Folyadékhűtők kiválasztása

A folyadékhűtők a fan coilos és egyéb hűtés-fűtéstechnikai rendszerekhez állítanak elő megfelelő mennyiségű és hőmérsékletű hideg illetve melegvizet.

A fan coilok az alacsonyabb bekerülési költségnek és a kedvező tulajdonságoknak köszönhetően lassan egyeduralkodó hűtő/fűtő berendezéssé lépnek elő a bankok, irodaházak és más igényesebb létesítmények esetében, sőt a kedvező tapasztalatok után egyre inkább kezdik meghódítani a magánszektort, és a családi házakban is egyre gyakrabban alkalmazzák.

A folyadékhűtő berendezések hagyományos alkalmazási területei tehát olyan épületek, ahol a léghűtés követelmény, de alkalmazhatók például padlófűtés, falfűtés, falhűtés, plafonfűtés esetén is.

Folyadékhűtők kiválasztása:

A folyadékhűtőt mindig a helyi adottságoknak megfelelően kell kiválasztani.

 Az AERMEC vállalat szinte minden igénynek megfelelő folyadékhűtőt gyárt, kültéri és beltérieket egyaránt, mindegyiket számos kiegészítővel lehet rendelni, 6 - 1200 kW teljesítménytartományban.

Érdemes kiemelten megemlíteni a légcsatornázható beltéri változatokat (CR 9 - 32,5 kW közt és az NRC 36,15- 87 kW közti tartományban), és a kültéri kompakt folyadékhűtők közül a csavarkompresszorost 118-1200 kW teljesítmény tartományban.

A nagyobb teljesítménytartományban érdemes csavarkompresszoros berendezést választani, melyet számos előny különböztet meg a dugattyús berendezésektől.

A csavarkompresszor előnyei:

 

1.      Hosszabb élettartam- 10- szer kevesebb mozgó alkatrészt tartalmaz, mint egy dugattyús kompresszor. A meghibásodás valószínűsége 4 - szer kevesebb mint a hagyományos változatok esetében. Általában 40.000 (4,5 év folyamatos üzem) üzemóra után szükséges egy nagyobb karbantartás, míg a hagyományos dugattyús kompresszorok esetében 8.000 üzemóránként!

2.     

Teljesítmény szabályzás- A névleges teljesítmény 25 %- án is üzemelhet, amellyel folyamatos és állandó vízhőmérséklet biztosítható, gyakori kompresszor leállások nélkül. Továbbá ez jelentős elektromos energia megtakarítással is jár!

3.      Alacsonyabb zaj és rezgésszint- Mivel nincsenek mozgó szelepek, és nagy fordulatszámon forog a kompresszor, nagyon alacsony a zajszintje főleg a nehezen ellenőrizhető és megfogható alacsony frekvencia tartományban. Az alapfelszereltségként alkalmazott hangszigetelő burkolat ezt még tovább csökkenti!

4.      Egyenletes hűtőközeg szállítás - A folyamatos forgásnak köszönhetően egyenletes a hűtőközeg szállítás

5.      Kevésbé érzékeny az esetlegesen beszívott folyadékra. Ez főleg a szélsőséges üzemi viszonyok közt és induláskor hasznos és fontos.

Telepítési szempontok

A folyadékhűtők kiválasztása során több szempontot kell figyelembe venni, ezáltal elkerülhetők a hibás telepítés okozta későbbi kellemetlenségek:

Az alábbi szempontokat tanácsos figyelembe venni, nem fontossági sorrendben, és a teljesség igénye nélkül:

1.      a szükséges hűtési teljesítmény, az egyidejűségi tényező figyelembevételével

2.      a rendelkezésre álló kondenzátor hűtési lehetőség (léghűtésű v. vízhűtésű kondenzátort kell alkalmazni)

3.      osztott v. kompakt folyadékhűtőt célszerűbb alkalmazni, a zajszint figyelembe vétele mellett

4.      a telepítés körülményei (pl. rendelkezésre álló hely, helyszínre szállíthatóság, daruzás szükséges-e)

5.      bekerülési ár, garanciális feltételek

6.      megközelíthetőség, karbantartási igények/költségek, szerelhetőség

7.      üzemi követelmények (Pl. szükséges hidegvíz hőmérséklet, téli üzem szükséges- e)

8.      a helyszínen rendelkezésre álló elektromos energia

Az utolsó öt szempontot egyszerűen lehet mérlegelni az adott helyzet szerint, a többit részletesebben érdemes tárgyalni.

