Doporučení pro měrný příkon ventilátoru (SFP) a účinnost vzduchotechnických systémů – V.

Datum: 12.5.2014  |  Autor: P.G. Schild, M. Mysen  |  Recenzent: prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc.

Spotřeba energie při provozu ventilace může být významně snížena díky návrhu účinných vzduchotechnických systémů s nízkým příkonem ventilátorů, a tím pádem i nízkou hlučností ventilátorů. Účinnost ventilačních systémů je zatím obecně poměrně nízká, nicméně existuje v této oblasti nemalý potenciál využitelný pro její zvyšování.

5 Prvky ventilačního systému – tlaková ztráta

5.1 Celková tlaková ztráta systému – empirická pravidla

Nejdůležitějším prostředkem pro snížení příkonu ventilátoru je minimalizace odporu proudění. Tab. č. 5 uvádí empirické hodnoty tlakové ztráty komponentů u konvenčního systému nuceného větrání ve velkých budovách.

Tab. č. 5: Empirické hodnoty tlakové ztráty komponentů pro velké budovy
Špatný návrhObvyklý návrhDobrý návrh
VZT jednotkarychlost proudění [m/s]2,52,01,5
filtr kapsový EU3 [Pa]807050
filtr kapsový EU5 [Pa]14011575
filtr kapsový EU9 [Pa]190–250160110
rotační tepelný výměník [Pa]200–25015090–100
topné těleso [Pa]1208040
chladicí zařízení [Pa]14010060
zvlhčovač [Pa]604020
tlumič ventilátoru [Pa]80–2355030
celková interní tlaková ztráta jednotky  [Pa]670420250
Distribuce vzduchupotrubní vedení (přívod nebo odtah) [Pa]300–490200–230100–115
tlumiče v potrubí [Pa]15100
VAV boxy [Pa]11211225
koncové dohřívací zařízení [Pa]105500
sací komora [Pa]1005030
distribuční prvek (přívod či odtah) [Pa]705020
odsávací nástavec/dýza [Pa]175175175
účinnost větracího systému [%]405063
měrný příkon ventilátorů SFP [kPa]631,3

Tab. č. 6 ukazuje celkové tlakové ztráty komponentů v konkrétní budově s rovnotlakým větráním a rekuperací tepla. Je z toho patrné, že na celkové tlakové ztrátě se téměř stejným dílem podílí VZT jednotka a distribuční systém. Většinu tlakové ztráty lze odstranit chytrým aerodynamickým návrhem a volbou VZT jednotky s větší průřezovou plochou.

U hybridních větracích systémů tvoří příspěvek přirozených hnacích sil (vítr a komínový efekt) méně než 1 % energetické úspory oproti konvenčnímu větracímu systému s vysokou tlakovou ztrátou. Zbývajících 99 % úspory je ve skutečnosti výsledkem sníženého odporu proudění. Mimoto všechny větrací systémy potenciálně mohou, nezávisle na odporu proudění, dosáhnout a využít stejné přirozené hnací síly. Hybridní systémy proto mohou být nazývány také systémy „s velmi nízkou tlakovou ztrátou“.

Tab. č. 6: Příklad celkové tlakové ztráty komponentů větracího sytému ve velké budově při návrhovém průtoku vzduchu. [31], [32]
Špatný návrhDobrý návrhHybridní větrání
Přívoddistribucepřívodní žaluzie & potrubí70250
VZT jednotkafiltr skup. F5–F7*2505027
tepelný výměník25010013
ohřívač100400
účinek systému, →ventilátor3000
tlumič20000
distribuceúčinek systému, ventilátor→33000
přívodní potrubí1501001
distribuční prvky503012
Odtahdistribucedistribuční prvky30200
odtahové potrubí120801
VZT jednotkatlumič10000
filtr skup. F5–F7*250500
tepelný výměník25010013
účinek systému, →ventilátor3000
distribuceúčinek systému, ventilátor→330300
odtahové potrubí + žaluzie2502017
A: distribuční systém – součet [Pa]133030531
B: VZT jednotka – součet [Pa]146034053
C: přirozené hnací síly [Pa]neuvažuje seneuvažuje se−4
Součet celkový (A+B+C) [Pa]279064584
Účinnost větracího systému [%]286340
Měrný příkon ventilátorů SFP [kW/(m3s)]1010,2
* konečná tlaková ztráta filtru před výměnou

Systémy v rodinných domech obvykle mají nižší tlakovou ztrátu vlivem distribuce vzduchu, než je uvedeno výše. Praxí ověřené systémy běžně mají externí tlakovou ztrátu v systému přívodního nebo odtahového potrubí přibližně 70 Pa. Takže celková tlaková ztráta pro rovnotlaký systém bytového větrání s rekuperací je standardně 400 Pa. Na druhé straně mají tyto malé systémy nižší účinnost větracího systému, standardně 15 % při použití tradičních AC motorů. Tomu odpovídá měrný příkon ventilátorů SFP ve výši přibližně 2,7 kW/(m3/s) při normálním průtoku vzduchu.

