Когда речь заходит о системе вентиляции для жилого здания, обычно различают централизованные системы, устанавливаемые, например, в подвалах или на чердаках индивидуальных или многоквартирных жилых зданий, и децентрализованные решения, обеспечивающие вентиляцию отдельных помещений. Последнее особенно востребовано при реновации существующих сооружений. Однако и в том, и в другом случае требуются вентиляторы с возможностью регулировки забора и выпуска воздуха. В централизованной системе вентиляторы подают воздух через различные устройства, такие как фильтры и теплообменники, а также через систему воздуховодов. Для создания эффективной и экономичной системы вентиляции жилого здания необходимо обеспечить возможность точной регулировки расхода воздуха во избежание образования избыточного или, наоборот, пониженного давления внутри жилого здания. Дополнительным преимуществом для пользователей таких систем является возможность обработки вентиляторами сигналов, поступающих от внешних датчиков.
Рисунок 1. Центробежные вентиляторы RadiCal в спиральном корпусе с оптимизированной аэродинамикой могут использоваться в составе централизованных систем вентиляции жилых зданий с дополнительными защитными решетками FlowGrid, устанавливаемыми на стороне ebm-papst забора воздуха.
В случае централизованной системы вентиляции жилого здания рынок склоняется в пользу центробежных вентиляторов с загнутыми назад лопатками. Для этого имеются веские причины. Центробежные вентиляторы RadiCal в оптимизированном с точки зрения аэродинамики спиральном корпусе были специально разработаны для применения в системах вентиляции жилых зданий (рис. 1). Энергоэффективность этих вентиляторов более чем на 30% превышает аналогичный параметр вентиляторов с загнутыми вперед лопатками, которые по-прежнему широко применяются в подобных системах. Повышение энергоэффективности обеспечивается сочетанием вентиляторов RadiCal и спиральных корпусов с улучшенной аэродинамикой. Свой вклад в повышение энергоэффективности вносят и ЕС-двигатели GreenTech. Непосредственно в круглое выпускное отверстие в спиральном корпусе вентилятора вставляется труба системы распределения воздуха. Тем самым снижаются потери воздушного потока в системе воздуховодов. Кроме того, в сравнении с центробежным вентилятором уровень шума ниже на 3,5 дБ(A), что подтверждено многочисленными испытаниями (рис. 2). Раздражающий тональный шум крыльчатки с загнутыми назад лопатками существенно снижен за счет применения оптимизированного спирального корпуса вентилятора. Тональная составляющая раздражающего частотного диапазона уменьшена почти на 20 дБ в сравнении с традиционными условиями монтажа. Более того, обеспечивается удобство монтажа вентилятора в составе системы через выпускной фланец, в т. ч. в сочетании с защитной решеткой FlowGrid, которую можно установить на стороне забора воздуха. Это способствует снижению турбулентности, вызываемой различными компонентами системы, а значит, еще большему снижению уровня шума.
Рисунок 2. Сравнение значений уровня шума показывает, что вентилятор RadiCal в спиральном корпусе (сплошная линия) работает тише, чем центробежный вентилятор (пунктирная линия), на 3,5 дБ(A).
Встроенная система управления воздушным потоком
У компании ebm‑papst есть готовое и простое решение этой проблемы. Лопастной анемометр на выпускной стороне спирального корпуса (рис. 3), постоянно регистрирует фактический расход воздуха и передает данные в центральную электронную систему управления вентилятора. Эта система подстраивает частоту вращения ЕС-двигателя по заданному контрольному значению, тем самым регулируя воздушный поток (рис. 4). Благодаря наличию анемометра (подана заявка на патент) можно регулировать расход воздуха с точностью до +/‑1% (по отношению к конечной величине) в диапазоне производительности от 50 до 500 м³/ч (рис. 5). Тем самым обеспечивается значительно более точная регулировка в сравнении с системами, предлагаемыми сегодня на рынке. В этом случае существенное преимущество ЕС-вентиляторов проявляется в том, что они сохраняют высокую эффективность и точность управления даже при работе под неполной нагрузкой.
