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Unità fan coil

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Cos'è un'unità fan coil (FCU)?

Un'unità fan coil (FCU) riscalda o raffredda l'aria all'interno di uno spazio. Un ventilatore incorporato attira l'aria nella FCU e, attraverso uno scambiatore di calore per il condizionamento della temperatura, l'aria esce dalla FCU più fredda o più calda di prima. Le FCU hanno generalmente uno scambiatore ad acqua refrigerata per il raffreddamento e uno scambiatore ad acqua calda o un elemento elettrico per il riscaldamento. Nelle applicazioni commerciali il controllo delle unità fan coil varia drasticamente, da un termostato che semplicemente apre e chiude una valvola, a unità controllate da DDC che variano infinitamente i volumi d'aria e modulano le valvole.

fan-coil-unit

Schema

La figura mostra lo schema di una tipica applicazione in una stanza con due fan coil, ciascuno contenente una Belimo Energy Valve™, che gestisce la potenza termica fornita al fan coil. L'uso delle EV offre i seguenti vantaggi:

  • Bilanciamento dinamico della portata dell'acqua (in ogni condizione di carico) tramite valvole di regolazione indipendenti dalla pressione
  • Utilizzando le posizioni fisiche delle Energy Valve™ in un edificio, le velocità della pompa possono essere ottimizzate per fornire una pressione appena sufficiente a soddisfare l'unità indice.
  • Trasparenza completa del sistema (portata volumetrica, temperature, potenza di raffreddamento/riscaldamento, ...) con dati registrati sull'EV o, opzionalmente, nel Belimo Cloud
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Problemi comuni nelle unità fan coil e perché scegliere la Belimo Energy Valve™

Per uno scambio di calore ottimale e il comfort degli occupanti, pur rimanendo efficienti dal punto di vista energetico, i fan coil richiedono un buon controllo delle portate dell'aria e di quelle dell'acqua. Tuttavia, i produttori di unità fan coil spesso pubblicano solo i requisiti di portata per le condizioni di carico massimo. Ciò che è sconosciuto è la portata dell'acqua ottimale quando le portate dell'aria sono regolate dall'occupante o dal controllore DDC. Inoltre, quando si usano valvole non PI, la fluttuazione della pressione differenziale nel sistema idronico avrà un impatto sulla portata attraverso il fan coil e quindi sull'energia termica fornita alla stanza.
L'influenza reciproca con diverse utenze viene eliminata grazie al bilanciamento dinamico. Il bilanciamento dinamico viene effettuato automaticamente in ogni punto operativo. Le variazioni di pressione differenziale causano variazioni minime della portata.

Dynamic Balancing of a Fan Coil Unit


Un'unità fan coil è messa in servizio ai seguenti valori: la portata dell'acqua di progetto è impostata a 0,11 l/s (0,029 GPM), con aria a 23 °C (73 °F) che entra nell'unità. Poiché il sistema è dinamico dopo un breve periodo di tempo la pressione nell'impianto aumenta a causa dei cambiamenti in altri punti del sistema idronico. In questa specifica unità fan coil, l'aumento della pressione ha causato l'aumento della portata che si traduce una portata eccessiva all'unità fan coil, abbassando di conseguenza il delta T e l'efficienza del trasferimento di calore.

Come conseguenza, un occupante dell'ambiente potrebbe aver trovato fastidiosa la portata dell'aria e aver impostato manualmente la velocità del ventilatore a un livello basso; man mano che la temperatura dell'ambiente aumenta, la valvola viene comandata dal regolatore ad aprirsi ulteriormente finché l'aria non è semplicemente più capace di rimuovere altra energia dallo scambiatore di calore. Questo fa sì che la temperatura dell'acqua di ritorno sia più fredda del previsto. Con l'acqua che scorre troppo velocemente per la portata dell'aria abbiamo una classica ricetta per un basso delta T; questo sta influenzando non solo questa unità, ma sta riducendo la capacità dell'impianto centrale, e la sovraportata è un significativo punto di consumo per le pompe con la nostra portata ora a 0,14 l/s (0,037 GPM).



