belépés / regisztráció
2020. augusztus 13. csütörtök
Aktuális lapszám

Fan-coil készülékek közvetítő közeg térfogatárama

Cikksorozatunk jelen részében a fan-coil készülékek tervezett közvetítő közeg térfogatáramának pontos meghatározására, annak jelentőségére szeretnénk a figyelmet felhívni, bemutatva a túl alacsony és a túl magas közvetítő közeg térfogatáram kedvezőtlen hatásait. A kisördög megint a részletekben rejlik!

 

Fan-coil készülékek térfogatáram-teljesítmény jelleggörbéje

Az 1. ábra egy fan-coil készülék általános térfogatáram (V [%]) – totál teljesítmény (Q [%]) jelleggörbéjét mutatja, állandó előremenő közvetítő közeg és belső helyiség hőmérséklet mellett, hűtési üzemmódban.

Az ábrán jól látható, hogy a készülék jelleggörbéje nem lineáris lefutású, illetve a térfogatáram csökkentésével a közvetítő közeg hőmérséklet különbsége (Δt) növekszik.

A jelleggörbe alakja a termikus hatásfok (1. képlet) függvényében változik (2. ábra). A 2. ábrán jól látható, hogy kisebb termikus hatásfok esetében a jelleggörbe lefutása jobban eltér a lineáristól, mint nagyobb termikus hatásfoknál.

(Képlet)

ahol
Φ - termikus hatásfok [-]
te – közvetítő közeg előremenő hőmérséklet [°C]
tv – közvetítő közeg visszatérő hőmérséklet [°C]
tb – helyiség belső hőmérséklet [°C]
A fan-coil készülékek termikus hatásfok értékeit (Φ) – különböző hőfoklépcsőknél - az 1. táblázat mutatja.

A fan coil készülék térfogatáram (V [%]) – totál teljesítmény (Q [%]) jelleggörbéjének egyenlete a 2. képlet alapján határozható meg.

(Képlet)

ahol
Φ – termikus hatásfok [-]
Q – fan-coil totál teljesítmény [%]
V – fan-coil közvetítő közeg térfogatáram [%]

Az 1. ábra szerinti jelleggörbe felső szakaszán 10% térfogatáram változáshoz kb. 4% totál teljesítményváltozás tartozik, míg az alsó szakaszon 10% térfogatáram változás kb. 27% totál teljesítményváltozást eredményez, vagyis a teljesítményváltozás nem egyenesen arányos a térfogatáram változással.

Tervezett közvetítő közeg térfogatáram

Hűtési üzemmód

A fan-coil készülékek névleges, érezhető teljesítménye általában nagyobb, mint a konkrét helyiség hűtési teljesítményigénye, ezért a fan-coil készülék tervezett közvetítő közeg térfogatáramát a konkrét helyiség hűtési teljesítményigényéhez kell igazítani.

A hidraulikai beszabályozás szempontjából mindig a fan-coil készülék totál hűtési teljesítménye, vagyis az érezhető és a látens hűtési teljesítmény összege alapján számolt közvetítő közeg térfogatáram a mérvadó.

A gyakorlatban használt számítási mód szerint a tervezett közvetítő közeg térfogatáramot a konkrét helyiség teljesítményigényének és a készülék névleges teljesítményének egyenes arányában számítjuk ki. Az 1. ábrán viszont jól látszik, hogy 80%-os totál teljesítményhez 50%- os térfogatáram is elegendő.

A fent leírtak alapján, miszerint a gyakorlatban a fan-coil készülék tervezett közvetítő közeg térfogatárama a konkrét helyiség hűtési teljesítményigényének és a készülék névleges teljesítményének arányával azonos mértékben változik, a fan-coil készülékek tervezett közvetítő közeg térfogatárama gyakran magasabb a szükségesnél, ami kisebb közvetítő közeg hőmérséklet-különbséget és magasabb szivattyúzási energiafogyasztást eredményez az optimálisnál.

A tervezés során – főleg akkor, amikor egy rendszert többször kell áttervezni – sokszor sem idő, sem pedig lehetőség nincs arra, hogy a fan-coil készülékek pontos közvetítő közeg térfogatárama meghatározásra kerüljön.

Érdemes viszont elgondolkodni azon, hogy mekkora szivattyúzási energiafogyasztást lehetne megtakarítani, ha a fan-coil készülékek tervezett közvetítő közeg térfogatárama pontosan ki lenne számolva. Ha például egy fan-coilos rendszer összes térfogatáramát 15%-kal lehetne csökkenteni, ami csak kb. 5%-os totál teljesítménycsökkenést jelent, akkor az éves szivattyúzási energiaköltség akár 25%-kal is csökkenhetne az éves terhelési profil és szivattyú szabályozási mód függvényében, ráadásul lehetséges, hogy kisebb méretű szivattyú beépítése is elegendő lenne.

