Klimakonwektor
Klimakonwektor ( FCU ), znany również jako pionowa klimakonwektor ( VFC ), to urządzenie składające się z wymiennika ciepła (cewki) i wentylatora . Jednostki FCU są powszechnie spotykane w HVAC budynków mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych, które wykorzystują klimatyzacje kanałową typu split lub z centralnym chłodzeniem instalacji. Jednostki FCU są zwykle podłączone do kanałów i termostatu w celu regulacji temperatury w jednej lub kilku przestrzeniach oraz wspomagania głównej jednostki wentylacyjnej dla każdej przestrzeni, jeśli jest używana z agregatami chłodniczymi. Termostat steruje prędkością wentylatora i/lub przepływem wody lub czynnika chłodniczego do wymiennika ciepła za pomocą zaworu regulacyjnego .
Ze względu na swoją prostotę, elastyczność i łatwą konserwację klimakonwektory mogą być bardziej ekonomiczne w instalacji niż systemy kanałowe ze 100% świeżym powietrzem (VAV) lub systemy centralnego ogrzewania z centralami wentylacyjnymi lub belkami chłodzącymi . Jednostki FCU są dostępne w różnych konfiguracjach, w tym poziomych (montowane na suficie) i pionowych (montowane na podłodze) i mogą być używane w szerokim zakresie zastosowań, od małych jednostek mieszkalnych po duże budynki komercyjne i przemysłowe.
Hałas emitowany przez jednostki FCU, podobnie jak w przypadku innych form klimatyzacji, zależy od konstrukcji jednostki i otaczających ją materiałów budowlanych. Niektóre FCU oferują poziomy hałasu tak niskie, jak NR25 lub NC25
Moc wyjściową z FCU można ustalić, patrząc na temperaturę powietrza wpływającego do urządzenia i temperaturę powietrza opuszczającego urządzenie, w połączeniu z objętością powietrza przepływającego przez urządzenie. Jest to uproszczone stwierdzenie, a dalsze odczyty dotyczą współczynników ciepła jawnego i ciepła właściwego powietrza, z których oba mają wpływ na wydajność cieplną.
Konstrukcja i działanie
Klimakonwektor obejmuje szereg produktów i oznacza różne rzeczy dla użytkowników, projektantów i instalatorów w różnych krajach i regionach, szczególnie w odniesieniu do rozmiaru produktu i możliwości wyjściowych.
Klimakonwektor dzieli się zasadniczo na dwa główne typy: przedmuch i przeciąg. Jak sugerują nazwy, w pierwszym typie wentylatory montuje się za wymiennikiem ciepła, aw drugim przed wężownicą tak, że zasysają przez nią powietrze. Jednostki przeciągowe są uważane za lepsze termicznie, ponieważ zwykle lepiej wykorzystują wymiennik ciepła. Są jednak droższe, ponieważ wymagają obudowy do podtrzymywania wentylatorów, podczas gdy jednostka przedmuchowa zazwyczaj składa się z zestawu wentylatorów przykręconych bezpośrednio do cewki.
Klimakonwektor może być ukryty lub odsłonięty w pomieszczeniu lub obszarze, który obsługuje.
Odsłonięty klimakonwektor może być montowany na ścianie, wolnostojący lub montowany na suficie i zazwyczaj zawiera odpowiednią obudowę chroniącą i ukrywającą sam klimakonwektor, z kratką powietrza powrotnego i dyfuzorem powietrza nawiewanego umieszczonymi w tej obudowie w celu rozprowadzania powietrza .
Ukryty klimakonwektor jest zazwyczaj instalowany w dostępnej przestrzeni międzystropowej lub w strefie serwisowej. Kratka powietrza powrotnego i dyfuzor powietrza nawiewanego, zwykle montowane równo z sufitem, będą prowadzone do i z klimakonwektora, co zapewnia dużą elastyczność w umieszczaniu kratek w celu dopasowania ich do układu sufitu i/lub układu ścianek działowych w pomieszczeniu. przestrzeń. Często zdarza się, że powietrze powrotne nie jest kierowane kanałami i wykorzystuje przestrzeń sufitową jako komorę powietrza powrotnego.
Wężownica odbiera ciepłą lub zimną wodę z centralnej instalacji i usuwa ciepło z powietrza lub dodaje ciepło do powietrza poprzez wymianę ciepła . Tradycyjnie klimakonwektory mogą zawierać własny termostat wewnętrzny lub mogą być podłączone do zdalnego termostatu. Jednak, jak to zwykle bywa w większości nowoczesnych budynków z systemem zarządzania energią w budynku (BEMS), sterowanie klimakonwektorem będzie odbywać się za pomocą lokalnego sterownika cyfrowego lub stacji zewnętrznej (wraz z powiązanym czujnikiem temperatury w pomieszczeniu i siłownikami zaworów regulacyjnych) połączonych z BEMS za pośrednictwem sieci komunikacyjnej, a zatem można je regulować i kontrolować z centralnego punktu, takiego jak komputer główny przełożonego.
