Intelligente bedarfsgesteuerte Lüftungsanlagen

Triac-Regler
12.2.2016
NEW LINE Luftqualitätssensoren
12.2.2016

Eine ausreichende Zufuhr an frischer Luft ist eine unerlässliche Lebensbedingung für das Leben. Wenn ein Mensch keine Luftzufuhr bekommt, verliert er nach wenigen Minuten das Bewusstsein und anschließend stirbt. Dieser Tatsache sind sich alle bewusst. Sind sich aber auch alle der Folgen eines langzeitigen Atmens einer minderwertigen Luft bewusst? Eine abgestandene Luft verursacht Müdigkeit und Apathie, die die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit natürlich senken. Trotzdem verbringen viele Menschen die Mehrheit des Tages in einer Umwelt, in der nicht gelüftet wird. Kinder in Schulen, wo die Kohlendioxidwerte oft ein Risiko darstellen, Erwachsenen in geschlossenen Bürogebäuden, wo Sie mit ihren Kollegen arbeiten. Auch zu Hause ist die Situation nicht besser, vor allem in der Nacht, wenn die Fenster geschlossen werden, um die Heizungskosten zu senken.


Eine Lösung wäre regelmäßig zu lüften – einmal pro Stunde kurz das Fenster zu öffnen. Tagsüber ist das machbar, in der Nacht ist das aber schwieriger. Viel günstiger ist eine einfachere Lösung zu verwenden – eine Zwangsbelüftung.
Eine Zwangsbelüftung arbeitet meistens auf einer Basis der sog. Zeitregelung; das bedeutet, dass das Volumen der ausgewechselten Luft von den Zeitintervallen abhängt. Es kann also dazu führen, dass die Luft intensiver ausgetauscht wird, als es in der konkreten Situation notwendig wäre. Das ist ein Nachteil einer gesteuerten Belüftung – die Luft wird bei diesem System ausgetrocknet und Energie verschwendet. Aber auch dieser einzige Nachteil kann gelöst werden – durch die Verwendung einer sparsameren bedarfsgesteuerten Lüftungsanlage. Überlegen Sie gerade, was Sie sich unter dem Begriff „bedarfsgesteuert“ vorstellen sollen? Ganz einfach erklärt handelt es sich um benötigtes Luftvolumen, das in den Innenraum in Abhängigkeit von den tatsächlichen Bedürfnissen zugeführt werden muss. Im Prinzip gibt es zwei bedarfsgesteuerte Lüftungssysteme – VAV a DCV.


DCV-System

DCV-System (Demand Controlled Ventilation) ist eine stufenlose Steuerung der individuellen Luftmenge anhand der Luftqualitätssensoren. Im DCV-System sind die Klappen an dem Zuleitungsrohr kontinuierlich einstellbar. Jede Klappe hat einen eigenen Luftqualitätssensor, der mit dem Analogsignal die benötigte Menge der Zufuhr der Luft steuert. Der Vorteil des Systems ist die konstantere Qualität der inneren Luft, der Nachteil dann die höheren Investitionskosten für die Servoantriebe der Klappen mit der Möglichkeit der stufenlosen Steuerung.


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Schema des DCV-Systems

VAV-System

VAV (variable air volume) also eine Lüftung mit einer variablen Luftmenge. Mit diesem System sind die Büroräume der Firma Protronix gelüftet. Die Lüftung ist mit einer Wärmerückgewinnungseinheit mit Gegenstrom-Plattentauscher und mit einer bei uns entwickelten Steuerungselektronik ausgestattet. Diese Einheit arbeitet in einem Modus, der einen konstanten Druck im Zuluft-/Abluftrohr der einzelnen Büros hält.
Jedes Büro ist mit einem Kohlendioxid-Sensor und mit einer Lüftungsklappe ausgestattet. Die Zuluftklappe in jedem Büro ist mit einem Servoantrieb gesteuert, der an den CO2-Sensor angeschlossen ist. Wenn alle Büros leer sind und eine abgestandene Luft drin ist, läuft die Wärmerückgewinnungseinheit auf die minimale Leistung, weil alle Klappen geschlossen sind und der gewünschte Druck in der Rohrleitung einfach zu erreichen ist. Sobald die Büros aber besetzt sind, steigt die CO2-Konzentration und bei Überschreitung des voreingestellten Konzentrationsniveaus (in unserem Fall 950 ppm) gibt der Sensor einen Befehl, die Zufuhrklappen zu öffnen. Infolge dessen sinkt der Druck in der Zufuhrrohrleitung und die Wärmerückgewinnungseinheit erhöht automatisch die Leistung (versucht den voreingestellten Druck in der Zufuhrrohrleitung aufrechterhalten) und beginnt also das Büro, in dem die abgestandene Luft ist, zu belüften. Sobald die CO2-Konzentration unter die untere Grenze absinkt (in unserem Falle 800 ppm) werden die Zufuhr- und Abfuhrklappen geschlossen, und das gegebene Büro wird nicht mehr belüftet. So werden selektiv einzelne Büros belüftet und die Leistung der Wärmerückgewinnungseinheit also die Anforderung an das benötigte Luftvolumen, ist an die Wärmerückgewinnungseinheit über den aktuellen Druck in der Zufuhrrohrleitung weitergeleitet.

Die Klappen in einzelnen Büros sind mit so einer Art von Servoantrieb ausgestattet, der nur die Klappensteuerung durch das System offen/geschlossen ermöglicht, also nicht eine kontinuierliche Einstellung der Position der Schließklappen.

 


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Schema des VAV-Systems

Erstregulierung des Systems

Bei der ersten Inbetriebnahme war es notwendig, die Einstellung des Systems so durchzuführen, dass jedes Büro mit ausreichendem Luftvolumen belüftet wird, das der Anzahl der Personen, die im Büro arbeiten, entspricht.


Die Einregelung des Ventilationssystems wurde folgend durchgeführt. Zuerst wurden alle Klappen von allen Büros geöffnet und im letzten Büro an der Leitung wurde das zugeführte Luftvolumen gemessen. Danach wurde allmählich der Druck in der Zufuhrrohrleitung hinter der Ventilationseinheit so erhöht, dass auch im letzten Büro die benötigte Luftzufuhr erreicht wird, entsprechend der Anzahl der dort arbeitenden Personen. So wurde über jedes Büro Richtung Ventilationseinheit vorangegangen. In jedem Büro wurde das benötigte Luftvolumen so erreicht, dass bei den Zufuhr- und Abfuhrklappen die Lage des maximalen Öffnens eingestellt wurde. Der Winkel des maximalen Öffnens der Zufuhr- und Abfuhrklappen wurde mithilfe des Endanschlags für jedes Büro extra eingestellt. Die Ventilationseinheit wurde danach in den normalen Betriebsmodus umgeschaltet, in dem der gewünschte Druck in der Zufuhrrohrleitung auf den Wert eingestellt wurde, der bei der ersten Einregelung ermittelt wurde. Auf diese Weise ist der entsprechende Luftaustausch in jedem Büro in m3/h gesichert, der der Anzahl der Arbeiter jedes Büros entspricht, auch bei voller Besetzung.

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Aufzeichnungen der CO2-Konzentrationen im Sitzungsraum und im Büro, das mit dem oben beschriebenem VAV-System belüftet wird.

Schéma vzduchotechnických rozvodů ve firmě Protronix

Verteilungsschema der Lüftungsanlage in der Firma Protronix

 
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