5.2 Filtry

5.2.1 Druhy filtrů a jejich aerodynamické vlastnosti

Vzduchové filtry mají dvě funkce. Čistí přiváděný vzduch a chrání součásti VZT jednotky před znečištěním, obzvlášť tepelné výměníky a ventilátory. Tlaková ztráta filtrů se postupně zvyšuje, jak se filtry zanášejí, a může překročit 250 Pa. Filtry tudíž tvoří velkou část tlakové ztráty větracího systému.

5.2.1.1 Kapsové filtry

Nejběžnějšími filtry jsou kapsové filtry ze skleněných vláken nebo z plastu. Někdy se používá elektrostatický materiál, který má tendenci postupem času ztrácet své vlastnosti a není všeobecně doporučován. Jiné mají navíc vrstvu aktivního uhlí, která se doporučuje pro oblasti se znečištěním z dopravy apod. Kapsové filtry jsou k dostání v různých filtračních kategoriích:

Jemné filtry zachytí částice menší než 1 mikrometr. Účinnost odstranění částic tohoto filtru je poměrně nezávislá na rychlosti vzduchu. Z hlediska energetické účinnosti by měla být plocha povrchu filtru co největší, aby se snížila tlaková ztráta přes filtr. Kapsy se zužujícím se tvarem (tj. průřez tvaru „VVV…“ na rozdíl od „UUU…“) umožňují rovnoměrnější průtok vzduchu přes oblast filtrační kapsy, a tudíž nižší tlakovou ztrátu.

Hrubé filtry zachytí částice větší než 1 mikrometr. Pohybová energie se podílí na účinnosti filtrace. Je proto nutné dosáhnout určité rychlosti vzduchu, aby bylo dosaženo požadovaného účinku filtrace. Nelze jednoduše zvýšit plochu filtru, aby se snížila tlaková ztráta hrubého filtru, protože tím by se snížila pohybová energie proudění a účinnost filtrace. Ze stejného důvodu nejsou hrubé filtry vhodné pro systémy s výraznou proměnlivostí průtoku vzduchu. Z důvodu odlišného principu je umístění hrubého filtru před jemný filtr ekonomické jen ve výjimečných případech. Takové provedení by nejen vedlo ke zvýšení celkové tlakové ztráty, ale také by to obvykle jen mírně prodloužilo životnost jemného filtru. Potřeba delší VZT jednotky a náklady spojené s údržbou více filtrů jsou dalšími důvody proti takovému řešení.

5.2.1.2 Elektrostatické precipitátory (ESP)

Existují různé typy ESP filtrů. Obvykle mají nižší tlakovou ztrátu než kapsové filtry, a mají proto větší energetickou účinnost. Další výhodou je jejich vysoká účinnost. A také jsou méně náchylné na usazování bakterií než kapsové nebo HEPA filtry. Typickým problémem ESP filtrů je to, že jimi projdou velké částice a kusy nabitých částic se mohou oddělit od elektrody a dostat se do přívodního vzduchu. Jedním z možných řešení tohoto problému je nechat vzduch procházet nízkou rychlostí komorou za filtrem, takže velké částice & kousky spadnou na dno pravidelně čištěné komory. Jiným řešením je použití hrubých filtrů před elektrostatickým precipitátorem. Precipitátory jsou také známy produkcí toxického ozónu a oxidů dusíku. Nicméně vnitřní koncentrace ozónu může být stále nižší než venkovní koncentrace.

5.2.2 Doporučení pro vzduchové filtry
  • Zvažte pečlivě potřebu filtru. V mnoha případech postačí jemný filtr na straně sání a na straně výtlaku. Pamatujte si, že umístění hrubého a jemného filtru za sebou je zřídkakdy ekonomicky efektivní.
  • Zvažte použití elektrostatického precipitátoru.
  • Používejte kapsové filtry s velkou plochou povrchu, tj. nízká rychlost přes filtry.
  • Stanovte frekvenci výměny filtru (tj. konečný tlak filtru) z ekonomických důvodů. Požádejte prodejce filtrů o pomoc při takových výpočtech.
  • Zvažte vynechání filtru na výtlačné straně v budovách s osvědčeným postupem úklidu budov a větracího systému.

