A CAV állandó és a VAV változó térfogatáramú rendszerek összehasonlítása
A légtechnikai rendszerek a hűtés, a fűtés és a légkondicionálás minden területét elláthatják önállóan vagy egyéb rendszerekkel együttműködésben. Elsődleges feladatuk azonban a megfelelő levegőminőség fenntartása a benntartózkodók komfortérzetének, egészségének és produktivitásának megőrzése érdekében. A légminőséget főként befolyásoló (károsító) tényezők, légszennyezők, szilárd részecskék, gázok, gőzök. Ezek szűrése, kivezetése, hígítása mind a tervezőmérnök mind a rendszert később fenntartó szakemberek számára jelentős feladat lehet. Már a tervezési fázisban fel kell mérni az anyagi, kivitelezési lehetőségeket, a hűtési és fűtési friss levegő igényeket, a szennyezők forrását, valamint a szennyezők bejutását az épületbe. A szubjektív és objektív szempontok, melyeket figyelembe kell venni számosak, ezért a következőkben a cikk ezek egy részére koncentrál, a CAV, vagyis állandó térfogatáramú és a VAV, vagyis változó térfogatáramú rendszerek összehasonlításában.
Tipikus légtechnikai rendszer esetén a friss levegő beszívását, szűrését, hűtését és/vagy fűtését, páratartalmának beállítását és továbbítását a légcsatorna hálózatba egy vagy több, a tetőn vagy a gépházban elhelyezett légkezelő végzi. A légcsatorna rendszer juttatja a kezelt szellőzőlevegőt a terekhez, amik egy vagy több zónára is fel lehetnek osztva. De több tér is lehet egy zóna, például irodák sora, melyek egy termosztátról vannak szabályozva. A megfelelő levegő és a hőmérséklet elosztás érdekében a szellőzőlevegő általában diffúzorokon keresztül áramlik be a kezelt térbe. A zóna egy épület része, melynek szabályzása jellemzően – de nem feltétlenül – egy helyiségtermosztátról történik.
Az elhasznált levegő visszaszívó rácsokon keresztül az elszívó légcsatornába jut, majd a légkezelőn keresztül részben vagy egészben a szabadba távozik. Amennyiben lehetséges, az elhasznált levegő hőjét hőhasznosító hőcserélővel a friss levegő fűtésére vagy hűtésére fordítjuk, amivel jelentős energiamegtakarítás érhető el. A levegő visszakeverése nem mindig megengedhető a szennyezők, a szagok, vagy a felhasználói igények miatt, és így bonyolultabb szabályzást is igényel.
CAV rendszer
Állandó térfogatáramú rendszer zónánkénti utófűtéssel
Ezeknél a rendszereknél a CIAT légkezelő vagy rooftop befúvó ventilátora állandó fordulatszámon működik, és a légcsatornába belépő szellőzőlevegő hőmérsékletét a gyári szabályzó egy bizonyos beállított értéken, általában 13°C-on tartja. A légmennyiség és a levegő hőmérséklet úgy van meghatározva, hogy az épület csúcsigényét ki tudja elégíteni. Ahhoz, hogy ez zónázható, és a befújt levegő hőmérséklet a felhasználói igényeknek és a hőszükségletnek megfelelő legyen, szükség van zónánként elhelyezett levegő utófűtőkre. Ezek lehetnek melegvizes, elektromos vagy DX fűtéssel ellátott hőcserélők. Abban az esetben, ha egy térben magas a hűtési igény, az utófűtőt a termosztát leállítja, míg az azonos rendszeren lévő másik helyiségben, ahol esetleg nem tartózkodik senki, vagy árnyékos oldalra esik, tehát csúcsigényen kívül van, az utófűtő üzemel. Ezt az utófűtési módszert többnyire akkor alkalmazzák, amikor a terhelés nagyon változékony.
Általánosságban az utófűtős állandó térfogatáramú rendszerek beruházási költsége mérsékelt. A megoldás jó hőmérséklet- és páratartalom szabályzást eredményez, valamint a megfelelő légcsere és levegőminőség is biztosítható.
