Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Dobór wybranych elementów armatury dla systemów wody ziębniczej
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Wydanie 8/2008  |  Data dodania: 12.08.2008

Za poprawną pracę systemu klimatyzacyjnego odpowiedzialnych jest szereg urządzeń, które są nieodłącznymi elementami instalacji klimatyzacyjnej. Z uwagi na wysoką popularność systemów wody ziębniczej, które z reguły są najczęściej wykorzystywanymi systemami doprowadzającymi czynnik chłodzący do odbiorników chłodu, w niniejszym artykule zostaną przedstawione podstawowe aspekty, na które warto zwrócić uwagę przy wymiarowaniu armatury dla tego typu instalacji. W artykule omówiono wytyczne dotyczące właściwego wymiarowania średnic przewodów transportujących wodę ziębniczą jako medium pośredniczące. Aspekt ten ma zasadniczy wpływ na prawidłowe funkcjonowanie całej instalacji, a jest on niestety, poprzez „utarte schematy”, wielokrotnie błędnie powielany przez projektantów systemów klimatyzacyjnych. Dodatkowo zaprezentowano sposób doboru właściwej pojemności zbiornika buforowego oraz wzbiorczego naczynia przeponowego jako elementów odpowiedzialnych za komfort oraz bezpieczeństwo pracy systemu klimatyzacyjnego. 

    Wzbiorcze naczynie przeponowe i zbiornik buforowy to tylko małe ogniwa całego systemu, lecz aby jego praca przebiegała w sposób prawidłowy niezbędne jest właściwe ich zwymiarowanie. O ile zadanie zbiornika buforowego jest związane raczej z jakością funkcjonowania instalacji klimatyzacji, to już wzbiorcze naczynie przeponowe to element, dla którego omawiane zagadnienia stanowią o bezpieczeństwie eksploatowania systemu klimatyzacyjnego. Na rysunku 1 zestawiono podstawowe elementy, które są absolutnie wymagane z uwagi na poprawność transferu chłodu do odbiorników w systemie klimatyzacyjnym z wodą ziębniczą jako cieczą pośredniczącą. Należą do nich: filtr mechaniczny, manometr, pompa, czujnik zaniku ciśnienia, czujnik ciśnienia uruchamiający drugą pompę (rezerwową), czujnik ciśnienia zabezpieczający przed „suchobiegiem” pompy (aktywacja w przypadku opróżnienia instalacji), zawór odcinający kulowy, grzałka elektryczna w zbiorniku buforowym jako opcjonalne zabezpieczenie antyzamrożeniowe, zawór napełniający, zawór opróżniający, zbiornik buforowy, termometr, termostat antyzamrożeniowy (opcjonalnie), naczynie wzbiorcze przeponowe, zawory zwrotne (dla pomp połączonych równolegle), zawór bezpieczeństwa oraz automatyczny zawór odpowietrzający. W dalszej części artykułu zostaną omówione zagadnienia z tymi detalami, które sprawiają najwięcej trudności przy doborze projektantom systemów klimatyzacji. Należą do nich uprzednio wymienione zbiorniki buforowe oraz wzbiorcze naczynia przeponowe. Brak szczegółowych schematów postępowania przy wyborze właściwych rozwiązań skutkuje błędnym doborem urządzeń, które mogą stanowić o awaryjności i przymusowych wyłączeniach źródeł chłodu, jakimi są agregaty chłodnicze. Jednak przed omówieniem zagadnień związanych z tymi elementami warto przypomnieć rodzaje obecnie wykorzystywanych układów hydraulicznych i aspekty, na które warto zwrócić uwagę przy wymiarowaniu przewodów transportujących czynnik chłodzący do klimatyzowanych pomieszczeń.

Wymiarowanie przewodów instalacji wody ziębniczej
    Podczas wymiarowania przewodów systemów wody ziębniczej należy zwrócić uwagę na dwa następujące aspekty:
● rodzaj zastosowanego sposobu regulacji wydajności wymienników ciepła i związany z tym rodzaj układu hydraulicznego (układ stałoprzepływowy, układ zmiennoprzepływowy),
● problem optymalnego zwymiarowania średnic przewodów zasilających, szczególnie tych, które transportują sumaryczne przepływy dla końcowych odbiorników chłodu.

 Układy hydrauliczne
    Na rysunkach 2 i 3 przedstawiono typowe rozwiązania regulacji wydajności chłodniczej końcowych odbiorników chłodu (klimakonwektory, chłodnice w centralach klimatyzacyjnych, itp.). Na rysunku 2 został przedstawiony sposób regulacji z wykorzystaniem elementu wykonawczego jakim jest trójdrogowy zawór regulacyjny. Niezależnie od stopnia otwarcia zaworów regulacyjnych przy każdym odbiorniku, przepływ w sieci pozostanie niezmienny. System taki nosi nazwę stało przepływowego, gdyż niezależnie od zmiany obciążenia cieplnego w klimatyzowanych pomieszczeń, będzie zapewniony stały przepływ cieczy przez parowacz. Z kolei na rys. 3 przedstawiono przypadek z dwudrogowymi zaworami regulacyjnymi. Systemy z zaworami dwudrogowymi, w których zmianom przestawienia zaworów regulacyjnych towarzyszą zmiany przepływów wody w instalacji, noszą nazwę systemów zmienno przepływowych. Zastosowanie systemów zmienno przepływowych wymaga dokonania pewnych modyfikacji w instalacji hydraulicznej, gdyż wymagane jest w tych układach uzyskanie stałego przepływu przez parowacz agregatu chłodniczego oraz odmienne, niż dla systemów stało przepływowych, zrównoważenie hydrauliczne instalacji. Z uwagi na problematykę niniejszego artykułu zagadnienia te jednak zostaną pominięte w dalszej części tekstu.

