Stanice Praha - hlavní nádraží, modernizace systému vzduchotechniky
Systém větrání
Při návrhu větrání byly při projekčním návrhu použity následující parametry
- Venkovní výpočtová teplota zima -12 °C, léto 30 °C
- Venkovní relativní vlhkost zima100 %, letní entalpie 58 kJ/kg
- Vnitřní teplota zima +15-20 °C, léto +23-26 °C
- Vnitřní relativní vlhkost zima 40-60 %, léto 40-55 %
- Hladiny hluku 50-55 dB, pouze nocležny zaměstnanců ČD 30 dB
V objektu nádraží jsou místnosti převážně větrány přirozeným způsobem - otevíratelnými okny. Tam kde není tento způsob větrání plně dostačující, je větrání zajištěno vzduchotechnickým zařízením. V prostorách, kde je povoleno kouření se navržené množství uvedeného čerstvého vzduchu zvyšuje o 10m3/h na počítanou jednotku. Při tzv. extrémních venkovních teplotách pod 0°C a nad 26°C je množství čerstvého vzduchu sníženo až o 50%. U většiny vzduchotechnických jednotek je použita rekuperace nebo regenerace tepla z odpadního vzduchu. Přívod čerstvého vzduchu do jednotek z prostoru nad střechou objektu, odvod vzduchu do venkovního prostředí. Sociální zařízení, která není možno větrat přirozeným způsobem jsou odvětrána nuceně s výfukem nad střechu nebo do fasády objektu. Objekt výpravní budovy je vytápěn otopnými tělesy napojenými rozvody ÚT z výměníkové stanice. V případě místností kde tento způsob vytápění je kapacitně nedostačující, či z jiných důvodů nevyhovující, je místnost přitápěna vzduchem pomocí VZT jednotek, které jsou napojeny na rozvod topné vody z výměníkové stanice FB, NOH - teplota 80/60°C. V místnostech, kde je požadováno chlazení, je zajištěno přímým chlazením (výparník umístěn ve VZT jednotce s kondensátorem umístěným ve venkovním prostoru). Chlazení komerčních ploch jsou dle požadavků pronajímatelů samostatně zajištěny fan-coil jednotkami.
Klimatizační jednotky společnosti JANKA
V dosud zrealizované nulté, první a druhé etapě dodala společnost JANKA celkem 22 ks klimatizačních jednotek typu KLM. Celkové množství přiváděného vzduchu 160 000m3/h. Některé jednotky byly vyrobeny pro omezený prostor strojoven v atypickém kompaktním provedení s výstupy vzduchu nahoru, některé typy zařízení byly v atypickém provedení zahnuté do pravého úhlu. Většina jednotek využívá rekuperaci s rotačním výměníkem s plynule řízenými otáčkami pomocí měničů frekvence ACS550. Celkový výkon rekuperačních jednotek je 140 000m3/h. tj. téměř 88% celkového výkonu. Všechny elektromotory ventilátorů jsou též ovládány měniči frekvence. Toto řešení pro plynulou volbu množství vzduchu je nezbytné při regulování provozních podmínek jednotlivých prostor v závislosti na denním a nočním provozu objektu.
Regulace otáček motorů prostřednictvím měničů frekvence
Z pohledu aplikačního jsou nejdůležitější energetické úspory, kvůli nimž se měniče frekvence obvykle instalují. Legislativně je nyní předepsáno stanovování energetické účinnosti budov, což s touto problematikou úzce souvisí. Pokud jsou pohony neregulované měniči frekvence a regulace je dělaná jiným způsobem (škrcení klapkou, natáčením lopatek apod.), je značná část energie neefektivně zmařena. Významných úspor lze dosáhnou nasazením pohonů regulovaných frekvenčními měniči, kdy se otáčky motoru přizpůsobí aktuálním požadavkům. Nasazení měničů frekvence přináší ale i další výhody. Na rozdíl od přímého připojení motoru na síť, kdy je odebírán po dobu rozběhu 5 až 7 násobek jmenovitého proudu, je zde situace zcela opačná. Frekvenční měnič pracuje jako téměr dokonalý převodník výkonu. Protože na začátku rozběhu má zátěž nulový příkon (P = T.n; n = 0), je i odběr ze sítě velmi malý a plynule roste po přímce až k proudu při plné zátěži. Z hlediska energetického má měnič frekvence obvykle vysokou účinnost, kolem 98%. Nezanedbatelné jsou však i jiné vlastnosti – zcela klidný rozběh, snadná, rychlá a přesná regulace, možnost nadřazeného řízení, nízké opotřebení poháněného zařízení, redukovaný hluk.