5.3 Další prvky VZT jednotky – ohřívač/chladič a tepelný výměník

5.3.1 Jednotlivé typy a jejich aerodynamické vlastnosti

Ohřívače/chladiče a tepelné výměníky představují významný podíl na celkovém odporu systému. Nízká rychlost vzduchu v těchto komponentech je tudíž důležitá. Je běžnou praxí dimenzovat rychlost vzduchu ve VZT jednotce na 2,5 m/s. Nicméně nižší rychlost, okolo 1,5 m/s, v mnoha případech sníží náklady životního cyklu (LCC). Nižší rychlost vzduchu také zvyšuje tepelnou účinnost ohřívačů/chladičů a tepelných výměníků.

Obr. č. 34: Ukázka VZT jednotky s rotačním tepelným výměníkem a se škrticím ventilem navíc (Δp dolní index škrcení), který je umístěn na straně odtahu vzduchu, aby zabránil nežádoucímu směru pronikání vzduchu přes výměník, p dolní index 3→p dolní index 2> (zdroj: Förening V)
Obr. č. 34: Ukázka VZT jednotky s rotačním tepelným výměníkem a se škrticím ventilem navíc (Δpškrcení), který je umístěn na straně odtahu vzduchu, aby zabránil nežádoucímu směru pronikání vzduchu přes výměník, p3p2 (zdroj: Förening V)

U rotačních tepelných výměníků způsobí kladná tlaková ztráta mezi stranou přívodu a stranou odtahu VZT jednotky pronikání kontaminovaného odpadního vzduchu přes kartáče do proudu přiváděného vzduchu. Tomu lze zabránit promyšleným dimenzováním prvků VZT jednotky nebo použitím škrtícího ventilu (viz Obr. č. 34) tak, že tlaková ztráta p3 − p2 není kladná. Obvykle je návrh této přídavné tlakové ztráty úkolem prodejce VZT jednotky. Avšak jen výjimečně je to provedeno správně, protože výpočet je závislý na externí tlakové ztrátě ve čtyřech přilehlých potrubích. Projektanti TZB by proto měli překontrolovat, že je to spočteno správně.

5.3.2 Doporučení
  • Stanovte velikost jednotky na základě ekonomického hodnocení, ve kterém zohledníte jak investiční, tak provozní náklady (LCC). Požádejte prodejce VZT jednotky o pomoc s těmito výpočty. Započtěte stavební náklady. Optimální jednotky mají jmenovitou rychlost ≤ 1,5 m/s.
  • Zohledněte skutečnost, že nižší rychlost zvyšuje tepelnou účinnost výměníků. Možná půjde snížit počet řad ohřívačů/chladičů, tzn. další snížení tlakové ztráty.
  • Pokud má rekuperace tepla vysokou účinnost (teplotní poměr > 80 %), je možné uvažovat o vynechání ohřívače a tím o dalším snížení tlakové ztráty a délky VZT jednotky. U tohoto opatření by měla být realizována automatika zajišťující zastavení jednotky a uzavření přívodní klapky v případě rizika námrazy.
  • Zvažte variantu s bypassem osazeným paralelně s tepelným výměníkem. Bypass je otevřený, když se tepelný výměník nepoužívá, takže výrazně snižuje tlakovou ztrátu. Často je to však nepraktické kvůli nedostatku místa.
  • U VZT jednotek s rotačním tepelným výměníkem ověřte, že tlakové ztráty jednotlivých vnitřních prvků VZT jednotky jsou správně stanoveny, aby se zamezilo pronikání odváděného vzduchu do proudu přívodního vzduchu. Dodatečné přiškrcení se spočítá podle [2] nebo [36].

5.4 Transport vzduchu a distribuční soustava (potrubní rozvody)

5.4.1 Distribuční soustava a její aerodynamické vlastnosti

Nejnižší tlakové ztráty je možné dosáhnout využitím kanálů pro transport vzduchu integrovaných v budově. Jsou to třeba chodby či schodišťové šachty pro přesun vzduchu nebo dutiny pod podlahou pro přívod vzduchu [25]. Nicméně následující část tohoto návodu se věnuje potrubním systémům, které se staly všudypřítomnými z jiných praktických důvodů.

