Таванните скрити вентилаторни конвектори (FCU) са сред най-разпространените крайни устройства в ОВК системи въздух-вода. Те се използват широко в офис сгради, хотели, болници, търговски комплекси и подобни приложения. FCU не генерира сам капацитет за охлаждане. Вместо това, охладената вода циркулира през серпентината, а вентилаторът принуждава вътрешния въздух или първичния въздух през повърхността на серпентината за чувствителен и латентен топлообмен, като по този начин се постига охлаждане и обезвлажняване. Следователно изборът на FCU не може да се основава просто на оценка на площта на пода. Трябва да се определи изчерпателно въз основа на подробни изчисления на охлаждащия товар, параметри на системата за охладена вода, вътрешни конструктивни условия, въздушен поток, спад на налягането на водата, външно статично налягане и изисквания за управление.
Тази статия систематично обяснява принципите за подбор и ключовите технически параметри на FCU за скрити тавани от професионална гледна точка, като има за цел да предостави приложими технически справки за HVAC дизайнери, изпълнители, мениджъри на съоръжения и персонал за доставки.
1. Роля на FCU в ОВК системите
FCU е крайно устройство в система въздух-вода. Охлаждащият му капацитет идва от централен източник на охлаждане, като охладител или модулна охладителна инсталация, и се доставя до терминала чрез захранване с охладена вода и тръбопровод за връщане. Типичните температури на подаване и връщане на охладена вода са 7°C/12°C, или 6°C/12°C и 7°C/13°C, в зависимост от дизайна на системата. FCU не съдържа компресор или хладилен кръг. Следователно енергийната му ефективност не може да бъде оценена чрез EER или SEER. Показателите за ефективност на FCU включват главно:
Номинален капацитет на охлаждане (чувствителен капацитет + общ капацитет)
Коефициент на чувствителна топлина (SHR)
Дебит на охладена вода и спад на налягането на водата
Скорост на въздушния поток (висока/средна/ниска скорост)
Външно статично налягане
Ниво на шум
Консумирана мощност на единица въздушен поток
2. Ключови фактори, влияещи върху избора на FCU
2.1 Изчисляване на натоварването за охлаждане на закрито
В основата на избора на FCU е определянето на охлаждащото натоварване на помещението или зоната, включително чувствително натоварване и латентно натоварване. Охлаждащият товар трябва да се изчисли от професионален софтуер за изчисляване на натоварването в съответствие с ASHRAE или местните стандарти. Основните входове включват:
Топлообмен на обвивката, включително стени, покрив, прозорци, тип стъкло и коефициент на засенчване
Увеличаване на топлината от слънчева радиация, включително ориентация, съотношение прозорец към стена и външно засенчване
Топлина и влага на обитателите, включително чувствителна и латентна топлина
Осветление и топлина на оборудването
Натоварване с външен въздух, ако системата работи с външен въздух
Инфилтрация или получаване на топлина при отваряне на врата
Оценката на база площ, като например ватове на квадратен метър, може да се използва само за предварителна оценка и не може да замени подробното изчисление. В търговските сгради коефициентът на разумна топлина варира значително в различните помещения, така че изчисленията трябва да се извършват отделно.
2.2 Площ на помещението и височина на тавана
Площта на помещението влияе върху натоварването при охлаждане, но не е единственият фактор. Височината на тавана влияе върху обема на въздуха, но въздействието му върху натоварването при охлаждане обикновено е по-малко от това на плика, прозорците, обитателите и оборудването. Освен ако височината на тавана не е изключително голяма, като например във фоайета или атриуми, обикновено не е необходимо да се прилага просто правило като увеличаване на охлаждащия капацитет с 10% за всеки допълнителен фут. Вместо това действителният обем и скоростта на смяна на въздуха трябва да бъдат включени в изчислението на натоварването.
2.3 Температура на подаване и връщане на охладена вода и дебит
Охлаждащият капацитет на FCU намалява с увеличаването на температурата на подаваната охладена вода и се увеличава с увеличаването на температурната разлика на подаването и връщането. По време на избора трябва ясно да се определи следното:
Температура на подаването на охладена вода, например 7°C
Температурна разлика подаване-връщане, например 5°C
Дебит на охладена вода, в L/s или m³/h
Пад на налягането на водата, в kPa
Работно налягане на системата
Капацитетът на охлаждане на един и същ модел FCU може да се различава с повече от 20% при различни температури на водата. Следователно изборът не може да се основава единствено на номиналната стойност в каталога.
2.4 Дебит на въздушния поток и външно статично налягане
Въздушният поток определя разпределението на въздуха и равномерността на температурата. FCU за скрити тавани обикновено имат висока, средна и ниска скорост на вентилатора. По време на избора скоростта на въздушния поток трябва да се определи в съответствие с изискванията за разпределение на въздуха в помещението и трябва да се провери външното статично налягане, за да се потвърди дали е достатъчно за преодоляване на съпротивлението на захранващите канали, връщащите канали, изпускателните отвори за въздух и филтрите. Ако външното статично налягане е недостатъчно, действителният въздушен поток ще бъде по-нисък от номиналната стойност, което води до намален капацитет на охлаждане и неравномерно разпределение на температурата.
