Коли центральна вентиляція залу є кращим вибором, а коли слід використовувати децентралізовану вентиляцію? Це неупереджене порівняння від дипломованого інженера Юргена Доренбурга розглядає технічні аспекти, переваги для клієнтів та фінансові міркування.

Першим кроком у цьому процесі є визначення витрат припливного та відпрацьованого повітря. Після цього можна обирати вентиляційну технологію. Доступні дві системи:

• Центральна система: окремий вентиляційний пристрій, що обробляє повітря централізованим чином. Мережа повітряних каналів постачає повітря в зал.
• Децентралізована система: кілька менших і менш потужних вентиляційних пристроїв. Вони безпосередньо втягують зовнішнє повітря, фільтрують його, нагрівають або охолоджують, а потім постачають його у визначені зони. У цьому випадку немає необхідності в мережі повітроводів.

Кожна система може запропонувати власні переваги на основі того, як вона зконфігурована, тому варто розглянути ключові відмінності між двома системами:

• Центральні системи мають масу приблизно втричі більшу, ніж всі блоки децентралізованої системи разом. Центральний вентиляційний агрегат і мережа повітряних каналів, разом з регуляторами витрат, заслінками та вентиляційними дифузорами, все треба зважити – буквально – під час вибору системи.
• Нижча вага означає меншу кількість проблем для тримаючих конструкцій залу, що дозволяє зробити їх менш капіталоємними.
• Інтеграція децентралізованих блоків в інфраструктуру виробничих приміщень часто є простішою, ніж інтеграція мережі повітряних каналів з крановою інфраструктурою, конвеєрними системами та системами інженерного забезпечення.
• Якщо відсутня мережа повітроводів, немає ніяких супутніх витоків. Це означає, що для компенсації витоків немає необхідності збільшувати повітряний потік.
• Крім того, відсутність мережі повітроводів зменшує потребу у технічному обслуговуванні відповідно до правил гігієни – наприклад, VDI 6022 у Німеччині, або ДСТУ-Н Б В.2.5-73:2013 в Україні.

Порівняння центральних та децентралізованих систем вентиляції означає розгляд значно ширшого кола питань, ніж просто кардинальне зниження ваги та відсутність системи повітропроводів, однак:

• Децентралізовані системи дозволяють поетапно здавати в експлуатацію нові об’єкти або просто розширювати існуючі вентиляційні системи.
• Децентралізовані системи можуть обслуговуватися під час роботи, оскільки вимикання окремих блоків на короткий час не викликає жодних проблем.

Переваги для проектувальників та інсталяторів

• Проектувальники повинні виконати меншу роботу по конфігурації, оскільки децентралізовані блоки постачаються готовими до роботи.
• Інсталяторам потрібно менше часу на монтаж, оскільки повністю обладнані функціональні блоки також містять повністю виконані електричні з’єднання.
• Оператор отримує більшу надійність системи, оскільки використовується декілька вентиляційних блоків.

Інтеграція різних підходів до потоків повітря

Для того, щоб реалізувати потенціал залу, повітряний потік повинен адаптуватися до вимог залу, використовуючи змішувальну або стратифікаційну вентиляцію.

Розподіл повітря є інтегрованим в децентралізовані блоки. У стандартній конфігурації вихрові повітророзподільники використовуються для змішувальної вентиляції. У випадку стратифікаційної вентиляції потік повітря вводять через тканинний рукав або радіальні балки, розташовані поруч або безпосередньо над робочим простором. Для цього необхідно встановити повітряний канал від блоку до вихідного отвору, – це завдання, яке також актуальне і для центральних систем.

Сопла можуть бути використані для досягнення цільового потоку в певній зоні.

Якщо використовуються різні системи розподілу повітря, то альтернативні повітророзподільники повинні мати таке ж падіння тиску, як і інтегрований стандартний повітророзподільник.

Підходи до вимірювань та технології керування

Система вентиляції залу ефективна лише у тому випадку, якщо вона може забезпечувати окремі ділянки залу змінними повітряними потоками та різними температурами. Це може створити безліч завдань для центральної системи: мережа повітропроводів вимагає регуляторів витрати повітря, а також жалюзійних клапанів і локальних нагрівачів у секціях, окрім основного нагрівача в центральному агрегаті.

Децентралізовані системи постачають ділянки залу за допомогою одного або декількох блоків. Блоки можуть бути різними або ідентичними, і вони також можуть працювати в різних режимах роботи. Це означає, що можна, наприклад, підігрівати секції залу, які не використовуються, рециркуляційним повітрям, одночасно опалюючи інші області залу із постачанням зовнішнього повітря.

Децентралізоване розташування блоків має враховувати архітектуру технології вимірювання та керування. Таким чином, забезпечуються дві речі:

• Різні типи блоків можна контролювати та регулювати в різних режимах роботи з різноманітними потоками повітря та температурою.
• Якщо різні зони залів використовуються в різний час, ці зони можуть бути вентильовані, опалені або охолоджені індивідуально.

Таким чином, система може бути адаптована до будь-якої зони приміщення та її окремих вимог, що випливають з теплових навантажень та забруднюючих факторів, які є вельми специфічними. Індивідуально регульовані параметри керування призводять до високого рівня задоволення користувача.

Для досягнення такої гнучкості система потребує не тільки звичайних функцій, наданих окремим контролером, але також і концепцію зон, програмного забезпечення для управління зонами та робочого модулю:

• Концепція зони для блоків та гідравліки визначає функцію окремих блоків у всій мережі. Регулятор зони служить інтерфейсом із системним середовищем: він обробляє функції вищого рівня пристроїв та керує такими елементами, як режими роботи, години, параметри, сигнали аварій та повідомлення про помилки.
• З програмним забезпеченням управління зоною, адаптованим відповідно до умов, можна сформувати зони управління з блоків, які відповідають однаковим вимогам. Кожний блок керується контролером індивідуально та автономно. Це означає, що має бути можливість здійснювати гідравлічне керування кожним блоком також індивідуально.
• Робочий модуль та модуль вводу дозволяють інтегрувати блоки в структуру системи та активувати режими роботи, розклад та інші параметри.

Опції інтеграції системи в систему автоматизації будівель високого рівня та взаємодії через модем та Інтернет є стандартними функціями.

Порівняння вартості

Для порівняння витрат на центральні та децентралізовані системи необхідно розглянути інвестиції, вартість експлуатації та технічного обслуговування. Таким чином, загальна вартість володіння є базовим показником у цьому випадку.

В цілому, суттєвої різниці у вартості немає. Однак, детальний аналіз показує, що окремі статті витрат пропорційно дуже різняться для різних систем.

Таблиця: Пропорції інвестиційних витрат, пов’язаних з центральними та децентралізованими системами вентиляції

Частка витрат, щодо агрегатів, включає в себе встановлення блоку у випадку центральної системи та розміщення блоків на даху у випадку децентралізованої системи. Частка, що стосується каналів і дифузорів, враховує витрати на монтаж. З таблиці видно, що в системах із схожими функціями управління, витрати на вимірювання та контроль центральних систем дещо вищі. Очевидно також, що порівняння окремих позицій не дає можливості зробити жодних суттєвих висновків.

Резюме

Децентралізовані системи є адаптованими. В багатьох випадках, особливо у виробничих залах, вони задовільняють різноманітні потреби щодо вентиляції більш точно, ніж центральні системи. Для максимального використання їх переваг, децентралізовані системи потребують спеціалізованих систем управління, які враховують їх структуру.