Volné chlazení (free cooling) využívá přirozeně chladný venkovní vzduch ke snížení spotřeby energie na chlazení budov. Je-li venku chladněji než uvnitř, ventilační systém zvýší přívod venkovního vzduchu, který pomáhá odvádět přebytečné teplo z budovy. Tím se omezuje potřeba používat klasickou klimatizaci a její kompresory.
Výsledkem může být výrazně nižší spotřeba energie, nižší náklady na chlazení a menší zatížení klimatizačního zařízení. Budova využívá chladicí potenciál venkovního vzduchu, a snižuje tak potřebu energeticky náročného mechanického chlazení. Systém přitom automaticky upravuje přívod venkovního vzduchu i výkon mechanického chlazení tak, aby udržoval příjemnou vnitřní teplotu.
Volné chlazení tak představuje jednoduchý a úsporný způsob, jak zajistit příjemné vnitřní prostředí a zároveň snížit celkovou spotřebu energie a provozní náklady budovy.
Volné chlazení vs. klimatizace: Jaký je mezi nimi rozdíl?
Volné chlazení i klimatizace slouží ke snížení vnitřní teploty. Každé však pracuje na jiném principu.
Klimatizace využívá mechanické chlazení pomocí chladicího okruhu. Aktivně odvádí teplo ze vzduchu, a dokáže tak ochladit vnitřní prostory i tehdy, když je venkovní vzduch pro volné chlazení příliš teplý. Tento proces vyžaduje elektrickou energii, což obvykle znamená vyšší provozní náklady a větší zatížení chladicího zařízení.
Volné chlazení využívá přímo chladný venkovní vzduch, který není nutné předem ochlazovat pomocí kompresoru a chladicího okruhu. Pokud je venku chladněji než uvnitř, ventilační systém zvýší přívod venkovního vzduchu a pomůže odvést přebytečné teplo z budovy. Účinnost volného chlazení tedy závisí na venkovních podmínkách, zatímco klimatizace může chladit i při vyšších venkovních teplotách.
Hlavní výhodou volného chlazení je energetická úspornost. Je-li venku dostatečně chladno, lze přirozený chladicí potenciál venkovního vzduchu využít k omezení energeticky náročného mechanického chlazení. Tím se snižuje spotřeba elektřiny i náklady na chlazení a zároveň se může zkrátit doba provozu klimatizace a omezit její zatížení.
Oba způsoby chlazení se mohou vzájemně doplňovat. Za příznivých venkovních podmínek může volné chlazení částečně nebo zcela pokrýt potřebu chlazení budovy. Jakmile venkovní vzduch přestane být dostatečně chladný, může systém podle potřeby přejít na mechanické chlazení.
Inteligentní řízení pro úsporné chlazení
Chlazení může tvořit významnou část spotřeby energie budovy, zejména během teplých dnů a v době, kdy se v ní nachází velké množství osob. V důsledku změny klimatu jsou navíc v mnoha oblastech teplá období častější a delší. Význam energeticky úsporného chlazení proto stále roste. Volné chlazení pomáhá tuto spotřebu snížit využitím přirozeného chladicího potenciálu venkovního vzduchu. Je-li venku dostatečně chladno, může ventilační systém zajistit část potřebného chlazení, nebo jej dokonce pokrýt zcela. Tím se omezuje provoz kompresorů a dalších mechanických chladicích zařízení.
Mezi hlavní výhody patří:
- Nižší spotřeba energie: za vhodných venkovních podmínek snižuje potřebu mechanického chlazení.
- Nižší náklady na chlazení: využívá přirozeně chladný venkovní vzduch a omezuje provoz energeticky náročných chladicích systémů.
- Menší zatížení klimatizace: umožňuje zkrátit dobu jejího provozu nebo snížit četnost spouštění.
- Efektivnější využití větrání: ventilační systém vedle přívodu čerstvého vzduchu aktivně přispívá také k regulaci vnitřní teploty.
- Příjemnější vnitřní prostředí: správně řízené volné chlazení pomáhá udržovat příjemnou teplotu.
Volné chlazení však nelze účinně využívat za všech podmínek. Pokud je venkovní vzduch příliš teplý, může jeho zvýšený přívod vnitřní prostory naopak ohřívat. Systém proto musí vyhodnocovat, kdy je volné chlazení přínosné a kdy je zapotřebí jiný způsob chlazení. Nejvhodnější podmínky bývají na jaře a na podzim, během chladných letních nocí a obecně tehdy, když je venkovní vzduch chladnější než vzduch uvnitř budovy.
Chladí příroda, řídí Sentera!
Regulátor pro volné chlazení průběžně sleduje teploty a podle potřeby automaticky spouští přívod chladného venkovního vzduchu. Chlazení se tak aktivuje pouze tehdy, když je uvnitř příliš teplo a venkovní vzduch může zajistit účinné ochlazení. Jakmile podmínky přestanou být vhodné, regulátor volné chlazení automaticky zastaví.
Inteligentní řízení omezuje zbytečný chod ventilátorů a přizpůsobuje provoz aktuálním vnitřním a venkovním teplotám.