A szükséges hűtési teljesítmény szerinti kiválasztás

A folyadékhűtő az épületben felmerülő hűtési teljesítményt kell biztosítsa, az egyidejűségek figyelembe vételével.

Az olyan helyiségek hűtési hőigényeit összeadjuk amelyeknek a hűtése egy időben történik. Itt fontos megemlíteni, hogy a fan coilokkal ellentétben az össz- hűtési teljesítményt kell figyelembe venni, mert a folyadékhűtő teljesítménye kell hogy fedezze a kondenzációhoz szükséges hőmennyiséget is.

A teljesítményt tehát úgy is megállapíthatjuk, hogy az érezhető hűtőteljesítmény szerint kiválasztott fan coilok összteljesítményeit összeadjuk, és a folyadékhűtőnek ekkora vagy ennél nagyobb hűtési teljesítménnyel kell rendelkeznie.

A fan coilok műszaki adattáblájában két hűtési teljesítmény értéket szokás megadni: az érezhető- (sensibile) és a teljes- (total) hűtőteljesítményt.

A fan coil hideg hőcserélőjének a felületén a levegőben lévő vízpára kondenzálódik, amely a folyamat során kondenzációs latens hő szabadul fel, ezt a fan coil a hűtési teljesítményének a rovására kompenzálja, vagyis a helyiség hűtésének szempontjából ez a nem értékelhető, elveszett hűtési hőmennyiség.

Fagyvédelem:

Megkülönböztethető aktív és passzív fagyvédelem.

Aktív fagyvédelem:

A legtöbb esetben a folyadékhűtő a szabadban van, ezért a fagyvédelemről gondoskodni kell. Ebben az esetben az aktív fagyvédelemről van szó. Ez lehet leürítés, de ez nem biztonságos, és árthat a berendezésnek is. Jobb megoldás a rendszert fagyállóval (Pl. glikollal) feltölteni.

A külső legalacsonyabb várható hőmérséklet figyelembevételével megállapítható a fagyálló %- os arány a vízhez keverve.

Nem szabad ebben az esetben figyelmen kívül hagyni, hogy a hozzáadott fagyálló csökkenti a hőközvetítő folyadék hőkapacitását (a korrekciós szorzókat lásd a Táblázatok fejezetben), ezért a folyadékhűtőre kapcsolt berendezések a névlegesnél kevesebb hűtési és fűtési teljesítményen üzemelnek.

A légcsatornázható folyadékhűtőket külön fagyvédelmi zsaluval kell ellátni, amely a kaloriferek túlzott lehűlése esetén elzárják külső hideg levegőt!

 

Passzív fagyvédelem

A fagyvédelem passzív megoldása az osztott folyadékhűtő választása. Ebben az esetben csak a kondenzátor található a szabadban, amelyben hűtőközeg kering, a rendszer hűtővize a beltéri egységen keresztül, fagyvédett helyiségben áramlik.

Kondenzátor jellege szerinti kiválasztás

Némely esetben nem lehetséges, az egyébként olcsóbb üzemeltetésű léghűtéses kondenzátorú kompakt folyadékhűtőt alkalmazni, pl. nem oldható meg a kültéri elhelyezés. Ebben az esetben lehet a vízhűtéses kondenzátorú berendezést választani, amelyet beltérben kell elhelyezni, ezáltal építészetileg nem zavarja a homlokzati megjelenést, és nem jelent kültéri zajforrást. A nagy hátránya ennek a megoldásnak, hogy a megfelelő mennyiségű és hőmérsékletű (max. 30 °C) kondenzátor hűtővizet biztosítani kell, amely megoldható hűtőtorony alkalmazásával, vagy egyszerűen a hálózatról, ez a megoldás viszont tovább növeli a működési költségeket. Nem kell viszont fagyvédelemről gondoskodni, amennyiben nincs semmilyen kültéri egységünk.(kivéve a kültéri hűtőtornyokat).

