Calcul détaillé de la puissance du ventilo-convecteur du refroidisseur. Calculs de ventilo-convecteur
Source: http://mir-klimata.apic.ru/
Article du magazine "Climate World", numéro 11. 2001
Chers lecteurs !
Les éditeurs du magazine continuent de publier des chapitres individuels du livre « Systèmes de ventilation et de climatisation.
Théorie et Pratique", préparé par des spécialistes de la société Euroclimate.
Données initiales : Locaux de bureaux (7 pièces) superficie totale
150 m2, hauteur de pièce h = 3 m, faux plafond type « Armstrong » - uniquement dans le couloir. Les locaux ont la possibilité d'une ventilation naturelle (par ouverture et fermeture des fenêtres (voir l'agencement des locaux sur la Fig. 1).
La façade du bâtiment fait face à la rue centrale et l'installation d'unités extérieures de systèmes split sur la façade n'est pas autorisée. Pour créer conditions confortables
dans les bureaux, dans ce cas, la solution de climatisation la plus optimale est le système « refroidisseur-ventilo-convecteur ». Le refroidisseur (machine frigorifique) est installé sur le toit du bâtiment, des ventilo-convecteurs (fermetures) sont installés sous le plafond de chaque pièce. Pour alimenter le système en eau chaude (45-40°C) non seulement en été, mais aussi pendant la période de transition, lorsque le système de chauffage ne fonctionne pas encore, nous choisirons un refroidisseur avec une « pompe à chaleur » de type WRAN de CLIVET. . Ce mode de fonctionnement « chaud-froid » est possible grâce à l'utilisation d'un circuit frigorifique réversible ( pompe à chaleur
) à haute efficacité énergétique.
Un ventilo-convecteur est un équipement d'échange de chaleur qui fait partie du système global refroidisseur-ventilo-convecteur et constitue l'élément final de l'ensemble du circuit qui sert à refroidir/chauffer l'air dans des espaces clos.
Sélection de ventilo-convecteur- En fonction de nombreux facteurs, le ventilo-convecteur est calculé et sélectionné. Ces facteurs comprennent :
- nombre de personnes dans la salle ;
- destination des locaux;
- superficie et orientation cardinale des ouvertures des fenêtres et des murs de la pièce ;
- localisation géographique du local avec caractéristiques de température et d'humidité de l'air extérieur ;
- matériau et qualité des murs extérieurs et des plafonds ; quantité et puissance luminaires
- ou d'autres appareils situés à l'intérieur et susceptibles de générer de la chaleur ;
la présence d'un système de ventilation de la pièce.
Méthodes de calcul du ventilo-convecteurIl existe trois façons de calculer un ventilo-convecteur pour créer la température de fond requise dans la pièce. Ils peuvent être appelés différemment.
Il s'agit du processus de calcul le plus précis et le plus long. De tels calculs sont effectués lors de développements scientifiques ou de recherches sur les processus d'échange thermique de refroidissement/chauffage de l'air intérieur à l'aide de systèmes de climatisation. La même méthode est applicable pour les ventilo-convecteurs. Tous les facteurs énumérés ci-dessus et plusieurs autres moins importants sont pris en compte afin de prévoir au maximum toutes les nuances lors du fonctionnement du ventilo-convecteur. Dans ce cas, les valeurs de référence exactes des coefficients de conductivité thermique, de transfert thermique des matériaux de clôture, des coefficients de transfert thermique des murs vers l'intérieur et environnement externe. Lors des calculs, le diagramme i-d de l’air humide doit être utilisé. Avec ce calcul, sans préparation particulière, vous pouvez passer toute la journée à sélectionner des ventilo-convecteurs pour une pièce de 20 à 30 mètres carrés. m.
