Optimizarea proiectării AHU pentru sisteme active cu grinzi răcite
- Subiect
- Performanță sustenabilă
- Timp de citire
- 10 minute
- Publicat
- By
- David Black
Sistemele active cu grinzi răcite oferă avantaje semnificative în ceea ce privește eficiența energetică față de unitățile tradiționale cu ventiloconvectoare. Cu toate acestea, ele necesită un control precis al umidității și temperaturii pentru a preveni condensarea și a menține un confort interior optim. Să explorăm configurațiile optime ale unităților de tratare a aerului (AHU) pentru aplicații cu grinzi răcite, concentrându-ne pe strategiile de dezumidificare și avantajele sistemelor cu rotor dublu.
De ce sistemele cu grinzi răcite necesită o atenție specială
Spre deosebire de sistemele cu ventiloconvectoare, grinzile răcite active se bazează pe serpentine uscate la nivelul camerei pentru a evita condensarea. Dacă nu sunt controlate, rezultatul poate fi „ploaie în interior”.
Aceasta înseamnă că aerul primar trebuie dezumidificat înainte de a intra în cameră. O unitate de tratare a aerului (AHU) joacă un rol esențial în menținerea punctului de rouă și a umidității relative în interior, pentru a asigura atât confortul ocupanților, cât și performanța sistemului.
Controlul umidității și gestionarea punctului de rouă
Rata de ventilație necesară este determinată de reglementările naționale, specificațiile clientului și tipul de aplicație. Pentru a menține umiditatea în parametrii de proiectare, aerul primar trebuie furnizat la un debit și un punct de rouă care să compenseze câștigurile latente din zona ocupantului.
Valorile tipice de referință pentru încăperi sunt următoarele:
- 24 °C bulbul uscat / 50 % RH → punct de rouă ≈ 12,9 °C
- 25 °C bulbul uscat / 50 % RH → punct de rouă ≈ 14 °C
Pentru a preveni condensarea pe serpentine cu grinzi răcite, apa răcită este furnizată la 1 °C peste punctul de rouă, de obicei la 14 °C, cu o temperatură de retur de 17 °C. Acest lucru duce la o temperatură medie a apei de 15,5 °C, optimizând performanța termică.
Prevenirea condensării cu controale BMS
Pentru a evita riscurile de condensare, se recomandă următoarele strategii ale sistemului de management al clădirii (BMS):
- Monitorizarea umidității relative interne pentru a se asigura că temperatura apei răcite rămâne peste punctul de rouă
- Utilizarea senzorilor de condensare pentru a opri alimentarea cu apă răcită atunci când se detectează condensare, acest lucru fiind important în spațiile cu ferestre care se pot deschide.
Cu toate acestea, aceste strategii duc la reducerea capacității de răcire a grinzilor răcite atunci când condițiile externe sunt mai ridicate decât temperaturile și umiditatea de proiectare – o situație din ce în ce mai frecventă din cauza schimbărilor climatice.
Provocări legate de umiditatea externă
Umiditatea externă depășește adesea condițiile de proiectare. De exemplu, o condiție tipică de proiectare în Londra este 32 °C / 50% umiditate relativă (RH), dar umiditatea reală este adesea mai mare. În zilele caniculare, acest lucru duce la o creștere a temperaturii apei din grinzile răcite, reducând capacitatea de răcire atunci când este cea mai necesară.
Acest lucru poate fi ilustrat clar în graficul meteorologic pentru Londra prezentat mai sus, care arată că umiditatea relativă rămâne constantă peste 50% în cea mai mare parte a anului. Graficul urmărește temperatura și umiditatea din ianuarie 2024 până în ianuarie 2025, evidențiind schimbările sezoniere. Chiar și în timpul temperaturilor maxime de vară, nivelurile de umiditate depășesc adesea așteptările de proiectare. Acest lucru întărește necesitatea unor strategii de dezumidificare bine concepute în cadrul proiectării AHU.
