Розрахунок фанкойлу - це розрахунок потужності його охолодження (холодопродуктивності).
Визначення необхідної холодопродуктивності фанкойлу
Розрахунок необхідної холодильної потужності виконується підсумовуванням всіх теплонадходжень у розглянуте приміщення. До таких відносяться:
- сонячна радіація
- теплопровідність конструкцій, що захищають (стін, вікон, стель і т.д.)
- приточна вентиляція
- освітлювальне обладнання
- інше тепловиділяюче обладнання
Після підсумовування вищенаведених теплонадходів отримують загальну теплову потужність приміщення. Саме на цю потужність (із запасом 10-20%) і підбирають фанкойли.
Простий спосіб визначення холодопродуктивності фанкойлу
Однак існують і більше прості способивизначення холодопродуктивності фанкойлу Так, для житлових кімнат можна прийняти потужність охолодження, помноживши площу приміщення на 100 (результат вийде у Ваттах). При цьому передбачається, що питомі тепловиділення у приміщенні дорівнюють 100 Вт/м 2 .
Для офісних приміщень та житлових кімнат, вікна яких виходять на південь та схід, рекомендується приймати питомі тепловиділення рівними 125 Вт/м 2 . Нарешті, для офісів з великою кількістю обладнання або вікнами, що виходять на південь, питомі тепловиділення слід приймати рівними 150 Вт/м 2 .
Таким чином, для офісного приміщення площею 40м 2 буде потрібно фанкойл потужністю 5кВт (оскільки 5кВт-них фанкойлів не випускається, приймають фанкойл більшої потужності - 5.4кВт).
Особливості розрахунку фанкойлів
При розрахунку фанкойлів слід враховувати такі параметри:
- підбирати фанкойл на повітряний потік середньої потужності,
- враховувати температурний графік холодоносія: так, при графіку +10/+15°С холодопродуктивність фанкойлу помітно нижче, ніж при графіку +7/+12°С.
У разі труднощів під час розрахунку фанкойлу слід звернутися до фахівців.
Потужність фанкойлу
Електрична потужність фанкойлу складає приблизно 100-500 Вт і залежить від потужності електродвигуна вентилятора.
Фанкойл - це теплообмінне обладнання, яке входить у загальну систему чиллер-фанкойл і є кінцевим елементом усієї схеми, що служить для охолодження/нагріву повітря в закритих приміщеннях.
Підбір фанкойлу
Залежно від багатьох факторів проводиться розрахунок і підбір фанкойлу. До таких факторів можна віднести:- кількість людей у приміщенні;
- призначення приміщення;
- площа та орієнтування по сторонах світла віконних отворів та стін приміщення;
- географічне розташування приміщення з температурними та вологими характеристиками зовнішнього повітря;
- матеріал та якість зовнішніх стін та перекриттів;
- кількість та потужність освітлювальних приладівабо інших приладів, які знаходяться у приміщенні та можуть виділяти тепло;
- наявність системи вентиляції приміщення.
Способи розрахунку фанкойлу
Можна виділити три способи розрахунку фанкойлу для створення необхідного температурного тла в приміщенні. Їх можна назвати по-різному.Академічний
Це найточніший і найтриваліший процес розрахунку. Такі розрахунки здійснюються під час проведення наукових розробок чи досліджень теплообмінних процесів охолодження/нагріву повітря у приміщеннях з допомогою систем кондиціонування повітря. Цей же спосіб можна застосувати і для фанкойлів. Враховуються всі перелічені вище фактори та ще кілька інших менш значних, щоб максимально передбачити всі нюанси при роботі фанкойлу. У цьому випадку застосовуються точні довідкові значення коефіцієнтів теплопровідності, теплопередачі матеріалів огорожі, коефіцієнти тепловіддачі від стін до внутрішнього та зовнішнього середовища. Під час розрахунків обов'язково застосовується i-d діаграма вологого повітря. За такого розрахунку, без спеціальної підготовки, можна витратити цілий день на підбір фанкойлів для приміщення 20-30 кв. м.
