Systemy klimatyzacji pomieszczeń ze zmienną ilością powietrza nawiewanego i wywiewanego (VAV) znajdują coraz więsze zastosowanie. Dzieje się tak m. in. dzięki rozwojowi i rozpowszechnieniu inwerterowej techniki regulacji obrotów silników elektrycznych. Za ich pomocą można utryzmaź wysoką sprawność energetyczną wentylatorów przy znacznych zmianach punktu ich pracy. Przy wyłącznie dławieniowej regulacji  przepływu powietrza odejście od obliczeniowego punktu pracy powoduje spadek sprawności wentylatora i, w konsekwencji, zwiększony pobór mocy.

Ogólne zasady pracy systemu ze zmienną ilością powietrza wentylacyjnego, zalety systemu

Nie oznacza to, że instalacje VAV z dławieniową regulacją przepływu są nieopłacalne. Wprawdzie pobór mocy nie zmniejsza się, a nawet może wzrastać, ale dzięki redukcji strumienia powietrza nawiewanego spada zapotrzebowanie na moc potrzebną do ogrzania lub chłodzenia powietrza nawiewanego.

Dodatkowa korzyść z systemu VAV wynika ze zróżnicowania szczytowych obciążeń chłodniczych lub cieplnych w czasie. Maksymalny sumaryczny strumień objętości powietrza nawiewanego i wywiewanego w systemie VAV będzie zawsze mniejszy od sumy maksymalnych strumieni powietrza w poszczególnych pomieszczeniach lub strefach, wynikających z maksymalnych obciążeń cieplnych.

Ilość ciepła odbieranego z (lub dostarczanego do) pomieszczenia przez instalację klimatyzacyjną jest proporcjonalna do iloczynu strumienia masy powietrza wymienianego i różnicy temperatury między powietrzem w pomieszczeniu a nawiewanym. W tradycyjnych urządzeniach klimatyzacyjnych (CAV – constant air volume) wielkością zmienną jest tylko różnica temperatury. W urządzeniach ze zmiennym strumieniem powietrza wentylacyjnego wielkością stymulującą asymilację zysków lub strat ciepła jest strumień powietrza wymienianego w pomieszczeniu.

Temperatura powietrza nawiewanego przez dłuższe okresy sezonu pozostaje stała. Pamiętać należy o niezbędnej ze względów higienicznych minimalnej ilości powietrza wymienianego, a właściwie – dostarczanego powietrza zewnętrznego. W związku z tym przy nieznacznych (lub wręcz zerowych) zyskach lub stratach ciepła urządzenie pracuje ze stałą ilością powietrza wymienianego i zmienną temperaturą powietrza nawiewanego. Zmiany temperatury nie są zbyt wielkie, gdyż dokonywane są tylko w okresie małych zysków lub strat ciepła.

Gdy w obiekcie jest przewidziany system centralnego ogrzewania wodnego, to instalacja klimatyzacyjna może w okresie zimowym pracować w układzie CAV przy minimalnym strumieniu powietrza nawiewanego (i wywiewanego), a w okresie letnim – w systemie VAV. W ten sposób pracuje większość instalacji wentylacyjnych VAV, tzn. system ten działa tylko w okresie wiosenno-letnim.

Gdy w obiekcie nie jest przewidziana instalacja centralnego ogrzewania wodnego, straty ciepła muszą być pokryte przez rosnący strumień powietrza nawiewanego o temperaturze wyższej od założonej temperatury wewnętrznej. Wzrost strumienia powietrza nawiewanego przy stałej jego temperaturze gwarantuje lepszą stabilizację rozkładu przepływu powietrza w pomieszczeniu niż wzrost temperatury nawiewu przy stałej jego wydajności. Korzystniejszy (mniejszy) jest wtedy stosunek sił wyporu do sił bezwładności.

Na rysunku 1 pokazano schematycznie rozkład temperatury i wydajności powietrza nawiewanego w zależności od bilansu cieplnego pomieszczenia. Przy zyskach i stratach ciepła dążących do wartości maksymalnych rośnie ilość powietrza nawiewanego, a przy bilansie cieplnym dążącym do zera ilość powietrza nawiewanego jest stała i wynika z potrzeb higienicznych. W okresie przejściowym zmiany bilansu cieplnego są kompensowane zmianą temperatury powietrza nawiewanego. Oczywiście, za zmianami ilości powietrza nawiewanego nadążają zmiany ilości powietrza usuwanego, aby nie dopuścić do zakłócenia bilansu powietrznego pomieszczenia.

 Rys. 1. Rozkład temperatury i wydajności powietrza nawiewamego w zależnościi od bilansu cieplnego pomieszczenia

Błędy w projektowaniu systemu

(...)

Wnioski
(...)