Вентиляция по требованию с датчиками CO2 KNX: качество воздуха и энергосбережение

Почему DCV: обоснование управления вентиляцией по CO2

Традиционные системы вентиляции рассчитываются на максимальную проектную загрузку и работают на фиксированной скорости независимо от фактической заполняемости. Переговорная комната, рассчитанная на 20 человек, работает с тем же расходом вентиляции в 06:30 без людей, что и при пиковой загрузке в 10:00. Мощность вентилятора масштабируется пропорционально кубу скорости воздуха — уменьшение расхода вдвое снижает мощность вентилятора до 12,5% от максимальной. Даже скромное снижение расхода дает большую экономию энергии.

CO2 является основным индикатором присутствия людей. Наружный воздух содержит примерно 400-420 ppm CO2. Каждый человек выделяет примерно 20 л/мин CO2 в состоянии покоя (офисная работа). При увеличении заполняемости CO2 растет выше фонового уровня наружного воздуха. Поддержание CO2 ниже 1000 ppm над наружным уровнем обеспечивает достаточное количество свежего воздуха на человека в соответствии с EN 13779. Датчики CO2 KNX обеспечивают непрерывное измерение ppm, которое напрямую управляет модуляцией вентиляции.

Датчики CO2 KNX: сравнение продуктов

Несколько нативных датчиков CO2 KNX доступны для скрытого монтажа, на DIN-рейку и в щит. Все передают концентрацию CO2 как DPT 9.008 (ppm) по KNX TP. Метод калибровки, диапазон измерений и дополнительные параметры различаются.

Логика DCV: четырехпороговое управление вентиляцией

Логика DCV сопоставляет концентрацию CO2 с расходом воздуха вентиляции, используя четыре порога, соответствующие категориям качества воздуха в помещениях по EN 13779. Гистерезис между порогами (более низкая точка выключения по сравнению с точкой включения) предотвращает быстрые колебания скорости вентилятора при колебаниях CO2 около порога.

Input: KNX CO2 sensor GA, DPT 9.008 (ppm)
Output: ventilation speed command GA, DPT 5.001 (0-100%)

Threshold table (with 50 ppm hysteresis):
  CO2 < 700 ppm (empty/outdoor level):
    → Ventilation: 20% speed (minimum, code-minimum airflow)

  CO2 700-1000 ppm (low occupancy):
    → Ventilation: 50% speed (moderate flow)
    → Switch down at 650 ppm (hysteresis to 20% level)

  CO2 1000-1400 ppm (medium-high occupancy):
    → Ventilation: 80% speed
    → Switch down at 950 ppm

  CO2 > 1400 ppm (overcrowded / alarm):
    → Ventilation: 100% speed (maximum boost)
    → KNX alarm telegram GA = ON → building management alert
    → Switch down at 1350 ppm

ETS6 logic block (MDT SCN-LCRM.01):
  Comparator 1: input A (ppm) < 700 → output = 20
  Comparator 2: input A >= 700 AND < 1000 → output = 50
  Comparator 3: input A >= 1000 AND < 1400 → output = 80
  Comparator 4: input A >= 1400 → output = 100
  Output written to GA (DPT 5.001) → Systemair SAVE or TROX TVZ

Категории CO2 по EN 13779 и целевые показатели соответствия

EN 13779:2007 (Вентиляция для нежилых зданий) определяет категории качества воздуха IDA 1–4 на основе превышения концентрации CO2 над наружным уровнем (обычно 400 ppm). Система DCV должна обеспечивать как минимум IDA 2 в часы занятости — это соответствует поддержанию CO2 ниже 800–1000 ppm над наружным уровнем, или примерно 1200–1400 ppm абсолютных в большинстве европейских климатических условий.

Последовательность ночной продувки и утреннего предварительного кондиционирования

В нерабочее время CO2 постепенно снижается до наружного уровня, и логика DCV уменьшает вентиляцию до минимума (20% скорости). Однако ЛОС (летучие органические соединения) от чистящих средств, выделения из мебели и строительных материалов накапливаются за ночь даже без присутствия людей. Последовательность ночной продувки запускает систему вентиляции на 100% на 30 минут до начала запланированного времени занятости, вымывая накопленные за ночь ЛОС и CO2 до прихода людей.

KNX time switch (MDT SCN-LCRM.01 weekly timer):

Night minimum (23:00 → occupancy start - 30 min):
  Write ventilation speed GA = 20 (20% minimum)
  DCV CO2 logic disabled — override by time switch
  Exception: if CO2 rises above 1000 ppm (unexpected night use)
    → DCV logic resumes and overrides night minimum

Night purge (06:00, 30 min before 06:30 occupancy start):
  Write ventilation speed GA = 100 (100% boost)
  Duration: 30 minutes (timer resets at 06:30)
  At 06:30: release override → DCV CO2 logic resumes control

Occupancy period (06:30-22:00):
  DCV logic active: CO2 thresholds control fan speed
  KNX presence detector (MDT PIR) reinforces DCV:
    No presence detected for 30 min → force minimum ventilation
    regardless of CO2 (room may have CO2 from previous occupants)

Weekend / holiday mode:
  KNX calendar block → extend night minimum to full day
  Night purge still runs at 06:00 Saturday/Sunday (HVAC system keep-alive)

Соответствие BREEAM Hea 02 и окупаемость энергии

Пункт BREEAM New Construction Hea 02 (Качество воздуха в помещениях) присуждает баллы за мониторинг CO2 с автоматической реакцией вентиляции и отображением CO2 для occupants. Система KNX DCV с датчиками CO2 Elsner, логическим управлением ETS6 и сенсорной панелью KNX (Gira X1 или MDT Glastaster II), отображающей текущую концентрацию CO2, удовлетворяет критериям мониторинга и автоматической реакции. Регистрация данных (ARISTO BewO) предоставляет необходимые доказательства производительности при оценке BREEAM.

Окупаемость энергии для DCV обычно составляет 1-2 года в переговорных и конференц-залах. Переговорная с максимальной проектной вентиляцией 500 м3/ч, работающая при средней фактической заполняемости 40%, экономит примерно 60% энергии вентилятора. При 0,15 EUR/кВтч и двигателе вентилятора мощностью 1,5 кВт это составляет примерно 900 кВтч/год экономии, или 135 EUR/год на помещение. Стоимость датчика CO2 (Elsner KNX CO2-T-UP) составляет примерно 180 EUR — окупаемость за 16 месяцев. В масштабе 20 переговорных комнат система окупается менее чем за 12 месяцев без учета эффективности монтажа.