Osztott vagy kompakt folyadékhűtőt válasszunk-e (a zajszint figyelembevétele

 

Az AERMEC különleges hangsúlyt fektet a kültéri berendezéseinek a zajszintjeinek a csökkentésére, ezért a piacon az egyik legcsendesebb sorozatokat gyártja. Ennek ellenére, különleges esetekben a zajszint további csökkentése válhat szükségessé, ennek legegyszerűbb módja az osztott folyadékhűtő alkalmazása, vagy a nagyobb teljesítményű hűtőgépek esetében a csavarkompresszoros változat kiválasztása.

A területi besorolástól, és a közelben lévő épületektől függően kell a berendezés legmagasabb zajszintjét megállapítani. Amennyiben kompakt folyadékhűtővel a kívánt alacsony érték nem érhető el, célszerű osztott folyadékhűtőt alkalmazni. Ebben az esetben csak a kondenzátor és a ventilátor van kültérben, a többi berendezés egy beltéri egységben kerül elhelyezésre. A kompresszor zaja, amely a folyadékhűtők esetében a tulajdonképpeni zajkeltő, a beltérben kerül elhelyezésre. Az osztott rendszerű folyadékhűtőkkel, a megfelelő kondenzátor kiválasztása esetén a kültéri ventilátorok zajszintje akár 30 dB(A) érték alá is csökkenthető. Figyelembe kell venni, hogy kondenzátor kiválasztásakor a megfelelő működéshez általában nagyobb kondenzátor-teljesítményre van szükségünk mint a folyadékhűtő névleges teljesítménye (általában kb. 1,25 -ször több). A kondenzátor gyártó megadja, hogy a névleges teljesítmény értékek milyen környezeti hőmérsékletre, mekkora Dt (a hőmérsékletkülönbség a kondenzátorhőmérséklet és környezeti közt), és milyen hűtőközegre vonatkozik.

Környezetvédelmi szempontok

 

Az AERMEC cég, gondolva a környezetvédelemre és az ózonréteg védelmére valamennyi berendezései R407c hűtőközeggel üzemelnek.

 

Régebben a hagyományos freonok CFC- k, vagyis chloro -fluoro -carbonátok gyorsan elterjedtek az ipar számos területén, mert jó tulajdonságaikat ismerték eddig, mint pl. rendkívül stabil, nem mérgező, szagtalan, színtelen és fizikai tulajdonságai megfelelnek a hűtőközeggel szembeni elvárásoknak.

A problémák később derültek ki, amikor a légkörbe jutva, a magas rétegekben az UV sugárzás hatására elbomlottak és a szabad klór atomok reakcióba léptek az ózonnal:

CL + O3 = ClO          

Továbbá a klór oxid ismét elbomlik, a szabaddá váló Cl atom további ózon molekulát támad meg, és a folyamat rendkívül sokszor megismétlődve, több tízezer ózonmolekulát tud megsemmisíteni, amíg maga a Cl molekula nem semlegesítődik valamely másik légköri összetevővel való reakcióban.

ClO + O = Cl + O2 = szabad Cl atom

További káros jelenség, hogy a CFC- k hozzájárulnak az üvegházhatás kialakulásához is.

Világos tehát, hogy a CFC- ket nem szabad tovább alkalmazni.

Lássuk tehát, mivel lehet helyettesíteni a CFC- ket, hogy az új anyagok továbbra is megfeleljenek az általános követelményeknek, de alkalmasak legyenek hűtőközegnek is.

Az új anyagok, a HCFC- k (hydro- chloro- fluoro- karbonátok) pl. R22, és a HFC- k, a hydro- fluoro- karbonátok, pl az R 407C.

A HCFC- k is tartalmaznak Cl- t, ezek hatása is káros az ózonrétegre még ha jóval kedvezőbbek is mint a CFC- k.

A Bécsi és Montreali Nemzetközi Jegyzőkönyv aláírása után Magyarországon a 22/1993 KTM rendelet szabályozza a hűtőközegek felhasználhatóságát, amely szerint freonokat 1996 után nem szabad többé használni, HCFC -ket (pl. R22)2004- ig évi 2160 tonna lehet, 2004- től csupán 1440 t/év, 2010- től 720 t/év, és 2030- tól 0 t/év!.