2.5 Коефициент на чувствителна топлина (SHR)
Коефициентът на чувствителна топлина е съотношението на капацитета на чувствително охлаждане към общия капацитет на охлаждане. Различните стаи имат различни стойности на SHR:
Офиси и компютърни зали: относително висок SHR, 0,85–0,95
Конферентни зали, ресторанти и гъсто заети зони: относително нисък SHR, 0,70–0,85
Болнични отделения и лаборатории: определени според изискванията на процеса
По време на избора FCU SHR трябва да съответства на натоварването на помещението SHR. В противен случай могат да възникнат условия като „температурата отговаря на зададената точка, но влажността надвишава границата“ или „прекомерно изсушаване, което води до потребление на енергия за повторно нагряване“.
2.6 Изисквания за шум
FCU се монтират над тавана и шумът се предава в помещението през изходите за подаване на въздух, изходите за връщане на въздух и излъчването на тавана. При избора трябва да се обърне внимание на:
Единично ниво на звуково налягане, dB(A)
Шум при средна скорост на вентилатора
Дали е необходима звукозаглушаваща кутия за статично налягане
Виброизолация и гъвкави връзки в таванната празнина
За чувствителни към шум пространства като болници, хотели, библиотеки и звукозаписни студиа трябва да се изберат модели с нисък шум и да се осигурят мерки за изолация на вибрациите.
2.7 Контрол и системна интеграция
Модерният FCU контрол обикновено включва:
Тристепенно управление на вентилатора
Моторизирана клапа за вода, двупътна или трипътна
Вътрешен термостат с настройка на температурата, избор на скорост на вентилатора и превключване на режима
Мрежа със системи за сградна автоматизация (BAS/BA)
Енергоспестяващ режим, планирано стартиране и спиране и блокировка за заетост
По време на избора трябва да се потвърди, че контролният интерфейс е съвместим със системата за автоматизация на проекта и че моторизираните вентили, термостатите и мрежовите кабели са запазени.
3. Процедура за избор на FCU
Съберете условията за проектиране: вътрешна температура по сух термометър, относителна влажност, подаване и връщане на охладена вода, параметри на външния въздух и изисквания за шум.
Изчислете охлаждащия товар: изчисляване на осезаема топлина, латентна топлина, обща топлина и SHR за всяка стая.
Определете скоростта на въздушния поток: определете според разпределението на въздуха, скоростта на смяна на въздуха и температурната разлика на подавания въздух.
Предварително изберете FCU модел: изберете първоначално въз основа на общия капацитет на охлаждане, капацитет на чувствително охлаждане, SHR, скорост на въздушния поток и външно статично налягане.
Проверете параметрите от страната на водата: проверете дали скоростта на потока на охладена вода, спадът на налягането на водата и температурната разлика в подаването и връщането съответстват на системата.
Проверете шума: уверете се, че шумът при средна скорост на вентилатора отговаря на изискванията на помещението.
Потвърдете контролната схема: моторизиран вентил, термостат и мрежов метод.
Преглед на условията за монтаж: пространство на тавана, панел за достъп, наклон за оттичане на конденза и изолация.
Финализирайте модела и количеството.
4. Често срещани грешки при избора
Оценяване на капацитета за охлаждане само по площ: игнориране на ориентация, съотношение прозорец-стена, обитатели, оборудване и външен въздух.
Използване на EER/SEER за оценка на FCU: FCU нямат компресор, така че тези индикатори не са приложими.
Пренебрегване на корекцията на температурата на охладената вода: каталожните охладителни мощности обикновено се основават на стандартни условия и трябва да бъдат коригирани, когато действителните температури на водата се различават.
Пренебрегване на спада на водното налягане и дебита: което води до недостатъчен напор на помпата или хидравличен дисбаланс.
Пренебрегване на външно статично налягане: недостатъчен въздушен поток, когато съпротивлението на канала е високо.
Игнориране на съвпадението на SHR: причинява загуба на контрол на влажността или консумация на енергия за повторно нагряване.
Пренебрегване на шумо- и виброизолацията: засяга комфорта на закрито.
Пренебрегване на дренажа на конденза: причинява изтичане на вода и образуване на мухъл над тавана.
Пренебрегване на контролната съвместимост: невъзможност за свързване към системата BA.
5. Заключение
Изборът на таванни FCU е систематична техническа задача. То трябва да се основава на подробни изчисления на натоварването при охлаждане и да отчита изчерпателно температурата на охладената вода, скоростта на потока, спада на налягането на водата, скоростта на въздушния поток, външното статично налягане, съотношението на разумната топлина, шума, контрола и условията на монтаж. Оценката на база площ може да се използва само за предварителни схеми и не може да замени професионалното изчисляване на натоварването. Самият FCU не генерира охлаждащ капацитет и неговата енергийна ефективност не се оценява от EER/SEER. Вместо това трябва да се обърне внимание на параметрите от страната на водата, параметрите от страната на въздуха и цялостната енергийна ефективност на системата.
Ако се нуждаете от подкрепа за избор на скрити FCU за таван, касетъчни вентилаторни конвектори или монтирани на таван вентилаторни конвектори, моля, свържете се с нас. Ние можем да предоставим изчисления за избор, проверка на спада на налягането на водата, оценка на шума и препоръки за контролна схема въз основа на действителните условия на проекта, за да ви помогнем да постигнете удобна, енергийно ефективна и надеждна климатична терминална система.
справка
- Наръчник на ASHRAE - Основи. Американско дружество на инженерите по отопление, охлаждане и климатизация.
- Наръчник за проектиране на HVAC системи. McGraw - Hill Professional.