Transcript WENTYLACJA PAWEŁ TABOR

WENTYLACJA cz2
Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji
SEKCJA WENTYLATORA
Sekcja ta służy do przetłaczania powietrza wentylacyjnego.
W centralach stosuje się wentylatory z wirnikiem bębnowym, napędzane silnikami elektrycznymi, o
stałych lub zmiennych obrotach. Napęd pomiędzy silnikiem a wentylatorem przenoszony jest zwykle
przez przekładnie pasową.
Wentylatory nie stykają się bezpośrednio z obudową centrali i posadowione są na specjalnych
wibroizolatorach.
SEKCJA WENTYLATORA
Sekcja ta służy do przetłaczania powietrza wentylacyjnego/klimatyzacyjnego, przez układ
wentylacyjny.
W centralach wentylacyjnych stosuje się wentylatory z wirnikiem bębnowym, napędzane silnikami
elektrycznymi o stałych lub zmiennych obrotach, napęd pomiędzy silnikiem, a wirnikiem wentylatora
przenoszony jest zwykle przekładnią pasową.
Wentylatory nie stykają się bezpośrednio z obudową centrali, posadowione są na specjalnych
wibroizolatorach.
WENTYLATORY - PODZIAŁ
Ze względu na wysokość spiętrzenia (spręż):
-niskoprężne do 700 Pa
-średnioprężne od 700 – 3000 Pa
-wysokoprężne 3000-10000 Pa
Ze względu na sposób napędu:
-z napędem bezpośrednim
-z napędem pasowym
-z napędem sprzęgłowym
WENTYLATORY - PODZIAŁ
Ze względu na kierunek przepływu powietrza:
-osiowe
-promieniowe
WENTYLATORY PROMIENIOWE
WENTYLATORY
Zapotrzebowanie mocy wentylatora:

P
V  p

Opór właściwy instalacji:
r
p
 2
V
WENTYLATORY
Krzywe charakterystyk wentylatorów – pokazują wydajność przepływową wentylatora w zależności
od zapotrzebowania na przyrost ciśnienia.
Charakterystyka instalacji – pokazuje spadki ciśnienia w systemie w zależności od ilości
przepływającego powietrza. Parametry współpracy wentylatora i instalacji określa punkt przecięcia
obu charakterystyk. Określa on ilość powietrza, jaką wentylator jest w stanie przetłoczyć przez daną
instalację w jednostce czasu.
Zmiana oporów przepływu, która wyraża się zmianą spadków ciśnienia w instalacji odpowiada nowej
linii charakterystycznej i nowemu punktowi współpracy na charakterystyce wentylatora (przy
założeniu, że prędkość wentylatora jest niezmienna)
Wzrost oporów spowoduje ustalenie się nowego punktu pracy i spadek przepływu. Spadek opórw,
spowoduje wzrost przepływu.
WENTYLATORY
Aby utrzymać przepływ, przy zmiennych oporach przepływu, należy odpowiednio zwiększać, lub
zmniejszać obroty wentylatora.
W każdym z przypadków, przyrosty ciśnienia, jakie musi zapewnić wentylator, będą się różnić od
wcześniej przyjętego punktu pracy. Oznacza to, że jeżeli punkt pracy został wybrany dla
maksymalnej sprawności, każda z tych zmian, spowoduje jej spadek.
ZASADY INSTALACJI WENTYLATORÓW
Charakterystyki wentylatorów wyznaczane są przy pewnych założeniach odnośnie ukształtowania
kanałów na wlocie i wylocie.
Zasada I: Zakłada się, że na wlocie do wentylatora istnieje odcinek prosty o długości równej co
najmniej jednej średnicy, a na wylocie odcinek długości trzech średnic.
Zasada II: Odległość wlotu od najbliższej ściany musi być większa niż 75% średnicy przekroju
wlotowego.
Zasada III: Pole powierzchni kanału wlotowego nie może być większe niż 112% ani mniejsze niż
92% pola wlotu wentylatora
Zasada IV: W prostym odcinku kanału wlotowego, nie mogą znajdować się żadne elementy
zakłócające przepływ.
