SYSTEMY VAV - część 3: VAV indukcyjne - obliczenia

Dane
Dane projektowe ogólne:
Wymiary pomieszczenia: 3,6 x 5,4 = :19,4 m2
Strata ciśn.na wylocie (P3) : 40 Pa
Temp.pow.pierwotnego (T1) : 12°C
Temp.w pomieszczeniu (Tr) : 24°C
Temp.pow.indukowanego (T2) : 25°C
Min. temp.nawiewu (T3) : 15°C
Min.udział pow.świeżego/osobę : 11 l/s
Obciążenie chłodnicze:
2 osoby, każda 80 W : 160 W
Oświetlenie (10 W/m2) : 194 W
Komputer, drukarka etc. : 400 W
Promien. słoneczne (max.) etc. : 550 W +
-------------------------------------------------------------------------
Całkowite zyski ciepła (P) max. : 1304 W
Określone obciążenie cieplne : 67.2 W/m2
Obliczane wielkości
A. Maksymalny przepływ powietrza pierwotnego : (V1max)
B. Żądany współczynnik indukcji : (Ind)
C. Min.ciśnienie wlotowe : (P1min)
D. Całkowity przepływ pow.przy min.przepływie pow.pierwotnego (V1min) : (V3min)
E. Współ.indukcji przy min. prze pływie pow.pierwotnego(V1min) : (Ind)
F. Temp.pow.nawiewanego przy min. przepływie pow.pierwotnego (V1min) : (T3min)
Obliczenia
A. Max. przepływ powietrza pierwotnego (V1max)
V1max = P / Rho x cp x (Tr - T1)
V1max = 1304 / 1.2 x 1.0 x (24 - 12) = 90.5 l/s
B. Żądany współczynnik indukcji (Ind)
Minimalna temperatura nawiewu (=całkowita) (T3) jest, w tym przypadku, kryterium doboru współczynnika indukcji
V1 x T1 + V2 x T2 = V3 x T3
lub:
Ind = (T2 – T1) / (T2 – T3) = (25-12) / (25 – 15) = 1,3
C. Min. ciśn. wlotowe (P1min)
Minimalne ciśnienie wlotowe zależy od żądanego współczynnika indukcji i może być określone przy użyciu wykresu i współ. korekcyjnych dla przepływu powietrza pierwotnego (K1) oraz strat ciśnienia na wylocie (K3):
Ind(graph) = V3 / (V1 x K1 x K3)
Współczynniki korekcyjne dla modelu 125 wynoszą:
K1 = 1.00
K3 = 0.96
Ind(graph) = (1.3 x 100%) / 100% x 1.00 x 0.96 = 1.35
Wykres indukcji pokazuje, że dla minimalnego ciśnienia wlotowego (P1) w wys. 360 Pa z urządzeniem o wielkości 125 wymagany jest współczynnik indukcji równy 1.3. Wymagane minimalne ciśnienie wlotowe będzie mniejsze jeżeli wybierzemy większe urządzenie. Dla przykładu, dla urządzenia o wielkości 160 współczynniki korekcyjne wynoszą:
K1 = 1.09
K3 = 0.96
Ind(graph) = (1.3 x 100%) / 100% x 1.09 x 0.96 = 1.24
Aby osiągnąć współczynnik indukcji 1.3 dla urządzenia o wielkości 160, wystarczy ciśnienie 240 Pa.
D. Całkowity przepływ pow. (V3min) przy min. przepływie pow.pierwotnego (V1min)
Minimalny przepływ powietrza pierwotnego może być określony na podstawie minimalnej ilości powietrza świeżego:
V1min = 2 x 11 = 22 l/s
V1min% = V1min / V1max x 100%
V1min% = 22 / 90.5 x 100% = 24.5%
Wykres indukcji pokazuje całkowity przepływ pow. (V3min(graph)) przy ciśnieniu wlotowym 360 Pa i dławieniu 24,5%:
V3min(graph) = 60% (z V1max)
V3min(graph) = 60% x 90.5 = 54.3 l/s
V3min = K1 x K3 x V3min(graph)
V3min = 1.00 x 0.96 x 54.3 = 52 l/s
E. Współ. indukcji (Ind) przy min. przepływie pow.pierwotnego (V1min)
Ind = V3min / V1min = 52 / 22 = 2.36
F. Temperatura powietrza nawiewanego (T3min) przy minimalnym przepływie powietrza pierwotnego (V1min)
V1 x T1 + V2 x T2 = V3 x T3
lub:
T3min = V1min x T1 + V2min x T2 / V3min
V2min = V3min - V1min
V2min = 52 - 22 = 30 m³/h
T3min = 22 x 12 + 30 x 25 / 52 = 19.5oC
Wzory
1. Indukcja (Ind):
Indukcja = (V3 / V1) x K1 x K3
2. Wymagana indukcja do otrzymania (minimum) żądanej temperatury powietrza nawiewanego (T3):
Indukcja = (T2 - T1) / (T2 - T3)
3. Ogólne równanie indukcji:
V1 x T1 + V2 x T2 = V3 x T3
lub:
T3 = V1 x T1 + V2 x T2 / V3
4. Wymagany przepływ powietrza pierwotnego (V1) do pokrycia obciążenia chłodniczego:
V1 = P / Rho x cp x (Tr - T1) [l/s]
P = Obiążenie chłodnicze (Wat)
Rho = Gęstość (ok. 1.2 kg/m3)
Cp = Entalpia (= 1.0 kJ / (Kg x K))
Tr = Temp.powietrza w pomieszczeniu (°C)
T1 = Temp. powietrza pierwotnego (°C)
lub:
V1 = P / 1.2 x (Tr - T1) [l/s]
Współczynnik indukcji jako funkcja ciśnienia wlotowego (P1)

Wartość 100% (= Vmax) na powyższym wykresie bazuje na przeciętnej prędkości pow. pierwotnego 8 do 10 m/s, w zależności od wielkości urządzenia (patrz tabela ”Współczynnik korekcyjny (K1) dla przepływu powietrza pierwotnego”) i straty ciśnienia na wylocie (P3) w wysokości 30 Pa. Dla innych warunków należy użyć współczynników korygujących:
V3korr = V3graph x K1 x K3

Małgorzata Gwizda
Invensys Building Systems Poland A/S
ul. Karmelkowa 28, 52-436 Wrocław
tel. +48 71 3643929, fax +48 71 3635225
e-mail: ibsp@ibsp.pl
internet: www.ibsp.pl
Opracowano na podstawie materiałów firmy Barcol-Air B.V. (Purmerend, Holandia) wchodzącej w skład międzynarodowego koncernu INVENSYS.
SYSTEMY VAV – część 1: VAV tradycyjne
SYSTEMY VAV – część 2: VAV indukcyjne
SYSTEMY VAV – część 3: VAV indukcyjne – obliczenia