Przewodnik po klimakonwektorach i grzejnikach kanałowych z wentylatorem w niskotemperaturowym systemie grzewczym

Klimakonwektory: przepływ laminarny versus turbulentny

Klimakonwektory, takie jak Vido S2 lub grzejniki kanałowe z wentylatorem Aquilo, emitują niemal 100% ciepła konwekcyjnego. W tym celu wykorzystują miedziany obwód / wężownicę z aluminiowymi lamelami. Podczas przepływu wody przez miedziane rury w konwektorze ważne jest, aby uzyskać przepływ turbulentny, w przeciwieństwie do przepływu laminarnego.

Przepływ turbulentny: nieregularny przepływ z ciągłą zmianą wielkości i kierunku przepływu. Charakteryzuje się dużą prędkością.

Przepływ laminarny: gładki, opływowy przepływ charakteryzujący się niższą prędkością.

"Przepływ turbulentny umożliwia wodzie lepsze przenoszenie ciepła . Dlatego właśnie kontrola przepływu jest tak ważna w przypadku klimakonwektorów i grzejników kanałowych z wentylatorem. Jeśli przepływ jest zbyt niski, wymagana moc cieplna po prostu nie zostanie osiągnięta" - wyjaśnia Niclas Schubert, wiceprezes ds. sprzedaży w Purmo.

Jest to również powód, dla którego klimakonwektory i grzejniki kanałowe z wentylatorem są tak dobrym rozwiązaniem dla niskotemperaturowych systemów grzewczych. Moc cieplną oblicza się po prostu mnożąc przepływ i różnicę temperatur. Wynika z tego, że jeśli obniżysz różnicę temperatur, zwiększysz przepływ i odwrotnie. Tak więc obniżenie różnicy temperatur wymaga zapewnienia przepływu turbulentnego, aby wytworzyć niezbędną emisję ciepła. Wentylatory z kolei pomagają zwiększyć moc wyjściową, dzięki czemu nie potrzeba większej jednostki, aby zaspokoić zapotrzebowanie na ciepło.

Dokładne pomiary klimakonwektorów i grzejników kanałowych z wentylatorem

Aby zagwarantować, że obliczona moc wyjściowa odpowiada rzeczywistej mocy wyjściowej, najważniejszy jest dokładny pomiar. „Dlatego w Purmo mierzymy klimakonwektory i grzejniki kanałowe z wentylatorem zarówno w przepływie laminarnym, jak i turbulentnym", mówi Jan Samuelson, Product Manager w Purmo. "Dzięki temu znamy rzeczywistą moc wyjściową. Większość dostawców ma tendencję do wykorzystywania wyników testów do swoich obliczeń, zakładając, że jednostka jest w przepływie turbulentnym, ale wtedy istnieje ryzyko uzyskania niewystarczającej mocy wyjściowej, gdy w rzeczywistości jest w przepływie laminarnym".

Niclas dodaje: "Co więcej, dostawcy czasami zwiększają przepływ w klimakonwektorach bardziej niż to konieczne. Kiedy zwiększasz turbulencje, zwiększasz również moc wyjściową. Pozwala to na zwiększenie transferu ciepła z wody przez rury do lameli nawet o 20%. Oznacza to, że można mieć mniejszy konwektor wentylatorowy emitujący taką samą ilość energii. Jednak koszt eksploatacji konwektora znacznie wzrasta, ponieważ do napędzania systemu potrzebna jest większa pompa obiegowa. W rezultacie wzrasta zużycie energii elektrycznej, co przeciwdziała oszczędnościom energii, które próbujesz osiągnąć dzięki niższym temperaturom zasilania".

"Mówiąc o pompie i oszczędności energii, należy zwrócić uwagę na jeszcze jeden niuans. Producenci pomp czasami twierdzą, że można zmniejszyć zużycie energii o 40%. To prawda, ale tylko w odniesieniu do zużycia energii elektrycznej przez SAMĄ pompę, NIE dla całego systemu. Pompa stanowi około 4 do 5% całkowitego zużycia energii w systemie grzewczym. Redukcja wynosi więc 40% z 5%, a nie ze 100%".