Zasada V: Na wylocie z kanały należy unikać kolan 90o
WSKAŹNIK MOCY WENTYLATORÓW
W dobie ciągle rosnących wymagań dotyczących oszczędności energii, duże znaczenie przywiązuje
się do efektywności jej zużycia w systemach wentylacji. Wprowadzono pojęcie wskaźnika mocy
wentylatorów (SFPE ) jako miernika efektywności zużycia energii w instalacji wentylacyjnej.
Wskaźnik mocy wentylatorów definiuje się jako stosunek mocy zużywanej przez wszystkie
wentylatory w systemie wentylacji budynku do sumarycznego strumienia powietrza przepływającego
przez budynek. Im niższa jest wartość wskaźnika , tym bardziej efektywny system wentylacji.
Zaleca się maksymalne wartości wskaźnika SFP dla nowych budynków publicznych 1,5 , a dla
systemów istniejących poddawanych renowacji i naprawą – wskaźnik 2.
SFPE 
Ptf  Pff
qf
(kW / m 3 / s)
Ptf – moc całkowita wentylatorów nawiewnch, kW
Pff – moc całkowita wentylatorów wywiewnych, kW
Qf – intensywność wymiany powietrza, m3/s
FILTRY
Klasyfikacja filtrów:
Filtr zgrubny – EU1 – EU4
Filtr dokładny – EU5 – EU9
Filtr absolutny – EU10 – EU14
W centralach wentylacyjnych, filtr dokładny powinien być poprzedzony filtrem wstępnym.
Filtry absolutne służą do oczyszczania bakteriologicznego.
WENTYLACJA HYBRYDOWA
Łączy w sobie cechy wentylacji naturalnej i mechanicznej.
Jeśli warunki zewnętrzne nie pozwalają na wentylację naturalną, pracują urządzenia mechaniczne.
Właściwie zaprojektowana wentylacja hybrydowa dostosowana jest do zmieniających się w ciągu
roku, a nawet w ciągu dnia parametrów powietrza zewnętrznego, spełniając kryteria jakości
środowiska wewnętrznego przy jednoczesnej oszczędności energii.
WENTYLACJA HYBRYDOWA - ROZWIĄZANIA
1.
Współdziałanie wentylacji naturalnej i mechanicznej przez zaprojektowanie dwóch w pełni
niezależnych układów, w których regulacja odbywa się na zasadzie przełączenia pomiędzy
systemami, lub wykorzystania obu systemów do określonych zadań, np: wentylacja naturalna
ustawiona jest dla okresów przejściowych, a mechaniczna dla zimy i lata.
2.
Wentylacja naturalna wspomagana mechanicznie przez zastosowanie wentylatora
nawiewnego, lub wywiewnego w okresach kiedy różnica pomiędzy ciśnieniem na zewnątrz i
wewnątrz budynku nie wystarcza do zapewnienia odpowiedniego przepływu powietrza.
3.
Wentylacja mechaniczna wspomagana działaniem wiatru i wyporu cieplnego, pozwalącjąca
na optymalne wykorzystanie naturalnych sił, wspomagających przepływ powietrza w budynku.
KLIMATYZACJA
CO TO JEST KLIMATYZACJA
1.
2.
3.
Układy klimatyzacyjne
Klimatyzatory (schładzacze powietrza)
Pompy ciepła
ZASADA DZIAŁANIA PROSTEGO UKŁADU CHŁODNICZEGO
1.
2.
3.
4.
5.
zassanie przegrzanych par czynnika
sprężanie czynnika
skroplenie czynnika (przemiana izobaryczna)
gwałtowne rozprężenie czynnika przez element dławiący
pobór ciepła z przestrzeni chłodzonej, odparowanie czynnika.
6.
pompa ciepła
RODZAJE KLIMATYZATORÓW
1.
Monoblokokowy
a) klimatyzator okienny
b) klimatyzator przenośny
c) monoblok
RODZAJE KLIMATYZATORÓW
2.
Split / multisplit
a)
Jednostka wewnętrzna ścienna
b)
Jednostka wewnętrzna przypodłogowa
RODZAJE KLIMATYZATORÓW
c)
Jednostka wewnętrzna kasetonowa
d)
Jednostka wewnętrzna podstropowa
e)
Jednostka wewnętrzna kanałowa
RODZAJE KLIMATYZATORÓW
3.
