VAV-система вентиляции – назначение, особенности и устройство

VAV (Variable Air Volume) система вентиляции является энергоэффективным методом обеспечения комфортных условий в помещениях. В отличие от постоянного потока воздуха, приточная VAV система регулирует объем поставляемого воздуха в зависимости от текущих потребностей.

Статья будет посвящена преимуществам и недостаткам VAV (ВАВ) системы, а также особенностям ее установки и обслуживания.

Требования и нормативы

Требования к системе вентиляции VAV:

1. Обеспечение минимального объема подаваемого воздуха без возможности управления его расходом ниже установленного уровня.
2. Необходимый запас по напору воздуха для удобства балансировки и стабильной работы — 10-15%.
3. Рабочее давление в воздуховодах должно находиться в пределах 25-800 Па.
4. При расчёте расходов воздуха для регулируемых помещений необходимо указывать значения как для максимального (100%), так и для минимального (0%) положений регулятора.
5. Поддержание постоянного расхода наружного воздуха не ниже расчетного значения для наивысшей потребности в вентиляции.
6. Обеспечение небольшого избыточного давления (расхода) в помещениях, особенно в условиях повышенной влажности, для повышения комфорта и предотвращения проникновения бактерий и загрязнений извне.

Нормативы для VAV-систем могут также включать другие специальные рекомендации по проектированию и монтажу, которые могут быть указаны в документации от производителей установок. Утвержденный Приказ Минстроя России от 30.12.2020 года № 921/пр., СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (далее — СП 60.13330.2020) устанавливает требования к системам внутреннего тепло- и холодоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Зачем нужна VAV-вентиляция и какие задачи решает

VAV (ВАВ) — система (Variable Air Volume) используется для обеспечения эффективной и экономичной циркуляции воздуха в здании. Она позволяет регулировать количество (расход) поступающего воздуха по воздуховодам в помещение в зависимости от текущих потребностей и условий.

VAV система вентиляции решает следующие задачи:

1. Гибкая настройка подачи свежих потоков воздуха. Осуществляется настройка с учетом переменной нагрузки на клапаны, которая может царить в офисных или жилых объектах.
2. Возможно, использовать вентустановку с меньшей эффективностью в рабочем процессе системы.
3. Управление обменом воздуха независимо от помещения обслуживания.
4. Компенсация при загрязнении фильтров. Обеспечение постоянным расходом воздуха в регулируемых помещениях.
5. Воздух подается по требованию. Происходит это в зависимости от количества находящихся людей в помещении (кинотеатр, конференц-зал).
6. Контроль уровня шума и снижение средней скорости потока воздуха в воздуховодах.
7. Экономия энергии. Если сравнить с обычной сплит-системой, то ВАВ работает в режиме экономии на 30-50 процентов затраченной энергии на обогрев воздуха.

VAV (ВАВ) — технология используется для увеличения энергоэффективности вентиляционной системы, повышения уровня комфорта для пользователей и обеспечения высокого качества воздуха в помещении.

На каких объектах устанавливается

Вентиляционные системы переменного объема (VAV) применяются в различных типах помещений:

• Малогабаритные жилые квартиры, небольшие офисы и загородные дома. Простые вентиляционные приточные VAV-системы демонстрируют эффективную работу в таких условиях.
• Многоэтажные здания, такие как бизнес-центры, где каждый этаж занимает одно или несколько предприятий с различными графиками работы и потребностями в вентиляции.
• Помещения с постоянным числом людей, к примеру, офисы и аудитории.
• Здания с непредсказуемой нагрузкой, включая фитнес-клубы, торговые центры и ресторанные комплексы.

Как работает VAV-система

Ключевым принципом вентсистемы VAV является переменный расход воздуха. Если обратиться к практике, то у общественных и административных построек имеется одна проблема – неравномерная загрузка рабочих зон.

Функционал

В офисных помещениях сотрудники находятся от 8 до 10 часов 5 дней в неделю, в выходные дни отдыхают. Ученики находятся в кабинете 45 минут и выходят на перемену по звонку.

В этом случае стандартная вентиляционная сплит-система работает на всю мощность. В помещении люди отсутствуют, поэтому не нужно удалять CO2 (углекислый газ), но техника, продолжает работать, выделять тепло и расходовать электричество.

ВАВ система вентиляции подстраивается под текущие данные: падает уровень содержания углекислого газа, в помещениях нет людей, отсутствует движение – оборудование включает энергосберегающий режим. Также данная установка может использоваться зимой, чтобы нагреть приточный воздух до комфортной температуры.