Klimakonwektory cyrkulują ciepłą lub zimną wodę przez wężownicę w celu uzdatniania przestrzeni. Jednostka pobiera ciepłą lub zimną wodę z centralnej instalacji lub pomieszczenia mechanicznego zawierającego sprzęt do odprowadzania ciepła z obiegu zamkniętego centralnego budynku. Stosowany sprzęt może składać się z maszyn używanych do odprowadzania ciepła, takich jak agregat chłodniczy lub wieża chłodnicza , oraz urządzeń do podgrzewania wody w budynku, takich jak kocioł lub komercyjny podgrzewacz wody .
Klimakonwektory hydrauliczne można ogólnie podzielić na dwa typy: klimakonwektory dwururowe lub klimakonwektory czterorurowe. Klimakonwektory dwururowe mają jedną rurę zasilającą i jedną rurę powrotną. Rura zasilająca dostarcza do urządzenia zimną lub ciepłą wodę w zależności od pory roku. Klimakonwektory czterorurowe mają dwie rury zasilające i dwie rury powrotne. Pozwala to na dopływ ciepłej lub zimnej wody do urządzenia w dowolnym momencie. Ponieważ często konieczne jest jednoczesne ogrzewanie i chłodzenie różnych obszarów budynku, ze względu na różnice w wewnętrznych stratach lub zyskach ciepła, najczęściej stosowany jest klimakonwektor czterorurowy.
Klimakonwektory mogą być podłączane do sieci rurociągów przy użyciu różnych topologii, takich jak „powrót bezpośredni”, „powrót wsteczny” lub „odłączenie szeregowe”. Patrz Podręcznik ASHRAE „Systemy i wyposażenie 2008”, rozdział 12.
W zależności od wybranych temperatur wody lodowej i wilgotności względnej pomieszczenia, prawdopodobne jest, że wężownica chłodząca będzie osuszać strumień powietrza wlotowego, a jako produkt uboczny tego procesu czasami będzie wytwarzać kondensat, który będzie musiał być odprowadzony do odpływu. Klimakonwektor będzie zawierał specjalnie zaprojektowaną w tym celu tacę ociekową z przyłączem odpływowym. Najprostszym sposobem odprowadzania skroplin z wielu klimakonwektorów będzie sieć rurociągów ułożonych w odpowiednim punkcie. Alternatywnie można zastosować pompę skroplin tam, gdzie miejsce na takie rurociągi grawitacyjne jest ograniczone.
Sterowanie prędkością silników wentylatorów w klimakonwektorze jest częściowo wykorzystywane do sterowania wymaganą mocą ogrzewania i chłodzenia jednostki. Niektórzy producenci realizują kontrolę prędkości, regulując zaczepy na transformatorze prądu przemiennego dostarczającym moc do silnika wentylatora. Zwykle wymagałoby to dostosowania na etapie oddania do użytku w procesie budowy budynku i dlatego jest ustawione na stałą prędkość. Inni producenci dostarczają specjalnie uzwojone silniki z kondensatorami z podziałem stałym (PSC) z zaczepami prędkości w uzwojeniach, ustawionymi na pożądane poziomy prędkości dla projektu klimakonwektora. Prosty przełącznik wyboru prędkości (wył.-wysoka-średnia-niska) służy do sterowania prędkością wentylatora przez lokalnego użytkownika pokoju. Zazwyczaj ten przełącznik wyboru prędkości jest zintegrowany z termostatem pokojowym i jest ustawiany ręcznie lub jest kontrolowany automatycznie przez cyfrowy termostat pokojowy. Systemy zarządzania energią w budynku mogą być wykorzystywane do automatycznego sterowania prędkością wentylatora i temperaturą. Silniki wentylatorów to zazwyczaj prąd przemienny z zacienionym biegunem lub stały kondensator dzielony. Nowsze osiągnięcia obejmują bezszczotkowe konstrukcje prądu stałego z komutacją elektroniczną. W porównaniu z jednostkami z asynchronicznymi silnikami 3-biegowymi, klimakonwektory z silnikami bezszczotkowymi zmniejszają zużycie energii nawet o 70%. [1]
Klimakonwektory połączone z kanałowymi klimatyzatorami typu split wykorzystują czynnik chłodniczy w wężownicy chłodzącej zamiast schłodzonego chłodziwa i są połączone z dużym skraplaczem zamiast agregatu chłodniczego. Mogą być również połączone ze skraplaczami chłodzonymi cieczą , które wykorzystują chłodziwo pośrednie do chłodzenia skraplacza za pomocą wież chłodniczych .
Jednostki zasilane silnikami DC/EC
Silniki te są czasami nazywane silnikami prądu stałego, czasami nazywane silnikami EC , a czasami silnikami EC/DC . DC oznacza prąd stały, a EC oznacza elektronicznie komutowany.