Regulátor pro volného chlazení od společnosti Sentera je určen pro větrání a chlazení kanceláří, komerčních a průmyslových budov. V jediném zařízení spojuje průběžné sledování teplot, automatickou regulaci otáček ventilátorů, ovládání zpětných klapek a flexibilní možnosti komunikace.
Jak regulátor pro volné chlazení funguje?
Regulátor pracuje zcela automaticky. Pomocí dvou teplotních čidel PT500 nepřetržitě měří vnitřní a venkovní teplotu. Jejich porovnáním vyhodnocuje, zda jsou podmínky vhodné pro volné chlazení, a podle toho řídí přívod čerstvého venkovního vzduchu.
Volné chlazení se spustí při současném splnění těchto podmínek:
- Vnitřní teplota je vyšší než nastavená požadovaná teplota.
- Vnitřní teplota je vyšší než venkovní teplota.
- Venkovní teplota je vyšší než 5 °C.
Nejprve se otevřou zpětné klapky a poté se spustí odtahový ventilátor, případně i přívodní ventilátor. K dispozici jsou dva režimy regulace otáček.
V režimu Variable Fan Speed Control (regulace s proměnnými otáčkami) regulátor upravuje otáčky ventilátoru po stupních podle rozdílu mezi vnitřní a venkovní teplotou. Tento režim klade důraz na energeticky úsporný provoz. Při malém rozdílu teplot udržuje nízké otáčky, aby se zbytečně nespotřebovávala energie. S rostoucím rozdílem teplot otáčky zvyšuje, a lépe tak využívá dostupný potenciál volného chlazení.
V režimu Fixed Fan Speed Control (regulace s pevně nastavenými otáčkami) běží ventilátor po celou dobu aktivního volného chlazení na předem nastavené otáčky. Cílem je co nejrychleji ochladit prostor pomocí čerstvého venkovního vzduchu.
Ventilátory se zastaví, pokud nastane alespoň jedna z následujících podmínek:
- Vnitřní teplota klesne pod nastavenou požadovanou teplotu.
- Rozdíl mezi vnitřní a venkovní teplotou klesne pod 1 °C.
- Venkovní teplota klesne pod 4 °C.
Ventilátory lze také ovládat manuálně bez ohledu na naměřené teploty. Funkce Boost umožňuje dočasně zvýšit otáčky, například když je potřeba rychle vyvětrat. Aktivuje se jednoduše stisknutím tlačítka na předním panelu.
Funkce Override Control umožňuje na delší dobu převzít řízení ventilátorů nezávisle na automatické regulaci. Aktivovat a deaktivovat ji lze pouze prostřednictvím komunikace Modbus RTU.
Jak regulátor pro volné chlazení zapojit?
Regulátor je vybaven jedním analogovým výstupem pro řízení otáček ventilátorů. Může ovládat pouze odtahový ventilátor nebo současně přívodní i odtahový ventilátor. Při zapojení obou ventilátorů se jejich otáčky řídí společným analogovým signálem. Typ výstupního signálu lze nastavit na 0–10 V DC, 4–20 mA nebo PWM. Regulátor je tak vhodný pro různé EC motory s analogovým vstupem. Umožňuje také ovládat regulátory otáček AC ventilátorů s analogovým vstupem nebo frekvenční měniče. Díky tomu může přímo nebo prostřednictvím vhodného regulátoru či frekvenčního měniče řídit prakticky jakýkoli typ motoru.
Reléový výstup slouží k otevírání a zavírání zpětných klapek. Dobu potřebnou k otevření klapek i dobu doběhu ventilátorů lze nastavit.
Integrovaná komunikace Modbus RTU umožňuje propojení s cloudovou platformou SenteraWeb pro vzdálený přístup. Regulátor lze rovněž začlenit do systému správy budovy (BMS) a získat tak přístup k naměřeným hodnotám, provoznímu stavu a nastavením.
K měření vnitřní a venkovní teploty slouží dvě teplotní čidla PT500. Čidla jsou dostupná v různých provedeních a objednávají se samostatně.
Cloudová platforma SenteraWeb
Online portál SenteraWeb umožňuje sledovat provoz regulátoru volného chlazení, upravovat jeho nastavení a zaznamenávat data. Pro připojení k platformě je nutné doplnit volitelnou internetovou bránu, kterou lze připojit k internetu přes Wi-Fi nebo síťovým kabelem LAN.
S platformou SenteraWeb můžete:
- Nastavovat parametry připojených zařízení
- Sledovat jejich provoz
- Aktualizovat firmware
- Zaznamenávat data a zobrazovat je v grafech
- Exportovat zaznamenaná data do souboru CSV
- Dostávat upozornění a varování e-mailem nebo SMS při překročení nastavených mezních hodnot
- Pomocí denního a týdenního plánovače nastavovat požadované rozsahy hodnot pro jednotlivé části dne či týdne a v určených časech měnit výstupní hodnoty
- Přiřazovat jednotlivým instalacím uživatele a konfigurátory s různými oprávněními
- Vytvořit si vlastní přehledový panel pro danou instalaci
- Vytisknout QR kód, který umožní komukoli zobrazit přehledový panel s vnitřní a venkovní teplotou a aktuálním stavem volného chlazení
Nechte chlazení na přírodě