Разновидности

1. CAV установка имеет фиксированный расход и является популярным за счет низких затрат и простой конструкции, одинаковый расход кислорода, меняется только температурный режим. Данная система расходует много энергии, так как рабочий процесс осуществляется на всю мощность независимо от реальных потребностей потребителей.
2. Вентиляционное ВАВ устройство может иметь двухступенчатую схему регулировки расхода с временным таймером, недельным планировщиком, электроприводными клапанами. Применяется в офисных и административных зданиях. Реализуется следующим образом: ставится задача по интенсивности проветривания в соответствии графиком работы. Активная работа воздуховодов вентустановки происходит с 09:00 до 12:00 и с 13:00 до 18:00 пять дней в неделю. Обед с 12:00 до 13:00 в выходные дни воздух расходуется минимально, так же как и электроэнергия. Данный вид вентилирования устанавливается в офисах, классах (учебная аудитория). Все настройки отображаются на панели управления.
3. DCV-система управления вентиляцией и кондиционированием воздуха направлены на потенциальные изменения нагрузки в помещении (зоне) и увеличение количества присутствующих людей. Оснащены клапанами и температурными датчиками со специфической функцией определения уровня CO2. Качество и эффективность приточного вентилирования зависит от информации, которая автоматически передается на панель установки. Монтаж данной установки осуществляется в помещениях, имеющие высокую нагрузку: фитнес-клубы, ТЦ, ресторанные комплексы.

Ежегодное использование энергии в системах постоянного и переменного расхода воздуха:

• системы постоянного расхода воздуха (CAV) работают на 100%;
• системы переменного расхода воздуха (VAV) — на 70%;
• системы дифференциального управления объемом воздуха (DCV) — на 45%.

В России системы переменного расхода воздуха (ВАВ) не широко распространены из-за высоких издержек на приобретение установки, однако постепенно становятся популярными.

Устройство и элементы

Система вентиляции VAV (переменного расхода воздуха) предоставляет возможность регулировать количество воздуха, поступающего в помещение, исходя из текущих потребностей. Такие системы эффективны и помогают экономить энергию, поэтому они популярны в коммерческих и промышленных зданиях.

Важные компоненты (клапаны) системы вентиляции с переменным расходуемым объемом воздуха (VAV) включают:

• Устройства для направления приточного воздуха в разные части помещения, такие как диффузоры и решетки.
• Регуляторы приточного потока воздуха (клапан VAV системы), которые подстраивают объем воздуха в зависимости от условий.
• Воздушные клапаны и дамперы для управления расходом воздуха.
• Каналы и коробки для передвижения воздуха по зданию.
• Система управления, автоматически настраивает работу вентиляции в соответствии с заданными параметрами.

Совмещение данных компонентов способствует эффективному и удобному проветриванию помещений, при этом снижая расход энергии и ресурсов.

Особенности VAV-систем для вентиляции разного типа

Главная особенность вентиляционного VAV регулятора расхода воздуха – энергосбережение, т.е. во время нагрева приточного воздуха не меняется микроклимат в обслуживающих объектах.

Для приточной вентиляции

Приточные установки с VAV системой имеют отличия от стандартных сплит-систем меньше затрат и экономия в потреблении энергии, а также непрерывный контроль величины по расходу потоков воздуха и функциональная гибкость.

Подача воздуха в каждое помещение осуществляется в нужном количестве. Регулировать уровень давления и объем приточного воздуха можно вручную, через цифру и автоматику.

Также стоит отметить, когда проводились эксперименты, то были выявлены, ограничения, которые связаны с понижением давления и интенсивности потоков воздуха до 30%, снижением потребляемой электрической энергии до 60%.

В данном случае установка может работать через управление двумя и одним потоками.

Управление двумя потоками – полноценная работа системы с управлением приточных и вытяжных потоков воздуха, где используются клапаны и датчики давления, установленные на вентканалах. Такой вариант подойдет для вентилируемой установки с независимым изменением расхода воздуха.

Управление одним потоком осуществляется датчиком давления на приточном/вытяжном стальном воздуховоде, а последующий поток регулируется за счет силы тока первого.

Подходит для вентсистем с регулируемым потоком по расходу воздуха в одном направлении.

Для приточно-вытяжной вентиляции

Регулятор расхода VAV может использоваться в вентсистеме с вытеснением или смешанным типом приточно-вытяжного устройства. Почти во всех установках можно контролировать давление и количество приточного/выходного воздуха.

