Ta strona używa Cookies. Przeczytaj naszą politykę prywatności. xKorzystając ze strony
wyrażasz zgodę na używanie cookie, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Jak strefowanie w rekuperacji pomoże ograniczyć zużycie energii?

Inteligentny system wentylacji 

Od kiedy Unia Europejska w 2017 roku włączyła domowe centrale wentylacyjne w zakres tzw. Ekoprojektu, jakość urządzeń znacząco się podniosła. Producenci zostali zobligowani do publikacji wiarygodnych danych, takich jak wartość odzysku i pobór mocy zgodnie z ustandaryzowanymi metodami pomiarowymi.

Na centralach pojawiły się etykiety energetyczne, określające klasę energetyczną i poziom mocy akustycznej (hałasu), przez co Konsument mógł zestawić i porównać ze sobą 2 różne urządzenia wentylacyjne.

Żeby osiągnąć wysokie (i atrakcyjne dla Klienta) parametry producenci stosują energooszczędne wentylatory EC, szczelne wymienniki płytowe o wysokich odzyskach energii i zaawansowaną automatykę sterująca. W efekcie urządzenia maja wysokie klasy energetyczne A i A+, zużywają mało prądu, odzyskują powyżej 90% ciepła i są ciche.

Czy można osiągnąć więcej?


W samych urządzeniach zbliżyliśmy się do limitu, ale wiele jest do zrobienia w sposobie dostarczenia powietrza do pomieszczeń i sposobie określenia zapotrzebowania na wentylację.

Wyobraźmy sobie dom o powierzchni mieszkalnej 130m2, zamieszkały przez 4 domowników, który wg aktualnych norm i przepisów będzie potrzebował łącznie ok. 265 m3 powietrza na godzinę. Taki projekt przewiduje, że system wentylacyjny dostarcza 265 m3 powietrza do całego domu, bez względu na warunki i obecność domowników.

Oczywiście użytkownik może zmienić bieg (wydajność) centrali kiedy wychodzi z domu i zwiększyć kiedy ma gości. Ale czy takie działania mają rzeczywiście miejsce? I czy potem wraca się do poprzedniego, nominalnego trybu?

System wie lepiej!


A gdyby tak system wentylacji „wiedział” ilu jest domowników i gdzie akurat przebywają? Mógł dostarczyć odpowiednią ilość powietrza, w odpowiednim czasie i miejscu?

Czym jest strefowanie?

Taki sposób sterowania nazywamy właśnie „strefowaniem”. Strefowanie, czyli wydzielenie w domu stref, dla których możemy przewidzieć pewne zachowania domowników.

Typowym podziałem będzie strefa dzienna i strefa nocna. Ideą takiego podziału jest dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza do strefy w której aktualnie przebywają domownicy. Czyli w nocy wentylujemy strefę nocną, np. sypialnie zlokalizowane na 1 piętrze, a w dzień strefę dzienną, czyli salon i jadalnię.

Rekuperacja ze strefowanie


Schemat układu:
Rekuperator z serii PremAIR-CF / SlimAIR-CF + HRQ-2ZONE + 2x HRQ-PremAIR-SENS-CO2
Do prawidłowej pracy systemu potrzebne są minimum dwa czujniki CO2.


Powyższy schemat może mieć oczywiście odstępstwa, bo przecież część domowników może być w sypialniach a część nadal korzystać z pokoju dziennego. Rozwiązaniem jest technologia detekcji obecności domowników i mimo, że brzmi to groźnie i inwigilacyjnie, nie jest wcale skomplikowana.

W obiektach biurowych detekcja może być oparta na kamerach, termowizji, czujnikach ruchu ale także na mierzeniu parametrów powietrza takich jak stężenie dwutlenku węgla, wilgotności względnej czy LZO, czyli lotnych związków organicznych. Najbardziej optymalnym miernikiem w domu mieszkalnym będzie właśnie detekcja CO2.


Jakie dodatkowe elementy?


Zatem taki system, oprócz centrali wentylacyjnej wraz z kanałami, będzie składał się z:

  • Trójnika z dwoma przepustnicami z napędem oraz automatyką
  • 2 czujników CO2 (po 1 szt na strefę)

W celu konfiguracji, należy

  • zaprogramować zgodnie z projektem rozdział powietrza w trójniku, czyli np. 50/50 lub 60/40 między strefami
  • ustawić maksymalny poziom CO2 powyżej którego dana strefa „odczyta” obecność domowników (zalecane wartości to 800-1000 ppm)
  • ustawić minimum powietrza nawiewanego do pomieszczeń (wyciąg zawsz będzie zbilansowany) podczas nieobecności domowników (zaleca się 10-15%)

W przypadku urządzeń ALNOR, wszelka komunikacja odbywa się drogą radiową, dlatego nie potrzeba rozprowadzać dodatkowego okablowania.

