Budućnost tehnologije jedinica za obradu zraka

Inovacije u energetskoj učinkovitosti uređaja za obradu zraka

Pogoni s varijabilnom brzinom i sustavi za obnovu energije u uređajima za obradu zraka

Današnje jedinice za obradu zraka koriste pogone s varijabilnom brzinom zajedno s tehnologijom za oporabu energije kako bi se smanjila potrošnja energije, a da se ne naruši preciznost protoka zraka. Prognoze tržišta sugeriraju da bi globalni AHU sektor mogao dosegnuti oko 20 milijardi dolara do 2032. godine, uglavnom zbog strožih građevinskih propisa i rastućeg interesa za zelenim HVAC opcijama. Ovi VSD sustavi rade tako da mijenjaju brzinu ventilatora ovisno o stvarnom broju osoba u prostoru, što može smanjiti potrošnju energije za otprilike 30% u usporedbi s ustajalim modelima s fiksnom brzinom. Kombinirani s rekuperatorima topline koji u biti prenose toplinu naprijed-nazad između ulaznog svježeg i izlaznog zapušenog zraka, zgrade ne samo da zadovoljavaju stroga ASHRAE pravila za ispravno ventiliranje, već to čine koristeći otprilike pola manje energije. Nedavna analiza 120 nadogradnji zgrada pokazala je upravo ovu vrstu poboljšanja učinkovitosti prošle godine.

Oporaba topline i energetski učinkovite konfiguracije AHU-a

Suvremeni uređaji za obradu zraka (AHU) počinju uključivati tehnologiju za oporabu topline, poput entalpijskih kotača i pločastih izmjenjivača topline, koji mogu povratiti oko 60 do čak 70 posto toplinske energije iz otpadnih zračnih tokova. Ovakvi sustavi smanjuju potrebu za mehaničkim grijanjem i hlađenjem za otprilike 35 do 40 posto u područjima s umerenim vremenskim uvjetima. Današnji modulni sustavi često kombiniraju značajke oporabe topline s pametnim ventilacijskim kontrolama koje reagiraju na stvarne potrebe zgrade. Oni koriste senzore za ugljični dioksid kako bi automatski prilagodili količinu svježeg zraka koji se uvlači. Ova kombinacija pomaže zgradama koje teže postizanju neto nulte energetske bilance da ostvare svoje ciljeve, a da pritom zadrže kvalitetu unutarnjeg zraka na prihvatljivim razinama za osobe koje borave u zgradi.

Utjecaj regulatornih standarda i propisa o zgradama na dizajn uređaja za obradu zraka

Najnovija verzija ASHRAE Standarda 90.1-2022 sada zahtijeva najmanje 50% učinkovitost povrata energije od velikih komercijalnih jedinica za obradu zraka koje se nalaze u klimatskim zonama 3 do 7. Ovo je potaknulo mnoge objekte da prihvate hibridne sustave koji kombiniraju tradicionalne metode povrata topline s novijom tehnologijom varijabilnog protoka rashladnog sredstva (VRF). Gledajući stvarne podatke, zgrade koje slijede ove ažurirane energetske standarde pokazuju otprilike 28 posto manju potrošnju energije za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju u usporedbi s onim što je bilo normalno prije nego što su ova pravila stupila na snagu. Nedavne revizije iz 2023. godine koje obuhvaćaju 75 uredskih zgrada diljem Sjedinjenih Američkih Država potvrđuju ovo nalaz, jasno pokazujući da usklađenost zaista čini razliku u operativnim troškovima.

Studija slučaja: Ušteda energije u komercijalnim zgradama pomoću naprednih jedinica za obradu zraka

Kampus medicine od 650 000 četvornih metara u Chicagu postigao je 44% godišnje uštede energije za grijanje i klimatizaciju zamjenom jedinica s konstantnim protokom zraka (CAV) pametnim klima uređajima s:

• Dvostruki sustavi za oporabu topline/entalpije
• VSD-ovima povezanim s oblakom i prediktivnim balansiranjem opterećenja
• Filtracijom MERV 13 s 30% nižim otporom protoka zraka

Nadogradnja od 1,2 milijuna dolara ostvarila je potpuni povrat ulaganja nakon 2,8 godine kroz energetske naknade i operativne uštede, a zadržala je kvalitetu zraka unutar prostora ispod 800 ppm CO₂ tijekom vršnog broja osoba.

