VAV - Variable Air Volume - to instalacje ze zmienną ilością przepływającego powietrza

Regulatory VAV to kompaktowe lub wieloelementowe urządzenia do regulacji ilości powietrza przepływającego przez kanał wentylacyjny.

U źródła powstawania koncepcji instalacji wentylacyjnej ze zmienną ilością powietrza leżała potrzeba ograniczenia zużycia energii przy jednoczesnym zapewnieniu optymalnych, indywidualnie dobranych parametrów powietrza w pomieszczeniach. W odróżnieniu od systemów ze stałym przepływem (CAV - Constant Air volume), proces regulacji w instalacji VAV odbywa się poprzez zmianę strumienia objętości powietrza wentylacyjnego doprowadzanego do pomieszczeń.

Podstawowe cechy układów VAV
Głównym założeniem w działaniu układu ze zmienną ilością powietrza jest prowadzenie regulacji ilościowej, poprzez zmianę strumienia doprowadzanego powietrza, w zależności od obciążenia cieplnego pomieszczeń. W układach CAV, efekt taki uzyskuje się poprzez zmianę temperatury nawiewu, czyli na drodze regulacji jakościowej. Natomiast ilość powietrza w systemie CAV jest stała, obliczona na odebranie maksymalnych zysków ciepła, niezależnie od tego, czy zapotrzebowanie na taką ilość powietrza w poszczególnych pomieszczeniach występuje w tej samej chwili. W praktyce okazuje się, że w skali całego budynku może występować znaczne zróżnicowanie w czasie pojawiania się maksymalnych zysków ciepła QMAX, w poszczególnych pomieszczeniach. Współczynnik jednoczesności wynosi średnio ok. 0,7-0,8. Instalacja VAV potrafi to wykorzystać, kierując do poszczególnych części sieci tylko takie ilości powietrza, jakie są w danej chwili potrzebne. Oczywiście, aby zastosowanie układu VAV było uzasadnione, musi występować zmienność zapotrzebowania powietrza dla pomieszczeń, czy części budynku obsługiwanych przez tą samą sieć wentylacyjną

Budowa regulatora VAV
Regulator VAV skłąda się z kilku elementów:

• kanał wentylacyjny,
  

• przepustnica powietrza,

• siłownik przepustnicy,

• układ pomiarowy prędkości powietrza,

• sterownik kalkulujący prędkość i regulujący przepustnicą.

             

Kanał wentylacyjny regulatora VAV może być okrągły lub prostokatny.

Przepustnica może być jednopłaszcyznowa, wielopłaszczyznowa, typu migawkowego (IRIS).

Rozdzaj zastosowanego siłownika jest uzależniony od rodzaju przepustnicy oraz od typu sterownika regulatora VAV.

Układ pomiarowy prędkości (i wynikającego z niej przepływu) może być realizowany przez różne metody pomiarowe. Głównie są to krzyżaki i lance mierzące termicznie lub ciśnieniowo różnicę średniego ciśnienia statycznego i dynamicznego powietrza płynącego przez regulator VAV. Rurki impulsowe ukłądu pomiarowego sa podłączone do przetwornika pomiarowego.
Przetwornik pomiarowy może być:

• oddzielnym urządzeniem pomiarowym,

• zintegrowany ze sterownikiem,

• zintegrowany z siłownikiem.

Sterownik może być:

• oddzielnym urządzeniem,

• zintegrowany z siłownikiem.

Wartości zadane regulatora VAV
Sterownik regulatora VAV ustawioną ma wartość zadaną przepływu regulatora VAV. Wartość ta może być zadawana:

• cyfrowo - przez magistralę komunikacyjną (LBus, ModBus, BACnet),

• sygnałem analogowym np. 0-10V,

• poprzez styki na sterowniku, pozwalające na wybranie kilku odpowiadających im wartości.

Każdy sterownik VAV ma ustawianą zadaną wartość minimalną i maksymalną odpowiadającą 0 i 100% jego zadanej wydajności. Wartości max i min muszą być dostosowane do konkretnej instalacji wentylacyjnej w sposób indywidualny.

Zasada działania regulatora VAV
Sterownik odbiera wyniki pomiarów z układu pomiarowego, przelicza je do powierzchni kanału i na tej podstawie oblicza ilość płynącego przez VAV powietrza.

Jeżeli wartość faktycznego przepływu powietrza przez regulator jest mniejsza od wartości zadanej, sterownik stopniowo otwiera przepustnicę. Osiągnięcie wartości zadanej wydajności powoduje zatrzymanie siłownika i pracę na ustawionym poziomie wydajności.

Jeżeli wartość faktycznego przepływu powietrza przez regulator jest większa od wartości zadanej, sterownik stopniowo przymyka przepustnicę. Osiągnięcie wartości zadanej wydajności powoduje zatrzymanie siłownika i pracę na ustawionym poziomie wydajności.

Regulatory VAV IQ Controls
IQ Controls produkuje sterowniki regulatorów VAV: GAlileo CorsAir oraz SpydAir.