Návrh potrubního systému má velký vliv na funkci větrání a energii ventilátoru. Potrubní trasa s největším odporem proudění od VZT jednotky ke koncovému prvku se nazývá „kritická trasa“ (na Obr. č. 35 znázorněno čárkovaně). Tato trasa určuje tlakovou ztrátu v celé potrubní soustavě. Pokud se změní návrh potrubí na kritické trase za účelem snížení tlakové ztráty, může se stát, že se kritická trasa přesune k jinému koncovému zařízení. Nová kritická trasa potrubí může být postupně upravována pro dosažení dalšího snížení tlakové ztráty systému. Optimalizace potrubního systému tedy využívá metodu pokus-omyl, přičemž se k výpočtu tlakové ztráty pro různé varianty potrubního systému používá software. Je výhodné, když projektant TZB spočítá tlakovou ztrátu v rané fázi projektu, takže lze uvážlivě zvolit umístění a velikost technických místností a trasy páteřních rozvodů. Výpočty by měly být aktualizovány v podrobné fázi návrhu a také v případě pozdějších změn.

Obr. č. 35 a Obr. č. 36 ukazují, jak lze díky malým změnám na kritické trase dramaticky snížit tlakovou ztrátu v potrubní soustavě.

Obr. č. 35 je dílem projektanta rozvodů, který si nebyl zcela vědom vlivu návrhu na tlak v systému. Celková tlaková ztráta ve výši 168 Pa je dána tlakovou ztrátou na kritické trase ke „kritickému koncovému zařízení“ (zcela otevřeno, s tlakovou ztrátou 10 Pa). Přes polovinu celkové tlakové ztráty tvoří dvě hlavní větvení (4cestná křížení) se špatným aerodynamickým provedením. Jejich výměnou za pravoúhlá kolena a velkorysejším dimenzováním pomocí pravidla jedné třetiny18 lze celkový tlak snížit na méně než polovinu (Obr. č. 36). Výsledkem je méně než poloviční příkon ventilátoru.

Obr. č. 35: Tlaky u špatně navrženého systému. Požadovaný tlak ventilátoru je 168 Pa. Bohužel tento způsob řešení je velmi běžný. Silné přiškrcení dvou regulačních klapek může vyžadovat tlumiče navíc. Kritická trasa je znázorněna čárkovaně (zdroj: SINTEF)
Obr. č. 35: Tlaky u špatně navrženého systému. Požadovaný tlak ventilátoru je 168 Pa. Bohužel tento způsob řešení je velmi běžný. Silné přiškrcení dvou regulačních klapek může vyžadovat tlumiče navíc. Kritická trasa je znázorněna čárkovaně (zdroj: SINTEF)
Obr. č. 36: Optimální řešení. Tlaková ztráta je snížena ze 168 Pa na 73 Pa. Všimněte si, že opatření pro snížení tlakové ztráty změnila kritickou trasu (kritická koncová jednotka má Δp = 10 Pa). Množství škrticích/vyrovnávacích prvků je sníženo, což také snižuje hlučnost. Systém nepotřebuje vyrovnávací klapky, zjednodušuje spuštění a dále snižuje hlučnost (zdroj: SINTEF)
Obr. č. 36: Optimální řešení. Tlaková ztráta je snížena ze 168 Pa na 73 Pa. Všimněte si, že opatření pro snížení tlakové ztráty změnila kritickou trasu (kritická koncová jednotka má Δp = 10 Pa). Množství škrticích/vyrovnávacích prvků je sníženo, což také snižuje hlučnost. Systém nepotřebuje vyrovnávací klapky, zjednodušuje spuštění a dále snižuje hlučnost (zdroj: SINTEF)

Hlavní rovná potrubí by měla být dimenzována tak, že jejich tlaková ztráta je menší než 0,8 Pa/m. Větvení a kolena v ohybech na kritické trase by se měly volit tak, aby nepřekročily ztrátu 5 Pa. Navíc tlaková ztráta pro kritické koncové zařízení by se měla zvolit co nejnižší, aniž by narušila požadavky na vyvážení a dosah proudu. Projektant by se měl snažit o celkovou tlakovou ztrátu přívodního nebo vratného potrubního systému 150–250 Pa u velkých zařízení a 70 Pa u bytových jednotek (viz Tab. č. 5).

