Συστήματα Κλιματισμού Μεταβλητου Όγκου Αέρα (VAV)

Περιγραφή Εφαρμογής

Τα κεντρικά συστήματα Μεταβλητού Όγκου Αέρα (VAV) αποτελούν την πλέον αποδοτική σε ενέργεια μέθοδο διατήρησης των συνθηκών περιβάλλοντος του κτιρίου.

   

Τα συστήματα VAV ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις αερισμού και θερμοκρασίας αέρα στα κτίρια, ελέγχοντας την ικανότητα ροής αέρα των Κλιματιστικών Μονάδων Αέρα
(ΚΜΑ)

  Το σύστημα είναι σχεδιασμένο για να διατηρεί σταθερή στατική πίεση στον αγωγό προσαγωγής και θετική στατική πίεση στο κτίριο, ρυθμίζοντας την παροχή του αέρα των ανεμιστήρων προσαγωγής και επιστροφής.

 Στον κλιματιζόμενο χώρο προσάγεται μεταβαλλόμενη ροή αέρα σταθερής θερμοκρασίας από ξεχωριστά κιβώτια VAV.



   

Σε κάθε ζώνη είναι τοποθετημένο ένας αισθητήρας θερμοκρασίας ο οποίος ρυθμίζει το διάφραγμα του κιβωτίου VAV, ώστε να διατηρείται η επιθυμητή θερμοκρασία (SP). Καθώς τα κιβώτια VAV αλλάζουν ρύθμιση, αλλάζει και η πίεση στο δίκτυο των αεραγωγών. Όταν επιτευχθεί η θερμοκρασία του κλιματιζόμενου χώρου, κλείνουν ώστε να περιορίσουν την παροχή του αέρα που προκαλείται στο δίκτυο των αγωγών λόγω αυξημένης πίεσης. Η ισχύς των ανεμιστήρων των ΚΜΑ ρυθμίζεται έτσι ώστε να διατηρείται αυτή η πίεση.


Συνήθης Λύση

Συνήθως στις ΚΜΑ εγκαθίστανται διαφράγματα ή βαλβίδες ελέγχου παροχής αέρα για τη ρύθμιση της ισχύος των ανεμιστήρων. Οι συσκευές αυτές λειτουργούν προκαλώντας αντίσταση και πτώση πίεσης στον εισερχόμενο στους αγωγούς αέρα, μειώνοντας την αποδοτικότητα του ανεμιστήρα. Οι ανεμιστήρες προσαγωγής ρυθμίζονται για τη διατήρηση προκαθορισμένης στατικής πίεσης στους αεραγωγούς. Όσο περισσότερο κλείνουν τα κιβώτια VAV στο σύστημα, τόσο περισσότερο κλείνουν και τα διαφράγματα ή οι βαλβίδες αέρα, ώστε να διατηρηθεί η στατική πίεση του αγωγού.

Για τους ανεμιστήρες επιστροφής, τα διαφράγματα ρυθμίζονται κυρίως για τη διατήρηση σταθερής διαφορικής πίεσης μεταξύ των αεραγωγών προσαγωγής και επιστροφής. Τα διαφράγματα και οι βαλβίδες αέρος είναι συσκευές αυτοματισμού οι οποίες απαιτούν τακτική συντήρηση και καμία από αυτές δεν είναι από τα πιο αποδοτικά ενεργειακά μέσα για τον έλεγχο της ισχύος των ανεμιστήρων. Στόχος είναι η διατήρηση της θερμοκρασίας του χώρου σταθερή. Για ψυκτικές εγκαταστάσεις, αν η θερμοκρασία του χώρου ανεβαίνει (πάνω από την επιθυμητή τιμή) ανοίγουν τα κιβώτια VAV, παρέχοντας μεγαλύτερη παροχή αέρα στον χώρο. Αυτό γίνεται για να επαναφέρουν τη θερμοκρασία του χώρου στην επιθυμητή τιμή. Η αυξημένη παροχή στα κιβώτια VAV αρχικά προκαλεί μείωση της στατικής πίεσης στους αεραγωγούς κάτω από την επιθυμητή τιμή.

 

Ο ρυθμιστής των διαφραγμάτων ή των βαλβίδων αέρα αντιδρά σε αυτό και τα ανοίγει ώστε να αυξηθεί η ισχύς/παροχή του ανεμιστήρα και να αυξηθεί η στατική πίεση του αεραγωγού για να φτάσει πάλι την επιθυμητή τιμή. 

Αν η θερμοκρασία του χώρου κατέβει (επειδή ίσως ο ήλιος δε χτυπά πλέον τα παράθυρα του χώρου)τα κιβώτια VAV κλείνουν, μειώνοντας την παροχή του αέρα μέσα στον χώρο. Αυτό γίνεται για να επαναφέρουν τη θερμοκρασία του δωματίου στην επιθυμητή τιμή (π.χ. με μικρότερη παροχή αέρα στον χώρο).


Η μειωμένη αυτή ροή μέσα από τα κιβώτια VAV αρχικά προκαλεί αύξηση της στατικής πίεσης του αεραγωγού πάνω από την επιθυμητή τιμή (ο περιορισμός του κιβωτίου VAV προκαλεί μεγαλύτερη πτώση πίεσης σε αυτό). 

Ο ρυθμιστής των διαφραγμάτων ή των βαλβίδων αέρα αντιδρά σε αυτό και τα κλείνει ώστε να μειωθεί η ισχύς/παροχή του ανεμιστήρα και να μειωθεί η στατική πίεση του αεραγωγού για να φτάσει πάλι την επιθυμητή τιμή.

Η ταχύτητα του ανεμιστήρα παραμένει συνεχώς σταθερή.


Το νέο πρότυπο με χρήση Μετατροπέα Συχνότητας

Εφόσον τα διαφράγματα και οι βαλβίδες αέρα λειτουργούν ώστε να διατηρηθεί σταθερή πίεση στο δίκτυο των αεραγωγών, η χρήση ρυθμιστή στροφών εξοικονομεί περισσότερη ενέργεια και μειώνει την πολυπλοκότητα της εγκατάστασης. Αντί για την πρόκληση τεχνητής πτώσης πίεσης ή μείωση της ισχύος του ανεμιστήρα, ο ρυθμιστής στροφών μειώνει την ταχύτητα του ανεμιστήρα ώστε αυτός να παρέχει τη παροχή και την πίεση που απαιτεί το σύστημα.

 

 Ο ανεμιστήρας επιστροφής συχνά ρυθμίζεται για να διατηρήσει σταθερή διαφορά παροχής αέρα μεταξύ της προσαγωγής και της επιστροφής.
Ο εξελιγμένος ρυθμιστής PID του ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μην υπάρχει ανάγκη προσθήκης επιπλέον ρυθμιστών. Φυγόκεντρες συσκευές, όπως οι ανεμιστήρες, συμπεριφέρονται σύμφωνα με τους σχετικούς νόμους φυγοκέντρησης. 

Αυτό σημαίνει ότι οι ανεμιστήρες μειώνουν την πίεση και τη ροή που παρέχουν όταν μειώνεται η ταχύτητά τους. Έτσι, η κατανάλωση ενέργειας αυτών μειώνεται σημαντικά.