Кроме того, что ВАВ устройство является экономичным в финансовом плане, что связано с низким потреблением электроэнергии, позволяет регулировать давление и температурный режим каждой отдельной зоны с разной нагрузкой. Результаты многочисленных исследований показали, что между рабочей температурой в помещении и работоспособностью находящихся в ней сотрудников есть зависимость.

Исследования показывают, что системы вентиляции с рекуперацией тепла оправдывает свою стоимость благодаря уменьшению расходов на электроэнергию, несмотря на первоначальные затраты компании.

Для кондиционера

Регуляторы переменного расхода воздуха VAV предназначены для использования в зонах, где количество присутствующих людей может изменяться в разное время суток.

ВАВ установка может использоваться не только для проветривания, а также кондиционирования помещений с подключением к внешнему модулю. Рабочую мощность и давление можно регулировать в зависимости от концентрации углекислого газа и тепловой нагрузки, которая образуется во время нахождения людей в помещении, работающей техники и поступающего солнечного света. Уровень шума и вибраций можно уменьшить за счет качественно проведенной изоляции и выбор места монтажа.

Способы регулировки VAV-системы

Система управления VAV использует воздушные клапаны давления с электроприводом, а также датчики движения и CO2 для постоянного контроля потребляемого воздуха и обеспечения необходимой вентиляции. Также может быть использован пульт ДУ.

Регулировка может быть:

• Ручное управление – самоходные атмосферные заслонки, которые управляются обычным переключателем.
• Автоматика – настраивается время для самоходных атмосферных заслонок.
• Таймер с недельной настройкой для атмосферных заслонок.
• Цифровая автоматика – самоходные воздушные заслонки, управляются датчиками движения.
• Автоматика с модуляцией – самоходные воздушные заслонки, которые управляются наружным контроллером, взаимодействующим с датчиками давления углекислого газа, влажности, воздушных параметров.

Автоматика и цифровое управление увеличивает эффективность воздушного обмена и снижает потребление энергии.

Преимущества VAV-системы воздуха

VAV регулирование имеет основные плюсы:

• Индивидуальная регулировка микроклимата в зонах по заданным параметрам.
• Вентиляторы с низким потреблением энергии.
• Простой запуск с регулировкой сети.
• Использование датчиков движения/давления, углекислого газа, временных программаторов, ручные переключатели позволяющие изменять воздушный поток.
• Модернизация.

Следует отметить, что помимо выгод, связанных с дизайном или экономией энергии, стоит упомянуть, что VAV-система воздуха упрощает эксплуатацию здания.

Вывод

VAV-система вентиляции является высокоэффективным и современным решением для обеспечения комфортного воздухообмена в зданиях. Она позволяет снизить энергопотребление и улучшить качество воздуха, что делает ее отличным выбором для больших предприятий и офисных комплексов.

Часто задаваемые вопросы

Что такое CAV-система?

CAV-система (Constant Air Volume) — это система вентиляции, которая поддерживает постоянный уровень подаваемого воздуха в помещение.

В чем отличие VAV-системы и CAV?

Отличие между VAV-системой (Variable Air Volume) и CAV-системой заключается в том, что VAV-система изменяет уровень давления подаваемого воздуха в зависимости от потребностей помещения, в то время как CAV-система поддерживает постоянный уровень подаваемого воздуха.

Как достигается энергосберегающий эффект VAV-систем воздуха?

Энергосберегающий эффект VAV-систем достигается за счет того, что система регулирует количество подаваемого воздуха вентиляторами с давлением в зависимости от реальных потребностей помещения, что позволяет снизить потребление энергии.

Что выбрать: ВАВ-вентиляцию или рекуперацию?

Выбор между ВАВ-вентиляцией и рекуперацией зависит от конкретных условий и потребностей здания. ВАВ-вентиляция обеспечивает более гибкое управление воздухом, в то время как рекуперация позволяет повторно использовать тепло и холод, что также способствует энергосбережению.

Где и зачем устанавливаются клапаны VAV?

Клапаны давления VAV устанавливаются в системах вентиляции для регуляции объема подаваемого воздуха в различные помещения (чистые помещения, коммерческие компании), в здания (промышленный объект), в зависимости от их потребностей. Клапаны давления VAV обычно устанавливаются в кондиционеры или воздухораспределительные (вентиляторы) устройства.