Чист въздух - основна човешка потребност
Хората имат три основни потребности: Ядене, пиене и дишане. Човек може да оцелее седмици без храна, до една седмица - без вода, но само няколко минути - без да диша. Климатичните камери (AHU), които представляват най-важната част на една вентилационна и климатична система, са отговорът на най-важните, но често пренебрегвани човешки потребности. Те осигуряват въздух, който човек да диша, когато това е необходимо в затворени пространства. С други думи, AHU отстраняват замърсения въздух от вътрешните пространства - или всъщност замърсен въздух или въздух, който е просто неподходящо топъл или студен - и го заместват с чист, свеж (а понякога и овлажнен) въздух с точната температура. AHU също така са от съществено значение за защитата на сградните структури. Днес хората прекарват по-голямата част от времето си (до 90%) вътре в сградите. Нашите къщи, офиси и производствени предприятия трябва да отговарят на нуждите на хората за безопасна, здравословна и продуктивна среда. Подаването на свеж въздух (вентилация) играе много важна роля в създаването на тази среда. Не само подходящата температура и влажност за задължителни, още по-важна е чистотата на въздуха, който дишаме, когато сме вътре в сградите. През последните години обществото придобива все по-голяма представа за отрицателните последици за здравето, които причиняват праховите частици (PM). Многобройни проучвания показват значителната връзка между вчерашната концентрация на прахови частици навън и днешната смъртност. Ефективната филтрация на въздуха, приложена в климатичните системи, ни позволява да намалим този риск.
КАЧЕСТВО НА ВЪЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯТА И ЕНЕРГИЙНА ЕФЕКТИВНОСТ
През последните десетилетия разпоредбите за въздуха в затворени помещения бяха насочени главно към минималните нужди, свързани с топлинния комфорт. Необходимостта от обработка на въздуха и количеството свеж въздух на човек изглежда бяха в противоречие с целите за намаляване на потреблението на енергия, за да се спре глобалното затопляне. Всъщност, усилията за намаляване на потреблението на енергия не винаги допринасят за проектирането на сгради със здравословна среда. В последните години законодателството на Европейския съюз в областта на екодизайна подпомогна решаването на трудната дилема между намаляването на потреблението на енергия и създаването на здравословна и продуктивна вътрешна среда. Прилагането на правилата на ЕС доведе до безброй нововъведения в производството на вентилационни компоненти. Ефективността на двигателите и вентилаторите нарасна значително, високоефективните компоненти за рекуперация в механичните вентилационни системи бяха наложени от закона, а напречните размери на AHU се увеличиха с около 30%, за да отговорят на ограниченията за консумация на енергия на вентилаторите. (SFP, Специфична мощност на вентилатора). Днес всички вентилатори трябва да бъдат оборудвани с двигател с (няколко) променливи честоти на въртене, което гарантира, че по-лесно може да се приложи "контрол според нуждите". Всичко това прави AHU основна, неизменна част от нашата вътрешна атмосфера. За да се приближат консумацията на енергия и здравословната околна среда, контролираната от нуждите вентилацията (DCV) стана популярна през последните години. Концентрацията на CO2 вътре в помещенията е важен фактор за контролиране на потреблението на енергия, като същевременно се оптимизират производителността в нашите офиси и постиженията в учебния процес в нашите училища. Законодателството на Европейския съюз в областта на екодизайна се оказа полезно за повишаване на енергийната ефективност на климатичните камери.
ИЗПОЛЗВАНЕТО НА ВИСОКОКАЧЕСТВЕНИ КЛИМАТИЧНИ КАМЕРИ СЕ ОТПЛАЩА
Климатичните камери са от съществено значение за нашето здраве, благополучие и продуктивност. AHU трябва да достави достатъчно чист и свеж въздух, за да създаде оптимално качество на въздуха в помещенията (IAQ). Високоефективните вентилатори, рекуперационните системи и контролните устройства в AHU са много важни за гарантиране на устойчиво потребление на енергия. Шумозаглушителите ще намалят нивото на шума във вентилационната система. Инвестициите в добре проектирани климатични системи, интелигентни системи за управление (напр. VAV), както и цялостната и редовна поддръжка (включително редовната смяна на въздушни филтри) в крайна сметка ще доведат до повисока продуктивност и по-добро качество на въздуха в помещенията. Това ръководство на на Евровент е разработено с цел да ви предостави цялата съществена информация за климатичните камери по неутрален и обективен начин. То би трябвало да ви даде възможност да разберете по-добре тази изключително важна технология, която често работи незабелязано ден и нощ някъде върху вашия покрив или скрита във вентилационното помещение. Следващият път, когато се разхождате из квартала, може би си струва да погледнете по-отблизо .
