1

1

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Zdenko Vašatko dipl. ing.

2

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Regulacija se zasniva na mjerenju fizikalnih

veličina, usporedbi sa željenim veličinama i

korekciji u svrhu održavanja

željenih parametara

2

3

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Mala brzina zraka

4

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Velika brzina zraka

AvqV ×=

ς2

×= dpv

Apq dV ××=ς2

3

5

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Profil brzine strujanja nakon koljena

8 D

6

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Odvojak (račva)Mala brzina strujanja u glavnom kanalu

4

7

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Odvojak (račva)Velika brzina strujanja u glavnom kanalu

8

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Osjetnik tlaka (Ukupni – Statički)Laboratorijska izvedba

5

9

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Osjetnik tlaka u kanalu

∆×≅

ς2,1

WV pCq

10

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Osjetnik tlaka u kanalu iza koljena radijusa R = 1 D

6

11

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Osjetnik tlaka direktno na odvojku - Račvi

12

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijomOsjetnik tlaka u odvojku udaljeno od

račve

7

13

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Osjetnik tlaka na odvojku sa smirenjem struje zraka

14

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Praktični primjer osjetnika tlaka

8

15

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Osjetnik tlaka

Zahtjevi za izvedbu osjetnika tlaka

• Mogućnost mjerenja srednje vrijednosti tlaka

• Primjenjiv za elektronske i pneumatske regulatorske jedinice

• Neovisno mjerenje prilikom puštanja u pogon

• Jednostavna izvedba, lagano održavanje

• Ispunjavanje zahtjeva prema EN 12599, standardno kalibriran protok.

16

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Efektivni dinamički tlak

Efektivni statički tlakBrzina zraka

Metode mjerenja

9

17

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Protok kroz osjetnik je proporcionalan protoku

u glavnom kanalu

Efektivni dinamički tlak

18

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Pomak membrane je proporcionalan promjeni tlaka u glavnom kanalu

Efektivni statički tlak

10

19

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

paralelno mjerenje nije moguće!

Efektivni dinamički tlak

20

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Efektivni dinamički tlak

11

21

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Paralelno mjerenje je moguće!

Efektivni statički tlak

22

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

dinamičko statičko

Primjenjivo za protok 10 to 100% ca. 17% (20%) do 100%

Cijena 100% ca. 250%

OgraničenjaZagañeni zrak –

prašina, ograničena dužina cjevčica

Položaj osjetnika -gravitacija

Puštanje u pogon - kontrola

Nemogućnost paralelnog mjerenja

Moguće paralelno mjerenje

Održavanje Nema potrebeJednom godišnje -

preporuka

Usporedba dinamičko – statičko mjerenje

12

23

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Regulator protoka

Osjetnik tlaka

Pretvarač diferencijalnogtlaka

Upravljačka jedinica

Motorni pogon

zaklopka

Smjer zraka

Porast tlaka u kanalu

Porast efektivnog tlaka

Pomak zaklopke

qV = C * ∆∆∆∆pw

Konstantan protok

Upravljački signal iz sobnog regulatora

Princip rada - osnove

24

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

pukpst

pb

∆pst min

Starna visokog

tlaka

Strana niskog

tlaka

Pad tlaka u regulatoru protoka

13

25

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

1

prostorija

Kondicionirani

zrak

Količinska regulacija temperature prostorije, kaskadna izvedba

1 Regulator protoka

1

2 Sobni temperaturni regulator

32

26

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Odvodni zrak Kondicionirani zrak

prostorija

Količinska regulacija temperature Slijedna regulacija (Master slave )

14

27

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

odsis Kondicionirani

zrak

prostorija

Količinska regulacija temperatureParalelna izvedba

28

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Primjeri regulatora

• visoki akustičiki zahtjevi

• zrakotijesno zatvaranje

15

29

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

• normalni akustički zahjevi

• zrakotijesno zatvaranje

• povoljna cijena

Primjeri regulatora

30

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

• zagañen ili agresivan zrak (odsis)