A legnagyobb hátrány az energiahatékonyság. A levegő visszahűtése a beállított értékre jelentős energiabefektetést igényel, amit a csúcsidőszakon kívül vissza is kell fűteni, vagyis a légkezelő hűtő hőcserélője és az utófűtők egymás ellenében dolgoznak, ami terhelés nélkül is magas energiafogyasztást eredményez.
Utóbbiak miatt a CAV rendszer mostanában ritkán alkalmazott megoldás, de olyan projekteknél, ahol limitált a budget, jól kiszámítható, állandó a terhelés, egyszerűek a terek, minimális zónaszabályzás szükséges, továbbra is használható lehet.
VAV rendszer
Változó térfogatáramú rendszer zónánkénti mennyiségszabályzó elemmel
A CIAT légkezelő vagy rooftop befúvó ventilátora változó fordulatszámmal üzemel. A gyári szabályzó a légtechnikai rendszer legtávolabbi pontján mért nyomását tartja állandó értéken. A zónaszabályzó vezérli a mennyiségszabályzó elemet, ami a hűtési igénynek megfelelő mennyiségű levegőt juttat az adott térbe. A hűtési igénytől függetlenül a minimális frisslevegő ellátásról gondoskodni kell. Ahogy egy zónában a hűtési igény csökken, a mennyiségszabályzó elem fokozatosan zár, míg el nem éri azt az állást, ahol a megfelelő térfogatáram folyamatosan biztosított. Mint a CAV rendszereknél, itt is előfordulhat túlhűtés, amit kompenzálni kell. Ebben az esetben ez azonban lényegesen kisebb teljesítményt igényel.
Ahogy a mennyiségszabályzó elemek állása módosul, a légkezelő ventilátorának fordulatszáma nő vagy csökken a nyomás állandó értéken tartásának érdekében. Ennek előnye, hogy kisebb fordulatszámon a villamosenergia fogyasztás jelentősen csökken, mert a szállított térfogatáram a fordulatszámmal egyenesen, míg a teljesítmény köbösen arányos. Ennek eredményeképp 20% fordulatszám csökkenés ~50% teljesítményfelvétel csökkenéssel jár. Hasonló módon az elszívó ventilátor fordulatszáma is változó. Ez nagyban hozzájárul a VAV rendszerek gazdaságosságához.
A VAV rendszerek legnagyobb előnye az alacsony üzemeltetési költségük. A tereket hűtési igényeknek megfelelő levegő mennyiséggel látják el, a visszafűtés energiaigénye minimális, vagy nincs jelen, így jól lekövetik az épület változó igényeit. A beruházási költségük a szabályzó elemek miatt magasabb, mint a CAV rendszereké, így beruházás előtt érdemes számításokat végezni a hosszú távú működési költségek figyelembevételével. Esetenként előfordulhat, hogy a légmennyiség visszaszabályzása miatt a levegő cirkuláció nem megfelelő vagy elégtelen mennyiségű frisslevegő jut az adott zónába, így ezekre tervezéskor külön figyelmet kell fordítani. A VAV rendszerek egyértelműen előnyösebbek több zónára osztott épületeknél, változó terhelés és jelenlét esetén, valamint, ha az energiahatékonyság elsődleges szempont. A CIAT légkezelők és rooftopok alkalmasak a hűtési, fűtési és légkondicionálási feladatok ellátására, és gyári szabályzóik mind a CAV, mind a VAV rendszereket képesek kezelni. A CAV rendszerek fő előnye az egyszerűségük és beruházási költségük, de nehezen alkalmazkodnak a változó felhasználói igényekhez és energiafogyasztásuk magasabb, mint a VAV rendszereké. A VAV rendszereknél a túlhűtés nem jellemző probléma, a megfelelő frisslevegő ellátásra – amit üzemállapot függvényében változtatni kell – viszont külön figyelmet kell fordítani, ami bonyolultabb szabályzást és magasabb beruházási költséget eredményez.
