La regulación del flujo de aire es parte del proceso de configuración de los sistemas de ventilación y aire acondicionado, se lleva a cabo mediante válvulas de control especiales. válvulas de aire. La regulación del flujo de aire en los sistemas de ventilación le permite proporcionar el flujo de entrada requerido aire fresco a cada uno de los locales atendidos, y en los sistemas de aire acondicionado - enfriamiento de los locales de acuerdo con su carga térmica.
Para controlar el caudal de aire se utilizan válvulas de aire, válvulas iris, sistemas para mantener un caudal de aire constante (CAV, Constant Air Volume), así como sistemas para mantener un caudal de aire variable (VAV, Variable Air Volume). Echemos un vistazo a estas soluciones.
Dos formas de cambiar el flujo de aire en el conducto.
En principio, solo hay dos formas de cambiar el flujo de aire en el conducto: cambiar el rendimiento del ventilador o llevar el ventilador al modo máximo y crear una resistencia adicional al flujo de aire en la red.
La primera opción requiere la conexión de ventiladores a través de convertidores de frecuencia o transformadores de paso. En este caso, el flujo de aire cambiará inmediatamente en todo el sistema. Ajuste el suministro de aire a uno habitación específica de esta manera no es posible.
La segunda opción se utiliza para controlar el flujo de aire en las direcciones, por pisos y por habitaciones. Para ello, en los conductos de aire correspondientes se incorporan diversos dispositivos de regulación, que se comentarán a continuación.
Válvulas de cierre de aire, válvulas de compuerta
La forma más primitiva de controlar el flujo de aire es usar válvulas y compuertas de cierre de aire. Estrictamente hablando, las válvulas de cierre y las compuertas no son reguladores y no deben usarse para controlar el flujo de aire. Sin embargo, formalmente proporcionan regulación al nivel de "0-1": o el conducto está abierto y el aire se mueve, o el conducto está cerrado y el flujo de aire es cero.
La diferencia entre las válvulas de aire y las válvulas de compuerta radica en su diseño. La válvula, por regla general, es un cuerpo, dentro del cual se proporciona un amortiguador giratorio. Si la compuerta se gira transversalmente al eje del conducto, se bloquea; si a lo largo del eje del conducto, está abierto. En la cancela, la compuerta se mueve progresivamente, como la puerta de un armario. Bloqueando la sección del conducto, reduce el flujo de aire a cero y, abriendo la sección, proporciona flujo de aire.
En válvulas y compuertas, es posible instalar la compuerta en posiciones intermedias, lo que formalmente permite cambiar el flujo de aire. Sin embargo, este método es el más ineficiente, difícil de controlar y el más ruidoso. De hecho, es casi imposible captar la posición deseada del amortiguador cuando se está desplazando, y dado que el diseño de los amortiguadores no contempla la función de regular el flujo de aire, los amortiguadores y los amortiguadores son bastante ruidosos en posiciones intermedias.
Válvulas de iris
Las compuertas Iris son una de las soluciones más comunes para el control del flujo de aire en las habitaciones. Son válvulas redondas con pétalos dispuestos a lo largo del diámetro exterior. Cuando se ajusta, los pétalos se desplazan hacia el eje de la válvula, bloqueando parte de la sección. Esto crea una superficie bien delimitada aerodinámicamente, lo que ayuda a reducir el nivel de ruido durante el control del flujo de aire.
Las válvulas Iris están equipadas con una escala de riesgos, que se puede utilizar para monitorear el grado de superposición del área abierta de la válvula. A continuación, se mide la caída de presión a través de la válvula con un manómetro de presión diferencial. La caída de presión determina el flujo de aire real a través de la válvula.
Reguladores de flujo constante
La próxima etapa en el desarrollo de tecnologías de control de flujo de aire es la aparición de controladores de flujo constante. La razón de su aparición es simple. Los cambios naturales en la red de ventilación, la obstrucción del filtro, la obstrucción de la rejilla externa, el reemplazo del ventilador y otros factores provocan un cambio en la presión del aire frente a la válvula. Pero la válvula estaba ajustada a una caída de presión estándar. ¿Cómo funcionará en las nuevas condiciones?
