Komponente ventilatorskega konvektorja

Ventilator v konvektorju služi za proizvajanje prostorninskega pretoka zraka skozi cevni register in s tem omogoča prenos toplote ter posledično kroženje zraka po prostoru. Večina ventilatorjev je centrifugalnih; tj. takih, ki imajo lopatice zakrivljene naprej. Večina ventilatorjev je vgrajenih v ventilatorske palube ali pa so vgrajeni samostojno s svojim

elektromotorjem. Ohišja ventilatorjev so izdelana iz aluminijaste ali pocinkane pločevine, velikokrat pa se pojavljajo tudi plastična ohišja, narejena iz polimernih materialov (najlon, polipropilen). Elektromotorji ventilatorjev so dvo- ali štiripolni, izmeničnega toka, z močmi tudi do 200 W. Hitrost le-teh lahko nadzorujemo s potenciometrom 0‒ 10 V, to napetost pa s transformatorjev spravimo na ustrezno.

V ventilatorskih palubah so ventilatorji skupaj z elektromotorjem postavljeni v vrsto po dva ali tri in si delijo skupno gred. Možnost je tudi vgraditve dodatnih elektromotorjev.

Slika 2.4: Ventilatorske palube [1]

Ventilatorji, ki pa so vgrajeni s svojim elektromotorjem, pa so veliko bolj kompaktni. Večina proizvajalcev ventilatorskih konvektorjev uporablja to izvedbo, saj lahko dodajajo število ventilatorjev po želji. Edina slabost te izvedbe je, da motor, ki je vgrajen v notranjosti zmanjša učinkovitost, ker deluje kot ovira zraka, ki teče skozi. To lahko povzroči zmanjšan prostorninski pretok zraka ter hrup. Velika prednost te izvedbe pa je, da če en motor zataji, lahko naprava deluje še naprej, sicer z manjšo učinkovitostjo – velikokrat uporabniki tega sprva sploh ne opazijo, saj naprava še vedno zagotavlja dovolj dobro učinkovitost [1].

2.1.3.2 Prenosnik toplote – register

Prenosnik toplote znotraj ventilatorskega konvektorja se nanaša na prenos toplote iz prenosnega medija toplote (fluid), na zrak, ki potem ogreva prostor, v katerem se nahajamo.

Poznana je tudi možnost izvedbe, kjer so v prenosnik vgrajeni električni grelci, vendar se v praksi bolj uporablja prva izvedba. Registri so običajno izdelani iz bakrenih cevi ter aluminijastih reber/lamel, ki so pričvrščene oz. natisnjene na že omenjene cevi.

Prenosnik je običajno povezan z vodnim hladilnim oz. grelnim sistemom tako, da skozi prenosnik teče prenosni medij toplote (voda), preko aluminijastih reber pa ventilator potiska zrak, ki odnaša toploto vode in jo vnaša v prostor. Takemu principu prenosa toplote pravimo prisilna konvekcija. Pri ventilatorskih konvektorjih gre največkrat za kompaktne prenosnike toplote, za katere je značilna velika površina in velik prenos toplote na enoto volumna, majhni tokovni prehodi ter laminaren tok. [7]

Prenosniki toplote so lahko namenjeni tako gretju, kakor tudi hlajenju prostora. V primeru gretja, ki ga uporabljamo v bolj mrzlih mesecih leta (pozimi), skozi prenosnik pošiljamo toplo/vročo vodo, v primeru hlajenja, ki pa ga uporabljamo v toplejših mesecih (poleti) pa hladno/mrzlo vodo. To vodo moramo že prej ustrezno pripraviti z ostalimi načini gretja oz.

hlajenja vode. Za višjo dinamiko celotnega sistema je možnost tudi mešanja tople in hladne

vode z ustreznim regulacijskim ventilom. Prostorninski pretok vode skozi prenosnik ustvarja črpalka oz. črpalki za vodo.

Proizvajalci ventilatorskih konvektorjev velikokrat vgradijo kar dva prenosnika toplote.

Vsak je namenjen svojemu režimu delovanja: en prenosnik toplote je namenjen gretju prostora, drug pa hlajenju. V tem primeru ni potrebnega regulacijskega ventila, ki bi kontroliral vrsto vode, ki bi tekla skozi prenosnik. Potrebna je ustrezna regulacija črpalk, ki ustvarjajo različne prostorninske pretoke tople ali hladne vode skozi prenosnika toplote [1].

