WENTYLACJA cz2

PAWEŁ TABOR

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

WENTYLATORY - PODZIAŁ

Ze względu na kierunek przepływu powietrza:

-osiowe

-promieniowe

                                                                                            

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

WENTYLATORY PROMIENIOWE

                                                                                            

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

WENTYLATORY

Zapotrzebowanie mocy wentylatora:

Opór właściwy instalacji:

                                                                                             pV

P

2

V

pr

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

                                                                                            

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

                                                                                            

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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

                                                                                            

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ptf – moc całkowita wentylatorów nawiewnch, kW

Pff – moc całkowita wentylatorów wywiewnych, kW

Qf – intensywność wymiany powietrza, m3/s

                                                                                            

)//( 3 smkWq

PPSFP

f

fftfE

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

                                                                                            

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

                                                                                            

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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

PAWEŁ TABOR

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

CO TO JEST KLIMATYZACJA

1. Układy klimatyzacyjne2. Klimatyzatory (schładzacze powietrza)3. Pompy ciepła

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

ZASADA DZIAŁANIA PROSTEGO UKŁADU CHŁODNICZEGO

1. zassanie przegrzanych par czynnika2. sprężanie czynnika3. skroplenie czynnika (przemiana izobaryczna)4. gwałtowne rozprężenie czynnika przez element dławiący5. pobór ciepła z przestrzeni chłodzonej, odparowanie czynnika.

6. pompa ciepła

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

RODZAJE KLIMATYZATORÓW

1. Monoblokokowy

a) klimatyzator okienny b) klimatyzator przenośny c) monoblok

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

RODZAJE KLIMATYZATORÓW

2. Split / multisplit

a) Jednostka wewnętrzna ścienna

b) Jednostka wewnętrzna przypodłogowa

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

RODZAJE KLIMATYZATORÓW

c) Jednostka wewnętrzna kasetonowa

d) Jednostka wewnętrzna podstropowa

e) Jednostka wewnętrzna kanałowa

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

RODZAJE KLIMATYZATORÓW

3. VRV, VRF

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

RODZAJE KLIMATYZATORÓW – REGULACJA WYDAJNOŚCI

1. regulacja on/off (włącz/wyłącz)

- praca 0 – 1

- duże wahania temperatury w pomieszczeniu chłodzonym

- słabe parametry w porównaniu do urządzeń inwerterowych

2. 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

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

][

]/[

WP

hBTUQEER ch JBTU 10551

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

ESEER

ESEER – średni europejski współczynnik efektywności energetycznej urządzenia chłodniczego

%25%50%75%100 23,041,033,003,0 EEREEREEREERESEER

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

UKŁADY POŚREDNIE – AGREGAT WODY LODOWEJ - CHILLER

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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)

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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 budynku, mają obudowę zabezpieczoną przed wpływem warunków atmosferycznych- podwieszane, montowane w stropach podwieszanch

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

CENTRALA SEKCYJNA

1. przepustnica powietrza

2. filtr wstępny

3. filtr dokładny

4. tłumiki hałasu

5. chłodnica powietrza

6. nagrzewnica powietrza

7. komora zraszania (nawilżania powietrza)

8. wentylator

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

CENTRALA WENTYLACYJNA / KLIMATZYACYJNA

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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

Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji – mgr inż. Paweł Tabor

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.