Pametne kontrole i IoT integracija u modernim klima uređajima

IoT omogućeno praćenje i praćenje stvarne učinkovitosti u klima uređajima

Današnje jedinice za obradu zraka dolaze opremljene pametnim senzorima povezanim putem Interneta stvari. Ove naprave prate različite čimbenike uključujući brzinu protoka zraka, temperature prostorija, razinu vlažnosti, koliko tlaka nastaje na filterima te rade li zavoji učinkovito. Informacije se šalju na središnje kontrolne ploče gdje softver analizira što se događa. Pravovremeno uočava probleme poput previsokog tlaka ili nepravilnog protoka zraka kroz različite dijelove zgrade. Studije pokazuju da ovi moderni sustavi smanjuju potrošnju energije za otprilike 18 posto u uredskim prostorima i trgovinskim centrima. Osim toga, timovi za održavanje mogu popraviti probleme povezane s grijanjem, ventilacijom i klimatizacijom otprilike 23 posto brže nego što je bilo moguće starijom opremom koja nije imala ovu pametnu nadzornu mogućnost.

Integracija s sustavima za upravljanje zgradama i pametnim kontrolama

Suvremeni uređaji za obradu zraka rade zajedno s sustavima upravljanja zgradama kako bi automatski prilagodili klimatske postavke ovisno o tome kada su ljudi zapravo prisutni, kakvo je vrijeme vani i koliko je čist zrak unutar zgrade. Pametni zasuni smanjuju protok zraka u područjima gdje se nitko ne zadržava, dok senzori CO2 dodatno povećavaju cirkulaciju svježeg zraka čim god u jednom području bude više ljudi. Kada svi ovi sustavi komuniciraju međusobno, zgrade ostaju u skladu s najnovijim smjernicama ASHRAE-a iz 2022. godine, bez potrebe da netko ručno stalno prilagođava postavke. Operatori zgrada prijavljuju veću stopu zadovoljstva korisnika i niže troškove energije kao rezultat ovih automatiziranih prilagodbi.

AI i prediktivno održavanje za povećanje vijeka trajanja uređaja za obradu zraka

Pametni sustavi analiziraju brojke prethodnih performansi kako bi utvrdili kada će dijelovi možda prestati funkcionirati – stvari poput istrošenih ležajeva ventilatora ili curenja rashladnog sredstva redovito se događaju u industrijskim postrojenjima. Timovi za održavanje mogu onda planirati popravke tijekom sporijih razdoblja umjesto da se suočavaju s kvarovima u vrhuncu operacija. Prema izvješću Ponemon Institutea iz prošle godine, ova strategija prediktivnog održavanja zapravo produljuje vijek trajanja opreme za oko 30 do 40 posto, dok uštedi oko četvrtinu troškova skupih hitnih popravaka. Još jedna pametna funkcija koju ovi sustavi imaju jest da određuju kada je potrebno zamijeniti filtre, na temelju pada tlaka u korelaciji s nakupljanjem prašine. To zadržava objekte u skladu s važećim ISO 16890 standardima za kvalitetu zraka, bez gubitaka zbog prematurnih zamjena.

Napredne tehnologije kvalitete zraka u zatvorenom prostoru i filtracije u jedinicama za obradu zraka

Suvremeni uređaji za obradu zraka (AHU-ovi) sada koriste napredne sustave filtracije kako bi se riješile zabrinutosti oko zrakom prenosivih patogena i zagađivala. S obzirom na to da polovica komercijalnih zgrada prijavljuje pritužbe povezane s kvalitetom unutarnjeg zraka (ASHRAE 2023.), tehnologije poput HEPA filtera, UV-C dezinfekcije i molekularne filtracije postale su ključne u projektiranju AHU-a visokih performansi.

