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Jun 06, 2023

Raumluftqualitätslösungen für VRF-Systeme

LADUNGSKONTROLLE: Ray Perotti Jr. von RHR Mechanical Contractors Inc. prüft

LADEPRÜFUNG: Ray Perotti Jr. von RHR Mechanical Contractors Inc. prüft die Kältemittelfüllung eines Fujitsu Airstage VRF-Systems im Grundy Museum in Bristol, PA. (Mit freundlicher Genehmigung von Fujitsu General America)

Die Pandemie hat dazu geführt, dass die Luftqualität in Innenräumen für viele Eigentümer und Verwalter von Gewerbegebäuden zu einem größeren Problem geworden ist, da sich das COVID-19-Virus hauptsächlich über die Luft verbreitet. Dies hat Branchenexperten, darunter ASHRAE, dazu veranlasst, eine stärkere Belüftung und verbesserte Filterung zu empfehlen, um die Übertragung des Virus einzudämmen.

Bei VRF-Systemen besteht die bewährte Vorgehensweise in der Regel darin, ein separates mechanisches Belüftungssystem bereitzustellen, um sicherzustellen, dass ausreichend Außenluft in den Aufenthaltsraum gelangt. Die beiden am häufigsten mit VRF-Systemen kombinierten Produkte sind Energierückgewinnungsventilatoren (ERVs) und dedizierte Außenluftsysteme (DOAS). Beide können typischerweise in neuen und bestehenden Gebäuden eingesetzt werden.

„VRF-Innengeräte sind bei bestimmungsgemäßer Verwendung in erster Linie für 100 % Rückluft ausgelegt und funktionieren am besten mit einem gekoppelten oder entkoppelten Lüftungssystem“, sagte Ed Ferrier, Produktmanager bei LG Air Conditioning Technologies, LG Electronics, USA Inc. Er beschrieb einige der verfügbaren Geräte Von LG angebotene Beatmungsstrategien:

VOLLSTÄNDIGE PALETTE: Die geteilten DOAS-Einheiten von LG reichen von 1.000 bis 3.000 cfm und können an die Außenkondensationseinheiten von LG angeschlossen werden. Mit freundlicher Genehmigung von LG.

Auch wenn eine mechanische Belüftung nicht immer erforderlich ist, empfiehlt Mark Wieland, Airstage-Vertriebsingenieur für die Region Südosten bei Fujitsu General America, in der Regel, die Bereitstellung von Außenluft vom VRF zu entkoppeln, um die Herausforderung einer falschen Belastung zu vermeiden die VRF-Ausrüstung. Eine falsche Last kann dazu führen, dass das VRF-Innengerät auf diese veränderten Bedingungen reagiert, anstatt – wie es sollte – auf die Raumklimatisierungsanforderungen zu reagieren.

„Wenn die Bereitstellung der Außenluft separat gehandhabt wird, ergeben sich entscheidende Vorteile, wie z. B. die Möglichkeit des Systementwicklers, eine Wärmerückgewinnungslüftung (HRV) oder eine ERV-Funktion, DOAS, oder sogar die Kombination von Methoden zum Umgang mit der latenten Luft einzubauen.“ Ladung“, sagte er. „Auf diese Weise können die Fähigkeiten des VRF darauf konzentriert werden, die Komfortbedingungen bei der spürbaren Beladung aufrechtzuerhalten und genau das zu tun, wofür es entwickelt wurde. Jeder bleibt auf seiner Spur.“

Fujitsu bietet Innengeräte an, die 100 % Außenluft aufnehmen können, die auf 64 °F temperiert werden kann, selbst wenn die Außentemperaturen auf 35 °F steigen, sagte Wieland. Wenn neutrale Luft erforderlich ist, können eigenständige Außenluftaufbereitungsgeräte in Verbindung mit deren Klimaanlage, Wärmepumpe, Mehrzonen- oder VRF-Kondensatoreinheit verwendet werden.

