Úpravy vzduchu v klimatizačních zařízeních (IV)
Další díl seriálu se věnuje úpravě vzduchu klimatizačním zařízením s ventilátorovými konvektory FAN-COIL. V článku je uveden podrobný popis zakreslení změn stavu do h-x diagramu pro letní i zimní provoz.
5. KLIMATIZAČNÍ ZAŘÍZENÍ S VENTILÁTOROVÝMI KONVEKTORY FAN-COIL
Na obrázku 5.1 je znázorněna kombinace vodního a nezávisle pracujícího vzduchového systému. Pro přívod minimální dávky čerstvého vzduchu pro osoby slouží klimatizační jednotka pracující s konstantním průtokem vzduchu. Klimatizační jednotka odpovídá popisu provedeném v kapitole 2.3.
Pro konečnou úpravu vzduchu v místnosti, resp. pro odvod tepelné zátěže z prostoru slouží ventilátorový konvektor fan-coil (FCU), který je vybaven ventilátorem, ohřívačem a chladičem vzduchu (u čtyřtrubkového provedení). Ventilátorový konvektor nasává z prostoru cirkulační vzduch, který upravuje na požadovanou teplotu a vrací ho zpět do místnosti.
Obrázek 5.1 - Schéma systému s ventilátorovými konvektory fan-coil (obrázek platí pro letní provoz - tepelné zisky)
5.1. LETNÍ PROVOZ S CHLAZENÍM VENKOVNÍHO VZDUCHU
Venkovní vzduch o stavu E je nasáván do klimatizační jednotky, kde je ochlazován na stav vzduchu přiváděného do místnosti PE. Jedná se o izotermní přívod vzduchu, kdy teplota přiváděného vzduchu tpe je shodná s teplotou vzduchu v místnosti ti. Změna stavu vzduchu je dána povrchovou teplotou chladiče tch resp. bodem CH.
Ventilátorový konvektor (FCU) nasává z vnitřního prostoru vzduch o stavu I, který upravuje (chladí) na požadovanou teplotu přiváděného vzduchu P a vrací ho zpět. V místnosti dojde ke smísení proudu vzduchu přiváděného z klimatizační jednotky PE se vzduchem z ventilátorového konvektoru P na stav S. Vlivem tepelné a vlhkostní zátěže dojde ke změně stavu vzduchu v místnosti na stav I.
Konstrukce úpravy vzduchu v h-x diagramu
| Stav E: | - dáno: te = 30 (32) °C, he = 56 kJ/kg |
| Bod CH: | - povrchová teplota chladiče tch = (tw1+tw2)/2 = 9 °C (vodní chladič 6/12 °C) - předpokládáme, že oba chladiče (primární i sekundární) pracují se stejnou kvalitou vody |
| Stav PE: | - leží na spojnici čar ECH a tpe |
| Stav I: | - dáno ti, φi odhadneme 30 - 60 % |
| Stav S: | - volíme předběžně pracovní rozdíl teplot ti - tp = 6 až 10 (12) K - vybereme vhodnou jednotku FCU s průtokem Vp pro odpovídající Qi,c (převážně pro střední otáčky) - průtok vzduchu z klimatizační jednotky Ve je dán hygienickými požadavky - teplotu vzduchu po smísení ts určíme z tepelné bilance  - měrnou vlhkost po smísení xs určíme z bilance vlhkosti  - v průsečíku xs a ts zakreslíme stav S |
| Bod P: | - leží v průsečíku čar PES a ICH - musí platit, že PES / SP = Vp / Ve - pokud rovnost neplatí, změní se poloha bodu I (ti = konst., φi = var.) |
| Čára SI | - změna stavu vzduchu v místnosti |
Obrázek 5.2 - Letní provoz klimatizačního systému s ventilátorovými
konvektory fan-coil - s chlazením venkovního vzduchu
Stanovení chladicích výkonů
Celkový výkon chladiče vzduchu ventilátorového konvektoru fan-coil je dán součtem citelného a vázaného tepla
obdobně lze spočítat i celkový výkon chladiče vzduchu klimatizační jednotky
5.2. ZIMNÍ PROVOZ
Venkovní vzduch E je nasáván do jednotky a v rekuperačním výměníku se předehřívá na stav ZZT. Odtud vzduch proudí do ohřívače, kde se dohřívá na teplotu tpe a v parním zvlhčovači dojde k jeho navlhčení na požadovaný stav vzduchu přiváděného do místnosti PE. Opět se jedná se o izotermní přívod vzduchu, kdy teplota přiváděného vzduchu tpe je shodná s teplotou vzduchu v místnosti ti.
Ventilátorový konvektor (FCU) nasává z vnitřního prostoru vzduch o stavu I, který ohřívá na požadovanou teplotu přiváděného vzduchu P a vrací ho zpět. V místnosti dojde ke smísení proudu vzduchu přiváděného z klimatizační jednotky PE se vzduchem z ventilátorového konvektoru P na stav S. Vlivem tepelné a vlhkostní zátěže dojde ke změně stavu vzduchu v místnosti na stav I.
Konstrukce úpravy vzduchu v h-x diagramu
| Stav E: | - dáno: te = -15 °C, φe = 100 % |
| Stav ZZT: | - tZZT je dána účinností výměníku zpětného získávání tepla |
| Stav E´: | - ohřev vzduchu na te´ = ti |
| Stav I: | - dáno ti, φi odhadneme 30 - 60 % |
| Stav P: | - stav tp určíme z rovnice |
| Stav S | - jednotka FCU je vybraná (viz letní provoz) - průtok Vp - volíme předběžně pracovní rozdíl teplot - průtok vzduchu z klimatizační jednotky Ve je dán hygienickými požadavky - teplotu vzduchu po smísení ts určíme z tepelné bilance  - měrnou vlhkost po smísení xs určíme z bilance vlhkosti 
|
| Stav PE: | - tpe = ti, vlhčení vzduchu na stav xpe určíme ze směšování průtoku Mp a Me |
| Čára SI: | - změna stavu vzduchu v místnosti |
Obrázek 5.3 - Zimní provoz klimatizačního systému s ventilátorovými konvektory fan-coil
LITERATURA
[1] DVOŘÁK, J. Projektová dokumentace, profese VZT, dostupné z http://www.tzb-info.cz/612-projektova-dokumentace-profese-vzduchotechnika
[2] CHYSKÝ, J., HEMZAL, K. a kol. Větrání a klimatizace. 1993, Brno: Bolit B-press. 560 s. ISBN 80-901574-0-8
[3] SCHWARZER, J., Teorie vlhkého vzduchu, dostupné z http://www.tzb-info.cz/3323-teorie-vlhkeho-vzduchu-i
[4] ČSN 73 0548. Výpočet tepelné zátěže klimatizovaných prostorů. 1985.
[5] ČSN 06 0210. Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním výtápění. 1994.
[6] Nařízení vlády č. 523/2002 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 178/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci
Příspěvek byl napsán s podporou výzkumného záměru MSM 6840770011.