Уточнений
Такий розрахунок проводиться технічними фахівцями, провідними менеджерами компаній, які займаються продажем фанкойлів та систем кондиціювання повітря чилер-фанкойл. Розрахунок не такий точний, як у попередньому випадку, але проводиться значно швидше і за усередненими значеннями всіх довідкових величин, які можуть брати участь у розрахунку. Однак за такого розрахунку необхідно проводити розрахунок продуктивності з урахуванням вологості повітря. Тому існують три визначення продуктивності:
- явна продуктивність, яка враховує явну теплоту, тобто всі теплопритоки без урахування вологості повітря;
- прихована продуктивність, яка враховує приховану теплоту, тобто всі припливи з урахуванням вологості повітря.
- повна продуктивність, яка враховує явну та приховану теплоту, тобто всі теплопритоки з урахуванням вологості повітря.
Розрахунок прихованої теплоти проводиться з допомогою i-dдіаграми або спеціальні таблиці.
У регіонах з невеликою вологістю повітря можна до розрахункової теплоти додати 20% і отримати повну теплоту. Тим самим 20% закласти на приховану теплоту. У регіонах із підвищеною вологістю необхідно проводити окремо розрахунок прихованої теплоти. Інакше можна зробити вибір з помилкою до 50-60%.
Приблизний (терміновий, прикидний)
Такий розрахунок здійснюється менеджерами, які займаються продажем фанкойлів та систем кондиціювання повітря чиллер-фанкойл, але не мають навичок підбору. Виробляється із розрахунку площі приміщення. На кожні 10 кв.м підбирається фанкойл холодопродуктивності 1000 Вт. при висоті стелі до 2,70 – 3 м.
Майже ніколи в таких випадках не береться до уваги прихована теплота. А в регіонах з вологістю 40% прихована теплота становить приблизно 30% від явної теплоти, а за вологості 80-90% - до 50% від явної. Такі розрахунки можуть позначитися на роботі всієї системи чиллер-фанкойл або призвести до її поломки, тому подібні розрахунки та підбір фанкойлів треба довіряти перевіреним та кваліфікованим фахівцям.
Як вибрати фанкойл правильно?
Фанкойл - це окремий елемент системи кондиціювання, основними складовими якого є теплообмінник з вентилятором. Працювати фанкойли можуть як на охолодження, так і на обігрів, все залежить від температури теплоносія, що надходить.
Підігрів, так само, як і охолодження теплоносія для фанкойлів, задається зовнішнім джерелом, а як теплоносій, може використовуватися антифриз або звичайна вода. Про те, що таке фанкойл і як його правильно вибрати, буде розказано нижче.
Здійснюючи вибір фанкойлу, слід знати, що всі вони поділяються насамперед на кшталт функціонування. Бувають фанкойли одноконтурні (двохтрубні) та двоконтурні (чотиритрубні). На вигляд установки, фанкойли можуть бути:
- Настінними та напольно-стельовими;
- Канальними та касетними.
Найпростішим за принципом роботи є двотрубний фанкойл, оскільки він не може працювати на обігрів та на охолодження одночасно. Температурний режим роботи одноконтурного фанкойлу задається за допомогою температури теплоносія в трубах.
Більше складною конструкцієюмає двоконтурний фанкойл. Завдяки двом роздільним теплообмінникам, чотиритрубний фанкойл може працювати одночасно і на охолодження і на обігрів.
Якщо розглядати види фанкойлів за типом установки, то найбільш універсальним рішенням є підлогово-стельові фанкойли. Залежно від інтер'єрного рішення, встановлення фанкойлів цього типу, можна виконати як на стелю, так і на підлогу.
Настінні фанкойли монтують за принципом побутових кондиціонерів на поверхню стіни. Що ж стосується касетних фанкойлів, то це непоганий варіант для встановлення на різні підвісні з можливістю повністю приховати труби та дроти.
Підходячи до розгляду питання про те, як вибрати фанкойл, потрібно знати, що основний їх технічною характеристикоює теплова потужність. Даний показник фанкойлів може бути різним для режимів підігріву повітря і навпаки для його охолодження.
Інші, не менш важливі характеристики фанкойлів, це їх продуктивність, що вказує на кількість повітря, що пропускає через теплообмінник, за одну одиницю часу. Також, до продуктивності фанкойлів відноситься, і середня довжина повітряного струменя.
Робота фанкойлу здійснюється без споживання електроенергії, вона потрібна лише для роботи вентилятора. Тим не менш, якщо встановлюється багато фанкойлів, слід розрахувати можливі навантаження, які можуть виникнути на електромережу внаслідок цього.