Fan Coil Unit at Design Operation    Fan Coil Unit with valve overflowing
Abbiamo la stessa unità fan coil che funziona come previsto; la portata dell'acqua di progetto è impostata a 0,11 l/s +/10% [0,029 GPM], con aria a 23 °C [73 °F], che entra nell'unità. Anche se la pressione sale da 2 bar a 3 bar, la portata non aumenta in modo significativo. L'imprecisione della portata è notevolmente migliorata, offrendo alcuni risparmi all'impianto, ma non è accurata come una valvola elettronica. Le regolazioni della velocità del ventilatore da parte dell'utente influiscono ancora sullo scambio di calore ottimale che risulterà in un basso delta T e in cattive performance dello scambiatore.

Fan Coil Unit at Design Operation

Vi è la stessa unità fan coil che funziona come previsto; la portata dell'acqua di progetto è impostata a 0,11 l/s [0,029 GPM], con aria a 23 °C [73 °F] che entra nell'unità. Anche in questo caso il sistema fornisce un aumento di pressione dovuto ai cambiamenti in altri punti dell'impianto. Il misuratore di portata elettronico nell'EV rileva l'aumento della portata prima che il sensore ambiente possa registrare un aumento della temperatura e permette alla valvola di chiudersi leggermente per evitare di raggiungere la zona di saturazione.

Se l'unità fan coil è stata tenuta di nuovo a bassa velocità del ventilatore. Con l'aumento della temperatura dell'ambiente, la valvola viene comandata dal regolatore ad aprirsi ulteriormente, il che avrebbe fatto sì che l'aria non fosse più in grado di rimuovere energia dallo scambiatore di calore. Il Delta T manager fisso dell'EV riconosce la diminuzione del delta T e sovrascrive il segnale di posizionamento non permettendo alla valvola di aprirsi ulteriormente; questo elimina la condizione di sovraportata.

L'EV misura continuamente la portata e calcola se ha bisogno di compensare o meno, in base al segnale di posizionamento e al setpoint del Delta T manager. Il Delta T manager ha rallentato l'acqua per garantire che lo scambio di calore sia ottimale per la portata dell'aria impostata dall'utente. Questo risparmia l'energia della pompa e mantiene il sistema permanentemente ottimizzato.



Fan Coil Unit without water overflow
Nell'era dei ventilatori EC/DC facilmente controllabili, le unità fan coil a portata dell'aria variabile rappresentano uno dei metodi più efficienti dal punto di vista energetico per il condizionamento dell'aria di uno spazio. Tuttavia, il controllo della velocità del ventilatore rispetto alla posizione della valvola è fonte di discussione. La energy valve, quando è configurata per il controllo di potenza, fornisce una risposta completamente lineare, il che significa che la velocità del ventilatore può essere legata direttamente all'uscita della valvola, semplificando drasticamente il processo di regolazione.

Fan Coil Unit with delta T-optimised valve flow

Storia di successo: 5 stelle per l'efficienza energetica al Marriott Hotel Al Jaddaf di Dubai

PIC_RF_Energy-Valve-EPIV-PICCV_Hotel-Marriot_UAE

La catena Marriott Hotel ha avviato la sua esperienza alberghiera a Dubai, negli Emirati Arabi Uniti, il 15 gennaio 2014.
Con uno splendido design e una posizione perfetta ad Al Jaddaf, questo hotel a 5 stelle è dotato di numerosi e raffinati servizi.

Questi comprendono camere di lusso completamente automatizzate e sistemazioni in suite che favoriscono il relax, con biancheria da letto di lusso, bagni in marmo, Internet ad alta velocità e TV a schermo piatto, nonché una vista sullo skyline di Dubai. L'hotel offre 352 camere di lusso e 128 appartamenti.

I prodotti Belimo sono stati implementati in modo efficiente e consentono un sistema sostenibile e privo di manutenzione.

  • Referenze – Marriott Hotel «Al Jaddaf», EAU (pdf - 2,12 MB)

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