Klimatyzacja w pomieszczeniu. Budowa klimakonwektora wentylatorowego (fan-coil)

Klimakonwektor jest to urządzeniem grzewczo-chłodnicze, które odpowiada za utrzymania optymalnej temperatury w pomieszczeniu (w zależności od opcji również za usunięcie nadmiaru wilgoci). Wentylator wymusza obieg powietrza przez wymiennik ciepła czyli nagrzewnicę lub chłodnicę. Tak obrobione powietrze wprowadzane jest do pomieszczenia. Dzięki wymuszonemu ruchowi powietrza szybko ogrzewa lub schładza bezpośrednie otoczenie. Wymiennik wykonany jest z rurek miedzianych otoczonych aluminiowymi lamelkami. Czynnik grzewczy lub chłodniczy przepływając przez rurki przekazuje ciepło lub chłód do lamelek, a te do powietrza którego ruch jest wymuszony przez wentylator. Klimakonwektory używane są głównie do klimatyzacji pomieszczeń w budynkach biurowych. W zależności od typu klimakonwektor może być wyposażony w jeden (system 2 rurowy) lub dwa wymienniki (system 4 rurowy).

W przypadku układu 2 rurowego klimakonwektor w zależności od projektu pracuje jako chłodnica lub nagrzewnica.

Możliwe jest zbudowanie dla układu 2 rurowego systemu grzewczo-chłodniczego. Wówczas przełączanie medium odbywa się centralnie na powierzchnię, piętro, budynek (z ograniczeniem, że wszystkie klimakonwektory w strefie albo grzeją albo chłodzą). Z doświadczenia układy takie nie najlepiej sprawują się w naszym klimacie i nie są rekomendowane przez Odbiory.pl. Klimakonwektor taki może być wyposażony w dodatkową nagrzewnicę elektryczną, wówczas chłodzenie realizowane jest z instalacji wody lodowej a ogrzewanie z nagrzewnicy elektrycznej.

W przypadku układu 4 rurowego czyli z dwoma wymiennikami jeden pełni rolę chłodnicy, drugi nagrzewnicy. Układ taki dość dobrze sprawdza się w naszym klimacie.

Podstawowe elementy z których zbudowany jest klimakonwektor pracujący na powietrzu obiegowym to:

• nagrzewnica wodna (dla klimakonwektorów z funkcja grzania wodnego)
• nagrzewnica elektryczna (z funkcja grzania elektrycznego)
• chłodnica wodna (dla klimakonwektorów z funkcją chłodzenia) zasilana wodą lodową (wodnym roztworem glikolu lub wodą o temperaturze około 6^oC)
• system odprowadzania skroplin (dla klimakonwektorów z funkcją chłodzenia)
• wentylator z silnikiem elektrycznym jednobiegowym lub o regulowanej prędkości
• zestaw zaworów regulacyjnych z siłownikami
• filtr powietrza
• układ nawilżania (rzadko spotykany w obiektach biurowych)
• układy zasilania, automatyki z zadajnikiem i czujnikami
• przepustnica powietrza (częściej jako element instalacji w specjalnych konfiguracjach)
• inne specjalne wyposażenie
• zestaw przewodów przyłączeniowych z zaworami odcinającymi na czynniku grzewczym lub chłodniczym
• skrzynki rozprężne
• obudowa

W przypadku klimakonwektora z czerpnią świeżego powietrza bezpośrednio z zewnątrz budynku układ może posiadać dodatkowe elementy jak:

• komorę mieszania
• wymiennik krzyżowy odzysku ciepła z układem odszraniania
• opcjonalnie wentylator wyciągowy

Układ regulacji oparty jest na sterowaniu zaworami regulacyjnymi i sterowaniu prędkością wentylatora. Jako zawory regulacyjne należy stosować zawory dwu- lub trójdrogowe. Sterowanie zaworami realizowane przez siłowniki które w zależności od typu mogą tą funkcję realizować w poniższy sposób. Odbiory.pl rekomendują zastosowanie układów regulacji z punktów 3, 4 lub 5