Raffiné
Ce calcul est effectué par des spécialistes techniques, dirigeants d'entreprises qui vendent des ventilo-convecteurs et des systèmes de climatisation chiller-ventilo-convecteur. Le calcul n'est pas aussi précis que dans le cas précédent, mais il est effectué beaucoup plus rapidement et sur la base des valeurs moyennes de toutes les grandeurs de référence pouvant être impliquées dans le calcul. Cependant, avec un tel calcul, il est nécessaire de calculer la productivité en tenant compte de l'humidité de l'air. Il existe donc trois définitions de la productivité :
- la performance sensible, qui prend en compte la chaleur sensible, c'est-à-dire tous les apports de chaleur sans tenir compte de l'humidité de l'air ;
- la productivité latente, qui prend en compte la chaleur latente, c'est-à-dire l'ensemble des apports de chaleur en tenant compte de l'humidité de l'air.
- pleine performance, qui prend en compte la chaleur sensible et latente, c'est-à-dire tous les apports de chaleur en tenant compte de l'humidité de l'air.
La chaleur latente est calculée en utilisant en utilisant mon identifiant graphiques ou tableaux spéciaux.
Dans les régions à faible humidité de l'air, vous pouvez ajouter 20 % à la chaleur sensible calculée et obtenir la pleine chaleur. Ainsi, 20 % devraient être alloués à la chaleur latente. Dans les régions très humides, il est nécessaire de calculer séparément la chaleur latente. Sinon, vous pouvez faire une sélection avec une erreur allant jusqu'à 50-60 %.
Approximatif (urgent, estimé)
Ce calcul est effectué par des gestionnaires qui vendent des ventilo-convecteurs et des systèmes de climatisation chiller-ventilo-convecteur, mais qui n'ont pas de compétences en matière de sélection. Il est réalisé en fonction de la superficie de la pièce. Pour chaque 10 m², un ventilo-convecteur d'une capacité de refroidissement de 1000 W est sélectionné. avec des hauteurs de plafond allant jusqu'à 2,70 - 3 m.
La chaleur latente n’est presque jamais prise en compte dans de tels cas. Et dans les régions avec une humidité de 40 %, la chaleur latente représente environ 30 % de la chaleur sensible, et avec une humidité de 80 à 90 % - jusqu'à 50 % de la chaleur sensible. De tels calculs peuvent affecter le fonctionnement de l'ensemble du système refroidisseur-ventilo-convecteur ou conduire à sa panne. Par conséquent, ces calculs et la sélection des ventilo-convecteurs doivent être confiés à des spécialistes de confiance et qualifiés.
Les ventilo-convecteurs sont des équipements de climatisation conçus pour refroidir ou chauffer l’air. Cette installation comprend :
- un échangeur de chaleur où entre l'air de la pièce et où il prend la température souhaitée ;
- un ventilateur qui alimente en air le radiateur ;
- filtre de purification d'air;
- Panneau de contrôle.
Avec l'aide de ventilo-convecteurs, vous pouvez résoudre le problème de la ventilation locaux fermés: L'air frais provient du climatiseur central.
Actuellement, il existe plusieurs types de ventilo-convecteurs :
- mur;
- sol-plafond;
- cassette;
- canal;
- plancher d'armoire;
- non encadré.
Les chaînes sont plus populaires, car elles impliquent une installation cachée. Cependant sélection de ventilo-convecteur Il vaut mieux faire confiance à un spécialiste.
La sélection correcte du ventilo-convecteur est une garantie de longue durée de vie de l'équipement
Les ventilo-convecteurs peuvent être utilisés dans les centres commerciaux, les cinémas, immeubles de bureaux, hôtels, salles de sport, etc. Les calculs des ventilo-convecteurs sont effectués par des spécialistes de la société Century of High Technologies. Tout d'abord, des informations sont collectées sur la pièce où l'équipement sera installé :
- superficie de la pièce ;
- hauteur du plafond;
- nombre approximatif de personnes dans la salle ;
- nombre d'équipements d'exploitation ;
- nombre d'ampoules ;
- emplacement des fenêtres.
Ces informations sont nécessaires pour déterminer la puissance requise de l'unité. Ensuite, le client peut sélectionner lui-même un ventilo-convecteur en fonction de ses capacités financières et de ses préférences artistiques. Il est important de déterminer les tâches assignées au système de climatisation. Pour faire fonctionner le ventilo-convecteur dans un seul mode : refroidissement ou chauffage, des installations à deux tuyaux sont utilisées. Les unités à quatre tubes peuvent faire office de climatiseur en été et de chauffage en hiver, car elles disposent de deux échangeurs de chaleur indépendants.
Choisir l'appareil requis Cela est également possible en ligne, mais dans ce cas, les paramètres de performance peuvent ne pas être déterminés avec précision.
Système refroidisseur-ventilo-convecteur
À lui seul, un ventilo-convecteur ne peut pas remplir les fonctions d'un climatiseur, puisqu'une machine est nécessaire pour refroidir l'eau. Le plus souvent, cette machine est un refroidisseur. Ce système, appelé « refroidisseur-ventilo-convecteur », présente de nombreux avantages par rapport aux autres équipements de climatisation :
- L'eau est utilisée comme réfrigérant, ce qui permet de réaliser des canalisations assez longues ;
- polyvalence : peut être utilisé dans des locaux résidentiels, de bureaux et industriels ;
- travail autonome;
- Contrôle pratique : à distance à l'aide d'une télécommande ou manuellement.
Pour garantir que le système fonctionne sans interruption et n'augmente pas les coûts énergétiques, calcul du ventilo-convecteur doivent être effectués par des professionnels. Les spécialistes de la société Century of High Technologies sélectionneront non seulement le ventilo-convecteur requis, mais réaliseront également une installation rapide et de haute qualité.
Le calcul d'un ventilo-convecteur est un calcul de sa puissance frigorifique (capacité frigorifique).
Détermination de la puissance frigorifique requise d'un ventilo-convecteur
Le calcul de la puissance frigorifique requise est effectué en additionnant tous les apports thermiques dans la pièce concernée. Ceux-ci incluent :
- rayonnement solaire
- conductivité thermique des structures enveloppantes (murs, fenêtres, plafonds, etc.)
- ventilation d'alimentation
- équipement d'éclairage
- autres équipements de production de carburant
Après avoir additionné les apports thermiques ci-dessus, on obtient la puissance thermique totale de la pièce. C'est pour cette puissance (avec une marge de 10-20 %) que sont sélectionnés les ventilo-convecteurs.
Un moyen simple de déterminer la capacité de refroidissement d'un ventilo-convecteur
Cependant, il y a plus des moyens simples déterminer la capacité de refroidissement du ventilo-convecteur. Ainsi, pour les pièces à vivre, vous pouvez prendre la puissance frigorifique en multipliant la surface de la pièce par 100 (le résultat sera en Watts). On suppose que la production de chaleur spécifique dans la pièce est de 100 W/m2.
Pour les locaux de bureaux et les pièces à vivre dont les fenêtres sont orientées sud et est, il est recommandé de prendre un dégagement de chaleur spécifique égal à 125 W/m2. Enfin, pour les bureaux avec un grand nombreéquipements ou fenêtres orientées au sud, le dégagement de chaleur spécifique doit être pris égal à 150 W/m2.
Ainsi, pour espace bureau d'une superficie de 40 m2, un ventilo-convecteur d'une capacité de 5 kW sera nécessaire (puisque les ventilo-convecteurs de 5 kW ne sont pas produits, un ventilo-convecteur de puissance plus élevée est accepté - 5,4 kW).
Caractéristiques des calculs de ventilo-convecteurs
Lors du calcul des ventilo-convecteurs, les paramètres suivants doivent être pris en compte :
- sélectionner un ventilo-convecteur pour le débit d'air puissance moyenne,
- tenir compte de la programmation de température du liquide de refroidissement : par exemple, avec une programmation de +10/+15°C, la puissance frigorifique du ventilo-convecteur est sensiblement inférieure à celle avec une programmation de +7/+12°C.
En cas de difficultés lors du calcul du ventilo-convecteur, vous devez contacter des spécialistes.
Consommation électrique du ventilo-convecteur
Consommé énergie électrique Le ventilo-convecteur est d'environ 100 à 500 W et dépend de la puissance du moteur du ventilateur.