VRV, VRF
RODZAJE KLIMATYZATORÓW – REGULACJA WYDAJNOŚCI
1.
regulacja on/off (włącz/wyłącz)
-
2.
praca 0 – 1
duże wahania temperatury w pomieszczeniu chłodzonym
słabe parametry w porównaniu do urządzeń inwerterowych
regulacja inwerterowa (inverter, super inverter)
-
płynna regulacja wydajności
„łagodny” start
bardzo dobre parametry urządzeń
minimalne wahania temperatury w pomieszczeniach
możliwości stosowania dużych odległości pomiędzy agregatem, a jednostkami wewnętrznymi
EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA URZĄDZEŃ CHŁODNICZYCH
[EER]
Klimatyzatory klasyfikowane są w 7 różnych kategoriach (A do G) w zależności od zużycia
energii i oznaczane kolorem odpowiadającym kategorii.
Najbardziej efektywne jednostki o wskaźniku EER > 3.20 znajdują się w kategorii A, a najmniej
efektywne o wskaźniku EER < 2.20 w kategorii G. Użytkownik może więc łatwo porównać
efektywność podobnych typów i modeli urządzeń różnych producentów. Wskaźnik EER to nic
innego jak stosunek mocy chłodniczej urządzenia do ilości energii elektrycznej niezbędnej do
jej osiągnięcia. Im wyższy wskaźnik, tym wyższa efektywność energetyczna.
Qch [ BTU / h]
EER 
P[W ]
1BTU  1055 J
ESEER
ESEER – średni europejski współczynnik efektywności energetycznej urządzenia chłodniczego
ESEER 0,03EER100%  0,33EER75%  0,41EER50%  0,23EER25%
EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA POMP CIEPŁA
[COP]
W przypadku jednostek chłodząco-grzewczych podawana jest moc grzewcza urządzenia
(zdefiniowana jako wydajność grzewcza w kW , w trybie grzania przy pełnym obciążeniu) oraz
klasa efektywności energetycznej w trybie grzania określana współczynnikiem COP będącym
stosunkiem uzyskanej mocy grzewczej do pobieranej mocy elektrycznej. Najbardziej
efektywne jednostki o wskaźniku COP > 3.60 znajdują się w klasie A.
UKŁADY POŚREDNIE – AGREGAT WODY LODOWEJ - CHILLER
UKŁADY POŚREDNIE - KLIMAKONWEKTORY
Układy pośrednie stosowane są nie tylko w przemyśle. Mogą służyć również do chłodzenia,
lub ogrzewania pomieszczeń. W tym przypadku zamiast jednostki wewnętrznej klimatyzatora z
wymiennikiem freonowym, stosuje się klimakonwektor z wymiennikiem woda – powietrze.
- system dwururowy (chłodzi lub grzeje, ale nie jednocześnie)
- system czterorurowy (może grzać i chłodzić jednocześnie)
FREE-COOLING
Free–cooling – jest systemem pozwalającym na wytwarzanie schłodzonej wody bez
angażowania sprężarek chłodniczych, a wykorzystującym tylko niską temperaturę powietrza
zewnętrznego w chłodnych porach roku.
Jeśli temperatura powietrza zewnętrznego spada poniżej temperatury wody wracającej do
chillera, (+120C) sterownik otwiera zawór trójdrogowy i woda jest wstępnie schładzana w
chłodnicy powietrznej, a następnie dochładzana przez chiller do temperatury 70C
Przy temperaturach powietrza zewnętrznego +50C i niższych, układ sterowniczy agregatu
chłodniczego wykorzystuje do schładzania wody tylko wymiennik powietrzny free-coolingu, a
chiller pozostaje wyłączony.
CENTRALE KLIMATYZACYJNE
Centrale klimatyzacyjne – urządzenia służące do obróbki powietrza (zmiany temperatury,
wilgotności, oczyszczenia) w celu dostosowania parametrów do wymagań w pomieszczeniu.
Wyróżnia się centrale:
- wewnętrzne, przeznaczone do lokalizacji w maszynowniach
- zewnętrzne, przeznaczone do montażu na zewnątrz
zabezpieczoną przed wpływem warunków atmosferycznych
- podwieszane, montowane w stropach podwieszanch
budynku,
mają
obudowę
Podział ze względu na budowę:
-
centrale sekcyjne (blokowe) – centrala zestawiona jest z poszczególnych elementów
znajdujących się w oddzielnych blokach.
monoblokowe – urządzenia montowane są w jednej wspólnej obudowie.
