Artykuły w Twoim folderze pobierania

Folder pobierania jest pusty
artykuły w Twoim folderze pobierania

!

Belka chłodząca

Co to jest belka chłodząca?

Belka chłodząca to element konwekcyjnej instalacji HVAC, przeznaczony do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń, typowo stosowany w otwartych przestrzeniach biurowych. Do „belki” (wymiennika ciepła) wbudowanej bezpośrednio w sufit podwieszany, albo zawieszonej pod sufitem podwieszanym, są doprowadzone rury instalacji.

Obecnie są stosowane dwa rodzaje belek chłodzących:

  • Belka pasywna chłodzi powietrze wokół siebie, tworząc naturalny prąd konwekcyjny – schłodzone powietrze opada a cieplejsze powietrze unosi się, dzięki czemu pomieszczenie jest chłodzone.
  • Szeroko stosowane są też aktywne belki chłodzące, w których do wywołania dodatkowego przepływu powietrza nad belką jest wykorzystywane powietrze nawiewane przez centralę wentylacyjną.

W przypadku tego zastosowania główne wyzwanie polega na regulowaniu temperatury wody i natężenia przepływu w taki sposób, aby temperatura powierzchni belki utrzymywała się powyżej punktu rosy powietrza w pomieszczeniu.

Schemat

Na ilustracji przedstawiono schemat zastosowania belki chłodniczej z zaworem Energy Valve. Są wówczas realizowane następujące funkcje regulacji:

  • precyzyjne pomiary przepływu objętościowego oraz temperatur zasilania i powrotu,
  • monitorowanie i regulowanie mocy termicznej wymiennika,
  • stała kompensacja hydrauliczna przepływu wody przy zmianach ciśnienia w instalacji oraz przy każdym obciążeniu,
  • możliwość zintegrowania opcjonalnego czujnika punktu rosy.
  • Wymagana różnica temperatur na belkach chłodzących jest bardzo mała, co stanowi poważną trudność przy regulowaniu ich pracy.


Zamów nowy zawór Belimo Energy Valve™ już teraz

Dowiedz się, w jaki sposób Energy Valve może zwiększyć sprawność belki chłodniczej





Energy Valve



Problemy najczęściej występujące w instalacjach z belkami chłodzącymi oraz dlaczego warto wybrać zawór Belimo Energy Valve™

W dużych instalacjach wody lodowej występują dynamiczne zmiany, takie jak fluktuacje ciśnienia powodowane zmianami prędkości pomp i położenia zaworów. Tak jak to sugeruje nazwa, instalacje skompensowane statycznie nie mogą równoważyć zmian dynamicznych, wskutek czego zmiany ciśnienia skutkują fluktuacjami przepływu w poszczególnych urządzeniach.
Kompensacja hydrauliczna realizowana przez zawory z przepływem niezależnym od ciśnienia równoważy fluktuacje ciśnienia w instalacji oraz gwarantuje utrzymywanie zadanej wartości natężenia przepływu.

Dynamic Balancing of a Chilled Beam


Niska temperatura wody oraz niewystarczająca regulacja wilgotności mogą prowadzić do skraplania się pary wodnej na belce chłodzącej, a w konsekwencji do uszkodzenia mebli lub sprzętu biurowego. Zachowawczy dobór nastawy temperatury wody zasilającej może jednak skutkować niewystarczającą mocą chłodniczą.



Condensation of humid air on the cold coil surface. The supplied cooling water needs to be above the indoor dew point to prevent condensation

Wykorzystując precyzyjniejszy i szybciej reagujący, zanurzeniowy czujnik przepływu wbudowany w zawór Belimo Energy Valve™, system DDC może wykrywać zbyt niską temperaturę zasilania i odcinać przepływ wody, zanim na belkach chłodzących wystąpi kondensacja pary wodnej. Wiarygodne pomiary temperatury w pomieszczeniu oraz temperatury wody są niezbędne do zapewnienia maksymalnej efektywności belki chłodzącej przy jednoczesnym minimalizowaniu ryzyka kondensacji pary wodnej. Zewnętrzny czujnik wilgotności/temperatury, taki jak Belimo 22UTH-11, może służyć do pomiarów parametrów powietrza zewnętrznego w celu odpowiedniego sterowania centralą wentylacyjną.

Przez wymienniki ciepła w belce chłodniczej przepływa powietrze nawiewane do pomieszczenia oraz powietrze recyrkulacyjne. Aby zapobiec kondensacji pary wodnej i kapaniu wody z sufitu, punkt rosy w pomieszczeniu musi być utrzymywany poniżej temperatury powierzchni wymiennika w belce chłodzącej.

Do kompensowania obciążenia utajonego pomieszczeń jest wykorzystywany system powietrza pierwotnego centrali wentylacyjnej, która w celu zapobiegania kondensacji utrzymuje punkt rosy na poziomie nieprzekraczającym 13°C. Ponadto belki chłodzące są zasilane wodą o typowej temperaturze od 14°C do 16°C, wystarczająco wyższej od punktu rosy w pomieszczeniu.

Profesjonalna rada

Informacje o zalecanych (lub granicznych) wartościach temperatur i wilgotności w pomieszczeniu, a także zalecanych temperaturach wody chłodzącej należy sprawdzić w normach krajowych. W przypadku mniejszych obciążeń chłodniczych w pomieszczeniu lub dużych powierzchni chłodzących, temperaturę wody można podwyższyć o kilka stopni (np. do 18°C). Powinno być nadal możliwe utrzymanie wystarczającego chłodzenia w pomieszczeniu, a osuszanie może być odbywać się w sposób energooszczędny.

Przykład zastosowania

Przedstawiona na ilustracji belka chłodząca nie pracuje zgodnie z oczekiwaniami. Projektowe natężenie przepływu powinno wynosić 0,12 l/s przy różnicy temperatur 3°C i różnicy ciśnień na pętli 1 bar. Ze względu na zmiany ciśnienia w instalacji różnica ciśnień wzrasta z 1 do 2 barów oraz są potrzebne inne obciążenia. Natężenie przepływu wody przez belkę chłodzącą jest o 25% większe od projektowego. W rezultacie obniżą się, zarówno poziom komfortu w pomieszczeniu, jak i sprawność przenoszenia ciepła.

Chilled beam with a pressure dependent valve
Wykorzystując zawór z przepływem niezależnym od ciśnienia i regulatorem mechanicznym (PIQCV) można zapewnić projektowe natężenie przepływu 0,12 l/s, nawet przy fluktuacjach ciśnienia w instalacji. W rezultacie uzyskuje się wyższą jakość regulacji oraz wyższy poziom komfortu.

Chilled beam using a mechanical PI valve

Zawór Energy Valve utrzymuje projektową wartość natężenia przepływu 0,12 l/s niezależnie od fluktuacji ciśnienia. Pozwala też na kontrolowanie różnicy temperatur na wymienniku oraz dostarcza do systemu automatyki budynku wszystkie istotne dane dotyczące natężenia przepływu, temperatur i zużycia energii. Dane dostępne za pośrednictwem zaworu EV pozwalają na realizowanie innych, funkcji o wartości dodanej, takich jak wczesne wykrywanie ryzyka kondensacji pary wodnej.



Chilled beam using an Energy Valve

Na poniższej ilustracji przedstawiono zawór Energy Valve podłączony do tej samej sieci co czujnik i stacja operatorska systemu automatyki budynku. System automatyki budynku monitoruje temperaturę wody zasilającej oraz oblicza punkt rosy, korzystając z wartości wilgotności względnej i temperatury z zadajnika pomieszczeniowego. System automatyki budynku wykrył, że temperatura wody jest równa punktowi rosy, i aby zapobiec kondensacji pary wodnej na wymienniku, wysłał komendę zamknięcia zaworu. Gdy przepływ powietrza wokół wymiennika będzie się zmieniać, funkcja Delta-T Manager utrzyma optymalne warunki pracy belek chłodniczych.



Chilled beam using an Energy Valve, with the BMS calculating the dew point with the input from a room sensor