VERBESSERTE FILTER: Beyer Mechanical installiert ein METUS VRF-System, das die Möglichkeit für verbesserte Luftfilter bietet. (Mit freundlicher Genehmigung von Troy Fields Photography)

Mehrere City Multi VRF-Innengerätetypen von Mitsubishi Electric Trane HVAC US (METUS) können Belüftungsluft entweder durch einen Frischluftauslass oder durch Mischen der Belüftung in den Rücklauf eines kanalisierten Innengeräts bereitstellen, sagte Joe Cefaly, Senior Manager für Anwendungen bei METUS . Das Unternehmen empfiehlt jedoch weiterhin, die Lüftungsluft mit einem ERV oder DOAS aufzubereiten, bevor die Lüftungsluft in Innengeräte eingeleitet wird, insbesondere in Klimazonen mit hoher Luftfeuchtigkeit.

„Unsere Zonenlüftungslösungen passen hinsichtlich der Symmetrie von Design, Produktlebensdauer und Effizienz perfekt zu VRF-Systemen“, sagte er. „Unsere City Multi PEFY-OA kanalisierten Außenluftgeräte und PEFY-AF kanalisierten Außenluft-CFM/CFMR-Geräte bieten Komfort in Zonen, indem sie jeder Zone vorkonditionierte Außenluft zuführen. Das PEFY-OA führt gefilterte und klimatisierte Luft in die Zone ein, tut dies jedoch nicht.“ „Es gibt keine Nachheizung, während der PEFY-AF eine raumneutrale Belüftung des Aufenthaltsraums einführt. Zonenbelüftungslösungen bieten Gebäudeeigentümern Energieeinsparungen und ermöglichen ein präzises Zonenmanagement, wenn es um IAQ-Anforderungen geht.“

Die Art und Größe des für eine bestimmte Anwendung spezifizierten Lüftungssystems wird von einer Reihe von Faktoren bestimmt, darunter der Art der Belegung, dem Standort, dem Klima und Vorschriften/Standards, sagte Cefaly.

„ERVs funktionieren gut in gemäßigten und trockenen Klimazonen, während ein DOAS für Klimazonen mit hoher Luftfeuchtigkeit und strengeren Designbedingungen empfohlen wird“, sagte er. „Zum Beispiel wird eine Büroanwendung an der Westküste wahrscheinlich ERVs verwenden, während eine Schulanwendung an der Ostküste ein DOAS verwenden wird.“

Lüftungssysteme können ebenfalls viel Energie verbrauchen. Um den Energieverbrauch zu senken, empfiehlt METUS daher die Installation geeigneter Steuerungen. Dies werde genaue Belegungspläne gewährleisten und die Möglichkeit bieten, die Belüftungsrate basierend auf dem CO2-Gehalt anzupassen sowie das VRF- und Belüftungssystem ordnungsgemäß zu integrieren und den Nachheizverbrauch zu begrenzen, sagte Cefaly. Er fügte hinzu, dass auch die richtige Systemdimensionierung, Systemauswahl und Wartung den Energieverbrauch senken können.

Bevor sie ein mechanisches Lüftungssystem spezifizieren, sollten sich Auftragnehmer zunächst mit den örtlichen Lüftungsvorschriften vertraut machen, die normalerweise auf dem ASHRAE-Standard 62.1 basieren und die für alle Gebäude erforderliche Lüftungsluftmenge festlegen, sagte Ferrier. Auftragnehmer sollten sich auch an den Vertriebsmitarbeiter ihres örtlichen Herstellers wenden, um herauszufinden, welches Lüftungssystem am besten für die Anwendung geeignet ist.

„ERV- und OAU-Geräte behandeln die einströmende Lüftungsluft vor und sollten zur vollständigen Entfeuchtung/Kühlung/Erwärmung der Lüftungsluft zu einem sekundären mechanischen System (VRF-Innengerät oder OAU) geleitet werden, bevor sie an die Gebäudenutzer verteilt wird“, sagt er sagte. „In kalten Klimazonen sollten Optionen für die Abtausteuerung des ERV-Rads (z. B. modulierende Radsteuerung oder Zyklus-Ein/Aus-Steuerung) ausgewählt werden, um die volle Betriebseffizienz des ERV-Rads aufrechtzuerhalten.“

Ferrier empfiehlt, die Auswahlsoftware des Herstellers zu verwenden, um das Lüftungssystem auf der Grundlage der vorgesehenen Umgebungstemperaturen richtig zu dimensionieren. Er fügte hinzu, dass DOAS-Geräte immer so dimensioniert sein sollten, dass sie die Ventilationsluft im Entfeuchtungsmodus auf 55 °F oder darunter abkühlen. DOAS-Geräte mit Luftwärmepumpe erfordern möglicherweise auch sekundäre Wärmequellen, wenn die Lufteintrittstemperaturen unter die Mindesttemperaturgrenzen der Anlage fallen.