Si la presión frente a la válvula ha disminuido, la configuración anterior de la válvula "transferirá" la red y el flujo de aire hacia la habitación disminuirá. Si la presión frente a la válvula ha aumentado, la configuración anterior de la válvula "subpresionará" la red y aumentará el flujo de aire en la habitación.
Sin embargo tarea principal El sistema de control es precisamente la preservación del flujo de aire de diseño en todas las habitaciones a lo largo de todo el ciclo vital sistema climático. Aquí es donde las soluciones para mantener un flujo de aire constante cobran protagonismo.
El principio de su funcionamiento se reduce a un cambio automático en el área de flujo de la válvula, dependiendo de Condiciones externas. Para ello, las válvulas están provistas de una membrana especial, que se deforma en función de la presión a la entrada de la válvula y cierra la sección transversal cuando la presión aumenta o libera la sección transversal cuando la presión disminuye.
Otras válvulas de flujo constante usan un resorte en lugar de un diafragma. El aumento de la presión aguas arriba de la válvula comprime el resorte. El resorte comprimido actúa sobre el mecanismo de regulación del área de flujo y el área de flujo disminuye. En este caso, la resistencia de la válvula aumenta, neutralizando Alta presión sanguínea a la válvula. Sin embargo, si la presión frente a la válvula ha disminuido (por ejemplo, debido a la obstrucción del filtro), el resorte se afloja y el mecanismo de control del orificio aumenta el orificio.
Los controladores considerados de flujo de aire constante funcionan sobre la base de principios físicos naturales sin la participación de la electrónica. También hay sistemas electrónicos para mantener un flujo de aire constante. Miden la caída de presión real o la velocidad del aire y cambian el área del orificio de la válvula en consecuencia.
Sistemas de flujo de aire variable
Los sistemas de flujo de aire variable permiten variar el flujo de aire de suministro según la situación real en la habitación, por ejemplo, según el número de personas, la concentración dióxido de carbono, temperatura del aire y otros parámetros.
Los reguladores de este tipo son válvulas motorizadas, cuyo funcionamiento está determinado por el controlador, que recibe información de los sensores ubicados en la habitación. La regulación del caudal de aire en los sistemas de ventilación y climatización se realiza en función de diferentes sensores.
Para la ventilación, es importante proporcionar la cantidad necesaria de aire fresco en la habitación. Al mismo tiempo, se activan los sensores de concentración de dióxido de carbono. La tarea del sistema de aire acondicionado es mantener la temperatura establecida en la habitación, por lo tanto, se utilizan sensores de temperatura.
En ambos sistemas también se pueden utilizar sensores de movimiento o sensores para determinar el número de personas en la habitación. Pero el significado de su instalación debe discutirse por separado.
Ciertamente que mas gente en el interior, se le debe suministrar más aire fresco. Pero aún así, la tarea principal del sistema de ventilación no es garantizar el flujo de aire "por parte de las personas", sino crear un ambiente confortable, que a su vez está determinado por la concentración de dióxido de carbono. Con una alta concentración de dióxido de carbono, la ventilación debe operar en un modo más potente, incluso si solo hay una persona en la habitación. De igual forma, la principal señal del funcionamiento del sistema de aire acondicionado es la temperatura del aire, y no el número de personas.
Sin embargo, los sensores de ocupación permiten determinar si una habitación determinada necesita mantenimiento. este momento. Además, el sistema de automatización puede "entender" que "es hora de la noche", y es poco probable que alguien trabaje en la oficina en cuestión, por lo que no tiene sentido gastar recursos en su aire acondicionado. Por lo tanto, en sistemas con flujo de aire variable, diferentes sensores pueden realizar diferentes funciones: para formar una influencia reguladora y comprender la necesidad de la operación del sistema como tal.
Los sistemas más avanzados con caudal de aire variable permiten, en base a varios controladores, generar una señal para controlar el ventilador. Por ejemplo, en un período de tiempo, casi todos los reguladores están abiertos, el ventilador funciona en el modo alto rendimiento. En otro momento, algunos de los reguladores redujeron el flujo de aire. El ventilador puede funcionar en un modo más económico. En el tercer momento del tiempo, las personas cambiaron de ubicación, moviéndose de una habitación a otra. Los reguladores resolvieron la situación, pero Consumo total el aire casi no ha cambiado, por lo tanto, el ventilador seguirá funcionando en el mismo modo económico. Finalmente, es posible que casi todos los reguladores estén cerrados. En este caso, el ventilador reduce la velocidad al mínimo o se apaga.