CENTRALA SEKCYJNA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
przepustnica powietrza
filtr wstępny
filtr dokładny
tłumiki hałasu
chłodnica powietrza
nagrzewnica powietrza
komora zraszania (nawilżania powietrza)
wentylator
CENTRALA WENTYLACYJNA / KLIMATZYACYJNA
RODZAJE SPRĘŻAREK
Sprężarki wyporowe – ich zasada działania polega na zassaniu gazu w skutek powiększania
objętości komory roboczej, a następnie na sprężeniu go w wyniku zmniejszenia się objętości
komory, a następnie wyparciu do urządzeń odbiorczych.
Sprężenie gazu jest wywołane za pomocą elementu roboczego, którym może być tłok, lub
wirnik łopatki.
SPRĘŻARKI WYPOROWE
a) tłokowe: w której zmiana objętości komory sprężania następuje w wyniku przemieszczania
się sztywnego elementu (tłoka), który stanowi jedną ze ścian komory i szczelnie przylega do
ścian sąsiednich. Tłok najczęściej ma kształt walca, napędzany jest przez układ korbowyi
wykonuje prostoliniowe ruchy postępowo - zwrotne.
SPRĘŻARKI WYPOROWE
b) spiralne (scroll): w której komorą sprężania jest przestrzeń pomiędzy dwoma elementami, w
kształcie luźnej spiralnej wstęgi, umieszczonymi jeden w drugim, oraz bocznymi, płaskimi
ścianami korpusu. Jeden z elementów spiralnych pozostaje nieruchomy, drugi natomiast
wykonuje mimośrodowe oscylacje, tak że miejsce zetknięcia wstęg przesuwa się zmniejszając
cyklicznie objętość komory sprężania.
SPRĘŻARKI WYPOROWE
c) śrubowe: w której komorą sprężania jest przestrzeń pomiędzy dwoma zazębiającymi się
wirnikami w kształcie śruby i wewnętrzną ścianą korpusu. W miarę obrotu wirników komora
sprężania zostaje w pierwszej kolejności odcięta od otworu wlotowego w korpusie, a następnie
miejsce zetknięcia wirników przemieszcza się wzdłuż ich osi zmniejszając w ten sposób
objętość komory sprężania, aż do momentu połączenia się jej z wylotem.
CZYNNIKI CHŁODNICZE
Są to substancje stosowane w urządzeniach chłodniczych, których zadaniem jest odbieranie
ciepła z ośrodka chłodzonego przez odparowanie w parowniku przy odpowiednio niskim
ciśnieniu, a następnie oddanie tego ciepła w procesie skraplania.
-
węglowodory chlorowopochodne CFC, HCFC ( R12, R22)
czynniki bezchlorowe HFC (R407, R410, R134a)
Własności czynników chłodniczych:
- stabilność chemiczna we wszystkich temperaturach, oraz obojętność chemiczna w
stosunku do wszystkich materiałów występujących w urządzeniu.
- niepalność, nietoksyczność
- duża objętościowa wydajność chłodnicza, w celu zmniejszenia strumienia objętości
czynnika chłodniczego, krążącego w obiegu, tym samym zmniejszenia wymiarów
sprężarki
CZYNNIKI CHŁODNICZE
Wskaźnik GWP – (Global Warming Potential) służy do oceny wpływu czynnika chłodniczego
na tworzenie efektu cieplarnianego. Poziomem odniesienia są skutki powodowane przez CO2
któremu przypisano wartość GWP równą 1.
Wskaźnik ODP – (Ozon Depletion Potential) służy do oceny wpływu czynnika chłodniczego na
warstwę ozonową. Poziomem odniesienia są czynniki R11, R22, dla których ODP jest równe 1
Wskaźnik TEWI – ujmuje łącznie: wpływ bezpośredni czynnika na tworzenie efektu
szklarniowego oraz wpływ pośredni, wynikający ze zużycia energii elektrycznej do napędu
urządzenia chłodniczego i emisję czynnika w trakcie eksploatacji instalacji napełnioej
czynnikiem chłodniczym.
Wyznaczenie TEWI jest trudne z uwagi na konieczność dokonania oceny wielu wielkości
cząstkowych.