Guide till dimensionering

Transkript

1 Fläktar GA-systemets fläktar är anpassade till de höga krav på verkningsgrad som vår effektmedvetna tid ställer. Ljudnivån hos GAsystemets fläktar är mycket låg. GA-systemet har två olika typer av fläktar: Fläkt GLOBAL Wing, GARW Fläkt GARW är en axi-radiell fläkt, direktdriven av en motor med inbyggd frekvensomriktare. Fläkten är steglöst varvtalsreglerbar vilket medger kontinuerlig och exakt styrning av luftflöde eller tryck. Fläktkonstruktionen är patentsökt med sin unikt goda egenskaper beträffande ljud, el-effektivitet och aerodynamik. Fläkten har låg utloppshastighet vilket minimerar systemförluster. Den låga utloppshastigheten medför att fläktens statiska tryckökning totaltrycksökningen (dynamiska trycket är normalt mindre än 20 Pa). Fläkt GARB Fläkt GARB är en dubbelsugande radialfläkt med bakåtböjda skovlar. Storlek 005 till 037, GLOBAL Twin, är en nyutvecklad patentsökt fläkt med stor anslutningsdimension. Fläkten har låg utloppshastighet vilket minimerar systemförluster. Den låga utloppshastigheten medför att fläktens statiska tryckökning totaltrycksökningen (dynamiska trycket är normalt mindre än 20 Pa). I fläkthuset är ljudabsorberande material inbyggt för att reducera fläktens ljudalstring. Storlek 045 till 120 är fläktar av konventionell typ vars verkningsgrad är upp till 86 %. Fläktkurvan för GARB-fläkten är brant, detta gör att luftflödet är tämligen konstant oavsett tryckvariationer i anläggningen. Fläktdiagram Fläkt GLOBAL Wing, GARW Diagrammen gäller för luft med densiteten 1.2 kg/m 3. I tryckflödesdiagrammet är fläktens rekommenderade arbetsområde markerat med ett ljusblått fält. För GARW 015 finns två olika motoralternativ vilka markeras med fält av olika nyans. OBS! Den större motorn kan arbeta inom båda fälten. Tryck-flödeslinjer för GARW är utritade vid max prestanda resp. för eventuell minbegränsning. Stryplinjer är inritade, vilka representerar olika anläggningskarakteristik, för vilka gäller att erforderlig tryckhöjning är proportionell med kvadraten på luftflödet. Tillförd el-effekt till motorn samt P/q (ett mått på fläktens el-effektivitet) är utritade. Total ljudeffektnivå, L wtot till ansluten utloppskanal är markerad med blå kurvor och blåa siffror. Korrektioner för olika ljudvägar och oktavband redovisas i tabellform. Fläkt GARB Diagrammen gäller för luft med densiteten 1.2 kg/m 3. I tryckflödesdiagrammet är fläktens rekommenderade arbetsområde markerat med ett ljusblått fält. Tryck-flödeslinjer för GARB är utritade vid olika varvtal. Stryplinjer är inritade, vilka representerar olika anläggningskarakteristik, för vilka gäller att erforderlig tryckhöjning är proportionell med kvadraten på luftflödet. För GARB är den optimala verkningsgraden d.v.s. den strömningstekniska verkningsgraden för fläkthjulet monterat i ett fritt uppställt konventionellt fläkthus, utskriven vid stryplinjerna. Total ljudeffektnivå, L wtot till ansluten utloppskanal är markerad med blå kurvor och blåa siffror. Korrektioner för olika ljudvägar och oktavband redovisas i tabellform. För GARB redovisas fläktaxeleffekten som funktion av luftflöde och varvtal i ett separat diagram. Fläktaxeleffekten inkluderar effektförluster i fläktens lager. I diagrammet står fläktens max varvtal n max, tröghetsmomentet J, axeldiameter, min fläktremskiva, tillåtna motorstorlekar och tillåtna motoreffekter. Anslutningsfall Fläkt GLOBAL Wing, GARW Diagrammet gäller både vid kanalanslutning och vid anslutning till annan funktionsdel / tryckkammare. Fläkt GLOBAL Twin, GARB 005 till 037 Diagrammet gäller både vid kanalanslutning och vid anslutning till annan funktionsdel / tryckkammare. Vid anslutning till funktionsdel / tryckkammare är luftspridare inkluderad i diagrammet. Fläkt GARB 045 till 120 Diagrammet gäller för fläkt ansluten till kanal med samma mått som fläktutloppet. Då gäller att p tot p anläggning (aggregatet ingår) För anslutning till annan funktionsdel eller tryckkammare gäller att systemförlusten samt tryckförlusten av eventuell luftspridare måste tilläggas. Systemförlusten anger den sammanlagda tryckförlusten av stötförlust och förlust av dynamiskt tryck. Systemförlusten orsakas av den språngvisa areaförändringen från fläktutlopp till tryckkammare. Stötförlusten orsakas av den ojämna hastighetsfördelningen i fläktutloppet. Systemförlusten och tryckförlust p.g.a. luftspridare återfinns i tryckfallstabellerna. Då gäller att p p (aggregatet ingår) + systemförlust tot anläggning + tryckfallsförlust p.g.a. luftspridare 123

