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Gebläsekonvektor

Was ist eine Gebläsekonvektoreinheit (FCU)?

Eine Gebläsekonvektoreinheit (FCU) heizt oder kühlt die Luft in einem Raum. Ein eingebautes Gebläse saugt die Luft in die FCU und führt sie zur Temperaturkonditionierung durch einen Wärmetauscher. Die Luft, die aus der FCU austritt, ist entweder kühler oder heisser als zuvor. FCUs haben in der Regel ein Kaltwasserregister für die Kühlung und entweder ein Warmwasserregister oder ein elektrisches Element für die Heizung. In herkömmlichen Applikationen variiert die Steuerung von Gebläsekonvektoreinheiten in erheblichem Masse: von einem Thermostat, der einfach ein Ventil öffnet und schliesst, bis hin zu DDC-gesteuerten Geräten, die die Luftmenge stufenlos variieren und die Ventile modulieren.

Schematische Darstellung

Die folgende Abbildung zeigt die schematische Darstellung einer typischen Applikation in einem Raum mit zwei Gebläsekonvektoren, die jeweils ein Belimo Energy Valve™ enthalten, das die dem Gebläsekonvektor zugeführte Wärmeleistung steuert. Der Einsatz von EVs bietet folgende Vorteile:

  • Dynamischer hydraulischer Abgleich (in jedem Lastzustand) des Wasserdurchflusses, erreicht durch das druckunabhängige Regelventil
  • Anhand der physischen Ventilpositionen der Energy Valves in einem Gebäude können die Pumpendrehzahlen so optimiert werden, dass gerade so viel Druck erzeugt wird, wie für die Indexeinheit erforderlich ist.
  • Volle Systemtransparenz (Volumenstrom, Temperaturen, Kühl-/Heizleistung usw.) mit Datenaufzeichnung auf dem EV oder optional in der Belimo Cloud


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Energy Valve



Häufige Probleme mit Gebläsekonvektoren und warum Sie sich für das Belimo Energy Valve™ entscheiden sollten

Gebläsekonvektoren erfordern für einen optimalen Wärmeaustausch und Nutzerkomfort bei gleichbleibender Energieeffizienz eine gute Steuerung des Luftvolumens und des Wasserdurchsatzes. Die Hersteller von FCUs geben jedoch oft nur Durchflussanforderungen für maximale Lastbedingungen an. Unbekannt ist der optimale Wasserdurchfluss, wenn die Luftmengen durch den Bewohner oder den DDC-Regler eingestellt werden. Bei der Verwendung von Nicht-PI-Ventilen wirken sich ausserdem Differenzdruckschwankungen im Hydrauliksystem auf die Durchflussmenge durch den Gebläsekonvektor und damit auf die dem Raum zugeführte Wärmeenergie aus.
Eine gegenseitige Beeinflussung bei mehreren Verbrauchern ist durch die dynamische Bilanzierung ausgeschlossen. Der dynamische Abgleich wird in jedem Betriebspunkt automatisch durchgeführt. Differenzdruckänderungen bewirken minimale Änderungen des Volumenstroms.

Dynamic Balancing of a Fan Coil Unit


Eine FCU wird mit den folgenden Werten in Betrieb genommen: Der Auslegungswasserdurchfluss wird auf 0.11 l/s [1.74 GPM] eingestellt, wobei Luft mit einer Temperatur von 23°C [73.5°F] in die Einheit eintritt. Da das System nach kurzer Zeit dynamisch ist, steigt der Druck im System aufgrund von Veränderungen an anderen Stellen des Hydrauliksystems. In dieser speziellen FCU hat der Druckanstieg zu einer Erhöhung des Durchflusses geführt, was ein Überlaufen der FCU zur Folge hat, wodurch sich das Delta T verringert und die Effizienz der Wärmeübertragung sinkt.

Infolgedessen könnte ein Nutzer des Raums den Luftstrom als störend empfunden und die Ventilatorgeschwindigkeit manuell auf niedrig eingestellt haben. Wenn die Raumtemperaturen steigen, wird das Ventil vom Regler weiter geöffnet, bis die Luft nicht mehr in der Lage ist, dem Wärmetauscher Energie zu entziehen. Dies führt dazu, dass die Rücklaufwassertemperatur kühler ist als erwartet. Wenn das Wasser für den Luftstrom zu schnell fliesst, haben wir ein klassisches Rezept für ein niedriges Delta T. Dies wirkt sich nicht nur auf diese Einheit aus, sondern verringert auch die Kapazität der zentralen Anlage, und der Überlauf ist an der Verbrauchsstelle für die Pumpen mit unserem Durchfluss von jetzt 0.14 l/s [2.2 GPM] erheblich.