Znaczenie temperatury powrotu

Oprócz prawidłowego przepływu, bardzo ważne jest również uwzględnienie właściwej temperatury zasilania i powrotu. "Zwłaszcza temperatura powrotu często nie jest brana pod uwagę przez dostawców. Ważne jest jednak, aby dostosować temperaturę zasilania i powrotu, jeśli chcemy stworzyć energooszczędne systemy ogrzewania i chłodzenia. Oznacza to, że moc wyjściowa klimakonwektorów i grzejników kanałowych z wentylatorem nie powinna być już obliczana zgodnie ze starą normą EN422. Potrzebne są dokładne pomiary rzeczywistego urządzenia w odpowiednich temperaturach systemu. Dlatego przed określeniem mocy wyjściowej naszych klimakonwektorów i grzejników kanałowych wentylatorowych wykonaliśmy wiele prac pomiarowych", mówi Jan.

"Jeśli rzeczywista temperatura powrotu różni się od teoretycznej, istnieje ryzyko że zachodzi przepływ laminarny i jest znacznie niższa mocy wyjściowa. Powoduje to problemy w przypadku wysokich temperatur zasilania i niskich temperatur powrotu. Rozwiązaniem jest wtedy obniżenie różnicy temperatur, aby stworzyć przepływ turbulentny i wyrównać system z emiterem ciepła. Jako dostawca systemów zdajemy sobie sprawę z tego, jak ważne jest wyrównanie wszystkich elementów i kontrolowanie zarówno temperatury zasilania, jak i powrotu w celu zapewnienia odpowiedniej mocy wyjściowej. Nasze dokładne pomiary, również w przepływie laminarnym są do tego najlepszą podstawą". 

Niclas dodaje: "Temperatura powrotu jest tak ważna. Zwłaszcza jeśli masz kocioł kondensacyjny, co nadal ma miejsce w większości budynków. Musisz mieć możliwość kondensacji. Jeśli temperatura powrotu jest zbyt wysoka, system nie jest tak wydajny, jak w przypadku niskiej temperatury powrotu.

 

Aby zagwarantować, że obliczona moc wyjściowa odpowiada rzeczywistej mocy wyjściowej, najważniejszy jest dokładny pomiar. "Dlatego w Purmo mierzymy konwektory wentylatorowe i kanałowe zarówno w przepływie laminarnym, jak i turbulentnym", mówi Jan Samuelson, Product Manager w Purmo Group Nordics.

Odpowiednie przewody rurowe do klimakonwektorów

Stworzenie odpowiedniego przepływu w celu zapewnienia optymalnej mocy cieplnej w klimakonwektorze i grzejniku kanałowy z wentylatorem jest związane z przewodami rurowymi. Mała średnica przewodu „zmniejsza” przepływ, podczas gdy większa go „zwiększa”. Pompa wytwarza ciśnienie, ale rzeczywisty przepływ zależy od oporu wody. Większy opór oznacza niski przepływ, podczas gdy niski opór powoduje większy przepływ.

Sieć rur jest zatem ważnym czynnikiem zarówno w nowych projektach budowlanych, jak i renowacyjnych. Jednak w przeciwieństwie do nowych budynków, które pozwalają na swobodny wybór odpowiednich rur, projekt renowacji może stanowić wyzwanie pod tym względem. "Przede wszystkim musisz obliczyć nowe zapotrzebowanie na ciepło, ponieważ mogły również ulec  zmianie inne aspekty, takie jak okna, izolacja, wentylacja itp. Na podstawie nowego zapotrzebowania na ciepło można ocenić, czy obecne urządzenia są nadal odpowiedniej wielkości. Ponieważ zmniejszyłeś zapotrzebowanie, istnieje prawdopodobieństwo, że są one przewymiarowane. Logicznym krokiem jest zmniejszenie przepływu, ale w rzeczywistości należy obliczyć nowy przepływ, w przeciwnym razie istnieje ryzyko utworzenia przepływu laminarnego i w konsekwencji gwałtownego ograniczenia wydajności" - mówi Niclas. "Jeśli nowy, wymagany przepływ jest bardzo wysoki, należy wziąć pod uwagę również rury, ponieważ ich średnice mogą być zbyt małe. Zwiększenie przepływu w niskotemperaturowym systemie grzewczym obciąża istniejącą sieć rur".

Jeśli chcemy tworzyć energooszczędne systemy, musimy robić to prawidłowo.