5.4.2 Principy návrhu efektivního potrubního systému
  • Při návrhu potrubního systému se snažte minimalizovat délku potrubí a počet ohybů.
  • Používejte kruhové potrubí s pevnými stěnami, ideálně s pryžovým těsněním. Má to mnoho výhod oproti čtyřhrannému potrubí včetně nižší tlakové ztráty pro danou hmotnost/cenu potrubí a menší unikání vzduchu netěsnostmi. Vyhněte se rozsáhlému používání flexibilního potrubí.
  • Na kritické trase použijte optimální prvky. Hlavně používejte kolena místo T-kusů. Pokud je to možné, použijte dvě kolena s úhlem 45° místo jednoho s úhlem 90°. Jsou-li za sebou zařazena dvě pravoúhlá kolena, měla by mezi nimi být vzdálenost odpovídající min. trojnásobku průměru potrubí.
  • Používejte distribuční prvky s tlakovou ztrátou ≤ 30 Pa. Nízkorychlostní distribuční prvky pro zdrojové větrání pracují s nižší tlakovou ztrátou než vysokorychlostní přívodní prvky pro směšovací proudění. Přidanou hodnotou zdrojového větrání je jeho vysoká účinnost [39].
  • Jakékoliv vyrovnávací klapky na kritické trase by měly být zcela otevřeny. Každé hlavní potrubí by mělo mít aspoň jednu odbočku, která má zcela otevřenou regulační klapku/distribuční prvek, nebo nemá žádnou klapku.
    → U systémů s konstantním průtokem vzduchu je toho dosaženo vyvážením za použití proporcionální metody.
    → U systémů s proměnným průtokem vzduchu je toho dosaženo SPR regulací.
  • Hlavní potrubí dimenzujte na tlakovou ztrátu ≤ 0,8 Pa/m.
  • Jak soustava přívodního, tak odvodního potrubí vyžaduje pravidelné kontroly a čištění [3], [11], [12], [38]. Pokud tak neučiníte, povede to ke špatné kvalitě vnitřního vzduchu a vyššímu odporu proudění.

5.5 Výdechy odpadního vzduchu (vč. střešních komínků)

5.5.1 Výdechy a jejich aerodynamické vlastnosti
Obr. č. 37: (a) dýzový nástavec s vysokou tlakovou ztrátou, (b) nástavec s nízkou tlakovou ztrátou. Oba nástavce mají odvodnění pro případ deště (zdroj: SINTEF)
(a) (b)        
Obr. č. 37: (a) dýzový nástavec s vysokou tlakovou ztrátou, (b) nástavec s nízkou tlakovou ztrátou. Oba nástavce mají odvodnění pro případ deště (zdroj: SINTEF)

Dýzové střešní nástavce (dýzové odtahy; Obr. č. 37a) se často používají jako vysokorychlostní výdechy odpadního vzduchu aby se zabránilo mísení odpadního vzduchu s nasávaným čerstvým vzduchem. Dýzové nástavce jsou často navrhovány s tlakovou ztrátou přes 100 Pa, což způsobuje významný nárůst spotřeby energie ventilátoru (měrný příkon SFP se zvýší o 0,2 kW/(m3/s) za předpokladu 50% účinnosti větracího systému). Výdech by měl být raději umístěn v dostatečné vzdálenosti od místa nasávání, aby dýzový nástavec nebyl vůbec nutný, bez použití dlouhých potrubí pro přívod a vývod (např. pokyny v Příl. A normy EN 13379). Kromě toho jsou možné i alternativní návrhy nástavců s nízkou tlakovou ztrátou (např. Obr. č. 37b).

Je-li použití dýzového nástavce nevyhnutelné, např. pro větrání laboratoří, měly by být zvoleny ty s co nejnižší výfukovou rychlostí, při které ještě není riziko zkratového proudění směrem k nasávání vzduchu [35].

5.5.2 Doporučení pro výdechy
  • Prvky pro nasávání a výfuk vzduchu umístěte tak, abyste zabránily zkratovému proudění od místa výfuku k nasávání, přičemž ale zachovejte co nejkratší přívodní a odvodní potrubí.
  • Jsou-li vysokorychlostní dýzové nástavce nevyhnutelné, snažte se o návrh s cílem udržet tlakovou ztrátu co nejnižší (max. 50 Pa).

5.6 Tlumiče hluku

5.6.1 Typy tlumičů hluku a jejich vlastnosti

Vztah mezi změnou rychlosti vzduchu a tvorbou hluku v potrubí je:

vzorec 0.17 (0.17) [dB]
 

kde je

ΔLw
– změna hladiny akustického výkonu [dB]
v1
– původní rychlost vzduchu [m/s]
v2
– nová rychlost vzduchu [m/s]
 

To znamená, že při snížení rychlosti o 25 % vzniká o cca 7 dB menší hluk, což odpovídá útlumu hluku v 0,5 m dlouhém tlumiči.

