Podcast Mechaników i Instalatorów by Paweł Kuczyński

Czy w instalacji wentylacyjnej można odzyskać ciśnienie?

Okazuje się, że tak — choć nie chodzi tutaj o odzyskiwanie energii bez strat, lecz o przekształcanie energii ruchu powietrza w ciśnienie statyczne.

W 112. odcinku Podcastu Mechaników i Instalatorów wyjaśniam, na czym polega to zjawisko i jak wykorzystuje się je podczas projektowania sieci kanałów metodą Static Regain.

Przy okazji porządkujemy pojęcia ciśnienia statycznego, dynamicznego i całkowitego oraz przyglądamy się sprężowi dyspozycyjnemu centrali wentylacyjnej.

Na przykładach omawiam, jak zmiana wydajności wpływa na opory instalacji, dlaczego trzeba uwzględniać stan zabrudzenia filtrów i jakie parametry należy sprawdzić przy doborze centrali.

To również mój powrót do podcastu po ponad miesięcznej, nieplanowanej przerwie, której przyczynę krótko wyjaśniam na początku odcinka.

Zapraszam do słuchania!

Uszkodzona chłodnica albo nagrzewnica w centrali wentylacyjnej nie oznacza, że trzeba szukać identycznej części u jej producenta.

W większości przypadków można wykonać nowy wymiennik i dopasować go do praktycznie dowolnej centrali.

W tym odcinku wyjaśniam, jakie informacje są potrzebne, żeby taki dobór wykonać prawidłowo: od wymiarów wnętrza centrali, przez parametry wody lub glikolu, aż po przepływy i spadki ciśnienia.

Mówię również o trudniejszym przypadku: co zrobić, jeśli centrala nigdy nie miała chłodnicy, a chcemy ją w chłodzenie doposażyć.

Bo wtedy nie wystarczy znaleźć miejsce na wymiennik.

Trzeba jeszcze sprawdzić, czy po jego zamontowaniu cała centrala nadal będzie pracowała tak, jak powinna.

1,5 kW, 2,2 kW, 3 kW – te moce silników AC zna praktycznie każdy, kto pracuje w wentylacji.

Ale skąd w wentylatorach EC biorą się wartości takie jak 1,35; 1,8; 2,5 czy 3,3 kW?

Nie istnieje żaden „ukryty” szereg mocy EC.
Za każdą z tych wartości stoi konkretna fizyka: średnica wirnika, jego obroty, wymagany przepływ, spręż oraz sprawność całego zespołu.

W najnowszym artykule pokazuję to na prostym przykładzie obliczeniowym.

Wyjaśniam też, dlaczego 1,5 kW na tabliczce silnika AC i 1,5 kW podane dla wentylatora EC wcale nie oznaczają tego samego.

Jest też druga strona tej technologii.
Precyzyjne dopasowanie wirnika, silnika i elektroniki daje wysoką sprawność i niskie zużycie energii, ale powoduje jednocześnie, że wentylator EC jednego producenta bardzo trudno zastąpić urządzeniem konkurencji.

Dlaczego wentylatory mają średnice 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560 czy 630 mm?

Dlaczego ktoś nie zrobił po prostu szeregu 200, 300, 400, 500?

Za tymi pozornie dziwnymi liczbami kryje się ponadstuletnia historia Charlesa Renarda, matematyka, standaryzacji przemysłu i praw podobieństwa wentylatorów.

W tym odcinku pokazuję, skąd wziął się szereg R20 i dlaczego wzrost średnicy wirnika o zaledwie 12,2% może – przy zachowaniu tych samych obrotów i podobieństwa geometrycznego – oznaczać 26% większy spręż, około 41% większą wydajność i aż 78% większe zapotrzebowanie na moc. 

Opowiadam też o czasach, gdy prędkość silnika AC była ograniczona liczbą jego biegunów, o przekładniach pasowych, a później o rewolucji, jaką przyniosły falowniki. Bo za szeregiem średnic, który dziś bez zastanowienia widzimy w każdym katalogu wentylatorów, stoi naprawdę fascynująca matematyka.

Dlaczego silniki AC mają moce 0,75; 1,1; 1,5; 2,2 czy 5,5 kW?

Dlaczego akurat takie wartości, a nie równe 1, 2, 3 czy 5 kW?

Odpowiedź prowadzi nas do XIX-wiecznej Francji, balonów obserwacyjnych, pułkownika Charlesa Renarda i problemu… 425 różnych grubości lin.

