Systemair

Låga lufthastigheter i VAV-system

Ibland är långsamt bättre än snabbt

Många behovsstyrda ventilationssystem drabbas av samma problem. De är anpassade för drift med ett visst luftflöde som motsvarar en hastighet på några meter per sekund i kanalen. Det är uppsidan hos de flesta ventilationssystem, eftersom det är lätt att exakt reglera luftflödet med enkla och billiga medel – exempelvis VAV-styrenheter (Variable Air Volume).
Men det finns tillfällen när bara en liten del av det nominella luftflödet behövs.
Här följer några exempel på sådana behovsstyrda system.

  • Minimal ventilation med minsta möjliga energiförlust för löpande begränsning av flyktiga organiska föreningar (VOC) och föroreningar från möbler, golv, rengöringsmedel o.s.v. i t.ex. skolor, hälsovårdsinrättningar eller bostäder när lokalerna inte används.
  • Kylda eller uppvärmda utrymmen med exakt temperaturstyrning via ventilation.
  • Exakt fördelning av luft som specialbehandlats genom jonisering, antibakteriella medel med mera.
  • Ventilationssystem med fokus på energieffektivitet och låg miljöpåverkan.

Under sådana betingelser ska lufthastigheterna ligga långt under en meter per sekund. I dessa situationer räcker de vanligaste styrmetoderna inte långt till följd av allt sämre precision.

Förbättra precisionen vid mätning av låga lufthastigheter.

En del metoder för mätning av lufthastighet kan potentiellt lösa problemet med mätprecisionen för låga hastigheter och samtidigt ge hög precision vid mätning av höga hastigheter.

Princip för akustisk flödesmätning (ultraljud)

Fördelar:

  • Enheten installeras enkelt i nästan alla slags luftkanaler. I vanliga fall behöver inte installationen minska kanalens tvärsnitt, vilket minimerar tryckförlusten och bullret
  • Hög mätprecision
  • Stort mätintervall

Nackdelar:

  • Platskrävande lösning – mätning, reglering och spjällmanöverdon är vanligen separata
  • Hög kostnad
  • Komplex styralgoritm

 

Mätning enligt principen för flödesbegränsning – venturirör, munstycke, öppning

Fördelar:

  • Måttlig kostnad
  • Exakt mätning och enkel kalibrering
  • Kompakta kombinationer av sändare/styrenhet/manöverdon för VAV möjliga

Nackdelar:

  • Begränsning av hastighet för tillräcklig precision i mätningen (>0,5 m/s) som en kompromiss med permanent sänkt flödestvärsnitt
  • VAV

ΔP-mätsond som installerats i och rör sig tillsammans med VAV-reglerspjällbladet

Fördelar:
Stort mätintervall.

  • Hög avläsningsprecision
  • Nästan fullständigt flödestvärsnitt
  • Låg kostnad
  • Kompakta kombinationer av sändare/styrenhet/manöverdon för VAV möjliga

Nackdelar:

  • Komplex styralgoritm

Vad blir valet?

En analys av metoderna ger möjlighet att jämföra dem. Resultatet visas i det förenklade diagrammet.

Metoden med en ΔP-mätsond som installerats i och rör sig tillsammans med VAV-reglerspjällbladet visar sig vara den mest fördelaktiga. Den ger möjlighet till VAV-styrning och hantering av låga och medelhöga hastigheter med enastående precision och komfort till en rimlig kostnad.

Utifrån den slutsatsen har Systemair utvecklat OPTIMA-LV-R. Grunderna hämtas från de vanliga VAV-styrenheterna i OPTIMA-familjen – bland annat precision, komfort och tillförlitlighet – varefter mäthårdvaran uppdaterades med nya sofistikerade styralgoritmer.
Det hjälpte att övervinna den variabla k-faktorn som är grundproblemet i metoden. Luftflödet q i ett slutet system kan beräknas från tryckfallet i systemet ΔP och en faktor k (k-faktorn) som representerar flödesmotståndet i systemet.

q=k√∆P

Ett reglerspjäll har olika motstånd vid olika öppningsvinklar (∠α). Det finns således en oändlig mängd olika k-faktorer (k1…kn , n=∞) för spjället från dess helt öppna till dess helt stängda läge.

Styralgoritmen behöver därför läsa av det faktiska spjälläget och tryckförlusterna kontinuerligt. De momentana k-faktorvärdena interpoleras med ett polynom av högre grad i styralgoritmen.

Vid extremt låga kanaltryck under 2 Pa, där lufthastigheten är lägre än 0,2 m/s, skyddas styrenheten med en speciell metod mot oönskade oscilleringar och mekaniska påfrestningar på manöverdonet så att spjället hålls i ett statiskt vänteläge. När kanaltrycket åter når ett användbart värde återgår styrenheten till normal drift och luftflödesstyrning.

Alla grundläggande och avancerade funktioner ryms i en VAV-box med en kompakt manöverdons- och styrenhet som på många sätt liknar vanliga VAV-enheter. Men en del egenskaper gör att OPTIMA-LV-R sticker ut:

  • Kompakt och tryckoberoende variabel luftflödesstyrenhet – elektronisk
  • Reglerintervall för lufthastigheter på 0,2–6 m/s (hastighet i kanal med jämnt tvärsnitt)
  • Adaptiv mätsond för högeffektiv mätning av dynamiskt tryck i hela hastighetsintervallet
  • Avancerad algoritm för lämplig luftflödesreglering även vid låga statiska kanaltryck (2 Pa)
  • Arbetsintervall ∆P på 2–600 Pa
  • Lägsta möjliga tvärsnittsbegränsning för givna tryck- och flödesparametrar innebär låg tryckförlust och lågt buller
  • Onoggrannhet ca 5 % i hela reglerområdet
  • Läckageklass 4C enligt EN 1751 vid tryck upp till 1000 Pa
  • Komplett uppsättning drift- och åsidosättningsfunktioner (öppning, stängning, Vmin, Vmax)
  • Storlekar: För luftkanal med diameter 100–400 mm

Peter Duffek
Systemair

Följ oss i våra sociala kanaler
Feedback