Avantajele sistemelor cu grinzi răcite în ceea ce privește eficiența energetică
În ciuda acestor provocări generate de umiditatea externă ridicată, sistemele cu grinzi răcite oferă avantaje notabile în ceea ce privește eficiența energetică față de unitățile tradiționale cu ventiloconvectoare. Un avantaj cheie constă în temperaturile de funcționare mai ridicate ale sistemului cu grinzi răcite. Un răcitor care funcționează la 14/17 °C este semnificativ mai eficient decât unul care funcționează la 6/12 °C [1] ceea ce duce la:
- Consum redus de energie
- Reducerea emisiilor de CO2
- Îmbunătățirea eficienței generale a sistemului
Avantajele răcitorului mai eficient se potrivesc perfect cu gama de grinzi răcite iQ STAR de la FläktGroup, care este proiectată pentru ventilație, răcire și încălzire. Cu controlul modelului de flux și inducția reglabilă, acesta contribuie la asigurarea confortului și flexibilității în acele medii interioare cu cerințe ridicate.
Această creștere a eficienței se dovedește deosebit de valoroasă în clădirile moderne care urmăresc să îndeplinească obiectivele de sustenabilitate, iar gama noastră completă de grinzi de răcire fiind certificată EPD, puteți fi siguri că veți îndeplini aceste obiective.
În plus, atunci când sunt combinate cu una dintre unitățile noastre AHU care gestionează umiditatea și temperatura, sistemele noastre de grinzi de răcire pot depăși chiar și cele mai avansate configurații de ventiloconvectoare VAV.

iQ STAR WEGA® II
Un sistem de grinzi răcite active de înaltă performanță, conceput pentru a asigura ventilație, răcire și încălzire cu un confort și o flexibilitate excepționale în clădirile comerciale și instituționale.
Sistemul iQ STAR WEGA® II este proiectat pentru a optimiza climatul interior prin controlul fluxului de aer și inducție reglabilă, asigurând o distribuție precisă a aerului și confortul ocupanților într-o gamă largă de configurații ale încăperilor și scenarii de utilizare. Acest lucru îl face ideal pentru aplicații cu control al cererii (DCV).
Această grindă răcită încastrată în tavan se integrează perfect în sistemele moderne de climatizare, susținând funcționarea eficientă din punct de vedere energetic și costuri reduse pe durata ciclului de viață. Designul său modular și adaptabilitatea îl fac ideal atât pentru clădiri noi, cât și pentru aplicații de modernizare, unde performanța, estetica și durabilitatea sunt esențiale.
Features of the iQ STAR WEGA® II include:
- Controlul fluxului de aer pentru distribuția optimizată a aerului
- Inducție reglabilă pentru confort și performanță personalizate
- Actuator cu funcție Pi independent de presiune pentru controlul fluxului de aer
- Ventilație, răcire și încălzire integrate într-o singură unitate compactă
- Design încastrat în tavan pentru integrare arhitecturală discretă
- Certificat EPD pentru durabilitate și conformitate cu standardele de construcție ecologică.
De ce dezumidificarea AHU este esențială în sistemele cu grinzi răcite
În sistemele active cu grinzi de răcire, controlul umidității nu este opțional, ci esențial. Deoarece grinzile de răcire funcționează cu serpentine uscate pentru a evita condensarea, toată umiditatea trebuie eliminată de AHU central.
Pentru a menține confortul și a preveni condensarea, AHU trebuie să furnizeze aer primar cu un conținut specific de umiditate, de obicei în jur de 8 g/kg (ghidul REHVA indică valori cuprinse între 7,1 și 9,4) [2]. Acest lucru asigură menținerea punctului de rouă al încăperii sub temperatura apei răcite, protejând bobinele grinzilor și menținând performanța sistemului.
Abordarea tradițională: eficientă, dar costisitoare
Dezumidificarea AHU s-a realizat în mod tradițional prin:
- Răcirea aerului la un punct de rouă de aproximativ 12 °C pentru a elimina umiditatea
- Reîncălzirea aerului la o temperatură confortabilă de alimentare, de exemplu 18 °C, înainte de a intra în spațiu
- Utilizarea unui rotor de sorbție pentru a pre-condiționa aerul și a reduce sarcina pe serpentina de răcire
Aceasta poate fi o metodă eficientă, dar necesită:
- O baterie de răcire mare și un răcitor de mare capacitate
- O baterie de reîncălzire și o sursă de căldură (în mod tradițional un cazan pe gaz, acum adesea o pompă de căldură)
- Costuri semnificative de instalare – pompele de căldură cu sursă de aer au un cost total de instalare semnificativ mai mare decât cazanele pe gaz
Instalarea unui sistem de reîncălzire cu pompă de căldură poate costa 500 € pe kW instalat, ceea ce reprezintă o cheltuială enormă pentru orice proiect.
