Dagli edifici moderni ci si aspetta che offrano contemporaneamente elevati livelli di comfort, salute ed efficienza energetica. L’aumento della densità di occupazione, l’uso flessibile degli spazi e le normative energetiche più severe pongono nuove sfide ai sistemi HVAC, in particolare al controllo della ventilazione. In questo contesto, la ventilazione controllata a richiesta basata sulle reali condizioni ambientali è diventata una strategia di progettazione fondamentale. I sistemi a portata d’aria variabile (VAV), combinati con un controllo intelligente della
CO₂, offrono un approccio pratico e scalabile per soddisfare questi requisiti, mantenendo il pieno controllo sui costi operativi e sulla qualità dell’aria interna.

Qualità dell’aria interna e importanza del controllo della CO₂

La qualità dell’aria interna è diventata uno dei parametri più importanti nella progettazione e nella gestione dei moderni edifici commerciali e pubblici. Tra i vari indicatori della qualità dell’aria, la concentrazione di anidride carbonica
è ampiamente utilizzata come misura affidabile del fabbisogno di ventilazione legato all’occupazione. Livelli elevati di CO₂ possono influire negativamente sul comfort, la concentrazione e la produttività degli occupanti, mentre una ventilazione eccessiva comporta un aumento del consumo energetico e costi operativi più elevati.

I sistemi di ventilazione a portata d’aria variabile combinati con la ventilazione controllata a richiesta basata sulla CO₂ offrono una soluzione efficace a questa sfida. Regolando il flusso d’aria in base alle effettive necessità dell’ambiente, questi sistemi garantiscono un equilibrio ottimale tra qualità dell’aria interna, comfort termico ed efficienza energetica.

Ventilazione VAV controllata dalla CO₂

Nei sistemi di ventilazione VAV, il flusso d’aria fornito viene modulato continuamente in base alla richiesta attuale della stanza. Tradizionalmente, questa richiesta deriva principalmente dai carichi termici legati al riscaldamento o al raffrescamento. Introducendo la concentrazione di CO₂ come variabile di controllo aggiuntiva, la ventilazione diventa direttamente collegata all’occupazione e alle effettive condizioni di qualità dell’aria interna.

Il livello di CO₂ misurato riflette il numero di occupanti e la loro attività all’interno dello spazio. Quando la concentrazione di CO₂ aumenta, il tasso di ventilazione richiesto sale di conseguenza e il controllore VAV aumenta il flusso d’aria per mantenere una qualità dell’aria accettabile. Durante i periodi di bassa occupazione, il flusso d’aria viene ridotto, evitando inutili sprechi energetici. Di conseguenza, i sistemi VAV controllati dalla CO₂ forniscono aria fresca esattamente quando e dove serve.

Controllo flessibile per la ventilazione

Il controllore VAV14-IP è stato sviluppato per soddisfare le esigenze delle applicazioni VAV avanzate dove flessibilità e prestazioni sono essenziali. Il suo design compatto e le potenti capacità di controllo gli permettono di gestire accuratamente il flusso d’aria, supportando al contempo una logica applicativa sofisticata per la ventilazione controllata a richiesta. Per ridurre al minimo lo sforzo ingegneristico e semplificare il processo di messa in servizio, il controllore è dotato di un’applicazione precaricata che supporta i tipi più comuni di unità VAV.

Opzioni di configurazione

Nelle applicazioni basate sulla CO₂, il controllore calcola continuamente il setpoint del flusso d’aria richiesto in base sia alle condizioni termiche che ai parametri di qualità dell’aria interna. Combinando questi input all’interno di un’unica piattaforma di controllo, il VAV14-IP garantisce che i requisiti di comfort e qualità dell’aria siano soddisfatti in tutte le condizioni operative.

L’anello di controllo della concentrazione di CO₂ nell’ambiente regola il flusso d’aria in risposta al livello di CO₂ misurato nello spazio. Questo anello di controllo ha un effetto prioritario sul setpoint del flusso d’aria calcolato, il che significa che i requisiti di qualità dell’aria interna hanno la precedenza sulle richieste termiche. Quando la concentrazione di CO₂ supera la soglia definita, il controllore aumenta il flusso d’aria per ventilare efficacemente la stanza, anche se la sola richiesta di raffrescamento o riscaldamento richiederebbe una portata d’aria inferiore.

Di conseguenza, il flusso d’aria può essere superiore a quello richiesto puramente per il controllo della temperatura. Questo approccio garantisce la fornitura di una quantità sufficiente di aria fresca ogni volta che i livelli di occupazione aumentano, indipendentemente dal carico termico attuale. Nelle situazioni in cui non è installato alcun sensore di CO₂ nella stanza, l’anello di controllo della CO₂ rimane inattivo e non influenza il setpoint del flusso d’aria. In questo caso, il controllore opera esclusivamente in base alla richiesta di riscaldamento e raffrescamento, mantenendo un comportamento del sistema stabile e prevedibile.

Controllo locale dell’ambiente e comfort dell’utente

Il Control Point CP-VAV è un’unità operativa ambientale dedicata, progettata per completare il controllore VAV14-IP nelle applicazioni basate sulla CO₂. Installato direttamente nello spazio occupato, fornisce sia funzioni di misurazione che di interfaccia utente a livello di stanza. Il pannello può essere collegato al controllore utilizzando un unico cavo RJ45 con tecnologia SmartPlug™, che combina la comunicazione RS485 e l’alimentazione in un solo cavo. Questa soluzione semplifica il cablaggio, riduce i tempi di installazione e riduce al minimo il rischio di errori di collegamento.

Consentendo agli occupanti di visualizzare le informazioni sulla qualità dell’aria e di regolare i parametri relativi al comfort, come il setpoint della temperatura, il CP-VAV migliora il comfort dell’utente senza compromettere l’efficienza del sistema.

In un’applicazione tipica, il sensore di CO₂ o il Control Point CP-VAV fornisce i dati sulla qualità dell’aria al controllore VAV14-IP, che elabora queste informazioni insieme agli input del sensore di pressione per calcolare il flusso d’aria richiesto. Il controllore modula di conseguenza la serranda VAV, mantenendo l’equilibrio desiderato tra ventilazione e comfort termico.

Il sistema può operare autonomamente a livello di stanza, pur essendo collegato a un sistema di gestione dell’edificio tramite BACnet o Modbus per il monitoraggio, l’ottimizzazione e il coordinamento su scala edilizia. Questo approccio a intelligenza distribuita aumenta l’affidabilità del sistema e semplifica la messa in servizio e il funzionamento.

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