Este enfoque le permite evitar la reconfiguración manual constante del sistema de ventilación, aumentar significativamente su eficiencia energética, aumentar la vida útil del equipo, acumular estadísticas sobre el régimen climático del edificio y sus cambios a lo largo del año y durante el día, dependiendo de varios factores - el número de personas, temperatura exterior, fenómenos meteorológicos.
Yury Khomutsky, editor técnico de la revista "Climate World">
VÁLVULA IRIS CON SERVO
Gracias al diseño único del amortiguador, el flujo de aire se puede medir y controlar dentro de una unidad y un proceso, entregando una cantidad equilibrada de aire a la habitación. El resultado es un microclima permanentemente confortable.
Las válvulas de mariposa IRIS le permiten ajustar el flujo de aire de forma rápida y precisa. Se las arreglan donde se necesita un control de confort individual y un control de aire preciso.
Medición y regulación de caudal para asegurar máxima comodidad
Equilibrar el flujo de aire suele ser una operación laboriosa y costosa cuando se inicia un sistema de ventilación. La característica de limitación lineal del flujo de aire de las válvulas de mariposa con lente facilita esta operación.
Diseño de válvula de mariposa
Los amortiguadores de aceleración IRIS pueden funcionar tanto en instalaciones de suministro como de escape, lo que elimina el riesgo asociado con errores de instalación incorrectos. Los amortiguadores del acelerador de lentes IRIS consisten en un cuerpo de acero galvanizado, planos de lentes que regulan el flujo de aire, una palanca para cambiar suavemente el diámetro del orificio. Además, están equipados con dos puntas para conectar un dispositivo que mide la fuerza del flujo de aire.
Las válvulas de mariposa están equipadas con juntas de caucho EPDM para una conexión hermética con los conductos de ventilación.
Gracias al soporte del motor, es posible Control automático transmitir sin tener que cambiar manualmente la configuración. Se proporciona un plano especial para el montaje estable del servomotor, protegiéndolo de movimientos y daños.
¿Qué diferencia a las válvulas de mariposa de lente de las válvulas de mariposa estándar?
Los amortiguadores convencionales aumentan la velocidad del flujo de aire a lo largo de las paredes de los canales, al mismo tiempo que generan mucho ruido. Gracias al cierre de lentes IRIS de las válvulas de mariposa, la supresión no provoca turbulencias ni ruidos en los canales. Esto permite caudales o presiones superiores a las válvulas de mariposa estándar, sin ruidos en la instalación. Esta es una gran simplificación y ahorro, porque. no es necesario utilizar elementos adicionales de insonorización. La atenuación adecuada del ruido es posible mediante la correcta instalación de amortiguadores en el sistema de ventilación.
Para una medición y control precisos del flujo de aire, las válvulas de mariposa deben colocarse en secciones rectas, no más cerca de:
1. 4 x diámetro del conducto de aire delante de la válvula de mariposa,
2. 1 x diámetro del conducto detrás del acelerador.
El uso de amortiguadores de lentes es muy importante para garantizar la higiene de la instalación de ventilación. Debido a la posibilidad de apertura total, los robots de limpieza pueden entrar con éxito en los canales conectados a este tipo de válvulas de mariposa.
Ventajas de las válvulas de mariposa IRIS:
1. bajo nivel de ruido en los canales
2. fácil instalación
3. excelente equilibrio del flujo de aire, gracias a la unidad de medición y regulación
