Automatická regulace konstantního průtoku vzduchu
Větrací jednotky se zpětným ziskem tepla (ZZT), tzv. rekuperací pro větrání domů jsou vybaveny dvěma ventilátory, kdy jeden slouží k přívodu čerstvého vzduchu a druhý k odvodu „znehodnoceného“ vnitřního vzduchu. Nebudou-li průtoky vzduchu obou ventilátorů shodné, bude docházet okamžitě ke ztrátám tepla z důvodu přetlaku nebo podtlaku v domě.
Garance funkčnosti a úspornosti větrání s rekuperací. Článek popisuje chování větracích jednotek, které jsou či nejsou vybaveny automatickou regulací konstantního průtoku, která přináší výhody:
- Udržuje účinnost větrací jednotky na její maximální možné úrovni a omezuje tepelné ztráty.
- Udržuje v budově rovnotlaké větrání, čímž omezuje případnou kondenzaci v konstrukcích budovy.
- Ulehčuje a urychluje zaregulování vzduchotechniky a nastavení větrací jednotky.
- Zvyšuje uživateli komfort, omezuje nepříjemný studený průvan ze systému větrání
Ztráty budou o to větší, protože průtok vzduchu na výměníku nebude shodný a účinnost výměníku bude klesat. Proto je výrobce firma Brink Climate Systems pevně přesvědčena, že větrání s maximální účinností je možné pouze tehdy, když mají oba ventilátory shodné (konstantní) průtoky vzduchu a dům je větrán tzv. v rovnotlaku. Větrací jednotky od Brink Climate Systems využívají již po mnoho let výlučně ventilátory s automatickou regulací konstantního průtoku vzduchu. Tato regulace je u větracích jednotek dodávána jako standardní příslušenství, nikoli jako příplatkové vybavení.
O co se jedná a je skutečně tak důležitá? Co se stane, když větrací jednotka nebude vybavena touto regulací?
Nejnovější ventilátor ebm s vestavěným lopatkovým anemometrem a senzory, používaný v jednotkách Brink Flair
Ventilátory s konstantním průtokem vzduchu pro rovnotlaké větrání
Výše uvedený nadpis říká vše. Tyto ventilátory zajišťují konstantní průtok vzduchu. Takovýto ventilátor není řízen podle rychlosti otáček (rpm), ale podle určitého průtoku vzduchu. Je-li například ventilátor nastaven na průtok 100m3/h, ventilátor nastavuje průběžně otáčky ventilátoru tak, aby průtok zůstal nepřetržitě na 100m3/h.
Pokud by došlo ke zvýšení odporu (což by u normálního ventilátoru vedlo ke snížení průtoku vzduchu), ventilátor úměrně zvýší otáčky tak, aby dosáhl požadovaného množství vzduchu i při vyšším odporu. Naopak, klesá-li odpor, ventilátor pro udržení požadovaného průtoku otáčky snižuje. Na rozdíl od standardních ventilátorů s konstantními otáčkami, které dodávají méně vzduchu při zvyšujícím se odporu, mají tyto ventilátory „nepřetržitě kolísavé otáčky“ tak, aby zajistily za všech okolností stále stejný (uživatelem nastavený a požadovaný) průtok vzduchu.
Proč používat ventilátory s regulací konstantního průtoku vzduchu?
V domě vybaveném větrací jednotkou, mají za úkol ventilátory přivádět čerstvý vzduch a odvádět „znehodnocený“ vzduch. Pokud nebudou tyto ventilátory přivádět a odvádět shodné množství vzduchu, bude docházet k tepelným ztrátám:
- V případě, že přívodní ventilátor přivádí více vzduchu, vzniklý přetlak v domě vytlačuje teplý vzduch skrz netěsnosti v obvodové konstrukci domu = ztráty.
- Naopak v případě, že odtahový ventilátor odvádí více vzduchu, vzniklý podtlak přisává venkovní studený vzduch skrz netěsnosti v obvodové konstrukci domu = ztráty.
Toto nežádoucí proudění vzduchu skrz obálku domu má v zimních měsících neblahý dopad na samotné konstrukce domu, kdy může docházet ke zvýšené kondenzaci v obvodové konstrukci!