Facility Manager werden wahrscheinlich auch über die Notwendigkeit besorgt sein, die IAQ-Bedingungen zu kontrollieren. Daher ist es bei einer Nachrüstung hilfreich zu wissen, ob das vorhandene VRF-System über eine integrierte Funktion zur Steuerung der Belüftung verfügt oder ob diese angepasst werden kann, sagte Wieland .

„Es gibt viele Möglichkeiten, die Raumluftqualität zu verbessern, und jede hat Vor- und Nachteile“, sagte er. „Natürlich muss die Lösung kosteneffektiv sein, aber berücksichtigen Sie auch die Auswirkungen auf das Systemdesign und – falls zutreffend – die erforderlichen System- oder Gebäudenachrüstungen. Sind Rohrleitungen erforderlich? Filterung? Welche Auswirkungen haben die Vorlaufkosten für Ausrüstung und Installation? Arbeitsaufwand und Wartung? Die Belüftung kann ein Wendepunkt sein, aber es ist gut, realistisch zu sein, wenn man nach einem Ansatz für den Entwurf eines neuen HVAC-Systems oder die Nachrüstung eines bestehenden sucht.“

Neben Lüftungslösungen bieten OEMs eine Vielzahl weiterer IAQ-Optionen zur Verbesserung ihrer VRF-Systeme an. Beispielsweise gibt es viele verschiedene Arten der Filterung, von denen jede auf einen bestimmten Bedarf zugeschnitten ist – von einfachen Filtern, die luftgetragene Partikel entfernen, bis hin zu fortschrittlicheren Filtern, die eine strengere Kontrolle der Innenraumbedingungen gewährleisten, sagte Wieland.

„MERV-Filter – Klassen von 1 bis 16 – fangen in der Luft befindliche Partikel unterschiedlicher Größe von 0,03 bis 10 Mikrometern auf, während HEPA-Filter noch strengere Anforderungen erfüllen und sogar in der Luft befindliche Krankheitserreger und Bakterien stoppen können“, sagte er. „Eine wichtige Überlegung bei der Betrachtung der Filterung ist jedoch der statische Druck – oder Widerstand –, den Filter auf das Belüftungssystem ausüben. Belüftungssysteme müssen in der Lage sein, den zusätzlichen statischen Druck der installierten Filterung aufzunehmen.“

Auch UV-Licht könne eingesetzt werden, sagte Wieland. Während UV-Licht im Wesentlichen überall in einem Kanalsystem eingesetzt werden kann, ist der beste Ort für die Installation dort, wo die Krankheitserreger wachsen – typischerweise in der Abflusswanne des Rohrschlangens, wo es am dunkelsten und feuchtsten ist, sagte er.

Zusätzlich zu erhöhten Belüftungsraten bieten METUS VRF-Systeme die Option für verbesserte Luftfilter, die in die meisten bestehenden VRF-Systeme nachgerüstet werden können, sagte Cefaly. „MERV 13-Filterboxen können zu den meisten Kanalinnengeräten oder großen Deckenkassettengeräten hinzugefügt werden. Lossnay ERVs sind mit einem optionalen MERV 16-Filter erhältlich, und PremiSys DOAS bietet MERV 13-Filtration.“

LG DOAS-Geräte sind standardmäßig mit Filtern der Klassifizierung MERV 8 ausgestattet, und die verpackten DOAS-Einheiten verfügen über Optionen für Filter mit der Klassifizierung bis zu MERV 13/14, sagte Ferrier. Die verpackten DOAS-Geräte sind mit Optionen für UV-Licht und bipolare Ionisatoren ausgestattet.

Joanna Turpin ist leitende Redakteurin. Sie kann unter 248-786-1707 oder [email protected] kontaktiert werden. Joanna ist seit 1991 bei BNP Media und leitete zunächst die technische Buchabteilung des Unternehmens. Sie erwarb ihren Bachelor-Abschluss in Englisch an der University of Washington und arbeitete an ihrem Master-Abschluss in technischer Kommunikation an der Eastern Michigan University.