Épületek hűtéstechnikája Komfort hűtések egyes műszaki, tervezési kérdései II.

Átírás

1 Épületek hűtéstechnikája Komfort hűtések egyes műszaki, tervezési kérdései II. Klímaberendezések, hőleadók kiválasztása, méretezése, a hatásfok, a komfort szempontok alapján, hűtési és fűtési feladatra Tóth Tamás gépészmérnök műszaki tanácsadó

2 Légállapot változások klímaberendezésekben

3 A komfort zóna nyáron: A komfort zóna sarkpontjai : 1. t=27ºc; φ=33% - átlagos komfort szintű, kis nedvesség terhelésű terek 2. t=27ºc; φ=55% - átlagos komfort szintű, nagy nedvesség terhelésű terek 3. t=24ºc; φ=65% - emelt komfort szintű, nagy nedvesség terhelésű terek 4. t=22ºc; φ=64% - extra komfort v. technológiai igényű, nagy nedvesség terhelésű terek 5. t=22ºc; φ=33% - extra komfort v. technológiai igényű, kis nedvesség terhelésű terek

4 h-x diagram

5 h-x diagram: alapvető pontok

6 h-x diagram: levegő technikai hűtése

7 Az univerzális konvekciós klímaberendezés és hőleadó: a fancoilok és a direkt elpárologtatós klímaberendezések I. Hőcserélők Ventilátor Szűrő Szelepek Szabályzás Előnyök: Nagy hőátadó felület Hűt/fűt egy berendezés Szűri a levegőt Hátrányok : Légmozgás Zaj Magasabb léghőmérséklet 99% konvekciós hőátadás W elektromos telj. felvétel, maximális fokozaton

8 Az univerzális konvekciós klímaberendezés és hőleadó: a fancoilok és a direkt elpárologtatós klímaberendezések II. Hőcserélő Ventilátorok Szűrő Szabályzás Előnyök: Nagy hőátadó felület Lábra fúj Hűt/fűt egy berendezés Szűri a levegőt Hátrányok : Légmozgás Zaj Magasabb léghőmérséklet 99% konvekciós hőátadás

9 A fan-coilos és a direkt expanziós rendszerek komfortja I.: Huzatérzet a mozgó levegő sebességének és hőmérsékletének függvényében 100 %-ig megfelelő ha a t mozgó levegő > 25ºC v levegő 0,3 m/s

10 A fan-coilos és a direkt expanziós rendszerek komfortja II.: Kazettás fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek kifújt levegőjének sebességi és hőmérsékleti légeloszlása lefelé állított (fűtés) kifúvó lamellával: Parapet fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek kifújt levegőjének sebességi légeloszlása különbözően beállított kifúvó lamellával: Az u.n. COANDA EFFEKTUS:

11 A fan-coilos és a direkt expanziós rendszerek komfortja III.: Magasfali fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek kifújt levegőjének sebességi légeloszlása függőlegesen középre állított kifúvó lamellával: Légcsatornázható fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek (mini légkezelők) kifújt levegőjének hőmérsékleti értékei különböző teljesítményeknél Megállapítható, hogy a levegő hőmérsékleti eloszlása a tartózkodási zónában megfelel a huzatkritériumoknak, mivel a hőmérséklet-légsebesség érték párok mind, a semleges vagy a meleg zónában vannak.

12 A fan-coilos és a direkt expanziós rendszerek komfortja IV.: BINI fan-coilok, minilégkezelők, termoventilátorok Magasnyomású légcsatornázható fan-coil Középnyomású légcsatornázható fan-coil Légkezelők Kazettás fan-coil Magasfali fan-coil coanda effektussal Parapetes fan-coil (Bini) Radiátoros fan-coil Padlókonvektor

13 Állapotváltozás fan-coilnál hűtő üzemben Komoly légszárítás a komfort zónán belül!

14 Állapotváltozás beltéri egységnél (direkt elpárologtatás) hűtő üzemben

15 Állapotváltozás fal-, illetve mennyezethűtésnél 4 Nincs légszárítás!! 1. t=32ºc; φ = 50% 2. t=20ºc; φ = 99% 3. t=27ºc; φ = 50% 4. t=27ºc; φ = 66% 4. t=24ºc; φ = 80% Nincs benne a komfort zónában!

16 III/3. Klímaberendezések méretezése tervezési segédletek alapján

17 Tervezés vagy Kiválasztás?

18 Az érezhető hűtőteljesítmény számítása gyors áttekintés /4-78) A hőterhelés a belső és külső hőterhelések összege: Q l Q i Q e ( QE QV QM QA QB ) ( QF QÜ ) (MSZ Ahol: Q E az emberi hőleadás Q V a világítás hőleadása Q M a gépek és berendezések hőleadása Q Í az anyag, ill. árú ki- és betárolásából származó hő Q B az egyéb hőforrások Q F a külső tömör határoló szerkezeteken a napsugárzás és a külső léghőmérséklet hatására behatoló energiaáramok Q Ü az üvegezett felületeken a napsugárzás és a külső léghőmérséklet hatására behatoló energiaáramok A fenti összefüggésben semmilyen nedvességterhelés nem szerepel ha az emberek hőleadásánál a száraz hőleadást vesszük figyelembe. (M.1. melléklet: T.1. táblázat) Illetve: A külső levegő bevezetésével (a légcserével), illetve a levegő kezelésével kapcsolatos hűtési teljesítmény-igényt az e szabvány szerinti számítás nem tartalmazza.

19 Komfort terek állandó nedvességterhelése Filtráció Emberek nedvességleadása (Nem állandó vagy elhanyagolható. nedvességterhelés pl.: főzés, mosás, vasalás, takarítás, növények, stb.)

20 Látens hűtőteljesítmény számítása h-x diagram segítségével A frisslevegőre és a bepárolgásra vonatkozó állapotváltozás:..és ugyanaz papíron : V helys =5x4x2,7=54 m 3 ; n=0,8/h V frisslevegő =43,2 m 3 /h=0,012 m 3 /s m frisslevegő =0,0144 kg/s Δh=70-50=20 kj/kg Q h.frisslevegő =15 kj/kg x 0,0144 kg/s=0,216 kw; Δx frisslevegő =14,9g/kg-11,1g/kg=3,8g/kg=0,0038kg/kg; m vízgőz.friss =0,0038kg/kg x 0,0144kg/s=0, kg/s Létszám: 2 fő m vízgőz.emb. =2 x 60 g/h/fő = 0, kg/s Δx vízgőz.emb. =m vízgőz /m frisslevegő =0, kg/s/0,0144kg/s=0,0023 kg/kg Δh=6 kj/kg; Q nedv.emberek =Δh x m frisslev.= 6 kj/kg x 0,0144 kg/s=0,086 kw ΣQ látens =Q h.frisslev +Q nedv.emberek =0,216 kw + 0,086 kw=0,302 kw;

21 Fan-coil méretezése érezhető és látens hányadra I. a szokásos rutin szerint (Q érezhető =1650W): A fan-coil által kifújt levegő Az elméleti végpont (10. pont): 27 C; 36,5%. A fan-coil látens hűtőteljesítménye nagyobb a szükségesnél. Tényleges esetben kb.: 43%-ra áll be a relatív páratartalom, ami jelentős látens hűtőteljesítmény többletet, azaz felesleges energiabefektetést jelent. (Q látens =820W)

22 Fan-coil méretezése érezhető és látens hányadra II. figyelembe véve a látens hűtőteljesítmény igényt (Q érezhető =1650W): A fan-coil által kifújt levegő Az elméleti végpont (10. pont): 27 C; 45%. Teljesítménye a szükségesnek megfelelő. Tényleges esetben kb.: 48%-ra áll be a relatív páratartalom, ami jelentős látens hűtőteljesítmény megtakarítást jelent, azaz energiatakarékos és a komfort szempontoknak is megfelel. (Q látens =230W kb. a negyede mint az előző esetben volt. Az energia megtakarítás ebben az esetben 30%.)

23 Különböző komfortterek fajlagos nedvességterhelése Alapadatok: T külső =32 C; 50 %; T belső =27 C; 47%; 30m 3 /h/fő; Helység típus Alapter [m 2 ] Fő MSZ04.140/4-78 szerinti hőterhelés [W] Ebből MSZ04.140/4-78 szerinti emberek általi hőterhelés: [W] Tevékenység Emberi nedvességterhelés [g/h] Filtrációból eredő nedvesség -terhelés [g/h] Össz. nedvességterhelés [g/h] Rejtett hűtőte. Igény [W] Teljes QRej/Qtot hűtőte. arány % Igény [W] Lakószoba 25 m Pihenés ,14 Lakószoba 25 m Pihenés ,75 Apartman szoba 25 m Pihenés ,18 Iroda 25 m Ülőmunk ,02 Iroda, nyomtatóval 25 m Ülőmunk ,92 Tárgyaló 25 m Ülőmunk ,73 Kiselőadó 25 m Ülőmunk ,97

24 Fan-coilok méretezése kiválasztó szoftverrel. Fan-coilos azaz fűtőkaloriferes fűtési hőleadók teljesítményének, kifújt léghőmérsékletének, zajszintjének, hidraulikai ellenállásának meghatározása a belső hőmérséklet a fűtővíz hőmérséklet és a ventilátor sebesség alapján.