Měniče frekvence ABB typu ACS(ACH)550 (0,75 – 355 kW)
Frekvenční měniče však přinášejí také generování harmonických v síti, což vede k přídavným ztrátám v transformátorech, kabelech i v motorech. Generované proudové harmonické však lze ovlivnit vhodnou konstrukcí měniče. Významným konstrukčním prvkem ovlivňujícím THD (Total Harmonic Distortion) jsou použité tlumivky, a to buď na střídavé straně (AC) nebo ve stejnosměrném meziobvodu (DC).
Ss. tlumivka může být menší, rozdělením na dvě části se usnadní ochrana proti zemnímu spojení a bývá levnější pro pohony menších výkonů.
Měniče frekvence typu ACS (ACH) 550 mají zajímavé patentované konstrukční řešení použité ss tlumivky. Princip je ve využití všeobecně známého principu tlumivky s proměnnou indukčností (přesytky), tzv. „Swinging Choke“, v oblasti frekvenčních měničů. Činitel harmonického zkreslení THD je závislý na hodnotě indukčnosti, větší indukčnost snižuje hodnoty THD. THD se však rapidně zvyšuje, pokud klesá zatížení. Z tohoto důvodu pak vznikla myšlenka použít tlumivku s proměnnou indukčností, jejíž indukčnost se zvyšuje při malých proudech. Při návrhu vhodné „Swinging Choke“ se vycházelo ze standardní konstrukce ss. tlumivky a na počítači se pomocí simulačních programů prováděla analýza vhodného profilu vzduchové mezery. Výsledkem byl tvar dle obr. 4. Princip je takový, že při plném zatížení dochází k přesycení jádra ve střední části. Pokud dojde ke zmenšení zatížení, toto přesycení se sníží a indukčnost tlumivky se zvýší.
Jednoznačně je prokázáno snížení zkreslení THD měniče až o 24,2% v porovnání s měničem se standardní stejnosměrnou tlumivkou. Dalšími přednostmi použití „Swinging Choke“ je omezení zvlnění proudu ve stejnosměrném meziobvodu při částečném zatížení, což prodlužuje životnost kondenzátoru. Dochází také k vylepšení tepelného využití při plném zatížení, tedy ke zvýšení účinnosti. Rovněž ztráty při částečném zatížení jsou mnohem menší díky sníženému obsahu harmonických. Jak již bylo řečeno, systémy HVAC v budovách používají měniče frekvence právě pro možnost regulace průtoku vzduchu dle potřeb a často jsou tedy provozovány při částečném zatížení. S měničem ACS(ACH)550 a díky použité speciální ss tlumivce máme zaručeno splnění normy ČSN EN 61000–3-12, která platí pro veškerá zařízení a instalace ve stavebním sektoru a definuje povolené limity THD. Omezení daná touto normou jsou platná pro elektrická a elektronická zařízení se vstupním proudem nad 16A a platí až do 75A na fázi. Vyjádřeno v kW je to od 7,5kW do 37kW v třífázové soustavě. Další předností tohoto typu měniče je standardní vybavení měniče EMC filtrem pro obytné zóny, tak aby mohl být bez problémů instalován právě v takových objektech, jako jsou třeba nádražní budovy. ABB jako jeden z předních světových výrobců frekvenčních měničů věnuje značnou část svých kapacit na vývoj a výzkum včetně použití nových technologií.