 Megállapítható, hogy az R22- vel üzemelő gépek szervízelése 2004 után problémássá válhat, és a hűtőközeg árának a drasztikus emelkedésére lehet számítani.

Az AERMEC vállalat a fenti okok miatt minden berendezését csak a teljesen klórmentes R 407c hűtőközeggel kínálja!

A tökéletes megoldásnak a HFC- k (pl. R407c) alkalmazása látszik.

Mivel a természetes anyagok, mint az ammónium, vagy bután szintén alkalmasak hűtőközegnek, de gyúlékonyak, vagy mérgezőek, ezért a jövőben nem jöhetnek számításba.

A hűtő és klíma iparban tehát a HFC - ket kell használni tiszta, vagy különböző HFC- ek keverékeként, kevert állapotban.

Az R407C az egyik legelterjedtebb új, hűtőközegként használt anyag, amely nem gyúlékony, nem mérgező és megfelel a hűtőközeggel szemben támasztott követelményeknek, továbbá- ami jelen esetben a legfontosabb, nem tartalmaz klórt.

A hűtőközegek leváltása nem csak gazdasági kérdés, hanem nagyon szigorú ellenőrzéseknek is meg kell feleljen az új hűtőközeg:

·      a gyártása legyen olcsó, és gyorsan átállítható

·      ne legyen mérgező

·      ne legyen gyúlékony

·      ne tartalmazzon klórt

·      megfeleljen a hűtőközeg elvárásoknak

·      a keverék ne szeparálódjon halmazállapot változás során

Hidraulikus - puffer egység kiválasztása

Nem volna teljes a jelen tervezési ismertető, ha nem tartalmazná a rendszer hidraulikai egységének az ismertetését.

A hidraulikai egység több, a rendszer biztonságos és kielégítő működésének érdekében szükséges elemet tartalmaz, amelyeket be lehet építeni helyszíni szereléssel, de rendelhető kompakt egységként is.

A legfontosabb szempont, hogy a kompresszorgyártók előírják a kompresszorok óránkénti maximális indíthatóságát, amely általában 6 - 7 újraindítást jelent/óra.

Amennyiben a rendszer víztérfogata nem elég nagy, akkor előfordulhat, hogy egy kompresszor leállás után, hiába jelentkezik hűtési igény kb. 10 percig a kompresszor nem indulhat el (ezt általában a folyadékhűtő vezérlésébe beépített automata késleltető tiltja). Hogy ebben az átmeneti időben is zavartalanul rendelkezésre álljon a megfelelő hidegvíz, puffert célszerű beépíteni, amely legalább annyi hidegvizet tárol, mint amennyire a kompresszor újraindításáig szükség van.

A hidraulikai egység típusonkénti részletezése a segédlet végén található meg.

A hidraulikai blokk kiválasztásakor a következő szempontokat kell figyelembe venni:

a szükséges tárolókapacitás meghatározása

a szivattyú paraméterek meghatározása

a beépített tágulási tartály ellenőrzése

A rendszer minimálisan szükséges térfogatát jó közelítéssel meghatározhatjuk a következő képlettel:

Vmin = Qhüt x 15-20, (liter)

 

- ahol a Qhüt a hűtési teljesítmény.

Amennyiben a rendszer tényleges térfogata Vrendszer (csövek, szerelvények, osztók, hőleadók együttesen ) ezt nem érik el, akkor egy puffert kell beépíteni a következő minimális térfogattal:

Vpuffer = V rendszer- Vmin (liter)

Az így kapott értéket felfele kerekítve megkapjuk a gyártó kínálatából a legmegfelelőbb puffer térfogatú hidraulikai egységet.

A szivattyút a rendszer hidraulikai ellenállásának és térfogatáramának a figyelembevételével kell a gyártmánykatalógus adatai szerint kiválasztani a megfelelő szivattyú kínálatból.

Hogy a gyárilag szállított tágulási tartály a rendszerhez maradéktalanul megfelel-e, azt a rendszer térfogatának és glikol tartalmának függvényében az AERMEC SAP gyári tervezési segédletében lévő monogramok segítségével ellenőrizhetjük le.