"Przechodząc na system niskotemperaturowy, należy wziąć pod uwagę nie tylko temperaturę. Ważnymi czynnikami są również przepływ i ciśnienie pompy. Gdy różnica temperatur spada, przepływ wzrasta, ale ciśnienie z pompy również musi wzrosnąć, jeśli chcemy zachować te same rury. Niestety, często zapomina się o rurach, zaworach i równoważeniu hydraulicznym systemu".

Jan dodaje: "W przypadku renowacji i chęci stworzenia energooszczędnego systemu, należy wziąć pod uwagę wszystkie parametry przy projektowaniu nowego systemu ogrzewania i chłodzenia. W przeciwnym razie system będzie działał nieefektywnie i nie będzie można cieszyć się obiecanymi oszczędnościami. Jeśli przechodzisz na nowe źródło energii, musisz zrównoważyć system tak, aby dostarczał energię o odpowiedniej temperaturze zasilania i powrotu. Bardzo ważne jest, aby klimakonwektor i grzejnik kanałowy z wentylatorem był zaprojektowany w ten sam sposób, tak aby zarówno temperatura zasilania, jak i powrotu były odpowiednie, a moc wyjściowa odpowiadała tym parametrom. W przeciwnym razie system nie będzie w stanie dostarczyć wystarczającej mocy w środku zimy. Jeśli chcemy tworzyć energooszczędne systemy, musimy robić to dobrze".

Kontrola przepływu w klimakonwektorach i grzejnikach kanałowych z wentylatorem za pomocą odpowiednich zaworów

Kolejnym ważnym elementem układanki zapewniającym kontrolę przepływu jest zastosowanie odpowiedniego rodzaju zaworów. "Aby zapewnić optymalny przepływ w emiterach, potrzebne są zawory równoważące, które umożliwiają wstępne ustawienie i pomiar przepływu", wyjaśnia Niclas. "Pompa o zmiennej prędkości nie jest tutaj rozwiązaniem. Musisz upewnić się, że możesz kontrolować przepływ każdego urządzenia w systemie. Zawór sterujący z siłownikiem nie wystarczy. Musisz mieć zawór z funkcją wstępnej nastawy w grzejnikach kanałowych Aquilo dodatkowe akcesorium, w klimakonwektorach Vido S2 w komplecie w opakowaniu z urządzeniem).

Dla projektantów i instalatorów systemów ogrzewania i chłodzenia, wdrożenie klimakonwektorów i grzejników kanałowych z wentylatorem w nowoczesnych, energooszczędnych systemach grzewczych oznacza wiele rzeczy do rozważenia. Obejmuje to również porównanie rozwiązań od różnych dostawców. Jan komentuje: "Kiedy Delta t jest bardzo wysoka i masz niski przepływ w systemie, ważne jest, aby ocenić, czy masz przepływ turbulentny. Od tego zależy, czy można wykorzystać moc wyjściową podaną przez dostawcę. Moc wyjściowa naszych konwektorów wentylatorowych jest zwykle nieco niższa niż innych, ale to dlatego, że używamy prawdziwych pomiarów, które odzwierciedlają właściwą moc wyjściową. Dla profesjonalistów HVAC ważne jest zrozumienie tej różnicy, aby mogli porównać jabłka z jabłkami i zaprojektować system z odpowiednim przepływem".

Wnioski

Staraliśmy się przekazać znaczenie kontroli przepływu i temperatury, w szczególności w odniesieniu do klimakonwektorów i grzejników kanałowych z wentylatorem w systemach niskotemperaturowych. Ważną rolę odgrywają różne czynniki, takie jak właściwa temperatura zasilania i powrotu, dopasowanie rur i odpowiedni rodzaj zaworów. Uwzględnienie wszystkich tych elementów ułatwi przejście na niskotemperaturowy system grzewczy. Co więcej, dokładne pomiary stanowią podstawę dla specjalistów HVAC do dokonania właściwego wyboru w oparciu o rzeczywistą moc wyjściową urządzenia. Jest to jedyny sposób na zagwarantowanie zarówno komfortu, jak i wydajności przez cały rok.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące wdrożenia naszych klimakonwektorów i grzejników kanałowych z wentylatorem, nie wahaj się skontaktować z naszymi ekspertami. Z przyjemnością pomożemy Ci dokonać najlepszego wyboru dla Twojego projektu

 
Odkryj całą naszą gamę klimakonwektorów Vido S2