Calcolo dettagliato della potenza del fan coil del refrigeratore. Calcoli fancoil
Fonte: http://mir-klimata.apic.ru/
Articolo tratto dalla rivista "Climate World", numero 11. 2001
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La redazione della rivista continua a pubblicare i singoli capitoli del libro “Sistemi di ventilazione e condizionamento.
Teoria e pratica", preparato da specialisti della società Euroclimate.
Dati iniziali: Uffici (7 vani) superficie totale
150 mq, altezza locale h = 3 m, controsoffitto tipo “Armstrong” - solo nel corridoio. I locali hanno la possibilità di ventilazione naturale (mediante apertura e chiusura di finestre (vedi disposizione dei locali in Fig. 1).
La facciata dell'edificio è rivolta verso la strada principale e non è consentita l'installazione di unità esterne di sistemi split sulla facciata. Per creare condizioni confortevoli
negli uffici, in questo caso, la soluzione di climatizzazione più ottimale è il sistema “chiller-fan coil”. Il refrigeratore (macchina di refrigerazione) è installato sul tetto dell'edificio, i ventilconvettori (chiudiporta) sono installati sotto il soffitto di ogni stanza. Per fornire all'impianto acqua calda (45–40°C) non solo in estate, ma anche durante il periodo di transizione, quando l'impianto di riscaldamento non è ancora in funzione, sceglieremo un refrigeratore a “pompa di calore” tipo WRAN di CLIVET . Questa modalità di funzionamento “caldo-freddo” è possibile grazie all’utilizzo di un circuito frigorifero reversibile ( pompa di calore
) ad alta efficienza energetica.
Un ventilconvettore è un'apparecchiatura di scambio termico che fa parte del complessivo sistema refrigeratore-fancoil ed è l'elemento finale dell'intero circuito che serve a raffreddare/riscaldare l'aria negli ambienti chiusi.
Selezione del ventilconvettore- A seconda di molti fattori, il ventilconvettore viene calcolato e selezionato. Questi fattori includono:
- numero di persone nella stanza;
- destinazione dei locali;
- area e orientamento cardinale delle aperture delle finestre e delle pareti della stanza;
- posizione geografica del locale con caratteristiche di temperatura e umidità dell'aria esterna;
- materiale e qualità delle pareti esterne e dei soffitti; quantità e potenza apparecchi di illuminazione
- o altri dispositivi che si trovano all'interno e possono generare calore;
la presenza di un sistema di ventilazione della stanza.
Metodi di calcolo del ventilconvettoreEsistono tre modi per calcolare un ventilconvettore per creare la temperatura di fondo richiesta nella stanza. Possono essere chiamati diversamente.
Questo è il processo di calcolo più accurato e più lungo. Tali calcoli vengono effettuati durante lo sviluppo scientifico o la ricerca sui processi di scambio termico di raffreddamento/riscaldamento dell'aria interna utilizzando sistemi di condizionamento dell'aria. Lo stesso metodo è applicabile ai ventilconvettori. Tutti i fattori sopra elencati e molti altri meno significativi vengono presi in considerazione per tenere conto di tutte le sfumature durante il funzionamento del ventilconvettore nella massima misura possibile. In questo caso, valori di riferimento esatti dei coefficienti di conducibilità termica, scambio termico dei materiali della recinzione, coefficienti di scambio termico dalle pareti all'interno e ambiente esterno. Quando si effettuano i calcoli, è necessario utilizzare il diagramma i-d dell'aria umida. Con questo calcolo, senza una preparazione particolare, puoi dedicare l'intera giornata alla selezione dei ventilconvettori per una stanza di 20-30 metri quadrati. M.
Raffinato
Questo calcolo viene effettuato da specialisti tecnici, dirigenti leader di aziende che vendono ventilconvettori e sistemi di climatizzazione chiller-fancoil. Il calcolo non è accurato come nel caso precedente, ma viene eseguito molto più velocemente e sulla base dei valori medi di tutte le grandezze di riferimento che possono essere coinvolte nel calcolo. Tuttavia, con tale calcolo è necessario calcolare la produttività tenendo conto dell'umidità dell'aria. Esistono quindi tre definizioni di produttività:
- produttività sensibile, che tiene conto del calore sensibile, cioè di tutti gli afflussi di calore senza tenere conto dell'umidità dell'aria;
- produttività latente, che tiene conto del calore latente, cioè tutti gli afflussi di calore tengono conto dell'umidità dell'aria.
- prestazione completa, che tiene conto del calore sensibile e latente, cioè tutti gli afflussi di calore tengono conto dell'umidità dell'aria.
Il calore latente viene calcolato utilizzando utilizzando i-d grafici o tabelle speciali.
Nelle regioni con bassa umidità dell'aria, è possibile aggiungere il 20% al calore sensibile calcolato e ottenere il calore completo. Pertanto, il 20% dovrebbe essere destinato al calore latente. Nelle regioni con elevata umidità, è necessario calcolare separatamente il calore latente. Altrimenti, puoi effettuare una selezione con un errore fino al 50-60%.
Approssimativo (urgente, stimato)
Questo calcolo lo fanno i manager che vendono fancoil e sistemi di condizionamento chiller-fancoil, ma non hanno capacità di selezione. È realizzato in base all'area della stanza. Per ogni 10 mq viene selezionato un ventilconvettore con una capacità di raffreddamento di 1000 W. con altezze del soffitto fino a 2,70 - 3 m.
In questi casi il calore latente non viene quasi mai preso in considerazione. E nelle regioni con un'umidità del 40%, il calore latente rappresenta circa il 30% del calore sensibile e con un'umidità dell'80-90% fino al 50% del calore sensibile. Tali calcoli possono influenzare il funzionamento dell'intero sistema chiller-fan coil o portare al suo guasto, pertanto tali calcoli e la selezione dei ventilconvettori devono essere affidati a specialisti fidati e qualificati.
I ventilconvettori sono apparecchiature di climatizzazione progettate per raffreddare o riscaldare l'aria. Questa installazione include:
- uno scambiatore di calore dove entra l'aria dell'ambiente e dove assume la temperatura desiderata;
- un ventilatore che fornisce aria al radiatore;
- filtro per la purificazione dell'aria;
- pannello di controllo.
Con l'aiuto dei ventilconvettori puoi risolvere il problema della ventilazione locali chiusi: L'aria fresca proviene dal condizionatore d'aria centrale.
Attualmente esistono diversi tipi di ventilconvettori:
- parete;
- pavimento-soffitto;
- cassetta;
- canale;
- pavimento dell'armadio;
- senza cornice.
Quelli di canale sono più popolari, poiché implicano un'installazione nascosta. Tuttavia scelta del ventilconvettoreÈ meglio affidarsi ad uno specialista.
La corretta selezione del ventilconvettore è garanzia di una lunga durata dell'apparecchiatura
I ventilconvettori possono essere utilizzati in centri commerciali, cinema, edifici per uffici, alberghi, palestre, ecc. I calcoli dei fan coil vengono eseguiti da specialisti della società Century of High Technologies. Innanzitutto vengono raccolte informazioni sulla stanza in cui verrà installata l'apparecchiatura:
- zona della stanza;
- altezza del soffitto;
- numero approssimativo di persone nella stanza;
- numero di attrezzature operative;
- numero di lampadine;
- posizione delle finestre.
Queste informazioni sono necessarie per determinare la potenza richiesta dell'unità. Successivamente, il cliente stesso può selezionare un ventilconvettore in base alle sue capacità finanziarie e preferenze artistiche. È importante determinare i compiti assegnati al sistema di climatizzazione. Per far funzionare il ventilconvettore in una modalità: raffreddamento o riscaldamento, vengono utilizzate installazioni a due tubi. Le unità a quattro tubi possono fungere da condizionatore d'aria in estate e da riscaldatore in inverno, poiché dispongono di due scambiatori di calore indipendenti.
