Atjaunotas dzesēšanas sijas: veiktspējas saglabāšana mainīgas gaisa plūsmas apstākļos
Jau gadu desmitiem viens no galvenajiem dzesēšanas siju pārdošanas argumentiem ir bijis
to vienkāršums. Tā kā dzesēšanas sijām nav ventilatoru, kondensāta sūkņu un mehāniski
kustīgu detaļu, tās ir ieguvušas reputāciju kā uzticami risinājumi, kam nepieciešama
minimāla apkope un kas nodrošina ilgu kalpošanas laiku. Šī pasīvā konstrukcija ir padarījusi
tās par uzticamu risinājumu ēkās visā pasaulē. Taču, tā kā ventilācijas stratēģijas attīstās,
jāattīstās arī tām pamatā esošajai tehnoloģijai. Mūsu eksperts, Tobias Nordström, Swegon
dzesēšanas siju produktu vadītājs, izskaidro, kā tas notiek.
Ir vairāki iemesli, kāpēc dzesējošās sijas darbojas tik labi; to darbība balstās uz divām
galvenajām fizikālajām parādībām: indukciju un Koandas efektu. Pieplūdes gaiss tiek padots
caur dzesējošo siju sprauslām ar salīdzinoši lielu ātrumu, ko rada spiediena starpība starp
gaisa vadu un telpu, parasti 50–120 Pa.
Šis spiediens rada:
- Indukcijas principu: augstais gaisa plūsmas ātrums no sprauslām rada pazeminātu spiedienu virs siltummaiņa, kas ievelk telpas gaisu dzesēšanas sijā. Telpas gaisam plūstot caur siltummaini, tas tiek atdzesēts vai uzsildīts, pirms tiek sajaukts ar pieplūstošo gaisu un atgriezts telpā. Tieši tas nodrošina augstu dzesēšanas/sildīšanas jaudu bez ventilatoru izmantošanas.
- Koandas efekts: telpā ieplūstošais gaiss piekļaujas pie griestiem, kas ļauj tam
izplatīties pa telpu un palēnināt ātrumu, pirms tas sasniedz cilvēku atrašanās zonu.
Tas nodrošina, ka gaisa ātrums nepārsniedz ~0,2 m/s darba zonā, tādējādi novēršot
caurvēju un saglabājot komfortu.
Kopā šie principi nodrošina efektīvu, klusu un komfortablu telpu mikroklimata regulēšanu.
Izaicinājums: sistēmas ar mainīgu gaisa plūsmu
Dzesējošo siju vienkāršība ārkārtīgi labi iederas sistēmās ar nemainīgu gaisa apjomu (CAV).
Tomēr mūsdienu ēkām bieži vien jāatbilst stingrākiem enerģētikas noteikumiem un jāpilda
augstākas prasības attiecībā uz labvēlīga iekštelpu klimata nodrošināšanu. Tāpēc ēkās
arvien biežāk izmanto sistēmas ar mainīgu gaisa apjomu (VAV) un pieprasījuma vadītu
ventilāciju (DCV).
Šīs sistēmas nepārtraukti regulē gaisa plūsmu atkarībā no telpas noslogotības, CO₂ līmeņa
un/vai temperatūras, un rezultātā tiek samazināts enerģijas patēriņš, vienlaikus saglabājot
komfortu. Tradicionāli gaisa plūsmu šādās sistēmās regulē, izmantojot VAV vārstu, kas
atrodas pirms dzesējošās sijas.
Kas notiek, ja gaisa plūsma samazinās?
Dzesējošās sijas parasti tiek projektētas maksimālajiem apstākļiem, proti, maksimālajam
gaisa plūsmas un dzesēšanas/apkures pieprasījumam. Aplūkosim vienkāršotu piemēru ar
dzesējošo siju, kurai ir fiksētas sprauslas un pievadītā gaisa regulējošais vārsts:
Pēc projektēšanas nosacījumiem:
– Gaisa plūsma = 288 m³/h
– Spiediena kritums = 70 Pa
– k-koeficients uz dzesējošās sijas = 9,6
Ja gaisa plūsmu samazina, izmantojot pievadītā gaisa vārstu:
– Pie 144 m³/h → spiediens uz dzesējošās sijas samazinās līdz ~17 Pa
– Pie 72 m³/h → spiediens uz dzesējošās sijas samazinās līdz ~4 Pa
Šim spiediena samazinājumam ir tieša ietekme:
- Mazāka indukcija → samazināta dzesēšanas/sildīšanas jauda
- Vājāks Koandas efekts → palielināts caurvēja risks un slikta gaisa sadale
Praksē tas nozīmē, ka sistēmai var būt nepieciešams palielināt gaisa plūsmu, lai saglabātu
veiktspēju, kas negatīvi ietekmē plānoto enerģijas patēriņa samazinājumu.
Lai risinātu šo problēmu, ir konstatēta nepieciešamība mainīt gaisa plūsmu, neietekmējot
spiediena apstākļus sistēmā. Risinājums varētu būt sprauslas konstrukcijas pārskatīšana,
piemēram, nodrošinot iespēju mainīt sprauslas izmēru. Tādējādi vairs nebūtu nepieciešami
gaisa apjomu regulējošie vārsti kanālā un ar tiem saistītie spiediena zudumi.