Gebläsekonvektor bei Auslegungsbetrieb    Gebläsekonvektor mit überlaufendem Ventil

Wir haben dieselbe FCU, die wie erwartet funktioniert; der Bemessungswasserdurchfluss ist auf 0.11 l/s +/-10% [1.74 GPM] eingestellt, wobei die Luft 23°C [73°F] beträgt. Selbst wenn der Druck von 2 auf 3 bar ansteigt, erhöht sich die Durchflussmenge kaum.

Die Ungenauigkeit der Durchflussmenge wird erheblich verbessert und bietet einige Einsparungen für die Anlage, ist aber nicht so genau wie ein elektronisches Ventil. Die Einstellung der Gebläsedrehzahl durch den Benutzer wirkt sich immer noch auf den optimalen Wärmeaustausch aus, was zu einem niedrigen Delta T und schlechten Bedingungen ausserhalb des Registers führt.



Gebläsekonvektor bei Auslegungsbetrieb

Dieselbe FCU funktioniert wie erwartet; der Auslegungswasserdurchfluss ist auf 0.11 l/s [1.74 GPM] eingestellt, wobei die Luft 23°C [73°F] beträgt. Auch hier liefert das System einen Druckanstieg aufgrund von Veränderungen an anderen Stellen. Der elektronische Durchflusssensor im Energieventil erkennt den Durchflussanstieg, bevor der Raumsensor einen Anstieg der Raumtemperatur registrieren kann. Dadurch kann das Ventil leicht geschlossen werden, um das Erreichen der Sättigungszone zu vermeiden.

Wenn die FCU wieder auf niedriger Gebläsedrehzahl gehalten wurde, steigen die Raumtemperaturen. Das Ventil wird vom Regler weiter geöffnet, was zur Folge hätte, dass die Luft dem Wärmetauscher keine Energie mehr entziehen kann. Der feste Delta-T-Manager des EV erkennt das abnehmende Delta T und übersteuert das Stellsignal, sodass das Ventil nicht weiter geöffnet werden kann. Dadurch wird die Überlaufbedingung beseitigt.

Das EV misst kontinuierlich den Durchfluss und berechnet auf der Grundlage des Stellsignaleingangs sowie des Delta-T-Manager-Sollwerts, ob eine Kompensation erforderlich ist oder nicht. Der Delta-T-Manager hat das Wasser verlangsamt, um sicherzustellen, dass der Wärmeaustausch für die vom Benutzer eingestellte Luftmenge optimal ist, wie zu sehen ist. Dies spart Pumpenenergie und hält das System dauerhaft optimiert.



Gebläsekonvektor ohne Wasserüberlauf
Im Zeitalter der einfach zu steuernden EC/DC-Ventilatoren stellen FCUs mit variablem Luftvolumen eine der energieeffizientesten Methoden zur Klimatisierung eines Raumes dar. Die Steuerung der Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit von der Ventilstellung ist jedoch umstritten. Wenn das Energy Valve für die Leistungsregelung konfiguriert ist, bietet es ein vollständig lineares Verhalten, sodass die Gebläsedrehzahl direkt an die Ventilleistung gekoppelt werden kann, was den Regelungsprozess drastisch vereinfacht.

Gebläsekonvektor mit Delta-T-optimiertem Ventildurchfluss

Erfolgsgeschichte: 5 Sterne für die Energieeffizienz im Marriott-Hotel Al Jaddaf in Dubai

Die Hotelkette Marriott sorgt seit dem 15. Januar 2014 in Dubai in den Vereinigten Arabischen Emiraten für ein Hotelerlebnis der Extraklasse.
Mit dem herausragenden Design und der idealen Lage in Al Jaddaf bietet dieses 5-Sterne-Hotel eine Vielzahl bestens durchdachter Komforteinrichtungen.

Dazu zählen luxuriöse Gästezimmer und Suiten mit umfassenden Automatikfunktionen, damit die Gäste rundum entspannen können. Die Ausstattung umfasst Luxusbettwaren, Marmorbadezimmer, Highspeed-Internet und Flachbildfernseher – alles mit Blick auf die Skyline von Dubai. Das Hotel bietet 352 luxuriöse Gästezimmer und 128 Hotel-Apartments.

Die Produkte von Belimo liessen sich effizient integrieren und sorgen für ein nachhaltiges, wartungsfreies System.