Galileo CorsAir VAV, to moduł przygotowany do sterowania jednego lub dwóch regulatorów VAV. Galileo CorsAir VAV posiada:

• 2 cyfowe porty do wbudowania przetworników różnicy ciśnień powietrza,

• 2 wejścia analogowe temperatury,

• 3 wyjścia 0-10V - 2 z nich do sterowania dwoma siłownikami regulatorów VAV
  

• port komunikacji cyfrowej LBus.

CorsAir VAV może być oprogramowany do sterowania jednym lub dwoma regulatorami VAV. Każdy regulator VAV wymaga zastosowania 1 czujnika różnicy ciśnień dP2000 wbudowanego w sterownik CorsAir. Oprogramowany CorsAir komunikuje się ze sterownikiem nadrzędnym (np. swobodnie programowanym LMax) poprzez magistralę LBus. Po magistrali LBus CorsAir otrzymuje wartość zadaną przepływu i odsyła do sterownika wartość faktyczną przepływu. Przez 2 wyjścia 0-10V CorsAir steruje siłownikami przepustnic powietrza regulatorów VAV. Galileo CorsAir prowadzi samodzielnie proces regulacyjny bedąc cyfrowym sterownikiem jednego lub dwóch regulatorów VAV. Trzecie wyjście 0-10V oraz wejścia temperatury mogą być wykorzystane w programie sterownika LMax w dowolny sposób.

Galileo SpydAir VAV, to moduł przygotowany do sterowania jednego lub dwóch regulatorów VAV. Galileo SpydAir VAV posiada:

• 2 cyfowe porty do wbudowania przetworników różnicy ciśnień powietrza,

• 4 wejścia analogowe temperatury,

• 3 wyjścia 0-10V - 2 z nich do sterowania dwoma siłownikami regulatorów VAV
  

• 3 wejścia 0-10V - 2 z nich do sterowania dwoma siłownikami regulatorów VAV

• port komunikacji cyfrowej LBus,

• port komunikacji cyfrowej RS485.

SpydAir może być oprogramowany do sterowania jednego lub doma regulatorami VAV. Każdy regulator VAV wymaga zastosowania 1 czujnika różnicy ciśnień dP2000. SpydAir może otrzymywać wartości zadane regulatorów VAV przez:

• 2 wejścia 0-10V,

• port komunikacji cyfrowej LBus (od sterownika procesowego IQ Controls),

• port komunikacji cyfrowej RS485 (np. ModBus od systemu BMS),

• 4 wejścia binarne - wartości progowe do pracy samodzielnej bez zewnętrznego systemu BMS.
  

Sterownie regulatorów VAV Belimo przez magistralę MP-Bus
Belimo produkuje cały szereg sterowników VAV (ze zintegrowanymi i oddzielnymi czujnikami przepływu). Sterowniki VAV Belimo są stosowane przez producentów regulatorów VAV. Sterowniki z oznaczeniem MP posiadają magistralę komunikacyjną Belimo MP-Bus. Jedna magistrala MP-Bus komunikuje do 8 regulatorów lub siłowników Belimo MP. Po magistrali MP można ustawiać wartości zadane, maksymalne, minimalne, kalibracje i odczytywać stan otwarcia i przepływ regulatora VAV.

IQ Controls produkuje konwertery magistrali MP-Bus do komunikacji regulatorów VAV z siłownikami MP Belimo ze sterownikami swobodnie programowanymi IQ Controls. Konwerter jest zintegrowany z modułem Galileo Inoux Mix MP. Poza portem komunikacji MP-Bus moduł Mix posiada standardowe wejścia/wyjścia i port komunikacji LBus do wspóółptracy ze sterownikiem IQ Controls.

Sterownie i monitoring regulatorów VAV sygnałem analogowym 0-10V
Producenci VAV produkują cały szereg regulatorów VAV z wejściami 0-10V dla zadawania wartości wydatku regulatora VAV. Regulator otrzymuje wartość zadaną 0-10V odpowiadającą wydajności min...max ustawionej w regulatorze. Zwrotnie regulator podaje sygnałem 0-10V faktyczny wadatek regulatora VAV.

Do sterowania i monitoringu regulatoró VAV w IQ Controls używamy sterowników z wyjściami i wyjściami 0-10V. Pozwalają one w prosty sposób integrować tradycyjne regulatory VAV.

Sterownie regulatorów VAV sygnałem stykowym
Producenci VAV produkują cały szereg regulatorów VAV z wejściami sterującymi progowo wydatkiem regulatora VAV. Regulator ma ustawione wartości zadane przypisane do wejść stykowych w regulatorze. Zwrotnie regulator podaje sygnałem 0-10V faktyczny wadatek regulatora VAV (jeśli producent przewidział taką opcję). Sterownik IQ Controls wyjściami przekaźnikowymi zwiera poszczególne wejści regulatora VAV przełączająć wartości zadane progowo. To najprostrze rozwiązanie sprawdza się dla stref przełączanymch pomiędzy trybami komfort / eko np. w pokojach hotelowych i biurach.