СЪРЦЕТО НА ВЕНТИЛАЦИОННАТА СИСТЕМА
Традиционно климатичната камера (AHU) се класифицира като сложно устройство, предназначено да манипулира и кондиционира въздуха, обработван в системите за отопление, вентилация и климатизация (HVAC). AHU се състои от вентилатор или вентилатори и поне един друг компонент за обработка на въздуха: филтър, нагревател, охладител, рекуператор, овлажнител, изсушител или смесителна секция. Всеки компонент изпълнява решаваща функция за осигуряване на здравословен и комфортен климат вътре в сградата. Ето защо, климатичните камери често се определят като "сърцето на вентилационната система ".
МЕТОДОЛОГИЯ
Откакто енергията на сградите заема 40% от потреблението на енергия в Европа, а енергията за ОВК инсталациите им има найголям дял в този процент, има достатъчно основания да се проучи старателно, как ефективно да се управлява вентилационната система. Трябва да се намери методология, която дава възможност да се разбере как енергията, която използваме, зависи от дизайна на системата и оперативните стратегии. Общата цел е да се намери найикономичната система, без да се засяга здравето и безопасността на хората, пребиваващи в сградата, както и правилното функциониране на процесите. Основният параметър на вентилацията е въздушният дебит. Той също така има най-голямо влияние върху енергийните разходи на дадена система. Затова е много важно да се подаде правилният въздушен поток във всеки момент от времето, а това е задача на системата за управление. Друго съображение е пространството, необходимо за климатичните устройства и въздуховодите, като се намери баланс между пада на налягането (зависим от размера) и инвестиционните разходи. В рамките на Европейския съюз съоръженията за обработка на въздуха трябва да отговарят на изискванията на Регламентите за екодизайн, които предвиждат, че възстановяването на енергията трябва да бъде част от двупосочното устройство. Те също така определят минималните изисквания за температурната ефективност. Основната характеристика за възстановяване на енергията за сравнение и оценка е ефективността на температурата на сухия въздух. Използването на енергия също зависи от климата, дизайна на системата, експлоатацията и от топлинното натоварване на сградата, характеризиращо се с температурата на захранващия и отработения въздух. Колкото по-висока е температурата на захранващия въздух и колкото по-ниска е температурата на отработения въздух, толкова по-голяма е необходимостта от висока температурна ефективност . И все пак, твърде високата ефективност може да бъде контрапродуктивна поради по-високите падове на налягането
РАЗХОДИ ПРЕЗ ЖИЗНЕНИЯ ЦИКЪЛ (LCC)
За повечето компании финансовият аспект обикновено е първостепенен фактор при избора и вземането на решения. По отношение на енергоспестяващите мерки, те вероятно никога няма да бъдат осъществени, освен ако не могат да бъдат финансово обосновани. Да можеш да видиш цялата картина, вместо да се фокусираш върху детайли и части, трябва да бъде основната обща черта.Това изисква икономически анализ при избора на система, технология и оборудване. Препоръчва се да се направи холистичен анализ, който оценява всички разходи през целия жизнен цикъл на вентилационната система чрез анализ на разходите през жизнения цикъл (LLC). Оценката на LCC е предвиждане, което позволява да се сравняват различни решения. Той се основава на определени допускания и исторически данни за климата. Въпреки, че не предлага никаква гаранция за оперативните разходи, той е много добър инструмент за вземане на решения. Оценката на LCC обикновено включва разходите за придобиване (инвестиция, монтаж и пускане в експлоатация), енергийните разходи за управление на AHU и цялото интегрирано спомагателно оборудване, разходите за поддръжка и унищожаване. Животът на AHU обикновено е между 15 и 20 години. Някои елементи на разходите ще се появят в началото (например въвеждането в експлоатация), а други (например подмяна на износени части) могат да възникнат в различни по-късни етапи от жизнения цикъл на системата.