Avantajul FläktGroup: Designul AHU cu rotor dublu
Soluția noastră AHU cu rotor dublu oferă o alternativă mai inteligentă și mai eficientă, asigurând condițiile necesare de alimentare cu aer fără a fi nevoie de reîncălzire.
Iată o descriere detaliată a modului în care funcționează acest sistem:
- Primul rotor (sorbție) elimină umiditatea și pre-răcește aerul
- Serpentina de răcire aduce apoi aerul la punctul de rouă, eliminând astfel orice sarcină latentă
- Al doilea rotor utilizează aerul extras pentru a reîncălzi aerul de alimentare la 18 °C – fără nicio sursă de încălzire suplimentară
Performanță și avantaje din punct de vedere al costurilor
Această abordare oferă numeroase avantaje, cum ar fi:
- Reducerea sarcinii serpentinei de răcire cu până la 60%
- Eliminarea necesității unei pompe de căldură sau a unui cazan
Control stabil al umidității, asigurând performanța optimă a grinzilor răcite - Reducerea costurilor financiare și de exploatare
- Pentru fiecare 1 m³/s de debit de aer:
-
- Reducere cu 15 kW a dimensiunii serpentinei de răcire
- Reducere cu 9 kW a dimensiunii serpentinei de încălzire
- Economie de 12.000 € la costurile de instalare
Pentru proiectanți și instalatori, acest lucru înseamnă:
- Proiectare mai simplă a sistemului
- Mai puține componente de instalat și pus în funcțiune
- Răcitor mai mic și fără nevoie de pompă de căldură sau cazan
Pentru utilizatorii finali, acest lucru înseamnă:
- Facturi mai mici la energie
- Reducerea emisiilor de carbon
- Control mai fiabil al climatului interior
Unitate de tratare a aerului eQ MASTER® Twin Wheel
DISPONIBILĂ ÎN CURÂND împreună cu ISYteq 4.0. Sistem de control integrat pentru o optimizare mai bună și o punere în funcțiune mai ușoară.
O soluție modulară de tratare a aerului de înaltă performanță, concepută pentru a oferi o calitate superioară a aerului interior, eficiență energetică și adaptabilitate în medii comerciale și industriale.
Unitatea eQ MASTER® Twin Wheel oferă un control excepțional al fluxului de aer și al umidității. Designul său inteligent asigură un consum redus de energie, o funcționare silențioasă și o instalare simplificată, făcându-l o alegere fiabilă și durabilă pentru clădirile moderne.
Unitatea noastră eQ MASTER® Twin Wheel se integrează perfect cu sistemele avansate de recuperare a energiei și comenzile inteligente, oferind o soluție completă pentru gestionarea eficientă a climatului. Conceptul modular acceptă scalabilitatea și personalizarea, asigurând evoluția sistemului în funcție de cerințele dvs.

Caracteristicile unității eQ MASTER® Twin Wheel includ:
- Design modular cu 21 de dimensiuni și debit de aer de până la 12 m³/s
- Primul rotor - FläktGroup (sorbție) de înaltă eficiență pentru dezumidificarea aerului proaspăt
- Al doilea rotor - Rotor de condensare de înaltă eficiență FläktGroup pentru reîncălzire „gratuită”
- Comenzile integrate reglează serpentina de răcire pentru a dezumidifica până la entalpia de alimentare necesară
- Parte a unei soluții de sistem perfect adaptată grinzilor răcite FläktGroup
Energy demand impact (Per 1 m3/s)
| Twin Wheel | Single Wheel | @ | Single Wheel | |
| Încălzire | 0 kWh | 19,100 kWh | 0.05 €/kWh | +1K € |
| Răcire | 11,802 kWh | 28,980 kWh | 0.03 €/kWh | +0.5K € |
| Ventilator de alimentare | 3,705 kWh | 2,838 kWh | 0.20 €/kWh | -0.2K € |
| Ventilator de evacuare | 5,010 kWh | 2,708 kWh | 0.20 €/kWh | -0.5K € |
| Rezumat | 20,517 kWh | 53,626 kWh | +0.8 € |
Electricitate @ 0,2 €/kWh.
