Качество дос сертификат привлекательных стилей и принтов Design & Customization Services –

VOC-технология позволяет вывести на принципиально новый уровень управление качеством воздуха в помещениях и открывает возможностидополнительного
контроля источников техногенного
загрязнения.

В последние годы KNX-инсталляции для интеллектуального управления жилым пространством все чаще включают в себя управление всеми климатическими системами объекта. При управлении отоплением и кондиционированием в системах

KNX редко
возникают сложности, за исключением
ситуаций, когда выбор технологического
оборудования осуществлялся без их
участия и без оценки совместимости с
открытыми протоколами, интегрируемыми
в KNX. Что нельзя сказать про управление
системами вентиляции.

Здесь основные
сложности лежат в области выбора системы
вентиляции для объекта. Основная масса
проектов вентиляции, которые предлагаются
сегодня частному Заказчику – это системы
с постоянным расходом воздуха (CAV или
Constant Air Volume). Интеграция систем данного
типа в KNX-инсталляции сводится к
мониторингу состояния системы вентиляции
и изменению режимов работы установки
и температурной уставки. Однако последнее
время наблюдается явный тренд к повышению
требований Заказчиков к системам
вентиляции. И это неудивительно. Мы,
проживая и работая в мегаполисах, большую
часть времени проводим в замкнутом
пространстве: квартире, офисе, автомобиле.

Поэтому
требования Заказчиков к внутреннему
климату помещений растет, вместе с
пониманием того факта, что климатические
характеристики жилого пространства
являются ключевыми для здоровья,
работоспособности и самочувствия нас
и наших близких. Все чаще в технических
заданиях на вентиляцию попадаются
термины «VAV» («Variable Air Volume», или «Система
с переменным расходом воздуха») и «DCV»
(«Demand Controlled Ventilation», или «Управление
расходом воздуха по потребности»).

Специалист,
отвечающий за интеграцию всех инженерных
и мультимедийных систем, а также за
удобство интерфейса общения Заказчика
с тем, что часто называют «Умным домом»,
дольше всех продолжает общаться с
Клиентом, и часто вынужден средствами
автоматики исправлять последствия того
недопонимания, которое было между ним
и проектировщиками технологий поддержания
комфортного климата в помещениях. Что
подразумевается под понятием «комфортного
климата» в жилых помещениях?

Вот три
основных фактора

1. термический
комфорт,

2. акустический
комфорт,

3. качество
воздуха.

Начнем с самого простого — термичес­кого комфорта. С поддержанием необходимой температуры все обстоит достаточно просто, и приходится решать только вопросы, которые возникают на стыке проектов разных систем при их интеграции. Бывают вопросы с помещениями с большой площадью остекления, т.к солнце приводит к значительному искажению показаний температуры из-за прямых солнечных лучей, попадающих на датчики температуры. При завышении показаний температуры будут искажаться показания влажности, если прибор одновременно измеряет и влажность. Выходом из такой ситуации является установка датчиков температуры в места, куда не попадают солнечные лучи, либо, если это невозможно, установка нескольких датчиков температуры и усреднение их показаний.

Часто
приходится встречать усреднение методом
нахождения среднего арифметического
значения, что приводит к неверной работе
всего алгоритма поддержания температуры
в помещении. Рассмотрим пример — помещение
с тремя остекленными стенами. В нем пять
датчиков температуры: один на стене
(совмещенный с датчиком влажности) и
четыре беспроводных температурных
датчика EnOcean на мебели. Один или два из
датчиков находятся под воздействием
солнечных лучей, если светит солнце и
не задернуты шторы.

По итогу
математической обработки логов пишутся
скрипты с вычислением значения медианы
и коэффициэетов вариации для показаний
каждого из датчиков и на их основе
выдается значение температуры для
записи в систему.

У многих по
прочтении последних нескольких абзацев
возникнет вопрос: «Разве KNX предназначен
для решения такого рода задач?»