Slika 2.5: Register prenosnika toplote [1]

Prenosniki toplote se med seboj razlikujejo po načinu toka toplotnega medija skozi prenosnik. Poznamo prenosnike, kjer tok medije teče paralelno (istosmerno) ali pa protismerno.

Slika 2.6: Koncentrični prenosnik toplote: (a) paralelni tok, (b) protismerni tok [6]

Med seboj jih lahko razlikujemo tudi po obliki cevi in reber. Poznamo prenosnike z olameljenimi cevmi ali lamelnimi ploščami. Pri olameljenih ceveh poznamo kombinacije ploščatih ali okroglih cevi s kontinuiranimi ploščnimi lamelami ali okroglimi lamelami. Pri prenosnikih z lamelnimi ploščami pa imamo paralelne plošče z valovitimi rebri, med seboj pa se razlikujejo po tem, ali so namenjeni za enoji ali večkratni prehod.

Slika 2.7: Vrste prenosnikov: (a), (b), (c) Olameljene cevi, (c) Lamelne plošče za enojni prehod, (d) Lamelne plošče za večkratni prehod [6]

2.1.3.3 Regulacijske komponente

Komponente, s katerimi nadzorujemo prostorninski pretok vode skozi konvektor, so regulacijski ventili in aktuatorji. Za ročno regulacijo se uporabljajo navadni, ročni regulacijski ventili, če pa želimo dinamičen in izredno odziven ter prilagodljiv sistem, pa brez aktuatorjev tega ne moremo doseči.

Če želimo dvocevni porabnik, v našem primeru konvektor, priključiti na štiricevni sistem, potrebujemo preklopni ventil s šestimi priključki. Ta se lahko uporablja v kombinaciji s tlačno neodvisnim ventilom za hidravlično uravnoteženje. Način uporabe takšnega ventila je prikazan na spodnji sliki:

Slika 2.8: Način uporabe preklopnega ventila za hladilni in ogrevalni režim [8]

Slika 2.9: Preklopni ventil s šestimi priključki Danfoss ChangeOver 6 z NovoConom [9]

V primeru štiricevnega porabnika pa takšna regulacija ni potrebna. V takem primeru pa potrebujemo navaden regulacijski ventil za vsako vejo – hlajenje ali ogrevanje, s katerim nato reguliramo prostorninski pretok vode skozi konvektor. Na vsak regulacijski ventil lahko načeloma dodamo tudi aktuator, s katerim zagotovimo samodejno regulacijo.

Naslednja vrsta regulacije je preko kontrolorjev, ki pa so pogosto že vključeni poleg aktuatorjev. Gre namreč za različne PLC- in PID-kontrolorje, na katere vežemo tipala, ki jih razporedimo znotraj stavbe in prostor kot tudi zunaj stavbe. Kontrolorji omogočajo nadzor enega ali več porabnikov oz. konvektorjev, omogočajo pa tudi programljivost različnih režimov delovanja ob določenih pogojih.

Slika 2.10: Elektronski regulator z displejem in programsko kartico Danfoss ECL 296 [8]

2.1.3.4 Ostale komponente

Pod ostale komponente pa spadajo tiste komponente, ki zagotavljajo nemoteno delovanje ventilatorskih konvektorjev. Te so odtočni pladenj in črpalka za kondenzat. Te dve komponenti sta še posebej pomembni, če je konvektor nastavljen na režim delovanja tako gretja kot hlajenja. V takih primerih se začne nabirati kondenzat, ki ga moramo ustrezno odvajati v odtok. Ustrezno predpostavljeni morajo biti tudi filtri, ki filtrirajo zrak. Ti so še posebej pomembni, če skozi konvektor vnašamo svež zrak iz okolice in ga ne jemljemo neposredno iz prostora. Filtri preprečujejo vdor manjših delcev PM10 in PM2,5. V primeru pandemije, kot jo poznamo zdaj (COVID-19), mora biti zagotovljena ustrezna ventilacija prostorov, ki je predpisana po standardih.

Slika 2.11: Filtri zraka [1]