Рисунок 3. Простое решение с автоматической настройкой. В состав вентилятора с оптимизированной аэродинамикой входят электронная система управления и датчики регистрации воздушного потока, а также датчики температуры и влажности воздуха.
Встроенная система управления воздушным потоком обеспечивает эффективное вентилирование жилого помещения, не создавая при этом избыточного или пониженного давления. В результате в стенах не аккумулируется влага и отсутствует нежелательный приток холодного наружного воздуха. Дополнительная крыльчатка не приводит к потере производительности вентилятора или к возрастанию раздражающего рабочего шума, т. е. вентилятор всегда работает ровно. Даже грязь не является проблемой, что подтверждено испытаниями в экстремальных условиях высокой запыленности и влажности воздуха.
Рисунок 4. Центральный блок электроники вентилятора предназначен для управления воздушным потоком в зависимости от ФАКТИЧЕСКОГО расхода воздуха, зарегистрированного манометром, установленным на крыльчатке.
Рисунок 5. Примеры стадий управления воздушным потоком. Благодаря наличию манометра на крыльчатке (патент заявлен) можно регулировать расход воздуха с точностью до ± 1% (пунктирные линии) в диапазоне производительности от 50 до 500 м³/ч.
Комплексная система датчиков и устройств связи, осуществляемой по сети MODBUS-RTU
Центральный блок электроники, встроенный в вентилятор, обеспечивает целый ряд дополнительных функций управления электродвигателем и воздушным потоком. Благодаря наличию датчика, установленного на выпускной стороне вентилятора, можно непосредственно регистрировать значения влажности и температуры выходящего воздуха. Помимо этого, можно подключить три дополнительных внешних датчика (рис. 6). Для этой цели предусмотрены два аналоговых входа и один цифровой вход (I2 C). Другой вход 0–10 В предназначен для подключения датчиков, например, датчиков CO2 и VOC для регистрации качества воздуха. Благодаря такому набору опций регистрации качества воздуха можно оптимальным образом управлять микроклиматом внутри жилого помещения. Кроме данных, регистрируемых датчиками, с помощью центрального блока электроники можно также отслеживать параметры работы электродвигателя. Так можно фиксировать время работы вентилятора, например, с целью определения необходимости замены фильтра. Всю полученную информацию можно передавать другим устройствам через интерфейс MODBUS-RTU. Кроме того, имеется интерфейс 0–10 В, который можно использовать для контроля частоты вращения вентилятора. Вентилятор является главным интеллектуальным компонентом и источником информации системы вентиляции жилого здания. В этом смысле наши вентиляторы — не просто устройства для перемещения воздуха.
Рисунок 6. Центральный блок электроники обрабатывает сигналы, поступающие от подключенных датчиков, управляет работой электродвигателя и пересылает данные по интерфейсу MODBUS-RTU в систему управления вентиляцией всего жилого здания.
Центробежные вентиляторы RadiCal в спиральном корпусе типоразмера 190 предлагаются в диапазоне мощности до 170 Вт в зависимости от номинальной производительности устройств системы вентиляции. Линейка пополняется дополнительными типоразмерами и модификациями. Кроме ЕС-версии, предлагаются вентиляторы переменного тока без датчиков для использования в системах с более низким энергопотреблением. Однако в большинстве случаев имеет смысл применять энергоэффективные ЕС-вентиляторыс более гибким управлением. Такая необходимость возникает, когда требуется обеспечить максимальное энергосбережение при эксплуатации конечного изделия. Директива ЕС по экодизайну, введенная в действие в январе 2016 года, требует, чтобы вентиляционная установка с функцией регенерации тепла обеспечивала экономию электроэнергии в объеме не ниже объема потребления и чтобы соответствующий уровень энергопотребления был указан на заводском ярлыке. Эти требования еще более ужесточатся в 2018 и 2020 годах.