Jak działa algorytm?


Tak przygotowany system mierzy stale jakość powietrza (poziom CO2) i w przypadku, kiedy domownicy pojawiają się w danej strefie, algorytm rozdzieli powietrze proporcjonalnie do odczytów stężenia CO2.

Jeżeli zapotrzebowanie na wentylacje w poszczególnych strefach będzie różne, strefa z wyższym zapotrzebowaniem będzie całkowicie otwarta, a strefa z niższym zapotrzebowaniem będzie częściowo zamknięta. Przy pomiarze CO2 poniżej 800ppm żądanie wentylacji wynosi 0%, a centrala nawiewa minimum niezbędne do wentylowania pustego domu.

Z kolei powyżej 1900ppm, żądanie ze strefy będzie 100% dopóki poziom dwutlenku węgla nie zacznie spadać. Odczyty pomiędzy tymi wartościami generują proporcjonalne zwiększanie lub zmniejszanie zapotrzebowania i odpowiedni wydatek centrali.

Przyjmuje się na podstawie obserwacji , że domownicy średnio przebywają na połowie powierzchni domu przez 63% dnia. Czyli 256*0,5*0,63=80 m3/h. Czyli strumień powietrza mógłby być obniżony nawet o 70%! To oczywiście wartość teoretyczna, ale można próbować dążyć do takich przepływów.

Przykład działania algorytmu na przykładzie HRU-PremAIR-350:


Zapotrzebowanie wg projektu: 256 m3/h
Proporcja między strefami: 60/40

 Strefa 1 Strefa 2Wydajność
centrali [m3/h]
Zapotrzebowanie
z czujnika [%]
Wydatek
[m3/h]
Zapotrzebowanie
z czujnik [%]
Wydatek
[m3/h]
Przypadek 1 100 102 100 153 255
Przypadek 2 50 56 30 42 99
Przypadek 3 20 29 0 15 44
Przypadek 4 0 10 0 15 25

 

W efekcie centrala dostarcza odpowiednią ilość świeżego powietrza, w odpowiednim miejscu i czasie. Ilość powietrza wyciąganego jest zawsze zbilansowana do poziomu nawiewu.

Podział na strefy może być inny, dostosowany podczas montażu do życzeń Inwestora.

Wraz z obniżoną wydajnością centrali, zmniejsza się zużycie prądu, oraz zapotrzebowanie na energię potrzebną do ogrzewania. Oszczędności przy zastosowaniu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepłą wskazuje unijny współczynnik JZE.

Modele central w klasie A (najpowszechniejszej) z manualnym sterowaniem osiągają -34 do -42 kWh/m2/rok, co oznacza o tyle mniejsze zużycie energii względem wentylacji naturalnej.

System wyposażany w czujniki, strefowanie może osiągnąć 55 kWh/m2/rok. To nawet dodatkowe 20 kWh oszczędności z metra kwadratowego rocznie.

Przykład kalkulacji dla modelu HRU-PremAIR-350:

 

WersjaJZE
[kWh/m2/rok]
Powierzchnia
domu [m2]
Koszt 1kWh [PLN]Oszczędność
roczna
Oszczędność
15 lat
Sterowanie manualne -37,78 130 0,3141 -1542,18 -23132,69
Strefowanie,
czujniki lokalne, CF
-55,21 130 0,314 -2253,67 -33805,08

 

Podsumowanie


Jak wiele zmieniło się w sposobie kontrolowanie powietrza w naszych domach ! Od wszechobecnej wentylacji naturalnej, której nie dało się kontrolować i która wychładzała pomieszczenia, dotarliśmy do systemów które odzyskują 90% ciepła i potrafią dobrać ilość świeżego powietrza do ilości domowników.


1. Review study on the Ecodesign and Energy Regulations on ventilation units, Task 5
2. Orientacyjny koszt 1kWh węgla ekogroszek, wartość opałowa paliwa 7kWh/kg, sprawność urządzenia 75%, luty 2022. 

Chcesz się dowiedzieć więcej? Przeczytaj inne artykuły na temat rekuperacji:

  1. Rekuperacja co to jest - dowiedz się jak działa rekuperacja, jakie są jej najważniejsze komponenty, zalety i wady. 
  2. Czy rekuperacja jest głośna? - jak uniknąć szumów w instalacji rekuperacji.
  3. Czym jest i jak działa wymiennik entalpiczny? - nadmierne osuszanie powietrza, a rekuperacja.
  4. 14 rzeczy, które musisz wiedzieć o PremAIR - przewodnik po działaniu naszego najnowocześniejszego rekuperatora. 
powrót
REKUPERACJA
PROJEKTOWANIE
`