2 Fläkt GLOBAL Wing, GARW Totaltrycksökning Motordata: Luftflöde Märkeffekt Ström Säkring Min varv Max varv Spänning GARW (kw) (A) (A) (r/m) (r/m) (V) ,9 5,1 Max x ± 10% Exempel Fläkt GARW-005. På utloppet anslutes en kanal 500x500 Luftflöde 1,2 m 3 /s. p tot summan av alla totaltrycksförluster i kanalsystemet och aggregatets funktionsdelar 750 Pa. Tryckflödesdiagrammet gäller för detta anslutningsfall (och för aggregatanslutning). Gå in i diagrammet vid luftflödet 1,2 m 3 /s och totaltrycket 750 Pa. I de tänkta linjernas skärningspunkt avläses tillförd eleffekt till motorn P 1800 W, eleffektiviteten P/q 1,5 kw/(m 3 /s) och totala ljudeffektnivån till ansluten utloppskanal, L w tot 84 db. Aktuella motordata avläses i tabell. Dimensioneringsdiagrammet visar fläktens totaltrycksökning i förhållande till: luftflödet tillförd el-effekt till motorn (P) P/q Anges som kw / (m 3 /s), alltså el-effekt tillförd fläktmotor/luftflöde. Används som mått på fläktens el-effektivitet. L w, tot Total ljudeffektnivå till ansluten utloppskanal, db (relativt W), i oktavband Hz. 124

3 Fläkt GLOBAL Twin, GARB-005 Fläktaxeleffekt* Totaltrycksökning n max 5000 r/m J 0,043 kg m 2 Axeldiameter 24 mm Min fläktremskiva 80 mm Motorstorlek Motoreffekt 0,37 4 kw *Inkl. lagerförluster Luftflöde Exempel Fläkt GARB-005. På utloppet anslutes en kanal 500x500 Luftflöde 1,1 m 3 /s. p tot summan av alla totaltrycksförluster i kanalsystemet och aggregatets funktionsdelar 1000 Pa. Tryckflödesdiagrammet gäller för detta anslutningsfall (och för aggregatanslutning). Gå in i övre diagrammet vid luftflödet 1,1 m 3 /s och totaltrycket 1000 Pa. I de tänkta linjernas skärningspunkt avläses varvtalet n 4000 r/m och totala ljudeffektnivån till ansluten utloppskanal, L w tot 92 db. I undre diagrammet vid luftflödet 1,1 m 3 /s och varvtalet 4000 r/m avläses fläktens nettoeffektbehov inkl. lagerförluster till 1,8 kw. Längst ner till vänster i diagrammet står att fläktaxelns diameter är 24 mm och att min fläktremskiva är 80 mm. 125