Но современные
тренды таковы, что в арсенале технических
решений в KNX-инсталляции должны
присутствовать устройства, в которых
можно писать логические сценарии с
математической обработкой данных и
средой свободного программирования.
Иначе реализовать качественное управления
климатом достаточно проблематично.

И именно
поэтому еще 5-7 лет назад в KNX-инсталляциях
полноценного управления климатом
практически не было. Но сегодня на рынке
существует достаточно большой выбор
контроллеров с KNX TP1 «на борту», в которых
есть возможность писать сложную логику.
Многие из доступных контроллеров с KNX
имеют еще поддержку широкого списка
протоколов: Modbus, EnOcean, Bacnet, 1-Wire, M-Bus и др.

В последние
годы в свох инсталляциях чаще применяем
контроллеры семейства «LogicMachine»
производителя «Embedded Systems». Основная
концепция устройства -универсальный
инструмент интеграции в KNX различных
протоколов и стандартов, а также наличие
встроенной среды программирования на
языке LUA. Для инсталяторов это такой
универсальный чемоданчик, из которого
можно в любой момент достать нужный

инструмент
и решить возникшую задачу.

Что
подразумевается под понятием «акустический
комфорт»?

Это шум,
который возникает в процессе работы
климатических систем.

Если на
объекте не было грубых ошибок в
проектировании климатических систем
и в их монтаже, то шума от работающих
механизмов в комнатах не должно быть
слышно.

И если у нас
на объекте применяется система с
постоянным расходом воздуха, и она
спроектирована без ошибок, то шума от
движения воздуха в воздуховодах и шума
от

вентиляционных
решеток также не должно быть слышно. И
если характеристики всех элементов
системы подачи и забора воздуха из
комнаты правильно подобраны

к диапазону
допустимых скоростей потока воздуха,
то шума от движения воздуха быть не
может.

Но когда мы
говорим о системах вентиляции с переменным
расходом воздуха, то даже идеальный
проект вентиляции с абсолютно корректными
расчетами можно испортить

алгоритмом
управления, в котором не учитываются
пороги шумового комфорта системы
вентиляции или некорректно реализована
балансировка приточной и вытяжной
вентиляции.

С учетом
того, что в реальной жизни увидеть
качественный проект системы
приточно-вытяжной вентиляции с переменным
расходом воздуха получается очень
редко, при

интеграции
в KNX-инсталляцию систем «VAV» («Variable Air
Volume») или «DCV» («Demand Controlled Ventilation»)
появляется очень много проблем, связанных
с повышенным

шумом, которые
можно решить средствами автоматики
прибегая к компромису. Мы можем либо
обеспечить необходимые параметры по
термическому комфорту и качеству
воздуха, либо шумовой комфорт в помещении.

И главное,
кратность воздухообмена при всех режимах
работы системы вентиляции не должна
превышать максимальную скорость
воздушного потока в воздуховодах.

Исключением
может быть режим интенсивного
проветривания, при котором уровень шума
не имеет большого значения, так как его
применяют обычно при переходе от сценария
«Уехал надолго» к сценарию «Подготовка
дома к возвращению».

Естественно,
максимальные скорости движения воздуха
в воздуховодах, при которых сохраняется
допустимый уровень шумового комфорта,
должны быть рассчитаны как для

приточных,
так и для вытяжных воздуховодов.

Третья
составляющая климатического комфорта
– качество воздуха.

Нет смысла
приводить сейчас нормы для воздуха в
помещениях (эти данные в ТЗ или в
нормативной документации) и подробно
разбирать алгоритмы управления
вентиляцией для обеспечения необходимого
качества воздуха, так как здесь все
просто и понятно – чем больше загрязнений
выделяется внутри помещения, тем больше
должна быть кратность воздухообмена в
этом помещении. Задачу повысить
воздухообмен только в тех помещениях,
где выделяются загрязнения, а не во
всем здании, и призваны решать технологии
приточно-вытяжной вентиляции с переменным
расходом воздуха. Получается, все просто?

