Systematycznie zwiększająca się oferta nowoczesnych urządzeń oraz dążenie do obniżania zużycia energii powoduje, że popularność systemów wentylacyjnych ze zmienną ilością powietrza VAV w naszym kraju regularnie wzrasta. W instalacji VAV strumień powietrza doprowadzany do poszczególnych pomieszczeń jest dostosowany do bieżących potrzeb. Prowadzenie regulacji ilościowej powoduje, że zapotrzebowanie na powietrze w systemie jest mniejsze w porównaniu do układów ze stałą ilością powietrza. Ogólnie można stwierdzić, że zapotrzebowanie mocy wentylatora w sieciach VAV, może spadać o ok. 30-70%. Oczywiście korzyści wynikające z zastosowania układów ze zmienną ilością powietrza są osiągane, jeżeli systemy zostaną odpowiednio skonfigurowane i zaprojektowane. 

Zalety i wady VAV
    Podejmując decyzję związaną z wyborem systemu wentylacji dobrze jest zastanowić się nad cechami różniącymi go od innych rozwiązań. W instalacjach ze zmienną ilością powietrza prowadzony jest proces regulacji ilościowej. W typowych przypadkach celem jest asymilacja zysków ciepła i utrzymanie odpowiedniej temperatury w pomieszczeniu. W układach ze stałą ilością powietrza CAV efekt taki uzyskuje się na drodze regulacji jakościowej, poprzez zmianę temperatury nawiewu. Sam strumień objętości określany jest wtedy na podstawie maksymalnych zysków ciepła. W praktyce w skali całego budynku może występować znaczne zróżnicowanie w czasie pojawiania się maksymalnych obciążeń cieplnych w poszczególnych pomieszczeniach. Współczynnik jednoczesności wynosi średnio ok. 0,7÷0,8. Instalacja VAV uzależnia strumień objętości od zmienności zysków ciepła. Do pomieszczeń kierowane są takie ilości powietrza, które są w danej chwili wymagane. Techniczna realizacja takiego układu polega na zastosowaniu czujników temperatury i regulatorów przepływu. Dzięki temu uzyskuje się możliwość indywidualnej regulacji parametrów w pomieszczeniach przy jednoczesnym zmniejszeniu strumienia powietrza dostarczanego przez cały układ. Przyjęcie takiego rozwiązania, już we wstępnej fazie projektowania, będzie powodowało nieco inne podejście do ustalania ilości powietrza wentylacyjnego dla systemu.
    Rozpatrując właściwości różniące system VAV od innych typów instalacji, można wymienić podstawowe jego zalety:
● indywidualna regulacja parametrów powietrza w pomieszczeniach,
● brak konieczności prowadzenia w budynku instalacji wody lodowej,
● zmniejszenie kosztów sieci przewodów,
● niższe koszty urządzeń przygotowania powietrza,
● mniejsze zużycie energii przez wentylatory,
● łatwy proces uruchamiania i regulacji sieci,
● możliwość wykorzystania czujników ruchu, czujników CO₂, programatorów czasowych i wyłączników ręcznych do zmiany strumienia powietrza,
● możliwość ciągłego monitoringu wartości strumieni w poszczególnych odgałęzieniach sieci przewodów,
● możliwość centralnego sterowania przepływem powietrza w instalacji,
● zdolność systemu do dostosowywania go do nowych potrzeb.

    Poza przytoczonymi zaletami związanymi z konstrukcją czy ze zmniejszeniem zużycia energii, istotne są także korzystne cechy ułatwiające eksploatację budynku. Współczesne budynki biurowe, w których jest wielu najemców podlegają częstej modernizacji. Zmienia się podział i aranżacja wnętrz oraz liczba pracujących w nich osób. Poprzez zmianę nastaw regulatorów przepływu można dostosować parametry instalacji wentylacyjnej do bieżących wymagań. Łatwiejsze jest także uzupełnianie układu o nowe odgałęzienia. Wszystko to jednak pod warunkiem odpowiedniego zaprojektowania sieci przewodów. 

    W przypadku instalacji VAV należy też uwzględnić dodatkowe, niekorzystne aspekty w stosunku do układów klasycznych:
● rozbudowany układ automatyki,
● konieczność zamontowania znacznej liczby regulatorów przepływu i odpowiedniego okablowania,
● ze względu na regulację dławieniową (w regulatorach przepływu), mogą się pojawić gorsze parametry akustyczne sieci,
● konieczność stosowania odpowiednich elementów nawiewnych,
● bardziej skomplikowany proces projektowania, wrażliwość na błędy projektowe.
    Oczywiście ranga poszczególnych wad stopniowo się zmienia. Dotyczy to chociażby bardziej rozbudowanego układu sterowania. Po prostu występowanie dużej liczby układów automatyki w budynku należy dzisiaj uznać jako normę.