4 Redovisning av ljuddata Ljudet redovisas som ljudeffektnivåer i db per oktavband. Detta ger en bild av hur stor ljudeffekt som utstrålas från fläkten och vilken frekvensfördelning ljudet har. Med kännedom om dämpningen hos apparatdelar i ljudets väg, samt det ventilerade rummets ljudabsorberande förmåga kan sedan ljudtrycksnivå och ljudnivå i db(a) beräknas för olika platser i rummet. Total ljudeffektnivå, L w,tot i db till ansluten utloppskanal är markerad med blå kurvor och blå siffror i fläktdelens tryckflödeskurva. Med hjälp av en korrektionsfaktor som är beroende av ljudväg, varvtal och ljudets frekvens kan ljudeffektnivån per oktavband, L w,ok beräknas för olika ljudvägar. redovisas i tabellform under fläktkurvorna. Lösning: Ur fläktdelens tryckflödesdiagram avläses: Total ljudeffektnivå till ansluten utloppskanal, L w,tot 92dB. Ljudväg A Ur tabellen för får man korrektioner enligt nedan. L w, tot L w, ok Oktavband/medelfrekvens L w,ok L w,tot + L w,ok ljudeffektnivå i oktavband, db (relativt W), för ljudvägen L w,tot total ljudeffektnivå till ansluten utloppskanal, db (relativt W), i oktavbanden Hz. korrektionsfaktor, beroende av ljudväg, varvtal och oktavband. För aggregatdelar med ljuddämpande effekt anges L insättningsdämpningen i db per oktavband i tabellform på samma sida som fläktkurvorna. L w,ok efter aggregatdel L w,ok före aggregatdel L. Exempel Aggregat GARB 005 bestående av: Filterdel GAFC F45 Batteridel GALA Fläktdel GARB Givet: Varvtalsområde >3860 r/m. Bestäm ljudeffektnivån i oktavband för följande ljudvägar: A Till ansluten utloppskanal efter fläktdelen. B Till inloppskanalen mellan intagsgaller och aggregat. C Till aggregatets omgivning. Ljudväg B Ur tabellerna för och L får man korrektioner enligt nedan. L w, tot L (GAFC F45) L (GALA) L w, ok Oktavband/medelfrekvens Ljudväg C Ur tabellen för får man korrektioner enligt nedan. L w, tot L w, ok Oktavband/medelfrekvens

5 Värmeväxlare GAVA Vidstående diagram visar vilken temperaturverkningsgrad man kan erhålla för värmeväxlare GAVA. Värdena ur temperaturverkningsgraddiagrammet gäller för det nominella varvtalet 12 r/m. För att erhålla det rätta värdet på verkningsgraden vid varvtalsreglering av rotorn så får man använda korrektionsdiagrammet för varvtalsreglering. Givet Luftflöde 0,95 m 3 /s. Luftmängdsförhållande Tilluft 1,0 Frånluft Gå in nederst i diagrammet vid luftmängden 0,95 m 3/ s, drag en linje tills den skär linjen tilluftsmängd/frånluftsmängd 1,0. Drag en h orisontell linje åt vänster och avläs verkningsgraden η 81%. Flödesschema med beteckningar Tilluftens temperaturverkningsgrad % Varvtalsreglering Temperaturverkningsgrad % Rotorvarvtal r/m Tilluftsflöde Kapacitetsdiagrammet för GAVA visar verkningsgraden vid olika luftmängder. Dessa mätningar är gjorda vid fullt varvtal 12 r/m. Vid lägre varvtal blir verkningsgraden reducerad. Detta visas på vidstående diagram. De två kurvorna anger min och max luftmängd genom växlaren. Arbetsområdet blir mellan dessa båda kurvor. Av diagrammet framgår att den huvudsakliga regleringen sker mellan 0 och 4 r/m. Värmeväxlare GAVF Vidstående diagram visar vilken temperaturverkningsgrad som kan erhållas ur värmeåtervinnare GAVF. För en noggrann dimensionering som tar hänsyn till frånluftens fuktinnehåll, måste datorberäkning göras, kontakta närmaste PM-LUFT- kontor. Exempel Givet Luftflöde 0,74 m 3 /s Tilluft Luftmängdsförhållande 1,0 Frånluft Tilluftens temperatur före värmeåtervinnarenn -5 C Frånluftens temperatur före värmeåtervinnaren 22 C Gå in nederst i diagrammet vid tilluftsflödet 0,74 m 3 /s, och drag en lodrät linje uppåt tills linjen tilluftsmängd/frånluftsmängd 1,0 skärs. Vinkla av åt vänster och avläs verkningsgraden η 63 %. Tilluftens torra temperaturverkningsgrad % Korrektionsdiagram Tilluftsflöde Vid hög relativ fuktighet i frånluften fälls kondensvatten ut. Detta påverkar verknings graden enligt nedanstående formel f k fås ur diagram. η tk η t + f k (1 ηt) Gäller vid frånluftstemperatur 22 C. η t skall anges i decimal form. 127