Однако, чтобы
чем-то управлять, для начала нужно это
научиться измерять. Так какие параметры
воздушной смеси в помещении мы должны
измерять и как интерпретировать

результаты
этих измерений, чтобы регулировать
качество воздуха?

Основные
параметры, которые влияют на комфорт,
самочувствие и здоровье людей в жилых
помещениях, и которые мы можем измерять
и регулировать – это содержание СО 2

и влажность.
Я думаю, что подробно останавливаться
на возможностях контроля уровня CО2 и
влажности в помещениях смысла нет, так
как большинство инсталляторов KNX с

этой темой
знакомо, и у большинства представленных
на рынке производителей KNX-оборудования
есть в ассортименте датчики контроля
СО2 и влажности. Причем представлено

много вариантов
датчиков с одновременным измерением
температуры, влажности и СО2 , как в
настенном исполнении, так и для установки
непосредственно в воздуховоды.

Интерпретация
показаний для целей управления
вентиляцией, также не представляет
особых сложностей, так как существует
много рекомендаций по пределам содержания
СО2 и нормам по влажности для разных
типов помещений.

Но в последние
годы к измерению СО2 добавилась возможность
измерения интегрального показателя
качества воздуха по технологии VOC.
Измерение VOC служит для определения
качества воздуха и содержания вредных
веществ.

Эта технология
основана на использовании анализатора
смешанного газа⁄VOC-датчика («volatile
organic compounds», или «летучие органичес­кие
смеси»). Датчики с сенсорами VOC можно
применять:

• для анализа
качества воздуха в офисных помещениях,
отелях, помещениях для собраний и
конференций, в театрах жилых, торговых
помещениях, столовых и т.п.;

• для
количественной оценки степени насыщенности
воздуха в помещении загрязняющими
газами (сигаретным дымом, выделениями
человеческого организма, выдыхаемым
воздухом, парами растворителей,
выделениями частей зданий, мебели и
чистящих средств);

• для
проветривания помещений по мере
необходимости, за счет чего достигается
экономия электроэнергии, которая
затрачивается только при достижении
заданной степени загрязненности воздуха
в помещении.

Обнаруживаемые
газы при данной технологии измерения:

• смешанный
газ,

• пары
алифатических спиртов,

• сигаретный
дым,

• автомобильные
выхлопные газы,

• выдыхаемый
воздух,

• дым от
горения древесины, бумаги, пластмасс и
т.п.

Также,
используя технологию VOC, можно определить
наличие в помещении смеси таких веществ,
как, например: ароматические углеводороды,
галогеноводороды, сложные эфиры,
альдегиды и кетоны, а также вещества
природного происхождения (например,
терпены (испарения скипидара) и изопрен).

VOC также
выделяются биохимическими продуктами:
лакокрасочными материалами, клеящими
и герметизирующими веществами, элементами
обстановки, чистящими средствами и
средствами для ухода за предметами
интерьера, химическими продуктами для
офиса и ковровыми покрытиями.

VOC-технология
позволяет вывести на принципиально
новый уровень управление качеством
воздуха в помещениях и открывает
возможности дополнительного контроля
источников техногенного загрязнения.
Например, VOC-датчики применяются (в
числе прочего) и для контроля загрязненности
фильтров кондиционеров и внутренних
блоков VRV-систем. Если после включения
блока в комнате резко повышается уровень
VOC, то это говорит о выделении загрязняющих
веществ из системы охлаждения воздуха,
и можно формировать сервисный аларм.

Основной
плюс в применении управления по параметрам
VOC — вентиляция работает только там где
это действительно нужно и с интенсивностью
той, которая достаточна для поддержания
заданного качества воздуха.