25 A BINI fan-coil kiválasztó program I. Kezdőoldal

26 A BINI fan-coil kiválasztó program I. Mértékegységek kiválasztása

27 A BINI fan-coil kiválasztó program I. Fan-coil típus kiválasztása

28 A BINI fan-coil kiválasztó program I. Fan-coil típus kiválasztása

29 A BINI fan-coil kiválasztó program IV. A méretező ablak - bemenő adatok megadása Kiinduló adatok fűtési méretezéshez pl.: KÖZEG ADATOK Belső hőmérséklet: 20ºC Előremenő fűtővíz hőmérséklet: 35ºC ZAJ ADATOK Visszatérő fűtővíz hőmérséklet: 30ºC (Ez helyett megadható a térfogatáram is) Egy kiválasztott fan-coil mérete vagy az összes méret választása Egy ventilátor fokozat vagy az öszes kiválasztása Szükséges stat. nyomás a légoldalon ha légcsatornázható az FC Az alkalmazott fagyálló töménysége ha szükséges Hangnyomásszint számítási v. igény adatok HŐCSERÉLŐ ÉS HŰTÉSI ADATOK VENTILÁTOR FŰTÉSI ADATOK ADATOK

30 Eredmények: Q=A*λ*ΔT Afan-coil>>Arad λ fan-coil>> λ rad ΔTfan-coil<ΔTrad A huzatkritériumoknak is megfelel! Qa Légáram Total Fütöteljesitmény Total Totális hütöteljesítmény QW (H) Víz térfogatáram(fütés) Sens Érezhetö hütöteljesítmény Tout (H) Kilépö víz hömérséklet(fütés) QW (C) Víz térfogatáram(hütés) DPW (H) Víz nyomásesés(fütés) Tout (C) Kilépö víz hömérséklet(hütés) TaOut Kilépö levegö hömérséklet(fütés) dpw (C) Víz nyomásesés(hütés) Lw Akusztikai teljesítmény TaOut (C) Kilépö levegö hömérséklet(hütés) Lp Hangnyomás szint

31 Gazdaságos hűtés I.: Ha emeljük a hűtőkalorifer hőmérsékletét a rejtett hűtőteljesítmény csökken, az érezhető aránya növekszik. Qa Légáram Total Totális hütöteljesítmény Sens Érezhetö hütöteljesítmény QW (C) Víz térfogatáram(hütés) Tout (C) Kilépö víz hömérséklet(hütés) A hűtővíz hőmérsékletének csekély mértékű emelésével a rejtett hűtőteljesítmény csökken, ami a beépített hűtőberendezés teljesítményénél és a szivattyúzási munkánál jelentkezik kedvezően. A fan-coil ezen a hőmérsékleten még megfelelően szárítja a levegőt A 2. esetben 15%-al csökken a totális hűtőteljesítmény-igény azonos érezhető hűtőteljesítmény mellett.

32 Gazdaságos hűtés II.: klímaberendezések VRF rendszer összehasonlítása fan-coilos folyadékhűtős rendszerrel, azonos érezhető hűtőteljesítménynél Q tot /Q é = 2,2/1,8=1,22 ΣQ tot =2,2x6= =13,2kW Q tot /Q é = 2,12/1,84=1,152 ΣQ tot =2,12x6= =12,72kW

33 Energia megtakarítási lehetőségek II.: a klímaberendezések kiválasztása a felvett elektromos teljesítmény alapján

34 FAN-COILOK INVERTERREL KEFENÉLKÜLI TECHNOLOGIA Elektronikusan szabályozott motorok a fan-coilokban Jóval kisebb áramfelvétel Magasabb komfort Extrém alacsony zajszint Nagyobb légszállítás, ill. stat.nyomás 65-75% energia megtakarítás Zajzsint dba Belső hőmérséklet 3 sebességes ventilátor Inverter Teljesítmény igény idő idő

35 Folyadékhűtők

36 Folyadékhűtők felosztása Léghűtéses: Kompakt kültéri Kompakt légcsatornázható beltéri Osztott: kül és beltéri Vízhűtéses beltéri folyadékhűtő

37 Thermocold ARTECH

38 Kültéri kompakt folyadékhűtő

39 Főbb komponensek -Kompresszor -Szivattyú -Kondenzátor -Elpárologtató

40 A folyadékhűtő teljesítménye Egyidejűségi tényező: Megj.: ha e 0,95 szabályzó szelep kell a fan-coilokhoz (vízoldali szabályozás)!!

41 Egyszerű fan-coilos, folyadékhűtős rendszer

42 Egyszerű fan-coilos, folyadékhűtős rendszer

43 KONKLÚZIÓ Az érezhető és látens hűtőteljesítményt is figyelembe vevő fan-coil kiválasztás 10-25% hőenergia megtakarítást eredményez a folyadékhűtőnél. Az inverteres fan-coil motorok alkalmazásával 65-75% elektromos energia megtakarítható. A kisebb folyadékhűtővel 10-25% szivattyúzási munkát is megtakarítunk. A túlhevítési hővisszanyerővel a hőenergia 25-30%-a visszanyerhető, pl. szállodákban, lakóházakban. Teljes hővisszanyeréssel a hőenergia 100%-a visszanyerhető de csak ha van hűtési és fűtési igény egyszerre. és ami most nem fért bele: a részterhelésnél megtakarítható energia mennyisége, és egyéb előnyök a VRF rendszerekkel szemben Szivattyúzási munka, primer-szekunder körös hidraulikai kialakítással Több hűtőkörös, multiscroll illetve inverteres folyadékhűtők magas szezonális hűtési hatásfokai, stb. stb.

44 Köszönöm a figyelmet! Tóth Tamás műszaki tanácsadó 06-70/ ttoth@regale.hu