VAV-система – это энергосберегающая система вентиляции, позволяющая экономить энергию без снижения уровня комфорта.
Создать VAV-систему можно на базе любой приточной или приточно-вытяжной установки Breezart, управление расходом воздуха выполняется с пульта управления (по сценариям и вручную) или по датчикам СО2.
Для удобства каждой зоне можно назначить свою иконку из набора, в системе может быть до 20 зон с индивидуальным управлением.
Основным преимуществом VAV-систем является существенная экономия энергии, особенно актуальная для вентиляционных систем с электрическим калорифером: у пользователей появляется возможность включать и отключать вентиляцию в любой комнате так же, как включает и выключает свет
А применение клапанов с пропорциональными электроприводами сделает управление еще более удобным, позволив пользователям плавно регулировать объем подаваемого воздуха. Можно также изменять объем воздуха по сигналу от датчика присутствия (аналог системы «Умный глаз», используемой в бытовых сплит-системах), датчиков температуры, влажности, концентрации CO2 и других — это позволит автоматизировать управление энергосбережением.
Если же блоки автоматики, которые управляют электроприводами воздушных клапанов, соединить единой шиной управления, то появится возможность централизованного сценарного управления всей системой. Например, можно вручную или по таймеру включать определенные режимы работы:
- Ночной режим. Воздух подается только в спальни. Во всех остальных помещениях клапаны открыты на минимальном уровне.
- Дневной режим. Во все помещения, кроме спален, воздух подается в полном объеме. В спальных комнатах клапаны закрыты или открыты на минимальном уровне.
- Гости. Расход воздуха в гостиной увеличен.
- Проветривание (используется при длительном отсутствии людей). В каждое помещение подается минимальное количество воздуха — это позволяет избежать появления неприятных запахов и духоты, которые могут создать дискомфорт при возвращении людей.
Внутренне устройство и принцип работы VAV-системы
Типовая VAV-система состоит из следующих компонентов:
- Вентиляционная установка с плавно изменяемой производительностью. В ней должен использоваться электронно-коммутируемый (инверторный) вентилятор, который позволяет плавно изменять скорость вращения вентилятора.
- Воздухораспределительная камера, в которой поддерживается постоянное (заданное) давление. К этой камере подключаются воздуховоды от всех обслуживаемых помещений.
- Дифференциальный датчик давления, который располагается возле распределительной камеры. Датчик с помощью тонкой трубки измеряет давление внутри камеры и передает эту информацию вентиляционной установке. Воздушные клапаны с электроприводами (VAV-клапаны), управляемые от выключателей или регуляторов (на схеме не показаны).
Если в процессе работы один из клапанов закрывается, давление в воздухораспределительной камере начинает расти. Это изменение фиксируется датчиком, и система автоматики приточной установки снижает скорость вращения вентилятора ровно настолько, чтобы давление в камере вернулось на прежний уровень (переходный процесс занимает не более 20…30 секунд). Таким образом, система автоматики постоянно отслеживает уровень давления в камере и при его отклонении в ту или иную сторону от заданного значения изменяет скорость вращения вентилятора так, чтобы давление возвращалось к норме. Поскольку давление в камере, а значит и на входе каждого воздуховода, постоянно, объем поступающего в помещения воздуха будет определяться только углом поворота заслонки соответствующего клапана. На иллюстрации показана VAV-система, обслуживающая только 3 помещения, однако этих помещений может быть любое количество.
Все оборудование, используемое для построения VAV-системы, можно условно разделить на две части: вентиляционная установка с датчиком давления и воздухораспределительная сеть с регулируемыми зонами. Обе части VAV-системы могут функционировать независимо друг от друга: вентиляционная установка с помощью датчика поддерживает заданное давление в воздухораспределительной камере, а пользователь с помощью выключателей может по своему усмотрению закрывать и открывать клапаны во всех зонах. Поскольку давление в камере постоянно, то расход воздуха в каждом помещении будет зависеть только от положения заслонки клапана этого помещения, и не будет зависеть от расхода воздуха в других помещениях.
VAV-система без распределительной камеры
VAV-систему можно упростить, отказавшись от распределительной камеры, и измерять давление непосредственно в канале воздуховода. В этом случае все воздуховоды должны разводиться из одной точки, вблизи которой замеряется давление (можно считать, что камера просто уменьшается до размера небольшого участка центрального воздуховода). Длины воздуховодов, идущих от точки разветвления до обслуживаемых, помещений могут быть различными, главное, чтобы к каждому воздуховоду, идущему от точки разветвления, подключался только один клапан.