Wymiarowanie średnic przewodów
    Obliczenia średnicy przewodów zasilających i powrotnych dokonywane są w oparciu o zakładaną prędkość przepływu cieczy w przewodach, która powinna być mniejsza od wartości 1m/s. Powyższą graniczną wartość stosuje się do obliczeń zarówno średnic przewodów przy odbiornikach chłodu (klimakonwektorach wentylatorowych) jak i przewodów magistralnych. (...)

 Zbiorniki buforowe
    Jak wspomniano na wstępie zadanie zbiornika buforowego nie jest bezpośrednio związane z aspektem bezpieczeństwa, lecz raczej z jakością funkcjonowania systemu klimatyzacyjnego. Zadaniem zbiornika buforowego jest zwiększenie w sposób „sztuczny” pojemności zładu instalacji wodnej by liczba załączeń sprężarki mieściła się w dopuszczalnym zakresie załączeń proponowanym przez producenta sprężarek. Jeśli warunki odbioru chłodu wymuszą, że sprężarka od momentu załączenia po krótkim czasie wyłączy się, to ponowne załączenie nie nastąpi przed upływem ok. 6 min od momentu jej załączenia. Jeśli w okresie wymuszonego postoju sprężarki wymagane będzie doprowadzenie chłodu do odbiorników chłodu (centrala klimatyzacyjna, klimakonwektory itp.) to temperatura wody wzrośnie ponad wartości wymagane dla prawidłowej pracy instalacji, co będzie skutkowało wzrostem temperatury w klimatyzowanych pomieszczeniach. Dopuszczalna liczba złączeń sprężarek implikowana jest dużym zużyciem energii elektrycznej przez sprężarkę w momencie załączenia jak też z przegrzewaniem się uzwojeń podczas rozruchu sprężarki. Najczęściej dopuszczalna i bezpieczna liczba załączeń sprężarki sugerowana przez producentów wynosi 1 załączenie na 6 minut lub 10 załączeń na godzinę. Podczas wymuszonego postoju sprężarki system klimatyzacyjny dysponuje tylko resztkową ilością chłodu zakumulowaną w wodzie ziębniczej wypełniająca instalację klimatyzacyjną (przewody, parowacz, wymienniki odbiorników chłodu). Zwiększając pojemność wodną instalacji wydłużamy czas pracy sprężarek w agregacie chłodniczym oraz zwiększamy pojemność cieplną instalacji co pozwoli na doprowadzenie wymaganej wydajności chłodniczej do systemu nawet podczas wymuszonego postoju sprężarki. Zatem stosowanie zasobników zaleca się wtedy, gdy objętość wody w instalacji nie wystarcza do regulacji temperatury w pomieszczeniu (w żądanych granicach), wtedy gdy sprężarka zostaje przymusowo wyłączona. Po obliczeniu maksymalnych wahań temperatury, oraz znając maksymalny czas trwania wymuszonego postoju sprężarki, możemy obliczyć wymaganą pojemność zbiornika buforowego. Okres wymuszonego postoju równy jest różnicy pomiędzy nastawą czasu zabezpieczenia a minimalnym czasem trwania cyklu sprężarki. Czynniki determinujące czas cyklu sprężarki to:
● stopień obciążenia %,
● kubatura pomieszczenia,
● regulowana różnica temperatury w pomieszczeniu,
● objętość wody w instalacji,
● regulowana różnica temperatury wody. (...)

Gdy rzeczywista pojemność instalacji jest mniejsza od wstępnie wyliczonej wymaganej pojemności zładu (...)

Wzbiorcze naczynie przeponowe
(...)

Podsumowanie
    Przedstawione w artykule zagadnienia doboru zbiorników buforowych oraz wzbiorczych naczyń przeponowych są pomijane w literaturze krajowej. Często również podczas wymiarowania średnic przewodów transportujących czynnik chłodniczy do odbiorników chłodu pojawiają się wątpliwości, w jaki sposób dobrać optymalną średnicę przewodów, jakie przyjąć obciążenie poszczególnych działek, a także jak właściwie dokonać doboru wielkości agregatu chłodniczego, by instalacja hydrauliczna nie została przewymiarowana. Autor ma nadzieję, że informacje zawarte w niniejszej publikacji pozwolą na wybór optymalnych rozwiązań gwarantujących komfort użytkownikom klimatyzowanych pomieszczeń. 

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.