A 2. táblázatban egy konkrét fan-coil készülék esetében, a gyártó méretező programja alapján számított térfogatáramok és teljesítmény adatok láthatók, 7 °C-os állandó előremenő és 26 °C-os helyiséghőmérséklet mellett.

A 2. táblázat adataiból kitűnik, hogy a totál és az érezhető teljesítmények nem azonos arányban változnak.

A fan-coil készülék tervezett térfogatáramának meghatározásánál először a helyiség érezhető teljesítményigényét kell kiszámítani. Tételezzük fel, hogy ez az érték 3000 W, vagyis a 2. táblázat szerinti fan-coil készülék esetében a készülék összes térfogatárama a névleges térfogatáram 85%-a, a totál teljesítmény kb. 4050 W, a tervezett totál térfogatáram 620 l/h, a közvetítő közeg hőmérséklet különbsége pedig 5,5 K. A szivattyú és a folyadékhűtő kiválasztásánál mindig a totál hűtési teljesítményt kell figyelembe venni.

Fűtési üzemmód

Hidraulikai beszabályozás szempontjából általában a fűtési térfogatáram beállítása a nehezebb.

Fan-coil készülékek esetében – akár kétcsöves, akár négycsöves berendezésről van szó – a fűtési hőcserélő mindig jelentősen túlméretezett. Ha tervezéskor a „szokásos” 20 K-es közvetítő közeg hőmérséklet különbséggel számolunk, akkor igen sok esetben a fan-coil készülék hőcserélőjén igen alacsony közvetítő közeg térfogatáram halad át.

Az alacsony közvetítő közeg térfogatáram beszabályozásakor a beszabályozó vagy fojtószelep kv értéke igen kicsi, és fennáll a szelep gyors eltömődésének veszélye.

A másik probléma, hogy alacsony közvetítő közeg térfogatáram esetében a fan-coil készülék hőcserélőjében lamináris áramlás alakulhat ki, ami drasztikusan csökkenti a készülék teljesítményét.

A fent leírtak és gyakorlati tapasztalataink alapján javasoljuk, hogy fűtési rendszerekben – megfelelő előremenő közvetítő közeg hőmérséklet, illetve hőmérséklet különbség kiválasztásával – a fan-coil készülék tervezett térfogatárama 50 l/h-nál ne legyen alacsonyabb, illetve kétcsöves rendszerekben a fűtési és hűtési térfogatáramok ne térjenek el jelentősen egymástól.

Végül ne felejtsük el, hogy a szükségesnél magasabb közvetítő közeg térfogatáram kisebb hőmérséklet különbséget, Δt-t jelent, ami jelentősen csökkenti mind a folyadékhűtő, mind a kondenzációs kazán hatásfokát.

 

1. táblázat. Termikus hatásfok értékek különböző hőfoklépcsőknél

te (°C) t(°C) t(°C) Φ
90 70 20 0,28
80 60 10 0,29
80 60 20 0,33
80 50 20 0,50
75 65 20 0,18
70 55 20 0,30
6 12 24 0,33
7 12 24 0,29
6 12 19 0,46

 

2. táblázat. Fan-coil készülék teljesítmény és közvetítő közeg térfogatáram adatai egy konkrét készülék esetében
V [%] V [l/h] Δt [K]  Qtotál [W] Qérezhető [W] Qtotál [%] Qérezhető [%]
100 738 5 4292 3152 100 100
95 701 5,17 4214 3117 98 99
90 664 5,35 4136 3083 96 98
85 627 5,56 4057 3048 95 97
80 590 5,79 3979 3014 93 96
75 554 6,05 3881 2945 90 93
70 517 6,29 3763 2911 88 92
65 480 6,58 3646 2842 85 90
60 443 6,85 3567 2807 83 89
55 406 7,24 3391 2738 79 87
50 369 7,6 3234 2669 75 85
45 332 8 3077 2583 72 82

 

Irodalomjegyzék:
Robert Petitjean: Total Hydronic Balancing 3:d edition, 2012 TA Hydronics AB

***

1. ábra. Fan-coil készülék általános térfogatáram (V [%]) – totál teljesítmény (Q [%]) jelleggörbéje, hűtési üzemmódban
2. ábra. Fan-coil készülék jelleggörbéi különböző termikus hatásfok értékeknél

VINKLER KáROLY
okl. hűtőipari mérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése XI. – A TA-FUSION-P
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése X. – A TA-FUSION-C
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése IX.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VIII.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VII.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VI.

A szerzõ összes korábbi cikke >>

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam