Blog

Wprowadzenie

Proponując klientowi centralę wentylacyjną, producent często staje przed dylematem: dobrać większe urządzenie, które pozwoli uzyskać korzystniejsze parametry pracy, czy wybrać najmniejszy możliwy model, który spełni wymagania, zajmie mniej miejsca i będzie tańszy?

Większy przekrój urządzenia oznacza mniejszą prędkość powietrza. Może to przełożyć się na niższe opory, wyższą sprawność odzysku ciepła czy korzystniejsze warunki pracy nagrzewnicy i chłodnicy. Większe urządzenie zazwyczaj jednak kosztuje więcej i potrzebuje więcej miejsca.

Jako inżynierowie dążymy do zaproponowania jak najlepszego pod względem technicznym rozwiązania. Jako producent wiemy jednak, że cena często przesądza o wyborze dostawcy. Możemy przygotować urządzenie o lepszych parametrach, a mimo to stracić zamówienie. Różnicę w cenie klient widzi od razu, natomiast korzyści z lepszego doboru wymagają wyjaśnienia.

W tym artkule pokazujemy od kuchni, jak dobieramy centrale w naszej firmie. Czym się kierujemy, na jakie kompromisy możemy się zgodzić i gdzie przebiega czerwona linia, której nie przekraczamy nawet za cenę utraty zlecenia.

Wstęp

Dwa podstawowe parametry, od których rozpoczyna się dobór centrali wentylacyjnej, to wydajność powietrza i wymagany spręż dyspozycyjny, na przykład 10 000 m³/h i 500 Pa.

Pierwszy określa ilość powietrza, którą centrala ma przetłaczać. Drugi mówi, jakie opory instalacji zewnętrznej urządzenie ma pokonać przy tej wydajności. Aby właściwie zrozumieć ten parametr i dane z karty doboru wentylatora, trzeba rozróżnić ciśnienie statyczne, dynamiczne i całkowite, które omówimy w tym artykule.

Wstęp

Uszkodzona chłodnica, nieszczelna nagrzewnica albo potrzeba zwiększenia mocy grzewczej lub chłodniczej istniejącej centrali wentylacyjnej nie oznaczają konieczności wymiany całego urządzenia. W większości przypadków można wykonać nowy wymiennik i dopasować go do istniejącej centrali – również wtedy, gdy została ona wyprodukowana wiele lat temu przez inną firmę.

W Micro-Clima dobieramy i wykonujemy nagrzewnice oraz chłodnice do central wentylacyjnych dowolnych producentów. Nie musimy dysponować dokumentacją fabryczną centrali. Im więcej informacji otrzymamy, tym dokładniej jesteśmy jednak w stanie odtworzyć parametry istniejącego wymiennika i dopasować nowy zarówno do centrali, jak i do instalacji hydraulicznej.

Co zatem należy nam przesłać, aby sprawnie otrzymać dobór i ofertę by bezpiecznie zamówić wymiennik?

Wstęp

W ostatnich dwóch artykułach wyjaśniliśmy zródło pochodzenia szeregu mocy silników AC stosowanych w przemyśle (0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3; 4; 5,5; 7,5 kW, itd) oraz szeregu średnic wentylatorów (100, 125, 160, 200, 250, 315, 355 mm , itd).

Dowiedzieliśmy się, że oba szeregi są oparte na tzw. liczbach preferowanych i ciągach Renarda.

Inżynierowie przyzwyczajeni do pewnego porządku opartego na rosnącym ciągu liczb, gdzie każda kolejna jest większa od poprzedniej o stały przyrost procentowy wynikający z ciągów Renarda, często są zdezorientowani stając wobec chaotycznego z pozoru szeregu mocy spotykanych w silnikach EC.

Dlaczego w katalogach wentylatorów EC spotykamy moce takie jak 0,17; 0,50; 0,78; 1,35; 1,80; 2,50; 3,30 czy 5,40 kW? Nie przypominają one ani szeregu R10, ani znanych mocy silników asynchronicznych.

Dziś przyjrzymy się zatem, czy rzeczywiście moce te są chaotyczne i sprawdzimy z czego dokładnie wynikają.

Wstęp

W poprzednim wpisie rozłożyliśmy na czynniki pierwsze silniki AC i ciąg Renarda R10 na którym oparty został używany obecnie szereg silników asynchronicznych AC, którego moce zapewne znasz bardzo dobrze. Są to moce 0,37; 055; 075; 1,1; 1,5; 2,2; 3; 4; 5,5 i 7,5 kW, a następnie ich wielokrotności tj, 11,15, 22 kW itd. Zanim jednak przejdziemy do silników EC, musimy wyjaśnić, skąd biorą się gabaryty samych wentylatorów, aby wszystko co powiemy na temat genezy powstania szeregów mocy silników EC mogło stać się w pełni zrozumiałe.

Wchodząc np. w program doborowy np. firmy Ziehl-Abegg, której wentylatory stosujemy w naszych centralach wentylacyjnych widzimy oznaczenia: RH22, RH25, RH31, RH35, RH40, aż do wielkich przemysłowych RH10 czy RH11. Z kolei w drobnej wentylacji stosowane są standardowe rury okrągłe o średnicach: 100, 125, 160, 200, 250, 315 mm itd. Czy te dwa światy mają ze sobą coś wspólnego? Tak – to jest dokładnie ten sam ciąg matematyczny R20, oparty na założenia opracowanych przez Charlesa Renarda, francuskiego inżyniera, wojskowego i bohatera poprzedniego wpisu, choć rynek ten ciąg zaadaptował go na dwa różne sposoby. 

Wstęp i trochę historii

W 1877 roku, Charles Renard, francuski wynalazca, inżynier wojskowy, konstruktor, pionier aerodymiki i mechaniki lotu. zauważył, że francuska armia używa do balonów kotwiczych aż 425 różnych grubości lin. Takie balony – powszechnie wówczas stosowane w armii francuskiej unosiły się w górze, ale na stałe były połączone z ziemią, stąd ich nazwa – balony kotwicze. Były to w rzeczywistości wiszące na dużej wysokości – zazwyczaj 300- 500, ale czasem nawet na wysokości 1000 m punkty obserwacyjne dla oficerów, którzy obserwowali ruchy wroga. Było to wystarczające, aby oficerowie widzieli teren w promieniu kilkunastu kilometrów i mogli skutecznie kierować ogniem ówczesnej artylerii. Dla francuskiej armii wymuszało to posiadanie setek różnych zapasowych części, co w warunkach wojskowych było katastrofą. Renard postanowił rozwiązać ten problem za pomocą matematyki.

Wstęp

Gdy na ekranie sterownika centrali widzimy przepływ w m³/h, łatwo przyjąć, że gdzieś w urządzeniu znajduje się czujnik mierzący bezpośrednio ilość powietrza. Najczęściej tak nie jest. Przetwornik mierzy różnicę ciśnienia, a przepływ jest obliczany na podstawie współczynnika przypisanego do konkretnego wentylatora i jego leja wlotowego.

Ten współczynnik to K-Factor.

Jeżeli w sterowniku wpisano niewłaściwy K-factor, błędnie ustawiono zakres przetwornika albo przewody impulsowe są źle podłączone, nieszczelne lub niedrożne, na ekranie nadal może pojawiać się pozornie wiarygodna wartość przepływu. Będzie ona jednak obliczona na podstawie błędnych danych i może istotnie różnić się od rzeczywistej wydajności centrali.

Wstęp

W układach z freecoolngiem pośrednim łatwo popełnić jeden błąd: uznać, że liczy się wyłącznie temperatura zewnętrzna. W praktyce samo 8, 10 czy 12°C na zewnątrz niewiele jeszcze mówi. Trzeba wiedzieć, jaka jest temperatura cieczy wracającej z instalacji, jakie jest aktualne obciążenie oraz ile energii zużyją wentylatory, gdy wymiennik zacznie pracować z większą wydajnością.

Dlatego pytanie w rodzaju: „przy jakiej temperaturze włącza się freecooling?” nie ma jednej prawidłowej odpowiedzi.

W jednej instalacji częściowe wykorzystanie powietrza zewnętrznego zacznie się już przy 16-18°C. W innej dopiero przy 8°C. Obie mogą być zaprojektowane prawidłowo, ponieważ pracują z innymi parametrami cieczy, innym obciążeniem i innym wymiennikiem.

Wprowadzenie

Chłodzenie powietrza na chłodnicy centrali wentylacyjnej poniżej 10°C, stosowane powszechnie w branży spożywczej wymaga innego podejścia niż ma to miejsce w wentylacji komfortu. W standardowej wentylacji stosuje się zazwyczaj wodę lodową lub mieszankę glikolu o parametrach 6/12°C albo 7/12°C. Nie są to jednak właściwe parametry wyjściowe do projektowania centrali, która ma intensywnie osuszać powietrze, lub chłodzić bardzo głęboko, gdyż wiąże się to z uzyskaniem za chłodnicą temperatur rzędu 4-9 °C.

W takim zastosowaniu temperatura czynnika musi znajdować się znacznie bliżej 0°C, a niekiedy także poniżej tej wartości. Dlatego stosowane mieszanki wody z glikolem mają znacznie niższą temperaturę.

Właściwa temperatura zasilania i powrotu powinna wynikać z wymaganej temperatury i wilgotności powietrza nawiewanego, mocy całkowitej chłodnicy, dopuszczalnych wymiarów wymiennika oraz ryzyka miejscowego zamarzania kondensatu.

Celem nie jest więc zastosowanie możliwie najzimniejszego glikolu. Chodzi o wybranie najwyższej temperatury czynnika, która pozwoli uzyskać wymagane parametry powietrza przy racjonalnej wielkości chłodnicy.

Wstęp

Zawór regulacyjny jest jednym z tych elementów instalacji, które zazwyczaj dobiera się na samym końcu. Gdy dobierzemy chłodnice i znamy średnicę jej króćców, najbardziej naturalne wydaje się, żeby np. do rurociągu DN25 trafił zawór DN25.

Tylko że średnica przyłącza nie mówi jeszcze, czy zawór będzie prawidłowo regulował przepływ.

Zawory o tej samej średnicy mogą mieć zupełnie różne wartości Kvs. Jeden będzie dobrze współpracował z chłodnicą, drugi okaże się zbyt mały i wprowadzi niepotrzebnie duży opór, a trzeci będzie przewymiarowany i przez większość czasu będzie pracował przy minimalnym otwarciu.

Dlatego zaworu trójdrogowego nie powinno się dobierać wyłącznie na podstawie średnicy rurociągu. Podstawą doboru są:

• wymagany przepływ czynnika,
• spadek ciśnienia na chłodnicy lub nagrzewnicy,
• spadek ciśnienia na zaworze,
• współczynnik Kvs,
• autorytet zaworu,
• rodzaj czynnika oraz warunki pracy instalacji.

W tym artykule uporządkujemy te pojęcia i pokażemy na konkretnym przykładzie, w jaki sposób dobrać zawór trójdrogowy do wymiennika w centrali wentylacyjnej.