W tym odcinku pokazuję, jak matematyczny ciąg Renarda, liczby preferowane oraz historyczne konie mechaniczne wpłynęły na standaryzację przemysłu i typoszereg mocy silników elektrycznych, który każdy projektant i wykonawca wentylacji zna dzisiaj niemal na pamięć.

Dowiesz się m.in.:

• czym są liczby preferowane i szereg R10,
• dlaczego kolejne wartości szeregu rosną o około 25,9%,
• skąd wzięły się HP i KM,
• dlaczego 1 HP to około 0,746 kW,
• oraz dlaczego współczesny szereg mocy silników AC jest połączeniem matematyki, historii i standaryzacji.

To pierwsza część materiału.

W kolejnej zajmiemy się silnikami EC i wyjaśnimy, dlaczego ich moce wyglądają zupełnie inaczej.

Na sterowniku pojawia się komunikat „freecooling”.

Czy to oznacza, że instalacja pracuje już najtaniej, jak to możliwe?
Niekoniecznie.

W tym odcinku wyjaśniam, dlaczego freecooling pośredni nie zaczyna się dopiero w chwili wyłączenia sprężarek oraz dlaczego nie da się wyznaczyć jednego, stałego punktu przełączenia dla każdej instalacji.

Omawiam pracę sprężarkową, częściowy i pełny freecooling, znaczenie temperatury zasilania i powrotu, wpływ obciążenia, glikolu oraz poboru energii przez wentylatory i pompy.

Pokazuję również na przykładzie instalacji pracującej na parametrach 12/18°C, dlaczego najważniejszy dla oszczędności może być właśnie długi okres pracy mieszanej, w którym chłodne powietrze zewnętrzne i sprężarki współpracują ze sobą.

Skąd sterownik centrali wie, ile powietrza przepływa przez wentylator?

Najczęściej nie mierzy przepływu bezpośrednio, lecz oblicza go na podstawie różnicy ciśnienia na leju wlotowym oraz współczynnika K-factor.

W podcaście wyjaśniam, jak działa ten pomiar, czym K-factor różni się od ciśnienia statycznego i całkowitego wentylatora, jakie błędy najczęściej pojawiają się podczas uruchomienia centrali oraz dlaczego niewłaściwa wartość K może powodować, że rzeczywista wydajność urządzenia różni się od wskazania automatyki.

Chłodzenie powietrza do temperatury poniżej 10–12°C wymaga zupełnie innego podejścia niż standardowa wentylacja komfortu.

W tym odcinku wyjaśniam, dlaczego w centralach dla przemysłu spożywczego stosuje się glikol o temperaturze bliskiej 0°C, jak dobrać chłodnicę bez nadmiernego zwiększania jej wymiarów oraz jak ograniczyć ryzyko szronienia.

Pokazuję również przykład chłodnicy o mocy 157 kW, w której prawie 90 kW jest zużywane na skraplanie pary wodnej, czyli na osuszenie powietrza.

Zawór trójdrogowy często dobierany jest automatycznie razem z chłodnicą albo nagrzewnicą centrali. To wygodne, ale nie zawsze wystarczające.

W tym odcinku wyjaśniam:

• czym różnią się Kv i Kvs,
• jak obliczyć wymagany Kvs zaworu,
• czym jest autorytet zaworu,
• dlaczego zbyt duży zawór może pogorszyć regulację,
• kiedy dobór wykonany przez producenta centrali trzeba jeszcze zweryfikować,
• na co zwrócić uwagę przy doborze siłownika i całego układu hydraulicznego.

Bez zbędnej teorii — na konkretnym przykładzie chłodnicy wodnej w centrali wentylacyjnej.

W branży HVAC coraz częściej mówi się nie tylko o sprawności urządzeń, ale także o tym, jak instalacje są sterowane w rzeczywistych warunkach pracy.

Punktem wyjścia jest tu norma EN ISO 52120-1, która porządkuje wpływ automatyki, sterowania i technicznego zarządzania budynkiem na charakterystykę energetyczną.

W tym odcinku omawiamy, dlaczego sama centrala wentylacyjna, nawet dobrze dobrana, nie gwarantuje jeszcze niskich kosztów eksploatacji.

O końcowym efekcie decyduje sposób sterowania: reakcja na temperaturę, wilgotność, obciążenie, tryb pracy obiektu i parametry powietrza zewnętrznego.