Vzniklé tepelné ztráty jsou o to větší, protože oba proudy vzduchu na tepelném výměníku ve větrací jednotce nejsou shodné. V takovém případě nedochází k nejefektivnějšímu přenosu tepla na výměníku. Dojde-li ke změně proudění vzduchu, například přívod 100m3/h a odtah 80m3/h, účinnost výměníku klesne na 80/100 a z výměníku s účinností 90% se rázem stává výměník s účinností 72%.
Objevují se otázky, jestli se to skutečně stává a jestli nestačí pouze správné počáteční nastavení průtoků větrací jednotky instalační firmou. Odpověď je ano, tento děj běžně nastává. A sebelepší počáteční nastavení vzduchotechniky na výše popsaný děj nemá žádný vliv. Je-li větrací jednotka sebelépe nastavena, tzv. zaregulována, oba proudy vzduchu se stejně průběžně mění vlivem působení vnějších vlivů. Těmi je především působení větru na budovu a postupné zanášení filtrů. Dále to jsou vztlak vzduchu uvnitř budovy a otevírání/zavírání dveří uvnitř budovy.
Tedy již v okamžiku, kdy instalační firma dle svých nejlepších schopností zareguluje systém větrání v domě, dochází ke změnám odporu a tedy i průtoku vzduchu.
Ventilátory s automatickou regulací konstantního průtoku zjednodušují a urychlují zaregulování
Použití přesného lopatkového anemometru s kompenzací vlastní tlakové ztráty dává nejlepší informaci o aktuálním průtoku vzduchu.
Přesné zaregulování vzduchotechniky a větrací jednotky vyžaduje zkušeného technika, jenž je vybaven kvalitními měřicími přístroji, které samozřejmě umí ovládat a zná zákonitosti vzduchotechniky. Nastavení větrací jednotky s klasickými ventilátory je komplikovanější, kdy technik musí nejen nastavit požadované průtoky vzduchu do jednotlivých místností, ale musí nastavit otáčky ventilátorů tak, aby se průtoky vzduchu rovnaly. To je značně komplikované a především zdlouhavé. U ventilátorů s automatickou regulací konstantního průtoku je toto nastavení podstatně snažší. Stačí nastavit požadované průtoky na displeji větrací jednotky a regulace sama nastaví ventilátory na požadovaný průtok. Technik pouze nastavuje požadovaný průtok vzduchu do jednotlivých místností.
Jak funguje regulace konstantního průtoku?
Regulace konstantního průtoku bude fungovat pouze tehdy, když jsme schopni určit skutečný průtok vzduchu. Firma Brink používala a používá následující způsoby regulace:
- U radiálních ventilátorů s dopředu zahnutými lopatkami, je relativně jednoduché vypočítat průtok vzduchu na základě momentu a otáček. Kroutící moment těchto ventilátorů, se zvyšuje úměrně s druhou mocninou otáček. Výsledkem je výkonová charakteristika s jedinečnými body, které lze vypočítat. Tento výpočet je prováděn v rámci ventilátoru a regulace jednotky.
- U novějších jednotek Renovent Excellent jsou použity již novější účinnější ventilátory s dozadu zahnutými lopatkami. Tyto ventilátory již nemají kvadratický točivý moment a výkonová křivka je mnohem plošší a při určitém výkonu dokonce klesá. Podle této křivky tedy nelze řídit výkon ventilátoru. Použití těchto účinných ventilátorů si vyžádalo jiné, alternativní řešení pro řízení otáček. Tímto řešením je patentovaný systém měření rozdílu tlaku mezi dvěma různými průměry kanálů ve větrací jednotce.
- Nová větrací jednotka Flair s nejnovějším ventilátorem ebm využívá v současnosti nejpřesnější regulaci, kdy ventilátory přesně měří průtok vzduchu vestavěným lopatkovým anemometrem a současně měří teplotu a vlhkost vestavěnými senzory. To poskytuje nejkomplexnější informace pro určení přesného průtoku vzduchu a dává téměř 100% přesný obraz o hmotnostním průtoku vzduchu.