V praxi to znamená, že systémy s nízkou hodnotou SFP mají méně problémů se vznikajícím hlukem, a tudíž nepotřebují v soustavě tolik tlumičů (větším problémem mohou být přeslechy, to je však způsobeno snadnějším šířením hluku ve větších potrubích).

Hluk ventilace by se měl ideálně tlumit/odstranit u zdroje. Z tohoto důvodu může být použito centrální tlumení hluku ve VZT jednotce (hluk ventilátoru), nebo lokální v potrubí (hluk vznikající prouděním vzduchu):

5.6.1.1 Tlumiče VZT jednotek (centrální snížení hluku)
Obr. č. 38: (a) Obdélníkový vložkový tlumič (s přepážkami); (b) Kruhový tlumič bez přepážek (zdroj: Lindab)
Obr. č. 38: (a) Obdélníkový vložkový tlumič (s přepážkami); (b) Kruhový tlumič bez přepážek (zdroj: Lindab)
Obr. č. 39: (a) axiální ventilátor s tlumičem u zvonovitého sacího nástavce a tlumičem  na výstupu (červeně) (zdroj: M&I Air Systems Engineering); (b) radiální ventilátor s tlumičem na výstupu
Obr. č. 39: (a) axiální ventilátor s tlumičem u zvonovitého sacího nástavce a tlumičem na výstupu (červeně) (zdroj: M&I Air Systems Engineering); (b) radiální ventilátor s tlumičem na výstupu

Standardní vložkové tlumiče VZT jednotek mohou mít tlakovou ztrátu 50–100 Pa (Obr. č. 38a). To je často zbytečně energeticky náročné. Lepší alternativou je tlumič s nízkou tlakovou ztrátou umístěný hned za ventilátorem:

Tlumiče u sacích nástavců ve tvaru zvonu a tlumiče se zpětným ziskem tlaku na výstupu mají optimální aerodynamický tvar (Obr. č. 39). Tlumiče na výstupu také získávají zpět velkou část dynamického tlaku ventilátoru jako statický tlak. To snižuje účinnou tlakovou ztrátu systému v porovnání s VZT jednotkami bez opětovného zisku statického tlaku za ventilátorem. Aby se dosáhlo co nejlepší výkonnosti, měly by být tyto ventilátory navrženy individuálně a měly by být, pokud možno, integrovány do VZT jednotky.

Hromadně vyráběné tlumiče: Existují také běžnější potrubní tlumiče pro VZT jednotky s minimální ztrátou na přívodu i na odtahu z důvodu jejich tvaru (např. Obr. č. 38b). Takové tlumiče mohou být dimenzovány na maximální tlakovou ztrátu 20 Pa.

Pokud je blízko přívodu nebo vývodu do/z ventilátoru potrubí s ohybem, může se s výhodou použít kruhový tlumič v kolenu nebo čtyřhranný ohyb se zakřivenými přepážkami nebo akustickými naváděcími lopatkami.

5.6.1.2 Potrubní tlumiče hluku (lokální snížení hluku)

Potrubní tlumič je v principu prvkem potrubí, jehož vnitřní povrch je pokryt zvukově pohltivým materiálem. Tlumič by měl mít stejnou vnitřní průřezovou plochu jako navazující potrubí, aby se minimalizoval odpor proudění. Tlumič by měl být přístupný pro kontrolu a čištění! Tlumiče s přepážkami ztěžují čištění (Obr. č. 38b).

5.6.2 Doporučení pro tlumiče hluku
  • Spočítejte hladinu hluku, ideálně pomocí stejného softwaru, který se používá pro návrh systému rozvodů a výpočet tlakové ztráty. Větrací systémy s nízkou tlakovou ztrátou mají nízkou hlučnost.
  • Tlumiče VZT jednotek by měly mít tlakovou ztrátu max. 20 Pa. V ideálním případě se snažte zvolit nebo individuálně sestavit aerodynamicky tvarované tlumiče, které zajišťují opětovný zisk statického tlaku za ventilátorem.
  • Potrubní tlumiče volte co nejdelší.
  • Potřeba tlumení hluku není tak velká u energeticky účinných větracích systémů s nízkou rychlostí a u aerodynamicky dobře propracovaných řešení.