• zrakotijesno zatvaranje

Primjeri regulatora

16

31

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

• normalni akustički zahtijevi

• veliki protok

Primjeri regulatora

• zrakotijesno zatvaranje

32

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

• visoki akustički zahtijevi

• dvokanalni sustav

• zrakotijesno zatvaranje

Primjeri regulatora

17

33

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

• konstantna količina

• bez pomoćne energije

• povoljna cijena

Primjeri regulatora

34

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

• povoljna cijena

• bez pomoćne energije

• konstantna količina

Primjeri regulatora

18

35

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Porast tlaka u sustavu

Reguliran protok

Promjena protoka

Reguliran protok

Lisnata opruga

Princip rada regulatora bez pomoćne energije

Punjenje vrečice – zatvaranje zaklopke

36

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

REGULACIJSKE ŽALUZINE

B

H

38

180

16

5

180 38

16

5

Paralelne lamele Protuhodne lamele

19

37

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom• • • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • •

Lamele sa zupčanicima, protuhodne

B

H

38 120

10

0

38

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

ζ1ζ2ζ3

ζ1 = const. Smjer zraka

ζ2 = const.

ζ3 = f (α)

20

39

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom• • • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • •

Paralelne lamele Protuhodne lamele

∆∆∆∆pt2∆∆∆∆pt1

αααα1 = αααα2 ∆∆∆∆pt1 < ∆∆∆∆pt2

40

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

ζ =∆pt

ρ/2 ·v ²

(ρ = 1.2 kg/m³)

Karakteristični dijagram

90°

Closed

80°0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70°

Open Blade angle α

0.1

0.512

510

50100

500

Protuhodne lopatice

ζ

Paralelne lopatice

1000

500010000

40000

21

41

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

42

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

22

43

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Potrošnja energije kao funkcija pada tlaka – otpora sustava

• Sa energetskog gledišta, neobično je

važno projektirati sustav sa minimalnim

otporima, jer to znači minimalni utrošak

energije za transport zraka unutar kanalne

mreže

44

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

• Sa stanovišta regulacije, veći pad tlaka na

elementima uravnoteženja omogućuje

bolje i pouzdanije uravnoteženje sustava

ali istovremeno povećava potrošnju

energije.

23

45

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Primjer potrošnje energije za transport zraka

• Poslovna grañevina

• 50000 m3/h kondicioniranog zraka (poslovni centar sa

ca.1500 ljudi tijekom radnog vremena 30 m3/h osoba)

• Pogon 365 dana u godini, 24h dnevno

• Eukupno=161030 kWh

• Emisija CO2 u atmosferu 88 566 kg/god

46

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Primjer potrošnje energije za transport zraka

• Poslovna grañevina

• 50000 m3/h kondicioniranog zraka (poslovni centar sa

ca.1500 ljudi tijekom radnog vremena 30 m3/h osoba)

• Pogon 260 dana u godini, 12h dnevno – dnevni režim

• Ostali dio godine pogon 50%

• Eukupno=70255 kWh

• Emisija CO2 u atmosferu 38 600 kg/god

24

47

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Individualna regulacija temperature promjenom količine zraka

48

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Shematski prikaz složenog sustava regulacije više prostorija grañevine

25

49

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

zatvaranje regulatora protoka sa maksimalne na minimalnu količinu zraka

Vmin Vmax V (m3/h)

p (

Pa)

P1

P2

Ventilator 100%

1

2

50

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Održavanje tlaka u kanalnom razvodu

p (

Pa)

P1 =

P3

Ventila

tor <

100%

26

51

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Optimiranje radne točke ventilatora (ureñaja za kondicioniranje zraka)

p (

Pa)

P1=

P3

P4

P2

p=

P2-P

4

52

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

27

53

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

Zaključak:

• Proračunom pada tlaka potrebno je optimirati geometriju

kanalne mreže u funkciji brzine i veličine pada tlaka radi

smanjenja potrošnje energije i smanjenja efekta buke.

• Regulacijom promjene količine zraka sustav treba težiti

održavanju konstantnog tlaka kanalne mreže uz korekciju

prema otvorenosti lokalnih regulacijskih elemenata.

• Regulacija količinskog učina sustava rješava se primjenom

pogona ventilatora sa kontinuirano promjenjivim brojem

okretaja.

• Smanjenje potrošnje pogonske energije je u direktnoj vezi sa

zaštitom okoliša smanjenjem emisije CO2.

• Smanjenje emisije CO2 prema EU smjernicama povećava

gospodarski učin sustava.

54

Uravnoteženje zračnih sustava i regulacija u svrhu gospodarenja energijom

HVALA NA PAŽNJI!