Données initiales :
Locaux de bureaux (7 pièces) d'une superficie totale de 150 m2, hauteur des pièces h = 3 m, faux plafond « Armstrong » - uniquement dans le couloir. Les locaux ont la possibilité d'une ventilation naturelle (par ouverture et fermeture des fenêtres (voir l'agencement des locaux sur la Fig. 1).
La façade du bâtiment fait face à la rue principale et l'installation d'unités extérieures de systèmes split sur la façade n'est pas autorisée.
Pour créer des conditions confortables dans les bureaux, dans ce cas, la solution de climatisation la plus optimale est un système de refroidisseur et de ventilo-convecteur. (réfrigérateur) est installé sur le toit du bâtiment, des ventilo-convecteurs (fermetures) sont installés sous le plafond de chaque pièce.
Pour assurer le système eau chaude(45-40°C) non seulement en été, mais aussi pendant la période de transition, lorsque le système de chauffage ne fonctionne pas encore, nous choisirons un refroidisseur avec une « pompe à chaleur » type WRAN de CLIVET. Ce mode de fonctionnement « chaud-froid » est possible grâce à l'utilisation d'un circuit frigorifique réversible (pompe à chaleur) à haute efficacité énergétique.
Le boîtier extérieur du refroidisseur est en alliage Peraluman, adapté à une utilisation en extérieur. L'unité WRAN est équipée système à microprocesseur contrôle, qui vous permet de configurer, réguler et optimiser toutes les fonctions. Télécommande télécommande, connecté à un microprocesseur, permet d'effectuer tous les réglages et de contrôler le fonctionnement du refroidisseur à distance.
Les unités intérieures (ventilo-convecteurs) et l'unité extérieure (refroidisseur) sont reliées entre elles par des conduites d'eau et de gaz en acier, qui doivent être isolées pour éviter la condensation sur les parois des tuyaux lorsque les paramètres d'alimentation y circulent. = 7°C, trev. = 12°C (lorsque le système fonctionne en mode refroidissement). Chaque ventilo-convecteur dispose d'un bac de collecte à partir duquel une canalisation de drainage est évacuée. Toutes les canalisations de drainage sont reliées par un collecteur commun et reliées au système d'égouts existant. Toutes les communications sont établies le long du couloir dans la zone du faux plafond. Pour poser une canalisation de drainage, il est nécessaire de prévoir une pente de 10 mm par 1 m de longueur.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pour assurer la circulation du liquide de refroidissement dans le système, une station de pompage est installée.
Les stations de pompage CLIVET comprennent l'automatisation et toute la tuyauterie technologique nécessaire. Ils sont prêts à l'emploi immédiatement après leur raccordement aux systèmes électriques et hydrauliques.
Pour déterminer les tailles standard des équipements inclus dans le système de climatisation, des calculs appropriés doivent être effectués.
Calcul de la chaleur excédentaire et sélection des équipements
Le calcul de la charge thermique des ventilo-convecteurs est basé sur les données obtenues sur la présence de personnes, d'équipements de bureau et d'autres sources de génération de chaleur dans chaque pièce.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nous déterminons la quantité totale de chaleur excédentaire pour chaque pièce et sélectionnons les modèles de ventilo-convecteurs dans le catalogue DELONGHI en fonction de la capacité de refroidissement. Les données pour le calcul et la sélection des ventilo-convecteurs sont données dans le tableau. 2.
Sur la base de la capacité de refroidissement totale de tous les ventilo-convecteurs (19,6 kW), nous sélectionnons un refroidisseur du catalogue CLIVET (avec la capacité de refroidissement la plus élevée la plus proche) - WRAN 91 (froid = 20,6 kW, chaleur = 23,1 kW).
Choisir un refroidisseur avec « pompe à chaleur » permet d'utiliser le système de climatisation en mode chauffage pendant la période transitoire de l'année où le système de chauffage n'est pas encore allumé.