4. Ajuste de flujo fácil y rápido sin necesidad dispositivos adicionales- uso de un mango o un servomotor
5. Medición precisa del caudal
6. Ajuste continuo: manualmente con una palanca o automáticamente con la versión con servomotor
7. Diseño que permite un fácil acceso a los robots de limpieza.
Controladores de caudal de aire variable KPRK para conductos de aire sección redonda diseñado para mantener el caudal de aire establecido en sistemas de ventilación con caudal de aire variable (VAV) o caudal de aire constante (CAV). En el modo VAV, el punto de ajuste del flujo de aire se puede cambiar mediante una señal de un sensor externo, un controlador o un sistema de despacho; en el modo CAV, los reguladores mantienen el flujo de aire establecido
Los componentes principales de los reguladores de flujo son una válvula de aire, un receptor de presión especial (sonda) para medir el flujo de aire y un actuador eléctrico con un controlador incorporado y un sensor de presión. La diferencia entre las presiones total y estática en la sonda de medición depende del flujo de aire a través del regulador. La presión diferencial actual se mide mediante un sensor de presión integrado en el actuador. El actuador eléctrico, bajo el control del controlador incorporado, abre o cierra la válvula de aire, manteniendo el flujo de aire a través del regulador en un nivel predeterminado.
Los reguladores KRPK pueden operar en varios modos según el esquema de conexión y la configuración. Los caudales de aire en m3/h vienen programados de fábrica. Si es necesario, la configuración se puede cambiar usando un teléfono inteligente (con soporte NFC), un programador, una computadora o un sistema de supervisión a través del protocolo MP-bus, Modbus, LonWorks o KNX.
Los reguladores están disponibles en doce versiones:
- KRPK…B1 – modelo básico con soporte MP-bus y NFC;
- KRPK…BM1 – controlador con soporte Modbus;
- KRPK…VL1 – regulador con soporte LonWorks;
- KPRK…BK1 – controlador con soporte KNX;
- KPRK-I…B1: controlador en una carcasa con aislamiento térmico/acústico compatible con MP-bus y NFC;
- KPRK-I…BM1 – controlador en carcasa con aislamiento térmico/acústico con soporte Modbus;
- KPRK-I…VL1 – controlador en carcasa con aislamiento térmico/acústico con soporte LonWorks;
- KPRK-I…BK1 – controlador en carcasa con aislamiento térmico/acústico con soporte KNX;
- KPRK-Sh…B1: controlador en una carcasa con aislamiento térmico/acústico y silenciador con soporte MP-bus y NFC;
- KPRK-Sh…BM1 – controlador en carcasa con aislamiento térmico/acústico y supresor de ruido con soporte Modbus;
- KRPK-Sh…VL1 – regulador en caja aislada calor/sonido y silenciador con soporte LonWorks;
- KPRK-Sh…BK1 es un controlador en una carcasa con aislamiento térmico/acústico y un supresor de ruido con soporte KNX.
Para el funcionamiento coordinado de varios controladores de caudal de aire variable KPRK y unidad de ventilación se recomienda usar Optimizer, un regulador que proporciona un cambio en la velocidad del ventilador dependiendo de necesidad actual. Se pueden conectar hasta ocho controladores KPRK al Optimizer y se pueden combinar varios Optimizers, si es necesario, en modo Maestro-Esclavo. Los controladores de flujo de aire variable permanecen operativos y se pueden operar independientemente de su orientación espacial, excepto cuando los accesorios de la sonda de medición están dirigidos hacia abajo. La dirección del flujo de aire debe corresponder a la flecha en el cuerpo del producto. Los reguladores están hechos de acero galvanizado. Los modelos KPRK-I y KPRK-Sh están fabricados en una carcasa con aislamiento térmico/acústico con un espesor de aislamiento de 50 mm; KPRK-Sh está equipado adicionalmente con un silenciador de 650 mm en el lado de salida de aire. Las boquillas del cuerpo están equipadas Sellos de goma, que asegura la estanqueidad de la conexión con los conductos de aire.
Los sistemas con consumo de aire variable (VAV - Volumen de aire variable) son sistema de eficiencia energética Ventilación que ahorra energía sin sacrificar el confort. El sistema permite la regulación independiente, para cada habitación individual, de los parámetros de ventilación, y también ahorra capital y costos operativos.
La base moderna de equipos y automatización le permite crear dichos sistemas a precios que casi no superan los precios. sistemas convencionales ventilación, al mismo tiempo que permite un uso eficiente de los recursos. Todo esto es la razón de la creciente popularidad del sistema VAV.