Silniki prądu stałego umożliwiają sterowanie prędkością wentylatorów w klimakonwektorze za pomocą „sygnału” wejściowego 0-10 V do silnika/silników, transformatory i przełączniki prędkości związane z klimakonwektorami AC nie są wymagane. Do napięcia sygnału 2,5 V (które może się różnić w zależności od różnych producentów wentylatorów/silników) wentylator będzie zatrzymany, ale wraz ze wzrostem napięcia sygnału wentylator będzie płynnie zwiększał prędkość, aż do osiągnięcia maksimum przy sygnale Napięcie 10 woltów. Klimakonwektory będą generalnie działać przy napięciu od około 4 woltów do 7,5 woltów, ponieważ poniżej 4 woltów przepływ powietrza jest nieskuteczny, a powyżej 7,5 wolta klimakonwektor będzie prawdopodobnie zbyt głośny dla większości zastosowań komercyjnych.
Napięcie sygnału 0-10 V można ustawić za pomocą prostego potencjometru, a napięcie sygnału 0-10 V może być dostarczone do silników wentylatorów za pomocą sterownika terminala na każdym z klimakonwektorów. Ten pierwszy jest bardzo prosty i tani, ale ten drugi daje możliwość ciągłej zmiany prędkości wentylatora w zależności od różnych warunków/wpływów zewnętrznych. Tymi warunkami/kryteriami mogą być zapotrzebowanie „w czasie rzeczywistym” na ogrzewanie lub chłodzenie, poziomy zajętości, przełączniki okien, zegary czasowe lub dowolną liczbę innych danych wejściowych z samej jednostki, systemu zarządzania budynkiem lub obu .
Powodem, dla którego te klimakonwektory na prąd stały, pomimo ich pozornie względnej złożoności, stają się coraz bardziej popularne, jest ich wyższy poziom efektywności energetycznej w porównaniu z ich odpowiednikami napędzanymi silnikiem prądu przemiennego zaledwie kilka lat temu. Prosta zamiana, AC na DC, zmniejszy zużycie energii elektrycznej o 50%, ale zastosowanie sterowania prędkością wentylatora w zależności od zapotrzebowania i obecności może przynieść oszczędności nawet do 80%. W obszarach świata, w których istnieją prawnie egzekwowalne wymagania dotyczące efektywności energetycznej klimakonwektorów (takich jak Wielka Brytania), klimakonwektory DC szybko stają się jedynym wyborem.
Obszary użytkowania
W wieżowcach klimakonwektory mogą być układane pionowo, umieszczone jeden nad drugim od podłogi do podłogi i wszystkie połączone tą samą pętlą rurową.
Klimakonwektory są doskonałym mechanizmem dostawczym dla wodnych systemów kotłów chłodniczych w dużych zastosowaniach mieszkaniowych i małych obiektach komercyjnych. W tych zastosowaniach klimakonwektory montowane są w sufitach łazienkowych i mogą służyć do zapewnienia nieograniczonych stref komfortu - z możliwością wyłączenia nieużywanych obszarów konstrukcji w celu oszczędzania energii.
Instalacja
W wielopiętrowych budynkach mieszkalnych każdy klimakonwektor wymaga zwykle prostokątnego otworu przelotowego w betonowej płycie, na której się znajduje. Zwykle przez podłogę przechodzą 2 lub 4 rury wykonane z ABS, stali lub miedzi. Rury są zwykle izolowane izolacją chłodniczą, taką jak elastyczna pianka akrylonitrylowo-butadienowo-polichlorkowa (AB/PVC) (marki Rubatex lub Armaflex) na wszystkich rurach lub przynajmniej na przewodach wody lodowej, aby zapobiec tworzeniu się kondensatu.
Wentylator jednostki
Wentylator jednostkowy to klimakonwektor, który jest używany głównie w salach lekcyjnych, hotelach, mieszkaniach i mieszkaniach. Wentylator jednostkowy może być szafką montowaną na ścianie lub zawieszoną na suficie i jest przeznaczony do wykorzystywania wentylatora do wdmuchiwania powietrza z zewnątrz przez wężownicę, a tym samym do klimatyzacji i wentylacji obsługiwanej przestrzeni.
rynek europejski
Klimakonwektor składa się z jednej czwartej jednostek 2-rurowych i trzech czwartych jednostek 4-rurowych, a najczęściej sprzedawane produkty to „z obudową” (35%), „bez obudowy” (28%), „kasetonowe " (18%) i "kanałowy" (16%).
Rynek według regionu został podzielony w 2010 roku w następujący sposób:
| Region | Wielkość sprzedaży w jednostkach | Udział |
|---|---|---|
| Beneluks | 33 725 | 2,6% |
| Francja | 168 028 | 13,2% |
| Niemcy | 63 256 | 5,0% |
| Grecja | 33 292 | 2,6% |
| Włochy | 409 830 | 32,1% |
| Polska | 32 987 | 2,6% |
| Portugalia | 22 957 | 1,8% |
| Rosja, Ukraina i kraje WNP | 87 054 | 6,8% |
| Skandynawia i kraje bałtyckie | 39 124 | 3,1% |
| Hiszpania | 91 575 | 7,2% |
| Indyk | 70 682 | 5,5% |
| Wielkiej Brytanii i Irlandii | 69 169 | 5,4% |
| Wschodnia Europa | 153 847 | 12,1% |