Pompă de căldură cu sursă de aer SCOP de 3,5, deci costul pe kWh = 0,05 €/kWh.
Răcitor SEER de 7,0, deci costul pe kWh = 0,03 €/kWh.
Analiza costurilor de funcționare
Consumul de energie al ventilatorului crește ușor odată cu includerea unui al doilea rotor, dar costurile totale de funcționare sunt mai mici datorită reducerii cererii de răcire și încălzire. Datorită cererii mai mici de energie, emisiile de carbon sunt, de asemenea, reduse semnificativ.
Rotor dublu - O abordare mai inteligentă și mai eficientă a sistemului
Soluția noastră AHU cu rotor dublu nu poate fi subestimată în ceea ce privește importanța sa în asigurarea unor economii optime și a confortului clădirii. Clădirile se confruntă cu o presiune din ce în ce mai mare pentru a respecta standardele de mediu, astfel încât este esențial ca orice sistem instalat să îndeplinească aceste cerințe. Împreună cu gama noastră de grinzi răcite certificate EPD, oferim o alternativă valoroasă la sistemul tradițional de ventiloconvectoare.
Această soluție alternativă are ca scop oferirea unei performanțe superioare, costuri mai mici și o durabilitate mai mare.
Avantajele cheie ale AHU-urilor cu rotor dublu în instalațiile cu grinzi de răcire
- Costuri totale de instalare mai mici – Necesitate redusă de răcitoare mari, serpentine de reîncălzire și surse de căldură
- Costuri de funcționare mai mici – Control eficient al umidității și cerere redusă de energie
- Climat interior stabil – Reglarea precisă a umidității aerului de alimentare asigură performanța optimă a grinzilor de răcire și confortul ocupanților
De ce grinzile răcite sunt o soluție inteligentă
Grinzile răcite, precum iQ STAR WEGA II sunt proiectate să funcționeze fără apă la suprafață, eliminând necesitatea filtrelor sau a sistemelor de drenaj [3]. Acest lucru reduce:
- Cerințele de întreținere
- Costurile de capital
- Riscurile operaționale
Grinzile răcite sunt o alternativă la ventiloconvectoare și, chiar și în comparație cu cele mai eficiente ventiloconvectoare, grinzile răcite oferă:
- Consum redus de energie
- Eficiență mai mare a răcitorului (în special la valori de referință ale apei răcite de 14 °C)
- Cerere redusă de răcire la vârf
- Amprentă mai mică a răcitorului
Eficiență centralizată
Sistemele de răcire uscată se bazează pe o alimentare suficientă cu aer pentru a gestiona sarcinile latente. În medii cu umiditate ridicată, unitățile AHU centralizate:
- Handle latent cooling
- Use high-efficiency fans for air distribution
- Avoid inefficiencies of decentralised room units
Câștiguri la nivel de sistem
Prin separarea producției de apă răcită pentru AHU și grinzile răcite, proiectanții pot optimiza fiecare sistem:
- Apa răcită AHU gestionează sarcinile latente
- Apa răcită a grinzilor funcționează la temperaturi mai ridicate, îmbunătățind performanța răcitorului și reducând consumul de energie
În concluzie, AHU-urile noastre cu rotor dublu și grinzile de răcire combinate formează o soluție de înaltă performanță și cu emisii reduse de carbon. Această soluție de sistem oferă o valoare măsurabilă în ceea ce privește proiectarea, instalarea și funcționarea. Este o soluție strategică pentru proiectanți, instalatori și proprietari de clădiri care caută rezultate mai bune - din punct de vedere tehnic, financiar și ecologic.
Referin
2. REHVA Guidebook, Active and Passive Beam Application Design Guide For Global Application. 2015