Inteligentní systémy větrání
Dostatečný přísun čerstvého vzduchu je nezbytnou podmínkou pro život. Pokud člověk nemá přísun vzduchu vůbec, po několika málo minutách ztrácí vědomí a následně umírá. Tuto skutečnost si uvědomuje každý, ale uvědomují si všichni i následky dlouhodobého dýchání nekvalitního vzduchu?
Řešením by bylo pravidelné větrání – jednou za hodinu na chvíli otevřít okno. Přes den to lze, ale již těžko v noci. Vhodné je využít mnohem jednodušší řešení – systém nuceného větrání.
Systémy nuceného větrání většinou pracují na základě tzv. časové regulace, což znamená, že objem vyměňovaného vzduchu je závislý na časových intervalech. V tomto případě může někdy docházet k tomu, že vzduch se vyměňuje intenzivněji, než je v dané situaci nutné. To je minusem řízeného větrání – dochází třeba k přesoušení vzduchu a také k plýtvání energií. Ovšem jediné negativum je možné vyřešit úspornějším způsobem větrání – větráním řízeným skutečnou potřebou. Pojem „skutečná potřeba“ představuje nutné množství vzduchu, které je třeba do interiéru přivést v závislosti na reálných požadavcích. Systémy řízené skutečnou potřebou jsou v zásadě dva – VAV a DCV.
Obr. 1 Měření CO2 přes noc – porovnání koncentrace CO2 v průběhu noci se zavřeným oknem a s otevřenou ventilací
Obr. 2 Schéma DCV systému
Obr. 3 Schéma VAV systému
DCV systém
DCV systém (z anglického demand controlled ventilation) je systém spojitého řízení ventilace pomocí čidel kvality vzduchu. Na přívodním potrubí jsou spojitě stavitelné klapky. Každá klapka má svoje čidlo kvality vzduchu, které ovšem svým analogovým signálem spojitě řídí potřebné množství přívodního vzduchu. Výhodou je konstantnější kvalita vnitřního vzduchu, nevýhodou jsou vyšší investiční náklady na servopohony klapek s možností spojitého řízení.
VAV systém
VAV systém (z anglického sousloví variable air volume) představuje větrání s proměnlivým množstvím vzduchu. Tento systém větrání je použit na ventilaci kancelářských prostor přímo ve firmě Protronix. Ventilace je zajištěna rekuperační jednotkou s deskovým protiproudým výměníkem a řídicí elektronikou pocházející z vlastního vývoje. Tato jednotka pracuje v režimu udržování konstantního tlaku ve výstupním/přívodním potrubí jednotlivých kanceláří.
Každá kancelář je vybavena jedním čidlem oxidu uhličitého a klapkou na potrubí. Přívodní klapka v každé kanceláři je ovládána řídicím servopohonem, který je řízen čidlem CO2. Pokud jsou všechny kanceláře prázdné a je v nich nevydýchaný vzduch, rekuperační jednotka pracuje na minimální výkon, protože všechny klapky jsou zavřeny a je snadno dosažen požadovaný tlak v potrubí. Jakmile přijdou do kanceláře lidé, postupně začne stoupat koncentrace CO2 a při překročení přednastavené úrovně koncentrace (v našem případě 950 ppm) dá čidlo povel k otevření přívodní klapky. Následkem toho poklesne tlak v přívodním potrubí a rekuperační jednotka pak automaticky zvýší svůj výkon (snaží se udržet přednastavený tlak v přívodním potrubí), začne se tedy větrat ta kancelář, která má vydýchaný vzduch. Jakmile poklesne koncentrace CO2 pod spodní hranici (v našem případě je to 800 ppm), přívodní a odvodní klapka se opět zavřou a daná kancelář se přestane větrat. Takto jsou selektivně větrány jednotlivé kanceláře a požadavek na celkové potřebné množství vzduchu, který je svázán s výkonem rekuperační jednotky, je předáván této rekuperační jednotce přes aktuální tlak v přívodním potrubí.
Klapky v jednotlivých kancelářích jsou vybaveny takovým typem servopohonu, který zajišťuje pouze ovládání klapek v režimu otevřeno/zavřeno, neumožňuje tedy spojité nastavení polohy zavíracích klapek.
Obr. 4 Rekuperační jednotka a čidlo CO2 ve firmě Protronix
Úvodní regulace systému
Při prvním spuštění systému bylo nutné provést nastavení systému tak, aby každá kancelář byla větrána dostatečným množstvím vzduchu podle počtu osob, které v ní pracují.
Regulace ventilačního systému byla provedena tak, že nejprve byly zcela otevřeny všechny klapky u všech kanceláří a u té nejvzdálenější bylo měřeno množství přicházejícího vzduchu. Pak byl postupně navyšován tlak v přívodním potrubí za ventilační jednotkou, aby bylo dosaženo potřebného přívodu vzduchu do této nejvzdálenější kanceláře dle počtu osob v ní pracujících. Potom se postupovalo směrem k ventilační jednotce přes každou kancelář tak, že bylo vždy nastaveno potřebné množství přívodního vzduchu pomocí nastavení maximální otevřené polohy přívodní a odvodní klapky. Maximální úhel otevření přívodních a odvodních klapek byl tedy u každé kanceláře individuálně nastaven pomocí stavitelného koncového dorazu. Na závěr bylo uskutečněno kontrolní měření dostatečné výměny vzduchu v každé kanceláři a došlo k případnému jemnému doladění.
Po této úvodní regulaci byla ventilační jednotka přepnuta do normálního provozního stavu, kde byl zadán požadovaný tlak v přívodním potrubí právě na tu hodnotu, která byla zjištěna při prvotním nastavení. Tímto způsobem je zajištěna potřebná výměna vzduchu v každé kanceláři (v m3/h) odpovídající počtu pracovníků, a to i v případě, že všechny kanceláře jsou plně obsazené a ventilované.
Obr. 5 Schéma vzduchotechnických rozvodů ve firmě Protronix
Obr. 6 Záznam koncentrace CO2 v zasedací místnosti, která je ventilována popsaným systémem VAV
Závěr
Několikaletý provoz VAV systému se zpětným získáváním tepla z odpadního vzduchu prokázal, že je možné udržet, s použitím čidel kvality vzduchu s digitálním výstupem, kvalitu vnitřního vzduchu ve velmi dobrých mezích. Navíc byly ušetřeny investiční náklady na spojité řízení klapek. Dále zpětná vazba od lidí pobývajících v takto větraných prostorech ukazuje, že se jeví jako příjemné, když dojde ke skokové změně v množství přiváděného vzduchu. Popsaný VAV systém ventilace se zpětným získáváním tepla je vybaven i tzv. nočním chlazením, kdy se v letních měsících využívá chladného nočního vzduchu na „vychlazení“ vnitřních prostor s cílem ušetřit energii za provoz klimatizace.
Ing. Miloš Žáček
Obrázky: Protronix
Autor je jednatelem firmy Protronix
Článek byl uveřejněn v časopisu TZB HAUSTECHNIK.