Для уменьшения стоимости VAV-системы один управляемый клапан может обслуживать сразу несколько помещений, в этом случае в помещениях устанавливаются только недорогие клапаны с ручным приводом, которые балансируются на этапе пуско-наладки. Конфигурация воздухопроводной сети на участке, расположенном после управляемого клапана, может быть любой, поскольку ее сопротивление не будет изменяться в процессе эксплуатации. Такое решение позволяет снизить стоимость системы, если обслуживаемые помещения имеют одинаковое назначение, например, спальни в коттедже или офисные помещения, занимаемые одной компанией. Можно снизить стоимость VAV-системы до минимума, используя только два управляемых клапана, один из которых будет обслуживать, например, спальни, а другой — все остальные помещения квартиры или коттеджа.
Группа помещений, обслуживаемых одним VAV-клапаном, называется зоной, поэтому обычно для VAV-системы считают не количество обслуживаемых помещений, а количество зон (в каждой зоне может быть одно или несколько однотипных помещений).
Типовая конфигурация системы с переменным расходом воздуха
После вентустановки расположен фильтр тонкой очистки (может не быть). По мере загрязнения фильтра его сопротивление будет расти. Однако в отличие от обычной системы вентиляции расход воздуха при этом меняться не будет, поскольку вентустановка поддерживает постоянное давление в воздуховоде после фильтра. Таким образом, дополнительным преимуществом VAV системы является компенсация изменения сопротивления воздушного фильтра.
Воздуховоды к управляемым клапанам разводятся из одной точки по принципу: один воздуховод — один клапан, при этом длины воздуховодов от точки разветвления до VAV-клапанов различны. В верхней части расположен управляемый клапан, который обслуживает три помещения. В этих помещениях установлены дроссель-клапаны с ручным управлением для балансировки на этапе пуско-наладки. Поскольку сопротивление этих клапанов не будет изменяться в процессе работы, то конфигурация сети после управляемого клапана не оказывает влияния на точность поддержания расхода воздуха.
Обратите внимание, что к магистральному воздуховоду подключен клапан с ручным управлением — он имеет неизменный расход воздуха. Такой клапан может понадобиться для обеспечения нормальной работы вентустановки в случае, когда все остальные клапаны закрыты. Воздуховод с этим клапаном обычно выводится в помещение, где требуется постоянная подача воздуха.
Теперь рассмотрим ошибки, которые могут быть допущены при проектировании воздухопроводной сети VAV-системы:
Ошибочные ответвления воздуховодов выделены красным цветом. Клапаны №2 и 3 подключены к воздуховоду, идущему от точки разветвления к VAV-клапану №1. При изменении положения заслонки клапана №1 давление в воздуховоде возле клапанов №2 и 3 будет изменяться, поэтому расход воздуха через них не будет постоянным. Управляемый клапан №4 нельзя подключать к магистральному воздуховоду, поскольку изменение расхода воздуха через него приведет к тому, что давление P2 (в точке разветвления) не будет постоянным. А клапан №5 нельзя подключать так, как показано на схеме, по той же причине, что и клапаны №2 и 3.
VAV-системы на основе вентустановок Breezart
Для создания VAV-системы на базе JL208 потребуются следующее оборудование:
- Модуль JL208DP, который содержит блок питания, датчик давления и блок на 4 зоны. В комплекте трубка для измерения давления и адаптер для подключения к воздуховоду.
- Модули JL208, если количество зон VAV-системы больше 4-х (один модуль обслуживает до 4-х зон)
VAV зоны могут иметь различные типы управления:
- Управление через пульт: расход воздуха в каждой зоне задается вручную с пульта или автоматически по таймерам.
- Смешанное управление: для каждой зоны дополнительно используется локальный регулятор, расход воздуха можно задавать по месту или централизовано, как в первом варианте.
- Управление по СО2: в этом случае используются датчики СО2, расход воздуха регулируется автоматически для поддержания заданной концентрации углекислого газа.
Тип каждой зоны можно выбирать независимо друг от друга, таким образом VAV-система может содержать зоны с разным типом управления.
Для управления VAV-системой используется штатный пульт TPD-283U-H, который может обслуживать до 20 зон. Пульт позволяет выполнять полную настройку VAV системы. Далее мы рассмотрим пример VAV-системы с разными типами зон.
Приведенная в этом примере система вентиляции демонстрирует различные варианты управления:
- № 1. К узлу зоны 1 модуля JL208DP не подключен регулятор или датчик. Управление производится только с пульта по шине Modbus. Такой вариант можно использоваться в офисе, где вентиляция включается по таймеру в рабочее время.
- № 2. К узлу зоны 2 подключен регулятор JLC101, управление может производиться как централизованно, так и локально. Переключение между ручным и автоматическим режимами работы производится с пульта или по таймеру.
- № 3. В этом помещении установлен датчик СО2. Расход воздуха регулируется автоматически для поддержания заданного с пульта значения концентрации углекислого газа.
- № 4-1, 4-2 и 4-3. На иллюстрации показан возможный вариант использования одного клапана для централизованного обслуживания нескольких помещений.
Управлять VAV системой Breezart можно удаленно через интернет с помощью web-интерфейса.