Consideremos qué es un sistema VAV, cómo funciona, qué ventajas ofrece, usando el ejemplo de un sistema de ventilación de cabaña con un área de 250 metros cuadrados. ().
Beneficios de los sistemas de flujo de aire variable
Los sistemas de volumen de aire variable (VAV) se han utilizado ampliamente en Estados Unidos durante varias décadas y Europa Oriental, llegaron al mercado ruso bastante recientemente. Los usuarios de los países occidentales han apreciado mucho la ventaja del control independiente habitación por habitación de los parámetros de ventilación, así como la posibilidad de ahorrar capital y costes operativos.
Los sistemas de ventilación "Volumen de aire variable" funcionan en el modo de cambiar la cantidad de aire suministrado. Los cambios en la carga de calor de las instalaciones se compensan cambiando los volúmenes de suministro y extraer aire a su temperatura constante procedente de la unidad central de alimentación.
El sistema de ventilación VAV responde a los cambios en la carga de calor habitaciones individuales o áreas de un edificio y cambia la cantidad real de aire suministrado a una habitación o área.
Debido a esto, la ventilación funciona en significado general menos flujo de aire que el necesario para la carga máxima total de calor de todas las habitaciones individuales.
Esto reduce el consumo de energía mientras mantiene la calidad del aire interior deseada. La reducción de los costes energéticos puede ser del 25 al 50 % en comparación con los sistemas de ventilación con un flujo de aire constante.
Considere la eficiencia en el ejemplo de ventilación. casa de Campo
250 m², con tres habitaciones
Con sistema de ventilación tradicional, para una vivienda de este tamaño se requiere un caudal de aire de unos 1000 m³/h, y en invierno para calefacción suministrar aire antes de temperatura confortable Se requieren unos 15 kWh. En este caso, se desperdiciará una parte importante de la energía, porque las personas para las que funciona la ventilación no pueden estar en toda la cabaña a la vez: pasan la noche en los dormitorios y el día en otras habitaciones. Sin embargo, reducir selectivamente el rendimiento sistema tradicional la ventilación en varias habitaciones no es posible, ya que el equilibrio de las válvulas de aire, que pueden utilizarse para controlar el suministro de aire a las habitaciones, se realiza en la etapa de puesta en marcha, y la relación de flujo no se puede cambiar durante la operación. El usuario solo puede reducir el flujo de aire total, pero luego se llenará de aire en las habitaciones donde se encuentran las personas.
Si conecta actuadores eléctricos a las válvulas de aire, lo que le permitirá controlar de forma remota la posición de la aleta de la compuerta y, por lo tanto, regular el flujo de aire a través de ella, entonces será posible encender y apagar la ventilación por separado en cada habitación usando interruptores convencionales. . El problema es que es muy difícil manejar un sistema así, porque simultáneamente con el cierre de alguna de las válvulas, será necesario reducir el rendimiento del sistema de ventilación estrictamente una cierta cantidad de manera que el caudal de aire en el resto de estancias se mantenga invariable y como consecuencia la mejora se convierta en un quebradero de cabeza.
Uso de un sistema VAV le permite hacer todos estos ajustes en modo automatico. Y así instalamos el sistema VAV más simple, que le permite encender y apagar por separado el suministro de aire a los dormitorios y otras habitaciones. En el modo noche, el aire se suministra solo a los dormitorios, por lo que el caudal de aire es de unos 375 m³/h (basado en 125 m³/h para cada dormitorio, superficie de 20 m²), y el consumo de energía es de unos 5 kWh, es decir, 3 veces menos que en la primera versión.
Habiendo recibido la posibilidad de control separado, en diferentes habitaciones es posible complementar el sistema con la última automatización de control de clima, por lo que el uso de válvulas con accionamientos eléctricos proporcionales hará que el control sea más suave e incluso más conveniente; y si conectamos el encendido/apagado del suministro de aire por la señal del sensor de presencia, obtenemos un análogo del sistema Smart Eye utilizado en sistemas split domesticos pero en un nivel completamente nuevo. Para una mayor automatización, se pueden integrar en el sistema sensores de temperatura, humedad, concentración de CO2, etc., lo que al final no solo ahorrará energía, sino que también aumentará significativamente el nivel de comodidad.