Izmantojot to pašu piemēru, praksē rezultāts varētu būt šāds:
- 288 m³/h → k-koeficients = 9,6 ar spiediena kritumu 70 Pa
- 144 m³/h → k-koeficients pielāgojas līdz ~4,8, saglabājot sistēmas projektēto spiediena
kritumu 70 Pa - 72 m3/h→ k-koeficients pielāgojas līdz ~2,4, saglabājot sistēmas projektēto spiediena
kritumu 70 Pa - Šajā gadījumā, tā vietā, lai zaudētu spiedienu ar gaisa apjomu regulējošo vārstu kanālā, k-
koeficients tiek pielāgots, lai saglabātu vēlamo gaisa plūsmu.
Vairāk nekā tikai veiktspēja: viegli lietojama sistēma
Šāda pieeja ne tikai uzlabotu sistēmas darbību, bet arī vienkāršotu visu sistēmas
projektēšanas un uzstādīšanas procesu.
Samazināta sistēmas sarežģītība
VAV un DCV sistēmās nebūtu nepieciešams atsevišķs gaisa apjomu regulējošs VAV vārsts
kanālā. Gaisa plūsma tiek regulēta tieši dzesēšanas sijā, tādējādi samazinot:
- Komponentu skaitu gaisa vadu sistēmā
- Uzstādīšanas laiku
- Izmaksas
Viedāka CAV uzstādīšana
CAV sistēmās šī integrētā funkcija darbojas kā iebūvēta pirmreizējās ieregulēšanas pozīcija.
Tas nozīmē:
Lielākajā daļā lietojumu nebūtu nepieciešams papildu balansēšanas vārsts;
Ieregulēšana būtu ātrāka un vienkāršāka;
Būtu jāuzstāda un jāapkopj mazāk komponentu.
(Piezīme: sistēmās ar ļoti augstu kanālu spiedienu (200 Pa un vairāk) joprojām var būt
nepieciešama papildu gaisa plūsmas regulācija, lai samazinātu spiedienu pirms dzesēšanas
sijas, lai neradītu troksni telpā; to var aprēķināt ar mūsu bezmaksas produktu izvēles
programmatūru.)
Rezultāts: stabila veiktspēja jebkurā gaisa plūsmā
Uzturot spiedienu visās sprauslās, šāda sprauslu darbība nodrošinātu:
- Augstu indukciju → ilgstošu dzesēšanas/sildīšanas jaudu pat pie zemas gaisa
- plūsmas
- Spēcīgu Koandas efektu → stabilu gaisa sadali un samazinātu caurvēja risku
- Mazāku nepieciešamo gaisa plūsmu dzesēšanas/sildīšanas jaudas nodrošināšanai → uzlabotu energoefektivitāti
Iekļaujiet plūsmas kontroli
Uzņēmumā Swegon mēs neapstājamies pie idejas vai piemēra vien — mēs esam
izstrādājuši plūsmas kontroles sistēmu, kas, mainot sprauslas ģeometriju, aktīvi regulē k-
faktoru. Tas ļauj regulēt gaisa plūsmu, vienlaikus uzturot stabilu sistēmas spiediena kritumu.
Minētās papildu priekšrocības saistībā ar uzstādīšanu, ieregulēšanu un apkopi ir iekļautas
šajā risinājumā.
Turklāt, izvēloties jebkuru no Swegon iebūvētajām vadības opcijām – REACT, AWC vai
WISE, tiek iegūta priekšrocība, ko sniedz no spiediena neatkarīga gaisa plūsmas kontrole,
kas nodrošina, ka vēlamā gaisa plūsma tiek saglabāta pat tad, ja kanālu spiediens mainās.
Tas uzlabo sistēmas stabilitāti un veiktspēju.
Reālās lietošanas apstākļos tas nozīmē, ka dzesēšanas sija ar plūsmas kontroli var
nodrošināt tādu pašu komfortu ar mazāku gaisa daudzumu salīdzinājumā ar tradicionālajiem
risinājumiem ar VAV vārstiem.
Zemāk ir redzams piemērs, kas parāda atšķirību dzesēšanas jaudā starp veco Pacific
moduli ar VAV vārstu pieplūdes gaisa pievadā un REACT Pacific ar iebūvētu plūsmas
kontroli.
No pasīvām sistēmām uz adaptīvām
Kustīgo detaļu trūkums jau sen ir bijis dzesējošo siju galvenā priekšrocība, un daudzos
pielietojumos tā ir joprojām. Taču, ēkām kļūstot arvien „gudrākām” un dinamiskākām,
risinājumiem ir jāattīstās. Integrējot viedo gaisa plūsmas vadību, kas izstrādāta un
pārbaudīta, lai nodrošinātu ilgtermiņa uzticamību, mūsdienu dzesējošās sijas apvieno abu
veidu labākās īpašības:
- Pasīvo sistēmu uzticamību un vienkāršību;
- Adaptīvās, pieprasījuma vadītas kontroles veiktspēju un efektivitāti.
Skats nākotnē
Dzesējošās sijas vairs nav tikai pasīvi komponenti iekštelpu klimata risinājumā, tās kļūst par
aktīviem faktoriem, kas veicina ēkas energoefektivitātes uzlabošanu. Tādas inovācijas kā
plūsmas kontrole nodrošina, ka ēkas ir aprīkotas atbilstoši mūsdienu prasībām un atbilst
šādiem parametriem: komforts, energoefektivitāte un veiktspēja, ievērojot tādus normatīvus
kā EPBD, vienlaikus nodrošinot, ka cilvēki iekštelpās jūtas labi.