Крім того, вибираючи фанкойл, слід звернути увагу і на таку не менш важливу його характеристику як рівень шуму. Будь-який фанкойл видає шум, тому для приміщення, в якому постійно будуть знаходитися люди, слід вибрати модель з найменшим рівнем шуму.
Вихідні дані:
Офісні приміщення(7 кімнат) загальною площею 150 м2, висота приміщення h = 3 м, підшивна стеля типу Armstrong - тільки в коридорі. У приміщеннях є можливість природного провітрювання (шляхом відкриття-зачинення вікон (див. планування приміщень на рис. 1)).
Фасад будівлі виходить на центральну вулицю, і встановлення на фасаді зовнішніх блоків спліт-систем не дозволяється.
Для створення комфортних умов в офісах у цьому випадку найоптимальнішим рішенням кондиціонування повітря є система «чилер-фанкойли». (холодильна машина) встановлюється на даху будівлі, фанкойли (доводчики) встановлюються під стелею кожного приміщення.
Для забезпечення системи гарячою водою(45-40°С) у літній, а й у перехідний період, коли ще функціонує система опалення, зупинимо свій вибір на чилері з «тепловим насосом» типу WRAN фірми CLIVET. Такий режим роботи тепло-холод можливий за рахунок використання реверсивного холодильного контуру. теплового насосу) з високою енергетичною ефективністю.
Зовнішній корпус чиллера виготовлений зі сплаву Peraluman, придатного для роботи поза приміщенням. Блок WRAN оснащений мікропроцесорною системою керування, яка дозволяє настроювати, регулювати та оптимізувати всі функції. Пульт дистанційного керування, що підключається до мікропроцесора, дозволяє здійснювати всі налаштування та контролювати функціонування чилера на відстані.
Внутрішні блоки (фанкойли) і зовнішній блок (чилер) з'єднані між собою сталевими водогазопровідними , які необхідно заізолювати, щоб уникнути випадання конденсату на стінках труб, коли по них циркулюватиме з параметрами tподающ. = 7 ° С, tобрат. = 12°С (під час роботи системи у режимі охолодження). Кожен фанкойл має піддон для збору, від якого відводиться дренажний трубопровід. Усі дренажні трубопроводи з'єднані загальним колектором та підключені до існуючої системи каналізації. Всі комунікації прокладаються коридором у зоні підшивної стелі. Для прокладання дренажного трубопроводу необхідно забезпечити ухил 10 мм на 1 м довжини.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для забезпечення циркуляції охолоджувача в системі встановлюється насосна станція.
Насосні станції фірми CLIVET включають автоматику та всю необхідну технологічну обв'язку. Вони готові до роботи відразу після підключення їх до електричної та гідравлічної систем.
Для визначення типорозмірів устаткування, що входить в систему кондиціювання, слід зробити відповідні розрахунки.
Розрахунок теплонадлишків та підбір обладнання
Розрахунок теплового навантаження фанкойлів ведеться на підставі отриманих даних про наявність у кожному приміщенні людей, оргтехніки та інших джерел виділення тепла.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Визначаємо по кожному приміщенню загальну кількість надлишків і з каталогу фірми DELONGHI вибираємо за холодопродуктивністю моделі фанкойлів. Дані розрахунку та підбору фанкойлів наведено в табл. 2.
Виходячи із сумарної холодопродуктивності всіх фанкойлів (19,6 кВт), за каталогом фірми CLIVET підбираємо чилер (з найближчою більшою холодопродуктивністю) – WRAN 91 (холод = 20,6 кВт, тепло = 23,1 кВт).
Вибір чиллера з «тепловим насосом» дозволяє використовувати систему кондиціювання в режимі обігріву в перехідний період року, коли система опалення ще не ввімкнена.
На підставі проведеного розрахунку теплонадлишків визначено: Теплове навантаження усієї системи становить 19,6 кВт. Теплоносій – вода з параметрами 7-12°С. Труби сталеві, водогазопровідні.
Чіллер WRAN 91 холодопродуктивністю 20,6 кВт без вбудованого насосного контуру. Фанкойли – згідно з таблицею 1.
Гідравлічний розрахунок системи
Метою гідравлічного розрахунку є визначення діаметрів трубопроводів кожної ділянки системи та підбір насосної станціїдля стійкої роботи водяного контуру.