Но при всех
плюсах и перспективах применения
датчиков качества воздуха в KNX-инсталляциях
существует большое количество «подводных
камней».

Первое и
самое важное, что нужно понимать, что с
датчиком VOC нельзя работать, как с
датчиком СО2 . И этому есть несколько
причин. Значение СО 2 на улице достаточно
постоянно и имеет небольшую амплитуду
колебаний в течение суток. И для управления
вентиляцией по содержанию СО 2 не было
большой необходимости в контроле СО 2
на улице. При работе с показаниями
датчика VOC ситуация другая: значения
VOC на улице могут меняться очень сильно
в течение достаточно короткого срока.
Поэтому при установке датчиков VOC только
внутри дома мы будем увеличивать
интенсивность работы вентиляции при
превышении порога. Но причиной этого
повышения может быть сжигание опавших
листьев и травы во дворе дома, и, в
результате, вместо автоматического
снижения забора воздуха с улицы из-за
его повышенной загрязненности, наша
система управления начнет, наоборот,
более интенсивно наполнять внутренние
помещения загрязненным продуктами
горения воздухом, постоянно повышая
кратность воздухообмена, так как
показания VOC-датчиков будут постоянно
расти. Поэтому алгоритмы управления
вентиляцией по показаниям VOC-датчиков
должны базироваться строго на разнице
показаний между датчиком на входе
воздуха в систему вентиляции и показаниям
в помещениях. Кроме того, обязательно
нужно реализовывать функцию снижения
или полного прекращения забора воздуха
с улицы при превышении порога
загрязненности. Лучше, если VOC-датчики
внутри помещений и для контроля
забираемого воздуха будут одного
производителя элемента VOC. Этот элемент
калибруется производителем относительно
калибровочного газа. И в реальности
VOC-элемент измеряет отклонения относительно
этого калибровочного газа, выдавая в
ppm интегральный показатель загрязненности
воздушной смести относительно
калибровочного газа.

При работе
с VOC-датчиками нужно понимать, что мы с
них получаем

интегральный
показатель загрязненности и из значения
загрязненности — невозможно вычленить
отдельные газы. Например, мы со
стопроцентной вероятностью увидим
резкое

увеличение
показаний ppm с датчика, если в помещении
закурили сигарету, но мы никогда не
сможем понять, это увеличение загрязненности
произошло из-за дыма сигареты или из-за
моющего средства, с которым уборщица
вымыла пол. Но увеличить воздухообмен
для поддержания нормального качества
воздуха нужно будет в обоих случаях.

Дополнительные
сложности при применении датчиков
качества воздуха связаны с нормами по
содержанию загрязняющих веществ в
воздухе внутри жилых и офисных помещений.

Дело в том,
что большинство норм приведено в мг/м
3 (миллиграммы Показания VOC и СО 2 на
метр кубический), а показания датчиков
качества воздуха выдаются в ppm (миллилитр
на метр кубический). Так как показания
датчиков СО2 , с которыми у многих
KNX-инсталляторов есть опыт работы, тоже
выдаются в ppm, то кажется, что можно легко
пересчитать нормы из мг/м 3 в ppm. Но то,
что легко сделать с одним газом,
молекулярная масса которого нам известна,
уже невозможно сделать с набором газов
неизвестного нам состава. Поэтому
VOC-датчик не может заменить датчик СО2
, если нам нужно в помещении контролировать
уровень СО 2 .

Теоретически,
имея в своем распоряжении полные
характеристики VOC-сенсора (включая
кривые чувствительности к разным газам),
можно попробовать реализовать алгоритм
корректного контроля СО2 с помощью
датчиков качества воздуха с VOC-технологией.
Есть предпосылки,что в не очень отдаленном
будущем производители предоставят
полные характеристики VOC-сенсоров,
используемых ими в датчиках качества
воздуха, и на практике можно будет
опробовать алгоритмы контроля превышения
СО2 в помещениях с помощью VOC-датчиков.