Ето защо е възможно и евентуално съществено, да се изчисли настоящата или сконтираната стойност на разходите, за да се правят точни оценки на различните решения. Енергийните разходи са преобладаващи, тъй като могат да представляват до 80% от общите разходи. Следователно, този анализ може да въздейства по същество върху екологичния отпечатък и рентабилността на сградата. И все пак, инвестиционните разходи за AHU с оптимизирана система за възстановяване на енергията вероятно ще бъдат по-високи. Това подчертава конфликта между изграждането на най-ниска цена и достигането на най-ниските разходи през жизнения цикъл на дадена сграда. Друг важен въпрос, който трябва да се има предвид, е възможното въздействие на всяко AHU върху други инвестиционни елементи. Много от функциите на устройството са свързани с други компоненти на ОВК инсталацията (например възстановяването на енергия е свързано с капацитета на котела и производителността на чилъра и свързаните с него разпределителни системи). Следователно, по-скъпото устройство с по-добра ефективност на енергийното възстановяване ще намали инвестицията за доставка на топлинна енергия. В същото време, по-скъпото, по-голямо устройство с високоефективни вентилатори може да намали инвестицията за електрозахранване. Всички тези инвестиционни взаимодействия трябва да се вземат предвид при изчисляването на LCC.
При проектирането и избора на AHU трябва да се вземат предвид няколко аспекта.
ВЪЗДУШЕН ДЕБИТ Желаният въздушен дебит, който устройството трябва да подаде в и изведе от сградата, дава представа за размера и капацитета на уреда. За да се сведе до минимум съпротивлението на въздушния поток, се предпочита поголямо напречно сечение, тъй като то намалява скоростта на въздуха през уреда.
ВЕНТИЛАТОРИ И РЕКУПЕРАЦИЯ Проектните характеристики, например близостта на работното колело на вентилатора до заобикалящите го вътрешни повърхности на AHU, могат да повлияят на ефективността на вентилатора. За да можете да изберете вентилатор с оптимална работна точка, за всеки размер на AHU са необходими различни размери на работното колело, за да оптимизирате устройството. Вентилаторите с ремъчно задвижване найчесто изискват по-голяма поддръжка от директно задвижваните вентилатори поради самото ремъчно задвижване и износването му. Изчислената стойност на вътрешната специфична мощност на вентилатора (SFPint) представлява съотношението между пада на налягането на всички вътрешни компоненти на вентилацията и ефективността на вентилатора. Заради енергийната ефективност тази стойност трябва да се поддържа ниска. Общата енергийна ефективност на сградата, от друга страна, силно зависи от ефективността на топлинния обмен в посока от потока на отработения въздух към потока на захранващия въздух - особено при по-студен климат. Поради тази причина, видът, изборът и конструкцията на топлообменниците включва компромис между пада на налягането и топлинната ефективност. Това е включено в класа на енергийна ефективност на "Eurovent Certified Performance" В по-топъл климат, използването на рекуперация чрез охлаждане понижава необходимото количество охлаждаща мощност, когато вентилацията работи със 100% атмосферен въздух, особено при използване на рекуперация чрез енталпия при латентна охлаждаща мощност. В този случай е необходимо да има термичен байпас, за да се използва свободно охлаждане, когато условията са благоприятни.
КОРПУС Механичната здравина на корпуса е от решаващо значение за надеждността на AHU. Панелите и рамките са проектирани така, че да издържат на максималното налягане на вентилатора, без да превишават лимитите за деформация. Херметичността на корпуса е от решаващо значение за ефективността на вентилационната система. В зависимост от конструкцията, скоростта на изтичане през корпуса е ограничена, както при положително, така и при отрицателно налягане. Корпусът на AHU е термично изолиран, за да намали топлинната пропускливост в рамките на лимитите за желания клас. С цел по-нататъшно намаляване на загубите на топлина и за предотвратяване на локална кондензация върху повърхностите на корпуса, термомостовете в корпуса също са ограничени. Когато се монтира AHU, при наличие на малка температурна разлика между температурата на околния въздух и тази на въздушния поток, нуждата от корпус с ниско топлопредаване не е толкова висока, колкото при инсталиране в условията на големи температурни разлики. Корпусът на AHU ще намали излъчвания шум от вентилатора вътре в AHU. Друг аспект при проектиране на корпуса е устойчивостта на корозия. Монтажът в различни среди, включително например в близост до морето, в преработвателната промишленост и около басейните, изисква висок корозионен клас.
