Swegon Vattenburna klimatsystem 2007
www.swegon.sePROJEKTERING
Dimensioneringsnyckel
Dimensionerande data:- Kylbehov (använd lämpligen Swegons klimatberäkningsprogram ProClim)
- Värmebehov (använd lämpligen Swegons klimatberäkningsprogram ProClim)
- Luftflödesbehov (använd lämpligen Swegons donberäkningsprogram ProAir)
Övriga dimensioneringspåverkande faktorer:- Maximalt tillåtna luftrörelser i vistelsezonen (använd lämpligen Swegons donberäkningsprogram ProAir)
- Ljudkrav (använd lämpligen Swegons ljudberäkningsprogram ProAc)
- Krav på riktad operativ temperatur (använd lämpligen Swegons klimatberäkningsprogram ProClim)
Beräkningsgång
1) Beräkna tilluftens kyleffekt [W].
Pl = ql ·1,2 · Dtl där ql är tilluftflödet [l/s]
Dtl är temperaturdifferensen mellan rumstemperaturen och tilluften [K]
Hjälptabeller för primärluftens kylkapacitet finns också redovisat med produktens kylkapaciteter, se respektive avsnitt. 2) Vattnets kyleffektbehov fås genom att reducera totalt kylbehov med tilluftens kyleffekt. Om produkten endast innehåller kylfunktion, gå till pkt. 3a. Om produkten innehåller tilluft, gå till pkt. 3b. 3a) Gå in i tabellerna som redovisar kyleffekt per kylbaffel som funktion av medeltemperaturdifferensen och välj ut lämplig kylbaffel med kylkapacitet motsvarande beräkning enligt pkt. 2, eller det antal kylbafflar som behövs om en inte är tillräckligt. 3b) Gå in i tabellerna som redovisar kyleffekt per takapparat som funktion av medeltemperaturdifferensen. Välj dyskonfiguration som matchar önskad luftmängd. Välj en takapparat med önskat luftflöde eller interpolera mellan närliggande luftflöden. Kontrollera att ljudnivån inte blir för hög och att funktionslängderna kan accepteras. 4) Ur diagrammet "Vattenflöde - kyleffekt" erhålls vattenflödet vid valt Dt på kylvattnet. 5) Tryckfall på kylvattenkretsen i produkten beräknas sedan med hjälp av formeln Dpk = (qk/kpk)2 där kpk redovisas i samma tabell som kylkapaciteten. 6) Värme. Gör på motsvarande sätt som i pkt. 3-5 ovan.
Figur 30.Dimensioneringsnyckel.
Systemuppbyggnad
Kylsystem
Kylsystemet bör utformas med inomhusplacerad förångare. Avledningen av överskottsvärme görs antingen med utomhusplacerad kondensor eller via brinesystem och kylmedelskylare placerad utomhus. Om man i stället väljer utomhusplacerat kylaggregat, dvs. förångaren placerad utomhus, rekommenderas mellanväxlare placerad inomhus. Detta för att undvika fryspunktssänkande medel (brine) i kylvattenkretsen. Det är två faktorer som gör att brine bör undvikas i kylvattenkretsen. Tryckfallet ökar med 15-25% beroende på brinelösningens sammansättning. Vidare reduceras kyleffekten med ca 15% beroende på att värmeövergångstalet blir lägre på vattensidan. Vanligast förekommande är system med tubpanneförångare i vilken kylmaskinens köldmedium tar upp energi från kylvatten som cirkulerar i byggnaden. Av miljöskäl är denna lösning att föredra trots verkningsgradsförsämringen i växlaren.
Reglering av slutapparater
Kylbafflar och fasadapparater kopplas nästan uteslutande med 2-vägsventiler. Fördelarna jämfört med trevägskoppling är lägre kostnad samt enklare att dimensionera och justera in. För att förhindra höga tryck vid låg belastning placeras överströmningsventiler ut på några ställen i systemet. Att tryckreglerade pumpar idag kan installeras till rimlig kostnad medverkar också till att 2-vägssystem är att föredra.
Kondensskydd
Varma sensommardagar kan luftfuktigheten ibland bli hög. Ju högre fuktinnehållet i luften är desto högre blir gränstemperaturen (daggpunktstemperaturen) för kondens på ytor. I ett mollierdiagram (fukt-entalpi-diagram) kan man utläsa detta förhållande, se Figur 34. Vid exempelvis 25°C och 50% relativ fuktighet är daggpunkten 14°C (gäller vid normalt atmosfärtryck 101 kPa), dvs. det börjar kondensera på en yta vars temperatur är 14°C eller lägre. Under sensommardagar kan daggpunktstemperaturen ibland stiga till 15°C, och i extrema fall, efter en regnskur, uppåt 17°C. För att undvika problem med kondens bör man därför alltid säkerställa att systemet förhindrar kondens vid slutapparater. Det görs bäst genom att tilluften alltid förkyls för säkerställande av utkondensering i tilluftsaggregatets kylbatteri. En annan möjlighet är att använda en givare som mäter den relativa fuktigheten i frånluften, se Figur 33. Shuntgruppsventilen styrs att hålla vattentemperaturen över daggpunktstemperaturen. För att säkerställa torkning av luften vid hög utetemperatur och hög relativ fuktighet skall tillufttemperaturen utekompenseras enligt Figur 32. Ingreppspunkten +5°C kan variera något från anläggning till anläggning. Se streckad alternativ kurva. Det är dock väsentligt att vid utetemperaturer omkring +22°C och däröver nå en avfuktning efter luftbehandlingsaggregatet så att tilluftens daggpunktstemperatur är lägre eller lika med tilloppstemperaturen på kyltakens köldbärare.