HEPA, UV-C i molekularna filtracija u zračnim jedinicama nove generacije

HEPA filteri su vrlo učinkoviti u hvatanju čestica u zraku, zadržavajući otprilike 99,97% čestica veličine 0,3 mikrona ili većih. U međuvremenu, UV-C svjetla uništavaju otprilike 98% virusa u zraku, koristeći zračenje koje ubija mikroorganizme. Za uklanjanje mirisa i kemikalija poput VOC-a potreban je nešto drugačiji pristup. Aktivni ugljen izvrsno se nosi s tim, vežući one dosadne molekule prije nego što izazovu probleme. Neki sustavi koriste i kalijev permanganat, koji u osnovi radi istu stvar, ali na nešto drugačiji način. Zanimljivo je da sve te različite slojeve filtra ne usporavaju protok zraka ni za toliko. To znači da jedinice za ventilaciju i dalje mogu propustiti dovoljno svježeg zraka u prostorima gdje je to najvažnije – bolnice, laboratoriji, svuda gdje ljudi trebaju čist zrak za disanje. Većina prostora zahtijeva između 6 i 12 izmjena zraka po satu, a ti sustavi to osiguravaju bez ikakvih problema.

Dizajn unutarnjeg zraka usmjeren na zdravlje i dobrobit korisnika

Napredne jedinice za obradu zraka sada prioritetno uzimaju u obzir metrike ljudskog zdravlja uz termalni komfor. Ugradnjom ventilacije upravljane prema potražnji i filtarice u više stupnjeva, ovakvi sustavi postižu:

• 42% smanjenje simptoma sindroma bolesne zgrade (WELL Building Standard 2023)
• 31% niže koncentracije alergena u zraku
• Održavanje razine CO₂ ispod 500 ppm-a

Takav pristup zasnovan na zdravlju usklađen je s ažuriranim zahtjevima ASHRAE Standarda 62.1 u pogledu dotoka vanjskog zraka u korištenim prostorijama, čime se poboljšava dobrobit i kognitivna sposobnost korisnika.

Studija slučaja: Poboljšana kvaliteta unutarnjeg zraka u zgradama s LEED certifikatom uz primjenu visokoučinkovitih jedinica za obradu zraka

Retrovizija iz 2024. godine zgrade s LEED Platinum certifikatom, površine 500.000 četvornih stopa (14.864 m²), pokazala je učinak naprednih jedinica za obradu zraka. Ugradnjom završnih filtera MERV-16, UV-C zračenja zavojnice i stvarnog praćenja suspendiranih čestica, postignuti su sljedeći rezultati:

Projekt potvrđuje da suvremeni uređaji za obradu zraka mogu istovremeno unaprijediti zdravlje, energetsku učinkovitost i održivost u velikim komercijalnim zgradama.

Česta pitanja

Što su regulirani pogoni u uređajima za obradu zraka?

Regulirani pogoni u uređajima za obradu zraka prilagođavaju brzinu ventilatora prema zauzetosti zgrade, smanjujući gubitak energije i povećavajući učinkovitost u usporedbi s modelima s fiksnom brzinom.

Kako sustavi povrata topline rade u uređajima za obradu zraka?

Sustavi povrata topline u uređajima za obradu zraka vraćaju toplnu energiju iz otpadnih zračnih tokova, čime se smanjuje potreba za dodatnim mehaničkim grijanjem ili hlađenjem.

Zašto su regulatorni standardi važni za projektiranje uređaja za obradu zraka?

Regulatorni standardi osiguravaju da uređaji za obradu zraka budu energetski učinkoviti i prijateljski prema okolišu, pomažući u smanjenju potrošnje energije i operativnih troškova.

Koju ulogu igra IoT u modernim jedinicama za obradu zraka?

IoT omogućuje nadzor u stvarnom vremenu i praćenje učinkovitosti u jedinicama za obradu zraka, što omogućuje proaktivno održavanje i smanjuje potrošnju energije.

Kako napredne tehnologije filtriranja poboljšavaju kvalitetu zraka u zatvorenom prostoru?

Napredne tehnologije filtriranja poput HEPA-a, UV-C-a i molekularnog filtriranja hvataju lebdeće čestice u zraku, dezinficiraju i uklanjaju mirise, doprinoseći time zdravijoj unutarnjoj okolini.