Co to jest belka chłodząca?
Belka chłodząca to element konwekcyjnej instalacji HVAC, przeznaczony do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń, typowo stosowany w otwartych przestrzeniach biurowych. Do „belki” (wymiennika ciepła) wbudowanej bezpośrednio w sufit podwieszany, albo zawieszonej pod sufitem podwieszanym, są doprowadzone rury instalacji.
Obecnie są stosowane dwa rodzaje belek chłodzących:
- Belka pasywna chłodzi powietrze wokół siebie, tworząc naturalny prąd konwekcyjny – schłodzone powietrze opada a cieplejsze powietrze unosi się, dzięki czemu pomieszczenie jest chłodzone.
- Szeroko stosowane są też aktywne belki chłodzące, w których do wywołania dodatkowego przepływu powietrza nad belką jest wykorzystywane powietrze nawiewane przez centralę wentylacyjną.
W przypadku tego zastosowania główne wyzwanie polega na regulowaniu temperatury wody i natężenia przepływu w taki sposób, aby temperatura powierzchni belki utrzymywała się powyżej punktu rosy powietrza w pomieszczeniu.
Schemat
Na ilustracji przedstawiono schemat zastosowania belki chłodniczej z zaworem Energy Valve. Są wówczas realizowane następujące funkcje regulacji:
- precyzyjne pomiary przepływu objętościowego oraz temperatur zasilania i powrotu,
- monitorowanie i regulowanie mocy termicznej wymiennika,
- stała kompensacja hydrauliczna przepływu wody przy zmianach ciśnienia w instalacji oraz przy każdym obciążeniu,
- możliwość zintegrowania opcjonalnego czujnika punktu rosy.
- Wymagana różnica temperatur na belkach chłodzących jest bardzo mała, co stanowi poważną trudność przy regulowaniu ich pracy.
Zamów nowy zawór Belimo Energy Valve™ już teraz
Dowiedz się, w jaki sposób Energy Valve może zwiększyć sprawność belki chłodniczej
Problemy najczęściej występujące w instalacjach z belkami chłodzącymi oraz dlaczego warto wybrać zawór Belimo Energy Valve™
W dużych instalacjach wody lodowej występują dynamiczne zmiany, takie jak fluktuacje ciśnienia powodowane zmianami prędkości pomp i położenia zaworów. Tak jak to sugeruje nazwa, instalacje skompensowane statycznie nie mogą równoważyć zmian dynamicznych, wskutek czego zmiany ciśnienia skutkują fluktuacjami przepływu w poszczególnych urządzeniach.
Kompensacja hydrauliczna realizowana przez zawory z przepływem niezależnym od ciśnienia równoważy fluktuacje ciśnienia w instalacji oraz gwarantuje utrzymywanie zadanej wartości natężenia przepływu.
Niska temperatura wody oraz niewystarczająca regulacja wilgotności mogą prowadzić do skraplania się pary wodnej na belce chłodzącej, a w konsekwencji do uszkodzenia mebli lub sprzętu biurowego. Zachowawczy dobór nastawy temperatury wody zasilającej może jednak skutkować niewystarczającą mocą chłodniczą.
Wykorzystując precyzyjniejszy i szybciej reagujący, zanurzeniowy czujnik przepływu wbudowany w zawór Belimo Energy Valve™, system DDC może wykrywać zbyt niską temperaturę zasilania i odcinać przepływ wody, zanim na belkach chłodzących wystąpi kondensacja pary wodnej. Wiarygodne pomiary temperatury w pomieszczeniu oraz temperatury wody są niezbędne do zapewnienia maksymalnej efektywności belki chłodzącej przy jednoczesnym minimalizowaniu ryzyka kondensacji pary wodnej. Zewnętrzny czujnik wilgotności/temperatury, taki jak Belimo 22UTH-11, może służyć do pomiarów parametrów powietrza zewnętrznego w celu odpowiedniego sterowania centralą wentylacyjną.
Przez wymienniki ciepła w belce chłodniczej przepływa powietrze nawiewane do pomieszczenia oraz powietrze recyrkulacyjne. Aby zapobiec kondensacji pary wodnej i kapaniu wody z sufitu, punkt rosy w pomieszczeniu musi być utrzymywany poniżej temperatury powierzchni wymiennika w belce chłodzącej.
Do kompensowania obciążenia utajonego pomieszczeń jest wykorzystywany system powietrza pierwotnego centrali wentylacyjnej, która w celu zapobiegania kondensacji utrzymuje punkt rosy na poziomie nieprzekraczającym 13°C. Ponadto belki chłodzące są zasilane wodą o typowej temperaturze od 14°C do 16°C, wystarczająco wyższej od punktu rosy w pomieszczeniu.
Profesjonalna rada
Informacje o zalecanych (lub granicznych) wartościach temperatur i wilgotności w pomieszczeniu, a także zalecanych temperaturach wody chłodzącej należy sprawdzić w normach krajowych. W przypadku mniejszych obciążeń chłodniczych w pomieszczeniu lub dużych powierzchni chłodzących, temperaturę wody można podwyższyć o kilka stopni (np. do 18°C). Powinno być nadal możliwe utrzymanie wystarczającego chłodzenia w pomieszczeniu, a osuszanie może być odbywać się w sposób energooszczędny.
Przykład zastosowania
Przedstawiona na ilustracji belka chłodząca nie pracuje zgodnie z oczekiwaniami. Projektowe natężenie przepływu powinno wynosić 0,12 l/s przy różnicy temperatur 3°C i różnicy ciśnień na pętli 1 bar. Ze względu na zmiany ciśnienia w instalacji różnica ciśnień wzrasta z 1 do 2 barów oraz są potrzebne inne obciążenia. Natężenie przepływu wody przez belkę chłodzącą jest o 25% większe od projektowego. W rezultacie obniżą się, zarówno poziom komfortu w pomieszczeniu, jak i sprawność przenoszenia ciepła.
Wykorzystując zawór z przepływem niezależnym od ciśnienia i regulatorem mechanicznym (PIQCV) można zapewnić projektowe natężenie przepływu 0,12 l/s, nawet przy fluktuacjach ciśnienia w instalacji. W rezultacie uzyskuje się wyższą jakość regulacji oraz wyższy poziom komfortu.
Zawór Energy Valve utrzymuje projektową wartość natężenia przepływu 0,12 l/s niezależnie od fluktuacji ciśnienia. Pozwala też na kontrolowanie różnicy temperatur na wymienniku oraz dostarcza do systemu automatyki budynku wszystkie istotne dane dotyczące natężenia przepływu, temperatur i zużycia energii. Dane dostępne za pośrednictwem zaworu EV pozwalają na realizowanie innych, funkcji o wartości dodanej, takich jak wczesne wykrywanie ryzyka kondensacji pary wodnej.
Na poniższej ilustracji przedstawiono zawór Energy Valve podłączony do tej samej sieci co czujnik i stacja operatorska systemu automatyki budynku. System automatyki budynku monitoruje temperaturę wody zasilającej oraz oblicza punkt rosy, korzystając z wartości wilgotności względnej i temperatury z zadajnika pomieszczeniowego. System automatyki budynku wykrył, że temperatura wody jest równa punktowi rosy, i aby zapobiec kondensacji pary wodnej na wymienniku, wysłał komendę zamknięcia zaworu. Gdy przepływ powietrza wokół wymiennika będzie się zmieniać, funkcja Delta-T Manager utrzyma optymalne warunki pracy belek chłodniczych.