6 Rozdělení odpovědnosti

Aby byla implementace požadavků na měrný příkon ventilátoru SFP v oblasti stavebnictví úspěšná, musí si být jednotliví účastníci celého procesu vědomi svých specifických úkolů:

  • Vlády/stavební úřady by měly implementovat co nejvíce požadavků na ukazatel SFP do svých stavebních předpisů a v ideálním případě také implementovat postupy pro povinné stavební kontroly.
  • Výrobci VZT jednotek by měli vytvořit dostupný software pro přesný výpočet ukazatelů SFPe a SFPv pro uživatelsky definované pracovní body. Takový software by měl být nejlépe certifikován (např. EUROVENT). Výrobci by také měli zajistit, že jejich VZT jednotky umožňují snadné a přesné měření průtoku vzduchu, příkonu ventilátoru, dopravního tlaku a měrného příkonu SFP.
  • Projektanti TZB by měli stanovit cílový SFP pro každou navrhovanou budovu, aby splnili předpisy o energetické náročnosti. Také by měli spočítat tlakovou ztrátu systému rozvodů a průtoky vzduchu a tyto údaje použít jako vstup pro výpočet ukazatele SFP pomocí softwaru od výrobce VZT jednotky. Měli by zohlednit všechny ventilátory v budově, i odtahové ventilátory na WC, kuchyňské digestoře apod.
  • Dodavatelé zařízení by měli po instalaci vzduchotechniku náležitě uvést do provozu a nahlásit změřený výkon ventilátoru v souladu s dohodnutými obchodními pravidly.
  • Auditoři/kontroloři by měli důkladně zkontrolovat zprávy o uvedení do provozu a měli by provést náhodná kontrolní měření.

7 Odkazy

  • [1] IEEE 112. IEEE Standard Test Procedure for Polyphase Induction Motors and Generators
  • [2] EUROVENT 6/8. Recommendations for calculations of energy consumption for air handling units, 2005. www.eurovent-association.eu
  • [3] ASHRAE/ACCA Standard 180. Standard Practice for Inspection and Maintenance of Commercial Building HVAC Systems
  • [4] AMCA 205. Energy efficiency classification for fans
  • [5] Danish Standard DS 447
  • [6] International Standard ISO 5801. Industrial fans – Performance testing using standardized airways
  • [7] European Standard EN 12599. Ventilation for buildings – Test procedures and measuring methods for handing over installed ventilation and air conditioning systems
  • [8] International Standard ISO 12759. Fans – Efficiency classification for fans
  • [9] European Standard EN 13053. Ventilation for building – Air handling units – Ratings and performance for units, components and sections.
  • [10] European Standard EN 13779. Ventilation for non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems.
  • [11] European Standard EN 15239. Ventilation for buildings – Energy performance of buildings – Guidelines for inspection of ventilation systems
  • [12] European Standard EN 15240. Ventilation for buildings – Energy performance of buildings – Guidelines for inspection of air-conditioning systems
  • [13] IEC 60034-2-1. Rotating electrical machines – Part 2-1:Standard methods for determining losses and efficiency from tests
  • [14] IEC 60034-30. Rotating electrical machines – Part 30: Efficiency classes of single-speed, three-phase, cage-induction motors
  • [15] IEC 60034-31. Guide for the selection and application of energy-efficient motors including variable speed applications
  • [16] AMCA Fan Application Manual. www.amca.org
  • [17] ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment. Atlanta: www.ashrae.org. 2008 [Chapter 20 – Fans, and Chapter 44 – Motors, Motor Controls, and Variable-Speed Drives].
  • [18] Fan Application Guide, CIBSE publication TM42. London: www.cibse.org. 2006. ISBN 1903287685. [45 pages]
  • [19] Fan installation effects – A guide to installed fan performance. FMA Guidance Note 1. UK: www.feta.co.uk/fma/
  • [20] Fan efficiency. FMA Guidance Note 4. UK: www.feta.co.uk/fma/
  • [21] Ragden, Peter. Market Study for Improving Energy Efficiency for Fans. Stuttgart: Fraunhofer-Informationzentrum Ruam and Bau (IRB) Verlag. ISBN 9783816761372
  • [22] Arthur D. Little Inc. Opportunities for Energy Savings in the Residential and Commercial Sectors with High-Efficiency Electric Motors – Final Report. U.S. DoE. 1999
  • [23] Motor Provisions in the Energy Policy Act of 1992. http://www.aceee.org/motors/epactapp.htm
  • [24] Nilsson, L.J. ‘Air-handling energy efficiency and design practices’, Energy & Buildings, Vol. 22 (1995), pp. 1–13
  • [25] Schild, P. G. ‘Ductless ventilation – Refurbishing an old listed building into modern energy-efficient offices’. In Indoor Air 2008, proceedings. 2008, paper ID 646.
  • [26] Overview of reports from the EU-RESHYVENT project on residential hybrid ventilation. Literature list 33, www.aivc.org
  • [27] Hydeman, Taylor, Stein, Kolderup & Tong. ‘Advanced Variable Air Volume System Design Guide’, CEC Report P500-03-082-A-11, October 2003.
  • [28] Liu, Claridge & Deng. ‘An air filter pressure loss model for fan energy calculation in air handling units’. Int. J. of Energy Research, Vol. 27 (2003), No. 6, Pp. 589–600
  • [29] Craig Wray. Personal communication. LBNL, 2009
  • [30] de Almeida, A. T.; P. Angers; C. U. Brunner; M. Doppelbauer. Motors with Adjustable Speed Drives: Testing Protocol and Efficiency Standard. 2009
  • [31] K. Mehlsen, Eleffektiv dimensionering af ventilationsanlaeg (Electricity-efficient design of air-handling systems), Report to the Danish National Board of Buildings, by Crone and Koch, Radgivande Ingeniorfirma A/S, Charlottenlund, Denmark, 1989 (in Danish).
  • [32] Wachenfeldt, B. J. & P. O. Tjelflaat. ‘Field Measurements of Pressure Characteristics for Components in a Hybrid Ventilation System’. Int. J. Ventilation. Vol. 3 (2005), No. 4, pp. 295–306
  • [33] Schaffer, M.E. A practical guide to noise and vibration control for HVAC systems. ASHRAE, Atlanta 1991, pp. 56–57
  • [34] Riviere, P. et al. ‘Preparatory study on the environmental performance of residential room conditioning appliances (airco and ventilation) – Study on residential ventilation – Final report’, November, 2008. Contract TREN/D1/40-2005/LOT10/S07.56606
  • [35] Weale; Rumsey; Sartor & Lock. ‘Laboratories for the 21st Century: Best Practices. Low-pressure drop HVAC design for laboratories’. US-DoE, doc. DOE/GO-102005-2042. Feb. 2005
  • [36] Assessing the Power Efficiency of Fans and Air Handling Units: Calculating and Checking SFPv. V-Publication 1995:1 (rev. 2000), Stockholm: Föreningen V
  • [37] Limb, M. J. Balancing Ventilation Systems. AIVC Annotated Bibliography BIB11, 2001. www.aivc.org
  • [38] Limb, M. J. Ventilation Air Duct Cleaning. AIVC Annotated Bibliography BIB10, 2000. www.aive.org
  • [39] Schild, P. G. Displacement Ventilation. AIVC Ventilation Information Paper VIP05, 2004. www.aivc.org
  • [40] MagiCAD, software for duct system sizing. www.progman.fi
  • [41] CADvent, software for duct system sizing. www.lindabventilation.com
  • [42] T-duct, software for optimal duct system sizing. www.T-duct.com