Konfiguracja systemów VAV
    Istnieje wiele różnych wariantów konstruowania sieci ze zmienną ilością powietrza. W przypadku systemów jednoprzewodowych, układem wentylacyjnym rozprowadzane jest powietrze o temperaturze ok. 10° niższej od temperatury w pomieszczeniach. W poszczególnych odgałęzieniach zainstalowane są regulatory, utrzymujące przepływ na wymaganym poziomie. Najkorzystniejsze są warianty z oddzielną regulacją strumienia powietrza dla każdego pomieszczenia.

Stabilizacja ciśnienia w sieci przewodów
(...)

System z optymalizacją
(...)

Sieć przewodów instalacji VAV
(...)

    W tabeli nr 3 przedstawiono przykłady konfiguracji sieci pierścieniowych, które mogą mieć zastosowanie w instalacjach ze zmienną ilością powietrza VAV. Oczywiście przyjęcie konkretnego rozwiązania będzie w znacznej mierze uzależnione od układu architektonicznego budynku.

Minimalny strumień nawiewanego powietrza
    W systemach za zmienną ilością powietrza parametry w pomieszczeniu utrzymywane są za pomocą regulacji ilościowej. Maksymalne strumienie doprowadzane są w czasie największych obciążeń cieplnych pomieszczenia. W pozostałych sytuacjach ilość powietrza może zostać zmniejszona. Jednak istnieją istotne czynniki wpływające na minimalny strumień objętości, do jakiego można ograniczyć ilość powietrza. Strumień powietrza świeżego doprowadzanego do pomieszczenia nie może spadać poniżej minimum wynikającego z liczby osób, czyli tzw. minimum higienicznego. Niestety taka sytuacja często ma miejsce. Szczególnie jeśli w systemie wentylacyjnym zastosowano recyrkulację i tylko część powietrza dostarczanego poprzez regulatory jest powietrzem zewnętrznym.

    Drugi czynnik wpływający na dopuszczalny minimalny strumień powietrza związany jest z parametrami zastosowanych nawiewników. Poszczególne rodzaje elementów nawiewnych mają zróżnicowaną „odporność” na zmniejszanie strumienia. Przy zbyt małej prędkości wypływu i jednocześnie znacznej różnicy temperatury pomiędzy powietrzem nawiewanym a pomieszczeniem, strumień może w sposób niekontrolowany opadać do strefy przebywania ludzi. Efektem tego jest przekroczenie dopuszczalnych parametrów w pomieszczeniu wywołujące wrażenie przeciągu w obszarze oddziaływania nawiewnika. Trzeba w tym miejscu zauważyć, że tego typu błąd projektowy, polegający na niewłaściwym powiązaniu strumienia objętości z typem i wielkością nawiewnika, często zdarza się we wszystkich instalacjach, nie tylko VAV. Biorąc pod uwagę własności elementów nawiewnych, pod kątem ich przydatności do instalacji ze zmienną ilością powietrza, można uznać za niezalecane nawiewniki ze strumieniem swobodnym, takie jak klasyczne kratki nawiewne. Lepiej sprawdzają się elementy ze strumieniem półograniczonym (przylepionym), szczególnie szczeliny nawiewne (rys. 5, 6). Najodpowiedniejsze do systemów VAV są nawiewniki specjalnie do tego skonstruowane. Potrafią one utrzymywać prędkość początkową strumienia w odpowiednim zakresie. Zwykle odbywa się to poprzez zmianę efektywnej powierzchni wypływu w zależności od wartości strumienia objętości powietrza.
    Jest jeszcze jeden czynnik, który w praktyce będzie limitował wartości minimalne strumienia w systemie VAV. Wynika on z parametrów zastosowanych regulatorów. Utrzymywany przepływ nie powinien być mniejszy od wartości, przy której możliwa jest jeszcze prawidłowa praca tych urządzeń. Przy małych prędkościach powietrza, znacznemu zwiększeniu ulega błąd regulacji (rys. 7). Natomiast przy prędkościach bardzo niskich, poprawna praca regulatora przestaje być możliwa (rys. 8). Dlatego w trakcie doboru urządzenia konieczne jest też sprawdzenie dolnego zakresu pracy regulatora pod kątem minimalnych zalecanych prędkości powietrza.