Prosty sposób na inteligentną wentylację bez drogiego BMS

Spadek koncentracji w salach szkoleniowych często nie wynika ze zmęczenia uczestników, ale ze spadku jakości powietrza i wzrostu stężenia CO₂, wówczas powietrze staje się ciężkie, a koncentracja wyraźnie spada. Najczęściej przyczyną nie jest zmęczenie, ale pogorszenie jakości powietrza w pomieszczeniu.

W wielu obiektach wentylacja pracuje ze stałą wydajnością. Problem polega na tym, że liczba osób w pomieszczeniu zmienia się w czasie – raz są to dwie osoby, innym razem kilkanaście. Stały przepływ powietrza nie jest wtedy rozwiązaniem optymalnym.

W praktyce prowadzi to do dwóch sytuacji:

• przy małej liczbie osób instalacja pracuje zbyt intensywnie i zużywa niepotrzebnie energię,

• przy dużej liczbie osób wentylacja okazuje się niewystarczająca i jakość powietrza szybko spada.

Rozwiązaniem jest regulacja jakościowa powietrza, czyli automatyczne sterowanie wydajnością wentylacji w zależności od rzeczywistego obciążenia pomieszczenia.

Jak działa regulacja jakości powietrza

Wbrew pozorom nie wymaga to skomplikowanych systemów BMS. W wielu przypadkach wystarczy wykorzystać możliwości automatyki centrali wentylacyjnej i podstawowym osprzęcie sterującym.

W jednym z realizowanych przez nas lokali usługowych – w którym znajduje się również sala szkoleniowa / konferencyjna – zastosowaliśmy bardzo prosty, ale skuteczny układ sterowania.

Podstawą systemu jest centrala wentylacyjna z automatyką umożliwiającą pracę w trybie nadrzędnym. Taką funkcjonalność posiadają między innymi centrale Komfovent, które pozwalają definiować różne tryby pracy instalacji.

Warunkiem jest jednak odpowiednie dobranie centrali – instalacja musi posiadać pewien zapas wydajności, aby w razie potrzeby mogła zwiększyć przepływ powietrza.

Czujnik jakości powietrza / CO₂ / wilgotności  – początek całego procesu

Kluczowym elementem systemu jest czujnik - w tym wypadku zastosowaliśmy czujnik jakości powietrza. W zależności od projektu może to być czujnik CO₂ lub czujnik LZO (VOC).

Czujnik montowany jest najczęściej na kanale wyciągowym obsługiwanej sali, czyli w miejscu, gdzie zbiera się powietrze usuwane z pomieszczenia. Dzięki temu mierzy on powietrze, które rzeczywiście pochodzi z sali i jest reprezentatywne dla warunków panujących w środku.

Czujnik wysyła do centrali sygnał 0–10 V, który informuje o aktualnej jakości powietrza.

Schemat działania wygląda w uproszczeniu tak:

czujnik jakości powietrza

        ↓

sygnał 0–10 V

        ↓

centrala wentylacyjna

        ↓

tryb nadrzędny (BOOST)

        ↓

zwiększenie wydajności wentylacji

Po przekroczeniu określonego poziomu zanieczyszczenia powietrza centrala otrzymuje sygnał przejścia w wyższy bieg pracy.

Automatyka centrali – ustawienie logiki pracy

W sterowniku centrali definiuje się parametry pracy instalacji.

Możemy ustawić między innymi:

• poziom jakości powietrza, przy którym centrala zwiększy wydajność,

• wielkość zwiększenia przepływu powietrza,

• poziom, przy którym instalacja wróci do trybu podstawowego.

Dzięki temu centrala automatycznie reaguje na zmiany w pomieszczeniu, a cały proces odbywa się bez wiedzy i ingerencji użytkowników.

Dla osób korzystających z sali system jest całkowicie niewidoczny – powietrze po prostu pozostaje świeże.

Przepustnice i siłowniki – element wykonawczy

Sam wzrost wydajności centrali to nie wszystko. W instalacji zastosowano również przepustnice regulacyjne, które kierują większy strumień powietrza do pomieszczenia wymagającego intensywniejszej wentylacji.

Elementem wykonawczym są siłowniki przepustnic, zasilane niskim napięciem 24 V z centrali wentylacyjnej.

W praktyce często stosuje się siłowniki firm takich jak Belimo, które należą do najbardziej popularnych w instalacjach HVAC.

Bardzo ważne jest prawidłowe dobranie siłownika do przepustnicy. Każdy siłownik posiada określony moment obrotowy (Nm), który musi być odpowiedni do średnicy przepustnicy oraz oporów instalacji.

Choć element ten wygląda niepozornie, jego właściwy dobór jest jednym z kluczowych elementów poprawnie działającej instalacji.

Co dzieje się w praktyce

W momencie gdy w sali pojawia się większa liczba osób:

1. jakość powietrza zaczyna się pogarszać,

2. czujnik wysyła sygnał do centrali,

3. centrala przechodzi w tryb nadrzędny,

4. zwiększa się wydajność wentylacji,

5. siłowniki otwierają przepustnice, kierując większy strumień powietrza do pomieszczenia.

Gdy liczba osób spada, a jakość powietrza się poprawia, instalacja automatycznie wraca do ustawień podstawowych.

Proste rozwiązanie, ale wymaga wiedzy

Na pierwszy rzut oka system wydaje się prosty – czujnik, centrala i kilka siłowników. W praktyce jednak prawidłowe zaprojektowanie takiego układu wymaga doświadczenia.

Trzeba uwzględnić między innymi:

• właściwe dobranie centrali wentylacyjnej,

• odpowiedni zapas wydajności instalacji,

• lokalizację czujnika jakości powietrza,

• dobór momentu siłowników przepustnic,

• logikę pracy automatyki.

Dopiero połączenie tych elementów pozwala uzyskać instalację, która działa stabilnie, ekonomicznie i całkowicie automatycznie.

Nowoczesna wentylacja nie zawsze wymaga kosztownych i rozbudowanych systemów sterowania. W wielu przypadkach wystarczy dobrze wykorzystać możliwości automatyki centrali wentylacyjnej oraz zastosować kilka odpowiednio dobranych elementów.

Efekt jest bardzo odczuwalny – szczególnie w pomieszczeniach takich jak sale szkoleniowe czy konferencyjne, gdzie jakość powietrza bezpośrednio wpływa na komfort i koncentrację użytkowników.

A dobrze zaprojektowana instalacja robi to wszystko bez żadnej ingerencji ze strony użytkownika.

TEKTONOS – Inżynieria Twojego Środowiska

Projektujemy i wykonujemy instalacje: wentylacji rekuperacji klimatyzacji pomp ciepła. Działamy w Warszawie i okolicach.

Podsumowanie