Belimo Energy Valve™ in Chilled Beam applications
Qu’est-ce qu’une poutrelle de refroidissement?
Une poutrelle de refroidissement est un type de système de CVCA à convection conçu pour chauffer et refroidir des espaces et utilisé habituellement dans des immeubles de bureaux à aire ouverte. Des tubes sont passés dans une « poutrelle » (un échangeur de chaleur) et sont intégrés à un faux plafond ou installés en-dessous du sous plafond d’une pièce.
De nos jours, deux types de poutrelles de refroidissement sont utilisés :
- Une poutrelle passive refroidit l’air autour d’elle en formant un courant de convection naturel dans lequel l’air refroidi descend et l’air plus chaud remonte pour le remplacer, ce qui permet de refroidir l’espace.
- Les poutrelles de refroidissement actives sont répandues également et se servent de l’air sortant d’un appareil de traitement d'air pour induire un flux d'air supplémentaire au-dessus de la poutrelle.
Le principal défi de cette application est de réguler la température de l’eau et de l'écoulement afin que la température de surface de la poutrelle ne tombe pas au-dessous du point de rosée ambiant.
Schéma
La figure représente une application de poutrelle de refroidissement utilisant un robinet Belimo Energy Valve. Cette application présente la fonctionnalité de régulation suivante :
- Mesure précise du débit volumétrique et de la température d’alimentation et de retour
- Surveillance et régulation de la puissance thermique de l’appareil
- Équilibrage hydraulique permanent du débit d’eau à des pressions de système variables et dans n’importe quelle condition de charge
- Intégration facultative d’un capteur de point de rosée
- Le delta T requis sur les poutrelles de refroidissement est très faible, ce qui rend leur gestion des plus essentielles
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Problèmes courants des poutrelles de refroidissement et pourquoi vous devriez choisir le robinet Belimo Energy ValveMC
Large chilled water systems are dynamic in nature, with pressure fluctuations caused by pump speed and valve position changes. Statically balanced systems, as the name suggests, are unable to deal with these dynamic changes and, as a result, flow rates through each unit fluctuates with pressure changes.
The dynamic balancing function of a pressure independent valve handles pressure fluctuations in the system, and assures that the flow is maintained on the defined setpoint.
Low water temperatures and insufficient humidity control can lead to condensate forming on the chilled beam, and can subsequently damage furniture of office equipment that can be costly. However, conservative supply water temperatures can result in insufficient cooling capacity.
Using the more accurate and responsive immersion flow sensor from the Belimo Energy Valve™, DDC systems are able to detect and close-off water flows before condensate forms on the chilled beams. Reliable data from both the space and the water temperatures is the key to maximising chilled beam performance, while minimising the risk of condensate forming. An outdoor humidity/temperature sensor, such as the Belimo 22UTH-11, can be used to measure the outdoor air conditions and to adapt the AHU-control accordingly.
Supply air into the occupied space, and the circulated air from the room, pass over the coils of the chilled beam. The indoor dew point must be maintained below the surface temperature of the chilled beam coil to prevent condensation water dropping from the ceiling.
The primary air system in the AHU is used to offset the space latent load, and it typically maintains the indoor dew point at or below 13 °C [55 °F] to prevent condensation. Also, the water temperature delivered to the beams is typically maintained between 14 °C [58 °F] and 16 °C [60 °F], sufficiently above the dew point of the space.
Conseil de pro
Consultez les normes locales relatives aux valeurs de température de l’air et de l’humidité (ou valeurs maximales) recommandées pour la pièce, ainsi qu’aux températures recommandées pour l’eau de refroidissement. Si les charges de refroidissement de votre pièce sont plus faibles ou si les surfaces de refroidissement sont importantes, les températures de l’eau de refroidissement peuvent être augmentées de quelques degrés (par exemple jusqu’à 18 °C). Il devrait être encore possible de maintenir un refroidissement suffisant dans la pièce, et la déshumidification peut donc être effectuée de manière à économiser de l'énergie.
Exemple d'utilisation
In the figure, a Chilled Beam is not working as expected. Design water flow should be 0.12 l/s [1.9 GPM], with delta T at 3 °C [1.5 °F], and a differential pressure across the loop of 1 bar [14.5 PSI]. However, due to the pressure changes in the system, delta P increases from 1 to 2 bar [14.5 to 29 PSI], and different loads are needed. The chilled beam is receiving 25% more water than design. This results in poor comfort in the ambient and lowers the efficiency of the heat transfer.
Using the mechanical pressure independent valve, PIQCV, guarantees the design flow 0.12 l/s [1.9 GPM], even when pressure fluctuations happen in the system. This results in better control and comfort.
The Energy Valve will keep the flow as designed regardless of pressure fluctuations, at 0.12 l/s [1.9 GPM]. It will also manage the delta T over the coil and provide all essential data regarding flow, temperatures and energy to the BMS. Using the data available from the EV, many other value-added features are available, such as early detection of likely condensate issues.
As shown below, the Energy Valve is on the same network as the sensor and the BMS head-end PC. The BMS is looking at the water flow temperature and calculating the dew point, using the RH and temperature data from the room unit. The BMS has seen the entering water temperature is at dew point, and has commanded the valve to close, in order to prevent condensate forming on the unit. The Delta T manager will keep your beams optimized when air flows over the coil vary.
