8.2.2. Системи із змінною витратою повітря
В розглянутій вище системі із підігрівом витрати повітря до зон підтримувався постійною, а температура повітря регулювалась з метою створення комфортних умов. В системах із змінною витратою повітря температура повітря підтримується постійною, а потік в кожну зону змінюється відповідно із завданнями ведучого регулятора. Ця система цілком прийнятна для охолоджування (хоч і не є оптимальною), але непридатна для опалення.
Якщо витрата повітря збільшується, коли регульована температура падає, притік більш теплого повітря може підняти температуру до заданого значення. Проте цей же рівень комфортності досягнутий не буде. Розглянемо режим мінімального навантаження, тобто практично нерухоме повітря, температура якого підтримується на рівні 19,2°С по сухому термометру, що відповідає ефективній температурі 16,7°С (див. табл. 9.2). Якщо зростання теплових втрат приведе до збільшення швидкості потоку повітря до 1,53м/с, то регульована температура сухого термометра рівна 19,2°С, буде еквівалентна ефективній температурі всього лише 13,6°С.
Хоча підвищення витрати повітря сприяє охолодженню, його застосування було б ефективніше як незалежний метод охолодження, ніж для регулювання теплового потоку до охолоджуючого змійовика. При низьких теплових навантаженнях, наприклад, підтримуванні постійної температури повітря 15,6°С при невеликій витраті, споживання енергії буде більшим, ніж при підтримці температури 21,1 °С і більшій витраті. Необхідно вжити всі заходи, щоб досягти максимуму температури в системі охолоджування, що сприятиме досягнення максимуму витрати повітря.
Рис. 8.3. Графік витрати повітря у відповідній зоні.
Витрата повітря повинна бути мінімальною в режимі опалювання, регулюватися в режимі атмосферного охолоджування і підтримуватися максимальним при штучному охолоджуванні.
На рис. 8.3 показаний графік регулювання витрати повітря залежно від навантажень, пов'язаних з опаленням і охолодженням. Поки необхідне опалення, потік повітря в зону повинен підтримуватися на мінімальному рівні, що забезпечує відповідний розподіл. Коли необхідне охолодження, слід використовувати зовнішнє повітря, не збільшуючи витрати рециркуляційного повітря, оскільки для цього не вимагається додаткових затрат енергії. Проте, якщо витрата повітря в зону регулюється за допомогою заслінки на вході в зону вона повинна бути відкрита для посилення охолоджування.
Якщо при повністю відкритій заслінці зовнішнього повітря охолоджування недостатньо, то для підвищення витрати повітря в зону можна збільшити частоту обертання вентилятора рециркуляційного повітря. Охолоджування повітря за допомогою охолодженої води повинне здійснюватися лише після досягнення максимальної частоти обертання.
Таку програму можна реалізувати, поєднавши опалення і охолоджування атмосферним повітрям, що передбачено в системі з підігрівом на рис. 8.2. Проте слід дотримуватись послідовності застосування повітряного і водяного охолоджування, оскільки обидва ці способи вимагають затрат енергії. По суті, клапан подачі охолодженої води повинен почати відкриватися після того, як будуть вичерпані можливості охолоджування шляхом збільшення витрати повітря. Такий пристрій буде детально описано в розділі 8.3.1.
Мінімальні вимоги до вентиляції в режимі опалення можна забезпечити шляхом фіксації заслінки зовнішнього повітря в положенні мінімального відкриття при роботі вентилятора на мінімальній частоті обертання. У режимі охолоджування атмосферним повітрям його витрата завжди перевищує необхідний мінімум. Якщо під час штучного охолоджування ентальпія зовнішнього повітря перевищує ентальпію рециркуляційного повітря, подача зовнішнього повітря знову стає мінімальною. Та оскільки в цьому випадку вентилятор працює на максимальній частоті обертання, то для мінімальної подачі зовнішнього повітря буде потрібно інше положення заслінки.
Системи із змінною витратою повітря, в яких використовуються як витяжні, так і напірні вентилятори, вимагають регулювання статичного тиску всередині будівлі, щоб звести до мінімуму витік повітря, особливо при великих витратах. В цьому випадку необхідно вимірювати і регулювати витрату зовнішнього повітря, щоб підтримувати його на мінімальному рівні. Цей спосіб точніший, ніж підтримка постійної різниці витрат підведеного зовні і рециркуляційного потоків, з яких перший значно більший.