Scegliere il dispositivo richiestoÈ possibile anche online, ma in questo caso i parametri prestazionali potrebbero non essere determinati con precisione.
Sistema chiller-fan coil
Di per sé, un ventilconvettore non può svolgere le funzioni di un condizionatore d'aria, poiché è necessaria una macchina per raffreddare l'acqua. Molto spesso, questa macchina è un refrigeratore. Questo sistema, denominato “chiller-fan coil”, presenta una serie di vantaggi rispetto ad altri apparecchi di climatizzazione:
- L'acqua viene utilizzata come refrigerante, il che consente di realizzare condotte piuttosto lunghe;
- versatilità: può essere utilizzato in ambienti residenziali, uffici e industriali;
- lavoro autonomo;
- Comodo controllo: a distanza tramite telecomando o manualmente.
Per garantire che il sistema funzioni senza interruzioni e non aumenti i costi energetici, Calcolo fancoil devono essere eseguiti da professionisti. Gli specialisti dell'azienda Century of High Technologies non solo selezioneranno il ventilconvettore richiesto, ma eseguiranno anche un'installazione rapida e di alta qualità.
Il calcolo di un ventilconvettore è il calcolo della sua potenza frigorifera (capacità di raffreddamento).
Determinazione della capacità di raffreddamento richiesta di un ventilconvettore
Il calcolo della capacità di refrigerazione richiesta viene effettuato sommando tutti gli apporti di calore nel locale in questione. Questi includono:
- radiazione solare
- conducibilità termica delle strutture di contenimento (pareti, finestre, soffitti, ecc.)
- fornire ventilazione
- apparecchiature di illuminazione
- altre apparecchiature per la generazione di carburante
Sommando gli apporti termici sopra indicati si ottiene la potenza termica totale dell'ambiente. È per questa potenza (con un margine del 10-20%) che vengono selezionati i ventilconvettori.
Un modo semplice per determinare la capacità di raffreddamento di un ventilconvettore
Tuttavia, ce ne sono altri modi semplici determinazione della capacità frigorifera del ventilconvettore. Quindi, per i soggiorni, puoi prendere la potenza di raffreddamento moltiplicando l'area della stanza per 100 (il risultato sarà in Watt). Si presuppone che la generazione di calore specifica nella stanza sia di 100 W/m2.
Per uffici e soggiorni con finestre esposte a sud e ad est si consiglia di assumere un rilascio di calore specifico pari a 125 W/m2. Infine, per gli uffici con un gran numero apparecchiature o finestre esposte a sud, il rilascio di calore specifico deve essere assunto pari a 150 W/m2.
Quindi, per spazio ufficio con una superficie di 40 m2, sarà richiesto un fancoil con una capacità di 5 kW (poiché non vengono prodotti fancoil da 5 kW, è accettato un fancoil di potenza maggiore - 5,4 kW).
Caratteristiche dei calcoli dei ventilconvettori
Nel calcolo dei ventilconvettori è necessario tenere conto dei seguenti parametri:
- selezionare un ventilconvettore per il flusso d'aria media potenza,
- tenere conto della programmazione della temperatura del liquido di raffreddamento: ad esempio, con una programmazione di +10/+15°C, la capacità di raffreddamento del ventilconvettore è notevolmente inferiore rispetto a una programmazione di +7/+12°C.
In caso di difficoltà nel calcolo del ventilconvettore, è necessario contattare gli specialisti.
Consumo energetico del fancoil
Consumato energia elettrica il fancoil è di circa 100-500 W e dipende dalla potenza del motore del ventilatore.
Dati iniziali:
Locali ad uso ufficio (7 vani) con una superficie totale di 150 m2, altezza del locale h = 3 m, controsoffitto “Armstrong” - solo nel corridoio. I locali hanno la possibilità di ventilazione naturale (mediante apertura e chiusura di finestre (vedi disposizione dei locali in Fig. 1).