1. sterowanie sygnałem otwórz/zamknij (on/off) na napięcie 230V AC , 24V AC (Odbiory.pl rekomendują w takim przypadku stosowanie napięcia 24V AC)
2. sterowanie sygnałem 3-punktowym na różne napięcia 230V AC, 24V AC (Odbiory.pl rekomendują w takim przypadku stosowanie napięcia 24V AC)
3. sterowanie sygnałem otwórz/zamknij (on/off) jako ciągłym w funkcji PWM na napięcie 230V AC , 24V AC (Odbiory.pl rekomendują w takim przypadku stosowanie napięcia 24V AC)
4. sterowane sygnałem 0-10V. Napięcie zasilające 24V AC lub DC lub niższe
5. komunikacja cyfrowa po magistrali np. BACnet Danfoss Novocon, MP-Bus Belimo, ModBus

W przypadku zastosowania nagrzewnicy elektrycznej elementem sterującym będą układy styczników lub triakowych zaworów prądowych Sterowanie nagrzewnicą elektryczną może być zrealizowane jak poniżej. Odbiory.pl rekomendują zastosowanie układów regulacji z punktów 3, 4 lub 5. Należy pamiętać o zabezpieczeniu od braku przepływu, o zabezpieczeniu od przegrzania i o sekwencyjnym wyłączeniu nagrzewnicy czyli po wyłączeniu nagrzewnicy wyłączenie silnika wentylatora po około 60 s

1. sterowanie nagrzewnicy jednostopniowej załącz/wyłącz
2. sterowanie stopniami mocy nagrzewnicy wielostopniowej załącz/wyłącz
3. sterowanie sygnałem PWM na zasilaniu
4. sterowane sygnałem 0-10V.
5. komunikacja cyfrowa po magistrali

Sposób sterowania silnikiem wentylatora powinien być realizowany w sekwencji ze sterowaniem zaworami. W zależności od typu klimakonwektora możliwe są poniższe sterowania.

• jednobiegowe
• wielobiegowe (najczęściej trzybiegowe)
• regulacja płynna sygnałem 0-10V
• regulacja płynnie sygnałem PWM

Z tytułu pracy wentylatora układy z klimakonwektorem mogą być bardziej hałaśliwe od belek chłodzących lub innych rozwiązań. Wentylatory klimakonwektorów powinny być zamontowane na podkładkach antywibracyjnych i właściwie wyważone. Przy projektowaniu automatyki należy sprawdzić czy dostępne jest zabezpieczenie termiczne w uzwojeniu silnika, jeśli tak to bezwzględnie należy wprowadzić w obwody zabezpieczenia.

System odprowadzania skroplin można zrealizować jako grawitacyjny lub z pompką skroplin. Podstawowe elementy systemu to:

• tacka ociekowa
• pompka skroplin (opcja)
• instalacja odprowadzania skroplin
• zawór zwrotny na instalacji

Dzięki zastosowaniu filtru powietrza w układzie klimakonwektora to instalacja ta dodatkowo może pełnić rolę oczyszczania powietrza w pomieszczeniu. Montaż klimatyzatora powinien zapewniać swobodny dostęp do urządzeń w celu przeprowadzenia prac serwisowych, w szczególności umożliwić wymianę bądź czyszczenie filtrów.

W trakcie eksploatacji należy zwrócić uwagę na drożność instalacji odprowadzania skroplin. Jej zapchanie może skutkować zalaniem pomieszczenia lub sufitu. Montaż klimakonwektora powinien umożliwić cykliczne testowanie drożności. Przy projektowaniu należy pamiętać, że temperatura skroplin to około 15 ^oC więc w szczególnych przypadkach mogą wystąpić wykroplenie wilgoci na rurkach odprowadzających. Może to skutkować śladami wilgoci na suficie. Przy układach z pompką należy pamiętać, że załączenia pompki może generować zbędny hałas a jej awaria spowodować zalanie pomieszczenia. Niewłaściwie wykonana instalacja może być przyczyną przedostawanie się nieprzyjemnych zapachów z kanalizacji. W przypadku odprowadzania grawitacyjnego należy zapewnić odpowiednie spadki.

© Wszelkie prawa zastrzeżone. Zabrania się kopiować czy w jakikolwiek inny sposób wykorzystywać utwór lub jego fragmenty bez zgody autora