Cos'è una trave fredda?
Una trave fredda è un tipo di sistema HVAC a convezione progettato per riscaldare e raffreddare gli spazi, tipicamente utilizzato negli edifici per uffici a pianta aperta. I tubi passano attraverso una "trave" (uno scambiatore di calore), direttamente integrata in un controsoffitto, o appesa sotto il controsoffitto di una stanza.
Ci sono due tipi di travi fredde in uso oggi:
- Una trave fredda passiva raffredda l'aria intorno a sé, formando una corrente di convezione naturale in cui l'aria raffreddata scende e l'aria più calda sale per sostituirla, raffreddando così lo spazio.
- Anche le travi fredde attive sono ampiamente utilizzate e utilizzano l'aria di una AHU per indurre un ulteriore flusso d'aria sulla trave.
La sfida principale di questa applicazione è il controllo della temperatura e della portata dell'acqua, assicurando che la temperatura superficiale della trave non scenda sotto il punto di rugiada dell'ambiente.
Schema
La figura mostra lo schema di un'applicazione a travi fredde utilizzando una Energy Valve. Questo fornisce le seguenti funzioni di regolazione:
- Misurazione accurata della portata volumetrica e della temperatura di mandata e ritorno
- Monitoraggio e controllo della potenza termica dell'unità
- Bilanciamento idronico permanente della portata d'acqua al variare della pressione del sistema e in qualsiasi condizione di carico
- Integrazione opzionale di un sensore di punto di rugiada
- Il delta T richiesto sulle travi fredde è molto basso, rendendo la loro gestione critica
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Problemi comuni nelle applicazioni con travi fredde e perché scegliere la Belimo Energy Valve™
I grandi sistemi ad acqua refrigerata sono di natura dinamica, con fluttuazioni di pressione causate dalla velocità della pompa e dai cambiamenti di posizione delle valvole. I sistemi bilanciati staticamente, come suggerisce il nome, non sono in grado di affrontare questi cambiamenti dinamici e, di conseguenza, le portate attraverso ogni unità fluttuano con i cambiamenti di pressione.
La funzione di bilanciamento dinamico di una valvola indipendente dalla pressione gestisce le fluttuazioni di pressione nel sistema e assicura che la portata sia mantenuta sul setpoint definito.
Le basse temperature dell'acqua e l'insufficiente controllo dell'umidità possono portare alla formazione di condensa sulla trave fredda, e di conseguenza danneggiare i mobili e le attrezzature dell'ufficio, il che può essere costoso. Tuttavia, le temperature conservative dell'acqua di mandata possono risultare in una capacità di raffreddamento insufficiente.
Utilizzando il misuratore di portata a immersione di Belimo Energy Valve™, più preciso e reattivo, i sistemi DDC sono in grado di rilevare e chiudere i flussi d'acqua prima che si formi condensa sulle travi fredde. Dati affidabili dalla temperatura dell'ambiente e dell'acqua sono la chiave per massimizzare le prestazioni delle travi fredde, minimizzando il rischio di formazione di condensa. Un sensore di umidità/temperatura esterna, come il Belimo 22UTH-11, può essere usato per misurare le condizioni dell'aria esterna e adattare la regolazione dell'unità di trattamento aria di conseguenza.
L'aria di mandata nello spazio occupato e l'aria circolata dalla stanza passano sugli scambiatori della trave fredda. Il punto di rugiada interno deve essere mantenuto al di sotto della temperatura superficiale dello scambiatore a trave fredda per evitare che l'acqua di condensa cada dal soffitto.
Il sistema di aria primaria nell'unità di trattamento aria è usato per compensare il carico latente dello spazio, e tipicamente mantiene il punto di rugiada interno a o sotto i 13 °C [55 °F] per prevenire la condensa. Inoltre, la temperatura dell'acqua fornita alle travi è tipicamente mantenuta tra 14 °C [58 °F] e 16 °C [60 °F], sufficientemente al di sopra del punto di rugiada dello spazio.
Consiglio professionale
Consultare le norme locali sulle temperature dell'aria e i valori di umidità raccomandati per l'ambiente (o i valori massimi), nonché le temperature dell'acqua di raffreddamento raccomandate. Se si hanno carichi di raffreddamento minori nell'ambiente o grandi superfici di raffreddamento, le temperature dell'acqua di raffreddamento possono essere aumentate di alcuni gradi (per esempio, fino a 18 °C). Dovrebbe essere ancora possibile mantenere un raffreddamento sufficiente nella stanza, e quindi la deumidificazione può essere effettuata in modo da risparmiare energia.
Esempio di applicazione
Nell'immagine, una trave fredda non funziona come previsto. La portata dell'acqua di progetto dovrebbe essere 0,12 l/s [1,9 GPM], con delta T a 3 °C [1,5 °F], e una pressione differenziale attraverso il circuito di 1 bar [14,5 PSI]. Tuttavia, a causa dei cambiamenti di pressione nel sistema, il delta P aumenta da 1 a 2 bar [da 14,5 a 29 PSI], e sono necessari diversi carichi. La trave fredda sta ricevendo il 25% di acqua in più rispetto al progetto. Questo si traduce in uno scarso comfort nell'ambiente e riduce l'efficienza del trasferimento di calore.
L'utilizzo della valvola meccanica indipendente dalla pressione, PIQCV, garantisce la portata di progetto di 0,12 l/s [1,9 GPM], anche quando si verificano fluttuazioni di pressione nel sistema. Ciò risulta in un migliore controllo e comfort.
La Energy Valve manterrà la portata come progettato indipendentemente dalle fluttuazioni di pressione, a 0,12 l/s [1,9 GPM]. Gestirà anche il delta T sullo scambiatore e fornirà tutti i dati essenziali riguardanti la portata, le temperature e l'energia al sistema di gestione dell'edificio. Utilizzando i dati disponibili dall'EV, sono disponibili molte altre funzioni a valore aggiunto, come il rilevamento precoce di probabili problemi di condensa.
Come mostrato di seguito, la Energy Valve è sulla stessa rete del sensore e del PC head-end del sistema di gestione dell'edificio. Il sistema di gestione dell'edificio guarda la temperatura di mandata dell'acqua e calcola il punto di rugiada usando i dati di umidità relativa e di temperatura dall'unità ambiente. Il sistema di gestione dell'edificio ha visto che la temperatura dell'acqua in entrata è al punto di rugiada e ha comandato la chiusura della valvola per evitare la formazione di condensa sull'unità. Il Delta T manager manterrà le tue travi ottimizzate quando le portate dell'aria sullo scambiatore variano.