Figur 31.Systemförslag.
1 = Vattentank
2 = Vattenkylare
3 = Luftbehandlingsaggregat
4 = Reglercentral
5 = Differenstrycksventil
6 = Kylbafflar
Figur 32.Tilluftskompensation med avseende på uteluftens temperatur.
Figur 33.Kondensskyddsreglering via shuntgrupp.
1 = Förångare/kondensor
2 = Cirkulationspump
3 = Shunt
4 = Frånluftkanal
5 = Kylbaffel
RC = Regulator
GX = Fuktgivare
GT = Temperaturgivare
Projektering av kondensskydd
Här ges förslag till lämplig uppbyggnad av rörsystem med tillhörande styr- och injusteringsventiler för att få en samverkan mellan luftbehandlingens torkning av tilluften genom kondensation och köldbärartemperaturen till kyltakssidan för att motverka kondens på kyltaken. Systemet har dimensionerats för tillståndet DUT = +25°C och RH = 50% vilket motsvarar en daggpunkt på +14°C. Köldbärarsidans dimensionerande temperatur till kyltak sätts till +13°C i tillopp och +17°C i retur, se Figur 34. På luftbehandlingssidan dimensioneras kylbatteriet för +8°C i tilloppstemperatur och +13°C i returtemperatur. Detta är temperaturer som ger goda förutsättningar även vid fjärrkyla. Här har antagits en anläggning på 1000 m2 med ett tilluftflöde av 1,5 l/s m2. Vid fjärrkyla bör man beakta att leverantörerna ställer krav på en returtemperatur av lägst +16°C. Vid dimensioneringen skall då även hänsyn tas till förlust på minst en grad i värmeväxlaren för fjärrkyla. Det innebär att returtemperaturen från slutapparaten skall vara som lägst +17°C. Som framgår av mollierdiagrammets kurva för ovan dimensionerande data erhålls en entalpidifferens Di av 16 kJ/kg. PTL = qTL · rTL · Di [kW]
PTL = 1,5 · 1,2 · 16 = 28,8 kW PTL = erforderlig effekt för kylning av tilluften med tillhörande kondensutfällning vid DUTrTL = tilluftens densitet i kg/m3qTL = tilluftens flöde i m3/s Ovanstående ger ett dimensionerande köldbärarflöde qw vid Dtw = 5 K (+8°C till +13°C), och PTL = 28,8 kW. qw = PTL / (Dtw · cp) = 1,72 l/s
qw = 28,8 / (5 · 4,187) = 1,72 l/srw = vattnets densitet i kg/m3cp = vattnets specifika värme i kJ/kg °C4,187 = rw · cp / 1000 På motsvarande sätt erhålls för kyltaksdelen 1000 m2 · 40 W/m2 = 40 kW i erforderlig kyleffekt. qwk = 40 / (4 · 4,187) = 1,38 l/s Prova förbigångsflödet 0,09 l/s till trevägsventilen SV1 förbi luftkylaren. Med hjälp av de skilda flödena och dess temperaturer beräknas sedan blandningstemperaturerna i rörsystemets skilda delar. Av de framräknade blandningstemperaturerna framgår att de samspelar väl i dimensionerande fall. Injusteringsventilerna skall mätas med styrventilens port helt öppen mot respektive injusteringsventil då det för RV-ventilen fastställda flödet injusteras till beräknat värde. Av Figur 35 framgår resulterande flöden och temperaturer.
Figur 34.Kondensskydd. Tillståndsförändring för tilluften.
Figur 35.Kondensskydd. Systemprincip med flöden och temperaturer.
Temperaturer
Nedanstående temperaturer ska ses som rekommendation. Avvikelser kan givetvis förekomma.
Rekommenderade temperaturer
Framledningstemperatur kyla: | >13°C (se avsnitt Kondensskydd) |
Temperaturhöjning kyla: | 2-4K |
Tilluftstemperatur vid kyldrift: | se Figur 32 |
Rumsreglering
Reglering av rumstemperaturen sker normalt individuellt i varje rum via en rumsenhet med temperaturvred. Rumsenheten styr kyl- och (i förekommande fall) värmeventil i sekvens så att värme och kyla inte tillförs rummet samtidigt om byggnaden är ny. I äldre byggnader med sämre isoleringsförmåga är det inte givet att kylning och värmning skall ske i sekvens. Här rekommenderas att den riktade operativa temperativa temperaturen kontrolleras. Det kan visa sig att man har behov av värme vid fasad samtidigt som det råder kylbehov i de inre klimatzonerna.