6 Värmeväxlare GAVD Vidstående diagram visar vilken temperaturverkningsgrad man kan erhålla för värmeåtervinnare GAVD. Ungefärligt vattenflöde, l/s För en noggrann dimensionering som tar hänsyn till frånluftens fuktinnehåll, måste datorberäkning göras, kontakta närmaste PM-LUFT-kontor. Varje storlek har fyra effektvarianter, 6, 8, 10 och 12 rörrader. På frånluftssidan kan GAVD förses med droppavskiljare, detta för att undvika medryckning av kondensvatten vid lufthastigheter över 3 m/s. 12 rörrader Ungefärligt vattenflöde, l/s Gå in i nedersta diagrammet 1 med tilluftsmängden 1 m 3 /s. Gå rakt uppåt till linjen tillluft/frånluft 1. Rita från skärningspunkten en linje åt vänster i diagrammen för de olika rörradsdjupen tills önskad verkningsgrad uppnås. I det här fallet uppnås önskad verkningsgrad, 60%, vid 10 rörrader. Tilluftens temperaturverkningsgrad % 10 rörrader Ungefärligt vattenflöde, l/s 8 rörrader Ungefärligt vattenflöde, l/s Vidstående diagram gäller vid följande givna värden: Batteri med standardbredd. Utetemperatur -10 C. Frånluftstemperatur 20 C, relativ fuktighet 30% Vätska: Vatten med 30% etylenglykol Vätsketryckfall: Max. 60 kpa/batteri Breddat batteri: Vid breddat batteri multipliceras tilluftsflödet med faktor 0,70. Gå sedan in i diagrammet med det lägre flödet och avläs värdet på verkningsgraden. Vattenflödet avläses vid det verkliga luftflödet. 6 rörrader Tilluftsflöde 128

7 Värmebatteri Nedanstående diagram innehåller de uppgifter som erfordras för vår batteridel. Diagrammet är uppbyggt med varmvatten som värmemedium. Om speciella förutsättningar föreligger så kontakta närmaste PM-LUFT-kontor för besked. 1 3 Beteckningar t i Ingående luftens temperatur, C t u Utgående luftens temperatur, C t vi Ingående vattnets temperatur, C t vu Utgående vattnets temperatur, C 2 4 Givet Luftflöde 0,7 m 3 /s Ingående luftens temperatur t i 20 C Utgående luftens temperatur t u 20 C Ingående vattnets temperatur t vi 60 C Utgående vattnets temperatur t vu 40 C 5 Val av batteridel Gå in i diagram 1 vid det aktuella luftflödet 0,7 m 3 /s, drag från denna punkt en horisontell linje tills linjen t u t i 40 skärs (20 ( 20 ), avläs värmeeffekten till 33 kw. Drag därifrån en linje rakt ner i diagram 2, tills linjen t vi t i 80 skärs (60 ( 20 ), vinkla därefter åt höger in i diagram 4, där batterivarianterna 1 och 2 är inritade. Gå därefter in upptill i diagram 3 med den tidigare i diagram 1 avlästa värmeeffekten 33 kw, gå även in i den högra delen av diagram 3 med vattnets temperatursänkning 20 C, från denna skärningspunkt dras en vertikal linje som skär den tidigare ritade linjen i diagram 4. Välj den batterivariant vars kurva ligger närmast över skärningspunkten i diagram 4, i detta fall batterivariant 2. I diagram 5 avläses vattenflödet 0,4 l/s och vattnets tryckfall till 4 kpa. 129

8 Kyldel GAKA för kylning med kallvatten Nedanstående diagram innehåller erforderliga uppgifter för val av luftkylare i GA-systemets. Diagrammen är uppbyggda på luftens olika entalpitillstånd i kyldelen. För översättning av lufttemperatur och luftfuktighet till entalpi finns två hjälpdiagram. Beteckningar z Antal rörrader i batteriet t i Ingående luftens temperatur, C t u Utgående luftens temperatur, C t vi Ingående vattnets temperatur, C t vu Utgående vattnets temperatur, C i i Ingående luftens entalpi, kj/kg i u i m Utgående luftens entalpi, kj/kg Luftens mättnadsentalpi vid ingående vattnets temperatur, kj/kg 1 3 Exempel Givet Luftflöde 0,9 m 3 /s Ingående luftens temperatur, t i 25 C Ingående luftens relativa fuktighet 60% Utgående luftens temperatur, t u 14 C Ingående vattnets temperatur, t vi 5 C Utgående vattnets temperatur, t vu 10 C Standardbredd på batteriet. Luftens entalpi Luftens mättnadsentalpi vid ingående vattentemperatur 4 5 Droppavskiljare rekommenderas för: Std q 0,8 m 3 /s Stor q 1,2 m 3 /s I exemplet har förutsatts att utgående luften är kyld till daggpunkten, relativ fuktighet 100%. Om ingående luften är torr och nedkylningen liten avläses utgående luftens relativa fuktighet ur Mollierdiagrammet på sid Diagrammet (6) för luftens entalpi ger Ingående luftens entalpi, i i 55 kj/kg Utgående luftens entalpi, i u 39 kj/kg i i i u kj/kg Diagrammet (7) för luftens mättnadsentalpi vid ingående vattentemperatur ger i m 18 kj/kg i i i m kj/kg Dimensioneringsdiagrammet Gå in i diagram 1, drag en horisontell linje från luftmängden 0,9 m 3 /s tills den skär linjen i i i u 16 kj/kg. 130 Avläs kyleffekten 17,5 kw. Drag en linje nedåt in i diagram 2 tills den skär en tänkt linje i i i m 37 kj/kg, vinkla där åt höger in i diagram 4 där de olika kylbatterivarianterna (3, 4, 5, 6, 8 och 10 rörrader) är inritade. Gå in i diagram 3, den övre delen, med kyleffekten 17,5 kw och i den högra delen med vattnets temperaturhöjning 5 C, från skärningspunkten drages en vertikal linje, som skär den tidigare inritade horisontella linjen i diagram 4. Den kylbatterivariant vars kurva ligger närmast över skärningspunkten, i detta fall 4 rörrader, är det rätta kylbatteriet. I diagram 5 avläses vattenflödet 0,85 l/s och vattnets tryckfall 40 kpa.

