Systemy powietrzno-wodne stosowane są obecnie w wielu nowoczesnych budynkach, w szczególności w pomieszczeniach biurowych i budynkach administracyjnych, zapewniając energooszczędne działanie systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Wielka różnorodność możliwości montażowych systemów powietrzno-wodnych oznacza, że prawie dla wszystkich typów budynków dostępne jest rozwiązanie spełniające również najbardziej wyszukane i nietypowe wymagania architektoniczne. Jednym z rozwiązań należących do grupy systemów powietrzno-wodnych są belki chłodząco-grzewcze.

Systematyczne badania i rozwój poszczególnych grup produktów współgrają z rosnącą ekspansją na polu innowacyjnych rozwiązań projektowych. Dzięki opracowywaniu wciąż nowych, ściśle odpowiadających rosnącym wymaganiom klientów rozwiązań Trox wypracował standardy pozwalające na wkraczanie z sukcesem w nowe obszary działania i wykorzystanie wszystkich szans rozwoju. W wyniku takich działań, Trox, od momentu wprowadzenia na rynek pierwszego sufitowego nawiewnika indukcyjnego w latach 80-tych aż po dzień dzisiejszy, jest jednym z wiodących dostawców tego typu urządzeń w Europie.

Systemy powietrzno-wodne

W większości przypadków głównym zadaniem stawianym systemom wentylacji i klimatyzacji jest odprowadzenie zanieczyszczeń powietrza, takich jak uciążliwe zapachy czy odory oraz zysków ciepła, zarówno wewnętrznych jak i zewnętrznych z pomieszczeń. Źródłem wydzielanego ciepła i zanieczyszczeń są pracujące w pomieszczeniach urządzenia oraz przebywający w nich ludzie. W salach konferencyjnych, kinach i teatrach to właśnie ludzie są głównym źródłem zanieczyszczeń. Dobra jakość powietrza wewnętrznego może być uzyskana tylko przez dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza świeżego. W takich przypadkach, wymagana wydajność chłodnicza i cieplna jest zapewniana przy pomocy różnicy temperatury nawiewu, dlatego też właściwym wyborem jest klasyczny powietrzny system klimatyzacji.

Nowoczesne budynki biurowe i administracyjne, często mocno przeszklone, wyposażone są w znaczne ilości różnego typu urządzeń. Emisja ciepła od maszyn, urządzeń elektrycznych i zyski ciepła od nasłonecznienia mogą powodować znaczące obciążenia cieplne przy braku innych zanieczyszczeń powietrza. Chłodzenie objętościowe charakteryzujące systemy powietrzne wymagałoby w takiej sytuacji wysokiego natężenia przepływu powietrza, co wiązałoby się z wysokimi kosztami energii w trakcie eksploatacji systemu. W tym przypadku wykorzystanie sytemu powietrzno-wodnego jest uzasadnionym wyborem, ponieważ wydajność cieplna i chłodnicza może być zapewniona niezależnie od wymaganego wydatku powietrza świeżego. Dodatkową zaletą systemów powietrzno-wodnych jest większa efektywność odprowadzania zysków ciepła przez wodę niż przez powietrze, ze względu na znacznie mniejszy wymagany przepływ objętościowy czynnika.

Aktywne belki chłodzące (sufitowe nawiewniki indukcyjne z wymiennikiem ciepła)

Aktywne belki chłodzące są dobrym rozwiązaniem w szerokim zakresie aplikacji i wymaganych wydajności chłodniczych. Niezależnie, czy wbudowane w strop podwieszony, czy swobodnie zawieszone są w stanie odprowadzać duże zyski ciepła z pomieszczeń bez generowania przeciągów. Są one odpowiednim rozwiązaniem do pomieszczeń zarówno zewnętrznych jak i wewnętrznych w każdym budynku, w którym wykonano aranżacje wnętrz według koncepcji „open space”. Większość standardowych rozwiązań przeznaczona jest do pomieszczeń o wysokości do sufitu lub do miejsca zamontowania nie mniejszej niż 2,60 m i nie przekraczającej 3,80 m. Istnieją jednak również konstrukcje specjalnego przeznaczenia jak aktywne belki chłodzące o wysokiej wydajności typu IDH, które w budynkach wielkogabarytowych, takich jak hale wystawowe i sportowe, mogą być instalowane nawet na wysokości 25 metrów. Natomiast wielofunkcyjne aktywne belki chłodzące, w uzupełnieniu technologii rozdziału powietrza oferują możliwość integracji pozostałych instalacji w jednej dopasowanej architektonicznie obudowie.

Zasady działania i rozmieszczania aktywnych belek chłodzących

Świeże powietrze pierwotne, wstępnie ochłodzone lub ogrzane w centrali klimatyzacyjnej dostarczane jest do komory mieszania belki przez dysze, wskutek czego indukowane jest powietrze wtórne napływające z pomieszczenia do komory przez kratkę wlotową i wymiennik ciepła. Zmieszane powietrze nawiewne wprowadzane jest poziomo do pomieszczenia przez szczeliny. Prędkość wypływu ze szczelin nawiewnych jest tak dobrana, aby powietrze nawiewane docierało do strefy przebywania ludzi w celu zapewnienia odpowiedniej jakości powietrza, nie powodując przeciągów. W wyniku indukcji powietrza z pomieszczenia do strumienia powietrza nawiewanego spada jego prędkość i zmniejsza się różnica temperatury (rys. 1).

Rys. 1. Aktywna belka chłodząca

Poziomy rozdział powietrza w pomieszczeniu

Nawiew z aktywnych belek chłodzących realizowany jest z relatywnie wysoką prędkością, od 2 do 4 m/s, co pozwala na efektywną wentylację pomieszczenia i prawidłowy rozdział powietrza (rys. 2). Jednakże w strefie przebywania ludzi prędkość napływu powietrza nie powinna przekraczać 0,2 m/s. Jest to osiągane przez wydłużenie drogi strumienia powietrza nawiewanego przed wejściem do strefy. Oznacza to, że przy zadanej wysokości pomieszczenia, przy rozmieszczaniu aktywnych belek chłodzących należy zapewnić zachowanie minimalnych odległości od najbliższej ściany oraz pomiędzy urządzeniami.

Rys. 2. Rozdział powietrza przy zastosowaniu aktywnych belek chłodzących

Rozmieszczenie aktywnych belek chłodzących (...)

Rozmieszczenie równolegle do fasady (...)

Rozmieszczenie prostopadłe do fasady (...)

Parametry aktywnej belki chłodzącej (...)

Regulowany poziomy nawiew powietrza (...)

Swobodnie zawieszone czy wbudowane w strop podwieszony (...)

Powietrze dla ludzi – woda do odprowadzenia obciążeń cieplnych (...)

Podsumowanie

Firma Trox oferuje bardzo szeroką i ciągle rozwijaną paletę sprawdzonych i popularnych w Europie, zaawansowanych technicznie i wysokowydajnych urządzeń powietrznowodnych, od systemów stropów chłodzących przez podłogowe i ścienne nawiewniki indukcyjne, pasywne i aktywne belki chłodzące do zintegrowanych wielofunkcyjnych sufitowych nawiewników indukcyjnych z wymiennikami ciepła i urządzeń systemu wentylacji fasadowej. Oferuje także rozwiązania specjalne dla pomieszczeń wielkokubaturowych, czy spełniające szczególne wymagania architektury, umożliwiając wybór wydajnego systemu, wpływającego na tworzenie przyjaznego wewnętrznego klimatu pomieszczeń dla każdego rodzaju nowego czy modernizowanego budynku.

Dobór urządzeń Efektywna różnica temperatury Oprócz rozwiązań konstrukcyjnych belki jak i materiałów, z których wykonany jest wymiennik ciepła, równie ważnym parametrem przy doborze urządzenia jest efektywna różnica temperatury. ΔtRW ‑ efektywna różnica temperatury, tKWV ‑ temperatura wody chłodzącej – zasilanie, tKWR ‑ temperatura wody chłodzącej – powrót, tR ‑ temperatura pomieszczenia. Przeliczenie na inną różnicę temperatury Dane katalogowe podawane przez producenta określają z reguły wydajność cieplną ustalonej różnicy temperatury. Wydajność cieplna, jaka może być uzyskana w warunkach projektowych obliczona może być przy użyciu poniższego wzoru. Q ‑ wydajność cieplna (grzewcza lub chłodnicza), QN ‑ wydajność cieplna, wg danych katalogowych, Δt ‑ efektywna różnica temperatury, projektowa, ΔtN ‑ efektywna różnica temperatury, wg danych katalogowych. Natężenie przepływu wody Wymagane natężenie przepływu wody może być obliczone przy użyciu prostego wzoru podanego poniżej. VW ‑ strumień objętościowy wody w l/h, Q ‑ wydajność cieplna (chłodnicza lub grzewcza) w W, ΔtW ‑ różnica temperatury w obiegu wody. Współczynniki korekcyjne do strumienia objętościowego wody Dane katalogowe podawane przez producenta odnoszą się z reguły do określonego strumienia objętościowego wody. Oczywiście, jeśli strumień ten jest większy, to możliwa jest do osiągnięcia wyższa wydajność urządzenia. Jednak w niektórych sytuacjach może być wymagany także mniejszy przepływ, co oznacza zmniejszenie osiąganej wydajności. Informacje dotyczące współczynnika korekcyjnego można znaleźć także w kartach katalogowych urządzeń. *) Dobór w oparciu o materiały katalogowe Trox