Historie a přehled způsobů regulace konstantního průtoku využívaných firmou Brink:
Firma Brink začala vybavovat ve standardu své větrací jednotky regulací konstantního průtoku v roce 2000, kdy do své nové generace jednotek nazvaných Renovent HR CF poprvé instalovala regulaci ventilátorů s konstantním průtokem vzduchu. Tyto ventilátory byly od GE a software jednotky byl vybaven automatickou regulací konstantního průtoku. Poté následovaly další generace jednotek, kde byla tato regulace postupně vylepšována.
| Rok 2006 | Rok 2011 | Rok 2018 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| Renovent HR Dopředu zahnuté lopatky ventilátoru Řízení dle proudové charakteristiky. SPI jednotky 0,38Wh/m3 |
Renovent Excellent / Sky Dozadu zahnuté lopatky ventilátoru Řízení dle rozdílů tlaků SPI jednotky 0,21Wh/m3 (EN13141-7) |
Brink Flair Dozadu zahnuté lopatky ventilátoru Řízení lopatkovým anemometrem se senzory teploty a vlhkosti. SPI jednotky 0,15Wh/m3 (EN13141-7) |
Se zlepšováním ventilátorů a jejich regulace šlo ruku v ruce i snižování jejich spotřeby. Kdy v případě jednotky Renovent Excellent došlo ke snížení spotřeby o 44% oproti předešlé jednotce Renovent HR-M a v případě nové Brink Flair došlo ke zlepšení o 28% oproti předešlé a oproti Renovent HR-M dokonce o 60%. Větrací jednotka Flair se svými nejnovějšími ventilátory je v současnosti větrací jednotka s nejnižší spotřebou na trhu.
Závěr
Automatická regulace konstantního průtoku se dnes stává nezbytnou součástí všech kvalitních a úsporných větracích jednotek. Tento trend potvrzuje, že i další renomovaní výrobci se připojují a snaží se tuto funkci implementovat do svých nových jednotek jako standard, nebo alespoň jako příplatkové vybavení.
Praktické zkušenosti ukazují, že není-li větrací jednotka vybavena touto regulací a neumí-li reagovat na vnější vlivy vyvolávající změny odporu, tím i průtoku vzduchu a ve svém důsledku i účinnosti, klesá reálná účinnost větrací jednotky v praxi běžně o 3-9%. Takovýto pokles účinnosti sebou přináší nejen výše popsané zvýšené ztráty, ale i zvýšení diskomfortu pro uživatele, kdy snížení účinnosti o 9% znamená snížení teploty přiváděného vzduchu o 2°C.
Automatická regulace konstantního průtoku má tedy čtyři zásadní výhody:
- Udržuje účinnost větrací jednotky na její maximální možné úrovni a omezuje tepelné ztráty.
- Chrání budovu před změnami tlaku (udržuje rovnotlak), čímž omezuje případnou kondenzaci v konstrukcích budovy.
- Ulehčuje a urychluje zaregulování vzduchotechniky a nastavení větrací jednotky.
- Zvyšuje uživateli komfort, omezuje nepříjemný studený průvan, kdy není nutné vybavovat jednotky dohřevem vzduchu.
Větrací jednotky od firmy Brink byly prvními rezidenčními větracími jednotkami, které ve standardním provedení využívaly tuto efektivní regulaci.
Firma Brink za 18 let používání této regulace, při téměř půl milionu vyrobených kusech větracích jednotek provozovaných po všech částech Evropy může konstatovat, že se jedná ověřené a fungující řešení, které zlepšuje větrání, zvyšuje komfort a snižuje náklady.
Nejnovější větrací jednotka Flair je vybavena dotykovým displejem, který mimo jiné dovoluje uživatelům získat velmi podrobné informace o větrací jednotce, kterými mohou být teploty, vlhkost, koncentrace CO2, průtoky vzduchu, odpor VZT rozvodu apod.
Firma ŠTORC TZB - autorizované zastoupení a importér Raychem, Brink, Ubbink a Ventmann pro ČR. Nabízíme komplexní systém větrání se zpětným získáváním tepla Brink a Ubbink, distribuční elementy Ventmann, podlahové vytápění Raychem, regulace, ochrana ...