Якщо використовується чилер із вбудованою насосною станцією (гідравлічним контуром), необхідно визначити, чи достатньо його тиску для нормальної роботи системи.
Якщо використовується чилер без убудованої насосної станції (гідравлічного контуру), то за даними гідравлічного розрахунку підбирається необхідна насосна станція.
Відповідно до планів приміщень виконується аксонометрична схема системи «чилер-фанкойли», позначаються номери ділянок та визначаються їх довжини (рис. 2).
Розрахунок втрат тиску має бути зроблений для найбільш віддаленого фанкойлу. В даному випадку це фанкойл FС 30. Втрати тиску складаються із втрат за довжиною та втрат на місцеві опори. Втрати за довжиною визначаються відповідно до таблиць для розрахунку водопровідних труб. Втрати місцеві опори можуть бути прийняті рівними 30% від величини втрат за довжиною.
Розглянемо методику гідравлічного розрахунку з прикладу ділянки № 1 (див. рис. 2).
 |
Ділянка № 1 - це ділянка між чиллером та першим по ходу води фанкойлом. Його навантаження – загальне навантаження системи:
Q1 = 19,7 кВт або
Q2 = 19,7: 1,16 · 1000 = 16982 ккал/год.
Температурний перепад води за каталогом на вході та виході з фанкойлу становить Dt = 5°С (з каталогу). Таким чином, можна обчислити витрати води на ділянці № 1:
де Q2 - , ккал/год; С - теплоємність води, що дорівнює 1 ккал/кг · °С.
G1 = 16896/1 · 5 = 3376 кг/год (0,939 л/с).
За таблицею розрахунку системи водопроводу, наприклад, з «Довідника проектувальника», підбираємо діаметр трубопроводу 32 мм, виходячи з умови, що швидкість води не перевищує 1 м/с.
Визначаємо питому втрату тиску за довжиною R (див., наприклад, «Довідник проектувальника»). Вона складає 77 мм вод. ст./м.
а) Знаючи R і довжину ділянки, можна обчислити опір ділянки R_I, що дорівнює 385 мм вод.
в) Гідравлічний опір фанкойлу, що дорівнює 900 мм вод.ст., - визначається за каталогами.
г) Знаючи витрату води (загальний) та обрану марку чиллера (), опір теплообмінника в самому чилері можна визначити за діаграмою з каталогу CLIVET.
У цьому прикладі гідравлічний опір теплообмінника становить 28 кПа або 2800 мм вод.
д) Після складання опорів усіх ділянок отримуємо загальні втрати тиску у системі; додаємо 30% – запас на місцеві опори – і отримуємо необхідний тиск, який має розвивати насосна станція Dрн≥106 кПа.
DP = R1 + 30% (R1) = 8154 + 0,3 · 8154 = 10 600 мм вод. жт = 106 кПа
За діаграмою з каталогу CLIVET визначаємо марку насосної станції М2, яка розвиває тиск у мережі 135 кПа, тобто більше ніж 106 кПа.
Джерело: http://mir-klimata.apic.ru/
Стаття з журналу "Світ клімату", номер 11. 2001
Шановні читачі!
Редакція журналу продовжує публікацію окремих розділів книги «Системи вентиляції та кондиціювання. Теорія та практика», підготовленої фахівцями компанії «Євроклімат».
Вихідні дані:
Офісні приміщення (7 кімнат) загальною площею 150 м 2 , висота приміщення h = 3 м, підшивна стеля типу Armstrong - тільки в коридорі. У приміщеннях є можливість природного провітрювання (шляхом відкриття-зачинення вікон (див. планування приміщень на рис. 1)).
Фасад будівлі виходить на центральну вулицю, і встановлення на фасаді зовнішніх блоків спліт-систем не дозволяється.
Для створення комфортних умов в офісах у цьому випадку найоптимальнішим рішенням кондиціонування повітря є система «чилер-фанкойли». Чиллер (холодильна машина) встановлюється на даху будівлі, фанкойли (доводчики) встановлюються під стелею кожного приміщення.
Для забезпечення системи гарячою водою (45–40°С) у літній, а й у перехідний період, коли ще функціонує система опалення, зупинимо свій вибір на чилері з «тепловим насосом» типу WRAN фірми CLIVET. Такий режим роботи тепло-холод можливий за рахунок використання реверсивного холодильного контуру (теплового насоса) з високою енергетичною ефективністю.