Sur la base du calcul de l'excès de chaleur, les éléments suivants ont été déterminés : Charge thermique l'ensemble du système est de 19,6 kW. Le liquide de refroidissement est de l'eau avec des paramètres de 7 à 12°C. Tuyaux en acier, conduites d'eau et de gaz.
Refroidisseur WRAN 91 d'une puissance frigorifique de 20,6 kW sans circuit de pompage intégré. Ventilo-convecteurs - selon le tableau 1.
Calcul hydraulique du système
Le calcul hydraulique a pour but de déterminer les diamètres des canalisations de chaque section du système et de sélectionner une station de pompage pour un fonctionnement stable du circuit d'eau.
Si un refroidisseur avec une station de pompage intégrée (circuit hydraulique) est utilisé, il est nécessaire de déterminer si sa pression est suffisante pour le fonctionnement normal du système.
Si un refroidisseur est utilisé sans station de pompage intégrée (circuit hydraulique), la station de pompage requise est sélectionnée en fonction des données de calcul hydraulique.
Conformément aux plans d'étage, un schéma axonométrique du système « refroidisseur-ventilo-convecteur » est établi, les numéros de section sont désignés et leurs longueurs sont déterminées (Fig. 2).
Le calcul de la perte de charge doit être effectué pour le ventilo-convecteur le plus éloigné. Dans ce cas, il s'agit d'un ventilo-convecteur FC 30. Les pertes de charge sont la somme des pertes sur la longueur et des pertes dues à la résistance locale. Les pertes de longueur sont déterminées conformément aux tables de calcul conduites d'eau. Les pertes dues à la résistance locale peuvent être prises égales à 30 % de la valeur des pertes sur la longueur.
Considérons la méthode de calcul hydraulique à l'aide de l'exemple de la section n°1 (voir Fig. 2).
 |
La section n°1 est la section entre le refroidisseur et le premier ventilo-convecteur le long du débit d'eau. Sa charge est la charge totale du système :
Q1 = 19,7 kW ou
Q2 = 19,7 : 1,16 · 1 000 = 16 982 kcal/h.
La différence de température d'eau selon le catalogue à l'entrée et à la sortie du ventilo-convecteur est Dt = 5°C (du catalogue). Ainsi, il est possible de calculer la consommation d'eau dans la section n°1 :
où Q2 - , kcal/h ; C est la capacité calorifique de l’eau égale à 1 kcal/kg °C.
G1= 16896/1·5=3376 kg/h (0,939 l/s).
À l'aide du tableau de calcul du système d'alimentation en eau, par exemple du Manuel du concepteur, nous sélectionnons un diamètre de canalisation de 32 mm, à condition que la vitesse de l'eau ne dépasse pas 1 m/s.
Nous déterminons la perte de charge spécifique sur la longueur R (voir, par exemple, le « Designer’s Handbook »). C'est 77 mm d'eau. st./m.
a) Connaissant R et la longueur de la section, vous pouvez calculer la résistance de la section R_I, égale à 385 mm de colonne d'eau.
c) La résistance hydraulique du ventilo-convecteur, égale à 900 mm de colonne d'eau, est déterminée à partir des catalogues.
d) Connaissant le débit d'eau (total) et la marque de refroidisseur sélectionnée (), la résistance de l'échangeur de chaleur dans le refroidisseur lui-même peut être déterminée à l'aide d'un schéma du catalogue CLIVET.
Dans cet exemple, la résistance hydraulique de l'échangeur thermique est de 28 kPa soit 2800 mm de colonne d'eau.
e) Après avoir additionné les résistances de toutes les sections, on obtient la perte de charge totale dans le système ; on ajoute 30% - une réserve pour résistance locale - et on obtient la pression requise pour que la station de pompage développe Drn≥106 kPa.
DP = R1 + 30 % (R1) = 8154 + 0,3 · 8154 =10600 mm d'eau. poids = 106 kPa
A l'aide du schéma du catalogue CLIVET, nous déterminons la marque de la station de pompage M2, qui développe une pression de réseau de 135 kPa, soit plus de 106 kPa.