Poznámky

18 Pravidlo jedné třetiny pro kruhové potrubí: Průměr potrubí se zachovává konstantní, dokud průtok vzduchu vedlejší větve (T-odbočky) nepřekročí 1/3 celkového průtoku, v takovém případě se rozměr potrubí dále po proudu zmenší o 1 stupeň. Začátek každé větve potrubí se dimenzuje pro dané m/s a Pa/m. Tato metoda návrhu dává výsledky velmi podobné metodě zisku statického tlaku. Statický tlak je v potrubí poměrně konstantní, takže je potřeba malé vyvážení. Zpět

 
English Synopsis
Recommendations on specific fan power and fan system efficiency – Part V.

This publication explains the principles of designing efficient ventilation systems with low fan power and hence little fan noise. The main topics are: definition, measurement, and rating of specific fan power and fan system efficiency; how the design of the air handling unit, distribution system, and controls influence pressure losses and fan system efficiency.

 

Hodnotit:  

Datum: 12.5.2014
Autor: P.G. SchildM. MysenRecenzent: prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


Projekty 2017

Partner - Vzt. zařízení

logo JANKA ENGINEERING

Tipy pro projektanty

Partneři - Větrání a klimatizace

logo Ziehl-Abegg
logo ebm-papst
logo JANKA ENGINEERING
logo AHI-CARRIER
logo ATREA
logo ZEHNDER
 
 

Aktuální články na ESTAV.czObyvatelé Rožnovska nemohou kvůli suchu nakládat s vodou z tokůCesta k čisté, kvalitní a nezávadné vodě v bazénuMěsta pro lidi nebo pro automobily?Ceny bytů a domů v ČR rostly v 1. čtvrtletí nejrychleji v EU