La facciata dell'edificio è rivolta verso la strada principale e non è consentita l'installazione di unità esterne di sistemi split sulla facciata.
Per creare condizioni confortevoli negli uffici, in questo caso, la soluzione di climatizzazione più ottimale è un sistema chiller-fan coil. (frigorifero) è installato sul tetto dell'edificio, i ventilconvettori (chiudiporta) sono installati sotto il soffitto di ogni stanza.
Per garantire il sistema acqua calda(45-40°C) non solo in estate, ma anche nel periodo di transizione, quando l'impianto di riscaldamento non è ancora in funzione, sceglieremo un refrigeratore a “pompa di calore” tipo WRAN di CLIVET. Questa modalità di funzionamento “caldo-freddo” è possibile attraverso l’utilizzo di un circuito frigorifero reversibile (pompa di calore) ad alta efficienza energetica.
L'involucro esterno del refrigeratore è realizzato in lega Peraluman, adatta per uso esterno. L'unità WRAN è equipaggiata sistema a microprocessore control, che permette di configurare, regolare e ottimizzare tutte le funzioni. Telecomando telecomando, collegato ad un microprocessore, permette di effettuare tutte le impostazioni e controllare a distanza il funzionamento del refrigeratore.
Le unità interne (ventilconvettori) e l'unità esterna (chiller) sono collegate tra loro da tubazioni dell'acqua e del gas in acciaio, che devono essere isolate per evitare la formazione di condensa sulle pareti dei tubi quando i parametri di fornitura vengono fatti circolare attraverso di essi. = 7°C, trev. = 12°C (quando il sistema funziona in modalità raffreddamento). Ogni ventilconvettore è dotato di una vasca di raccolta dalla quale scarica una tubazione di drenaggio. Tutte le tubazioni di drenaggio sono collegate da un collettore comune e collegate alla rete fognaria esistente. Tutte le comunicazioni sono disposte lungo il corridoio nella zona del controsoffitto. Per la posa di una condotta di drenaggio è necessario prevedere una pendenza di 10 mm per 1 m di lunghezza.
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Per garantire la circolazione del liquido di raffreddamento nel sistema, è installata una stazione di pompaggio.
Le stazioni di pompaggio CLIVET comprendono l'automazione e tutte le tubazioni tecnologiche necessarie. Sono pronti per l'uso subito dopo averli collegati agli impianti elettrico e idraulico.
Per determinare le dimensioni standard delle apparecchiature incluse nell'impianto di climatizzazione è necessario effettuare calcoli adeguati.
Calcolo del calore in eccesso e selezione delle apparecchiature
Il calcolo del carico termico dei ventilconvettori si basa sui dati ottenuti sulla presenza di persone, apparecchiature per ufficio e altre fonti di generazione di calore in ogni stanza.
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Determiniamo la quantità totale di calore in eccesso per ogni stanza e selezioniamo i modelli di ventilconvettori dal catalogo DELONGHI in base alla capacità di raffreddamento. I dati per il calcolo e la scelta dei ventilconvettori sono riportati nella tabella. 2.
In base alla capacità di raffreddamento totale di tutti i ventilconvettori (19,6 kW), utilizzando il catalogo CLIVET selezioniamo un refrigeratore (con la capacità di raffreddamento più alta più vicina) - WRAN 91 (freddo = 20,6 kW, caldo = 23,1 kW).
La scelta di un refrigeratore con “pompa di calore” consente di utilizzare l'impianto di climatizzazione in modalità riscaldamento durante il periodo di transizione dell'anno quando l'impianto di riscaldamento non è ancora acceso.
In base al calcolo dell’eccesso di calore sono stati determinati: Carico termico l'intero sistema è di 19,6 kW. Il liquido refrigerante è acqua con parametri 7-12°C. Tubi in acciaio, tubi acqua e gas.
