Strefowanie w rekuperacji – inteligentny system wentylacji

Od kiedy Unia Europejska w 2017 r. włączyła domowe centrale wentylacyjne w zakres tzw. Ekoprojektu, jakość urządzeń znacznie się poprawiła. Producenci są zobowiązani do publikacji wiarygodnych danych, zgodnych ustandaryzowanymi metodami pomiarowymi, np. w zakresie wartości odzysku i poboru mocy.

Na centralach pojawiły się etykiety energetyczne, określające klasę energetyczną i poziom mocy akustycznej (hałasu), dzięki czemu użytkownik może zestawić i porównać ze sobą dwa różne urządzenia wentylacyjne.

Aby sprostać coraz wyższym wymaganiom klientów, producenci stosują energooszczędne wentylatory EC, szczelne wymienniki płytowe o wysokich odzyskach energii i zaawansowaną automatykę sterującą. W efekcie powstają urządzenia o wysokiej klasie energetycznej A i A+, które zużywają mało prądu, odzyskują powyżej 90% ciepła i cicho pracują. Sprawdź >>

W sposobie dostarczenia powietrza do pomieszczeń oraz określenia zapotrzebowania na wentylację jest jeszcze wiele do zrobienia.

Przykładowo dom o powierzchni mieszkalnej 130 m², w których mieszkają 4 osoby, wg aktualnych norm i przepisów będzie potrzebował łącznie ok. 265 m³ powietrza na godzinę. Taki projekt przewiduje, że system wentylacyjny dostarcza 265 m³ powietrza do całego domu, bez względu na warunki i obecność domowników.

Oczywiście użytkownik może zmienić bieg (wydajność) centrali, kiedy wychodzi z domu, i zwiększyć np. przy wizycie gości. Ale czy rzeczywiście tak robimy i czy pamietamy o tym, by później wrócić do poprzedniego, nominalnego trybu?

Inteligentny system

Nowoczesny system wentylacji może rozpoznać, ilu jest domowników i gdzie akurat przebywają. Dzięki temu może dostarczyć odpowiednią ilość powietrza, w odpowiednim czasie, do konkretnego miejsca.

Na czym polega strefowanie?

Taki sposób sterowania nazywamy strefowaniem – czyli wydzielenie w domu stref, dla których możemy przewidzieć pewne zachowania domowników.

Typowy będzie podział na strefę dzienną i nocną. Ideą takiego podziału jest dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza do strefy, w której aktualnie przebywają mieszkańcy. Przykładowo w nocy wentylujemy strefę nocną, np. sypialnie zlokalizowane na 1 piętrze, a w dzień strefę dzienną, czyli salon i jadalnię.

Powyższy schemat może mieć oczywiście odstępstwa, bo przecież część domowników nawet w ciągu dnia może przebywać w sypialniach, a część także nocą korzysta z pokoju dziennego. Rozwiązaniem jest technologia detekcji obecności domowników.

W obiektach biurowych detekcja może być oparta na kamerach, termowizji, czujnikach ruchu, ale także na mierzeniu parametrów powietrza, takich jak stężenie dwutlenku węgla, wilgotności względnej czy LZO, czyli lotnych związków organicznych. Najbardziej optymalnym miernikiem w domu mieszkalnym będzie właśnie detekcja CO₂.

Dodatkowe elementy

Zatem taki system, oprócz centrali wentylacyjnej wraz z kanałami, będzie składał się z:

• trójnika z dwoma przepustnicami z napędem oraz automatyką
• 2 czujników CO₂ (po 1 szt. na strefę)

W celu konfiguracji, należy:

• zaprogramować zgodnie z projektem rozdział powietrza w trójniku, czyli np. 50/50 lub 60/40 między strefami
• ustawić maksymalny poziom CO₂, powyżej którego dana strefa „odczyta” obecność domowników (zalecane wartości to 800–1000 ppm)
• ustawić minimum powietrza nawiewanego do pomieszczeń (wyciąg zawsze będzie zbilansowany) podczas nieobecności domowników (zaleca się 10–15%)

W przypadku urządzeń ALNOR wszelka komunikacja odbywa się drogą radiową, dlatego nie potrzeba rozprowadzać dodatkowego okablowania.

Jak działa algorytm?

Tak przygotowany system mierzy stale jakość powietrza (poziom CO₂) i w przypadku, kiedy domownicy pojawiają się w danej strefie, algorytm rozdzieli powietrze proporcjonalnie do odczytów stężenia CO₂.

Jeżeli zapotrzebowanie na wentylację w poszczególnych strefach będzie różne, strefa z wyższym zapotrzebowaniem będzie całkowicie otwarta, a strefa z niższym zapotrzebowaniem będzie częściowo zamknięta. Przy pomiarze CO₂ poniżej 800 ppm żądanie wentylacji wynosi 0%, a centrala nawiewa minimum niezbędne do wentylowania pustego domu.

Z kolei powyżej 1900 ppm żądanie ze strefy będzie 100%, dopóki poziom dwutlenku węgla nie zacznie spadać. Odczyty pomiędzy tymi wartościami generują proporcjonalne zwiększanie lub zmniejszanie zapotrzebowania i odpowiedni wydatek centrali.

Przyjmuje się na podstawie obserwacji, że domownicy przebywają na połowie powierzchni domu średnio przez 63% dnia, czyli 256·0,5·0,63 = 80 m³/h. Oznacza to, że strumień powietrza mógłby być obniżony nawet o 70%! To oczywiście wartość teoretyczna, ale można próbować dążyć do takich przepływów.

Przykład działania algorytmu na przykładzie HRU-PremAIR-350:

Zapotrzebowanie wg projektu: 256 m³/h
Proporcja między strefami: 60/40

W efekcie centrala dostarcza odpowiednią ilość świeżego powietrza, w odpowiednim miejscu i czasie. Ilość powietrza wyciąganego jest zawsze zbilansowana do poziomu nawiewu.

Podział na strefy może być inny, dostosowany podczas montażu do życzeń i potrzeb inwestora.

Wraz z obniżoną wydajnością centrali, zmniejsza się zużycie prądu oraz zapotrzebowanie na energię potrzebną do ogrzewania. Oszczędności przy zastosowaniu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepłą wskazuje unijny współczynnik JZE.

Modele central w klasie A (najpowszechniejszej) z manualnym sterowaniem osiągają -34 do -42 kWh/m²/rok, co oznacza o tyle mniejsze zużycie energii względem wentylacji naturalnej.

System wyposażany w czujniki i strefowanie może osiągnąć 55 kWh/m²/rok. To nawet dodatkowe 20 kWh oszczędności na metr kwadratowy rocznie.

Podsumowanie

Jak wiele zmieniło się w sposobie kontrolowanie powietrza w naszych domach! Od wszechobecnej wentylacji naturalnej, której nie dało się kontrolować i która wychładzała pomieszczenia, dotarliśmy do systemów, które odzyskują 90% ciepła i potrafią dobrać ilość świeżego powietrza do liczby domowników. Więcej informacji o Alnor Systemy Wentylacji >>