минуси: Ниска ефективност поради регулиране на включване-изключване. Външният вид на детекторите за присъствие не винаги съответства на дизайна.
• Съвет: Приложи качествени сензориналичие с вградено реле за време, за правилната работа на VAV-системата.

Минималният необходим обем въздух винаги се подава в стая 1, не може да бъде изключен. Когато се регистрира потребител, започва вентилация на стая 2.

Минималният необходим обем въздух се разпределя във всички помещения, тъй като клапаните не са напълно затворени и минималното количество въздух преминава през тях. Когато потребител е регистриран в някое от помещенията, започва проветряването на това помещение.

CO2 сензорен контрол:

Това изисква CO2 сензор със сигнал 0 ... 10V и пропорционален вентил с управление 0 ... 10V.
Когато се установи превишаване на нивото на CO2 в помещението, сензорът започва да отваря вентила в съответствие с регистрираното ниво на CO2.
Когато нивото на CO2 спадне, сензорът започва да затваря клапана и клапанът може да се затвори, или напълно, или до положение, при което се поддържа необходимия минимален поток.

Стенен или канален CO2 сензор

• Пример: всяка обслужвана стая ще изисква един пропорционален вентил с управление 0 ... 10 V и един CO2 сензор със сигнал 0 ... 10 V.
• експлоатация: Потребителят влиза в стаята и при превишаване на нивото на CO2 започва проветряването на помещението.
• професионалисти: Най-енергийно ефективен вариант. Потребителят не участва в регулирането на вентилационните зони. Невъзможно е да забравите да включите или изключите вентилацията на стаята. Системата стартира вентилация на помещението само когато наистина е необходимо. Системата регулира обема на въздуха, подаван в помещението, възможно най-точно.
• Минуси: Външният вид на сензорите за CO2 не винаги съответства на дизайна.
• Съвет: Използвайте висококачествени сензори за CO2 за правилна работа. Канален CO2 сензор може да се използва в системите за захранване и смукателна вентилация, ако в помещението с хора има и захранване, и изпускане..

Основната причина за необходимостта от вентилация на помещението е превишаването на нивото на CO2.

В процеса на живот човек издишва значително количество въздух с високо ниво на CO2 и в непроветриво помещение нивото на CO2 във въздуха неизбежно се повишава, това е определящият фактор, когато казват, че има „малко въздух “.
Най-добре е да подавате въздух в помещението точно когато нивото на CO2 надвиши 600-800 ppm.
Въз основа на този параметър за качество на въздуха можете да създадете повечето енергийно ефективна системавентилация.

Минималният необходим обем въздух се разпределя във всички помещения, тъй като клапаните не са напълно затворени и минималното количество въздух преминава през тях. Когато в някое от помещенията се установи увеличение на съдържанието на CO2, започва проветряването на това помещение. Степента на отваряне и количеството на подадения въздух зависи от нивото на излишък на CO2.

Управление на системата "Умен дом":

Това изисква системата " Умна къща»И всякакви клапани. Всякакъв тип сензори могат да бъдат свързани към системата „Умен дом”.
Контролът на разпределението на въздуха може да бъде или чрез сензори с помощта на програма за управление, или от потребител от централен контролен панел или приложение от телефона.

Интелигентен домашен панел

• Пример: Системата работи на сензора за CO2, периодично проветрява помещенията, дори при отсъствие на потребители. Потребителят може принудително да включи вентилацията във всяка стая, както и да зададе количеството на подавания въздух.
• експлоатация: Поддържат се всякакви опции за управление.
• професионалисти: Най-енергийно ефективен вариант. Възможност за прецизно програмиране на седмичния таймер.
• Минуси: Цена.
• Съвет: Монтирани и конфигурирани от квалифицирани техници.

Представете си, че искате да инсталирате вентилационна система във вашия апартамент. Изчисленията показват, че за отопление захранващ въздухпрез студения сезон ще е необходим нагревател от 4,5 kW (той ще загрява въздуха от -26 ° C до + 18 ° C с вентилационен капацитет 300 m³ / h). Електричеството се подава към апартамента чрез машина 32A, така че е лесно да се изчисли, че капацитетът на въздушния нагревател е около 65% от общия капацитет, разпределен за апартамента. Това означава, че такава вентилационна система не само ще увеличи значително размера на сметките за електроенергия, но и ще претовари електрическата мрежа. Очевидно е, че не е възможно да се инсталира нагревател с такава мощност и мощността му ще трябва да бъде намалена. Но как да направите това, без да намалите нивото на комфорт на обитателите на апартамента?