Chiller WRAN 91 con una capacità di raffreddamento di 20,6 kW senza circuito di pompaggio integrato. Ventilconvettori - secondo la tabella 1.
Calcolo idraulico del sistema
Lo scopo del calcolo idraulico è determinare i diametri delle tubazioni di ciascuna sezione del sistema e selezionare una stazione di pompaggio per il funzionamento stabile del circuito idrico.
Se viene utilizzato un refrigeratore con stazione di pompaggio incorporata (circuito idraulico), è necessario determinare se la sua pressione è sufficiente per il normale funzionamento del sistema.
Se si utilizza un refrigeratore senza stazione di pompaggio integrata (circuito idraulico), la stazione di pompaggio richiesta viene selezionata in base ai dati di calcolo idraulico.
In accordo con le planimetrie, viene redatto uno schema assonometrico del sistema “chiller-fan coil”, vengono indicati i numeri delle sezioni e determinate le loro lunghezze (Fig. 2).
Il calcolo delle perdite di carico deve essere effettuato per il ventilconvettore più distante. In questo caso si tratta di un ventilconvettore FC 30. Le perdite di carico sono la somma delle perdite lungo la lunghezza e delle perdite dovute alla resistenza locale. Le perdite di lunghezza vengono determinate secondo le tabelle di calcolo tubi dell'acqua. Le perdite dovute alla resistenza locale possono essere assunte pari al 30% del valore delle perdite lungo la lunghezza.
Consideriamo il metodo di calcolo idraulico utilizzando l'esempio della sezione n. 1 (vedi Fig. 2).
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La sezione n.1 è la sezione tra il refrigeratore e il primo ventilconvettore lungo il flusso dell'acqua. Il suo carico è il carico totale del sistema:
Q1 = 19,7 kW o
Q2 = 19,7: 1,16 · 1000 = 16.982 kcal/h.
La differenza di temperatura dell'acqua secondo catalogo in ingresso e uscita dal ventilconvettore è Dt = 5°C (da catalogo). Pertanto, è possibile calcolare il consumo di acqua nella sezione n. 1:
dove Q2 - , kcal/h; C è la capacità termica dell'acqua pari a 1 kcal/kg °C.
G1= 16896/1·5=3376 kg/h (0,939 l/s).
Utilizzando la tabella di calcolo del sistema di approvvigionamento idrico, ad esempio dal Manuale del progettista, selezioniamo un diametro della tubazione di 32 mm, a condizione che la velocità dell'acqua non superi 1 m/s.
Determiniamo la perdita di carico specifica lungo la lunghezza R (vedi ad esempio il “Manuale del progettista”). Sono 77 mm di acqua. st./m.
a) Conoscendo R e la lunghezza della sezione, si può calcolare la resistenza della sezione R_I, pari a 385 mm di colonna d'acqua.
c) La resistenza idraulica del ventilconvettore, pari a 900 mm di colonna d'acqua, è determinata dai cataloghi.
d) Conoscendo la portata d'acqua (totale) e la marca del refrigeratore scelta (), è possibile determinare la resistenza dello scambiatore di calore del refrigeratore stesso utilizzando un diagramma del catalogo CLIVET.
In questo esempio, la resistenza idraulica dello scambiatore di calore è di 28 kPa o 2800 mm di colonna d'acqua.
e) Dopo aver sommato le resistenze di tutte le sezioni, otteniamo la perdita di carico totale nel sistema; aggiungiamo il 30% - una riserva per la resistenza locale - e otteniamo la pressione richiesta affinché la stazione di pompaggio debba sviluppare Drn≥106 kPa.
DP = R1 + 30% (R1) = 8154 + 0,3 · 8154 =10600 mm acqua. peso = 106 kPa
Utilizzando lo schema del catalogo CLIVET, determiniamo la marca della stazione di pompaggio M2, che sviluppa una pressione di rete di 135 kPa, cioè superiore a 106 kPa.