9 Kyldel GAKC för kylning med förångande kylmedium Nedanstående diagram innehåller erforderliga uppgifter för val av luftkylare i GA-systemet. Diagrammen är uppbyggda på luftens olika entalpitillstånd i kyldelen. För översättning av lufttemperatur och luftfuktighet till entalpi finns ett hjälpdiagram Droppavskiljare rekommenderas för: Std q 0,8 m 3 /s Stor q 1,2 m 3 /s Luftens entalpi 4 Beteckningar z Antal rörrader i batteriet t i Ingående luftens temperatur, C t u Utgående luftens temperatur, C t å Kylmediets förångningstemperatur, C i i Ingående luftens entalpi, kj/kg i u Utgående luftens entalpi, kj/kg i m Luftens mättnadsentalpi vid kylmediets förångningstemperatur, kj/kg Givet Luftflöde 0,9 m 3 /s Ingående luftens temperatur, t 1 25 C Ingående luftens relativa fuktighet 60% Utgående luftens temperatur, t 14 C Kylmediets förångningstemperatur t å +5 C Standardbredd på batteriet. I exemplet har förutsatts att utgående luften är kyld till daggpunkten, relativ fuktighet 100 %. Om ingående luften är torr och nedkylningen liten avläses utgående luftens relativa fuktighet ur Mollierdiagrammet på sid Diagrammet (5) för luftens entalpi ger Ingående luftens entalpi, i i 55 kj/kg Utgående luftens entalpi, i u 39 kj/kg i i i u kj/kg Dimensioneringsdiagrammet Gå in i diagram 1, drag en horisontell linje från luftmängden 0,9 m 3 /s tills den skär linjen i i i u 16 kj/kg. Avläs kyleffekten 17,5 kw. Drag en linje nedåt in i diagram 2 tills den skär en tänkt linje i i 55 kj/kg. Drag en linje horisontellt åt höger och avläs erforderligt antal rörrader, i detta fallet 4 rörrader. 131

10 GA-005 Dimensionering Fläkt GLOBAL Twin, GARB Totala ljudeffektnivån till utloppskanal L W tot kan avläsas i varje fläktdiagram. För uppdelning på olika ljudvägar och oktavband används följande formel: Fläktaxeleffekt* Totaltrycksökning n max 5000 r/m J 0,043 kg m 2 Axeldiameter 24 mm Min fläktremskiva 80 mm Motorstorlek Motoreffekt 0,37 4 kw *Inkl. lagerförluster Luftflöde L W, ok L W tot + erhålles ur tabell. Korr.faktor för olika ljudvägar och oktavband Varvtalsområde Oktavband nr/ medelfrekvens, Hz LJUDVÄG r/m Till utloppskanal > Till inloppskanal > Till aggregatets omgivning > L insättningsdämpning per oktavband för funktionsdelar Funktionsdel Ljuddämpare GADA, c-kod Filterdel GAFA, G85 Filterdel GAFB, G85 Filterdel GAFC,F45 Filterdel GAFC F65, F85, F95 Värmebatteri GALA Kylbatteri GAK, 3 5 rörrader Kylbatteri GAK, 6 10 rörrader Droppavskiljare Värmeväxlare GAVA Värmeväxlare GAVD Värmeväxlare GAVF Fuktare GAHA, 65% Fuktare GAHA, 85% Oktavband, nr / medelfrekvens, Hz