Si todas las unidades de automatización que controlan los actuadores eléctricos de las válvulas de aire están conectadas por un solo bus de control, entonces será posible controlar centralmente todo el sistema en escenarios. Por lo tanto, puede crear y configurar modos de funcionamiento individuales para diferentes habitaciones, en diferentes situaciones de la vida, Asi que:
Por la noche- el aire se suministra solo a los dormitorios, y en otras habitaciones las válvulas están abiertas en un nivel mínimo; tarde- se suministra aire a las habitaciones, cocinas y otros locales, excepto los dormitorios. En los dormitorios, las válvulas están cerradas o abiertas a un nivel mínimo.
toda la familia para reunir- aumentar el flujo de aire en la sala de estar; nadie en la casa- Se configura una ventilación cíclica, que no permitirá que se produzcan olores y humedades, pero ahorrará recursos.
Para el control independiente no solo del volumen, sino también de la temperatura del aire de suministro en cada una de las habitaciones, puede instalar calentadores adicionales (calentadores de baja potencia) controlados por controladores de potencia individuales. Esto permitirá que se suministre aire desde la unidad de ventilación con un mínimo temperatura permitida(+18°C), calentándolo individualmente al nivel requerido en cada estancia. Tal solución técnica reducirá aún más el consumo energético, y nos acercará al sistema “Smart Home”.
El esquema de operación de dicho sistema es más bien una cuestión de un especialista especializado, por lo que aquí daremos solo uno, el más un circuito sencillo(opciones de trabajo y erróneas) con una explicación de su funcionamiento. pero aparte de sistemas simples, hay mas opciones complejas lo que le permite crear cualquier sistema VAV, desde el hogar sistemas presupuestarios con dos válvulas para sistemas de ventilación multifuncionales edificios administrativos con control de flujo de aire de piso.
Llame, los especialistas de la empresa "OVK Engineering" consultarán, lo ayudarán a elegir Mejor opción, diseñe e instale un sistema VAV que sea ideal para usted.
Por qué los sistemas VAV deben ser instalados por profesionales
La forma más fácil de responder a esta pregunta es con un ejemplo. Considere una configuración típica de un sistema de flujo de aire variable y los errores que se pueden cometer en su diseño. La ilustración muestra un ejemplo de la correcta configuración de la red de conductos de aire de un sistema VAV:
1. Esquema correcto del sistema VAV con flujo de aire variable
En la parte superior hay una válvula controlada que da servicio a tres habitaciones (tres dormitorios de nuestro ejemplo) => Estas habitaciones tienen válvulas de mariposa con control manual para el equilibrado en la etapa de puesta en marcha. La resistencia de estas válvulas no cambiará* durante el funcionamiento, por lo que no afectarán la precisión de mantener el flujo de aire.
Una válvula con control manual está conectada al conducto de aire principal, que tiene un flujo de aire constante P=const. Tal válvula puede ser necesaria para proporcionar operación normal unidad de ventilación cuando todas las demás válvulas están cerradas. => El conducto de aire con este amortiguador se conduce a la habitación con un suministro de aire constante.
El esquema es simple, funcional y eficiente.
Ahora veamos los errores que se pueden cometer al diseñar la red de conductos de aire de un sistema VAV:
2. Esquema de un sistema VAV con un error 
Los ramales de conducto incorrectos están resaltados en rojo. Las válvulas n.º 2 y n.º 3 están conectadas a un conducto que va desde el punto de unión hasta la válvula VAV n.º 1. Cuando se cambia la posición del amortiguador de la válvula n.° 1, la presión en el conducto de aire cerca de las válvulas n.° 2 y 3 cambiará, por lo que el flujo de aire a través de ellas no será constante. La válvula pilotada #4 no debe conectarse al conducto principal, ya que al cambiar el flujo de aire a través de ella, la presión P2 (en el punto de bifurcación) no será constante. Y la válvula #5 no se puede conectar como se muestra en el diagrama, por la misma razón que las válvulas #2 y 3.
*Por supuesto que es posible configurar un flujo de aire controlado para cada dormitorio, pero en este caso habrá más esquema complejo, que no consideramos en este artículo.
