Ontwerp van airconditioningsystemen voor gebouwen: belangrijke nuances en fasen van het opstellen van een project

Het is moeilijk oneens te zijn dat het handhaven van een comfortabele temperatuur in de ruimte en een goede luchtuitwisseling de basis vormt van een normaal binnenklimaat in een gebouw van welke bestemming dan ook. Moderne klimaattechniek en apparatuur voor het verbeteren van de ventilatie kunnen binnen enkele minuten een comfortabele sfeer in de kamer creëren – met de juiste temperatuur en een aanvaardbare vochtigheidsdrempel.

Echter, een eenvoudige installatie van een willekeurig model airconditioner kan niet altijd het probleem van een te hoge luchttemperatuur oplossen, bent u het daarmee eens? Daarom is professioneel en deskundig ontwerp van airconditioningsystemen voor gebouwen de eerste stap voordat u dergelijke apparatuur aanschaft. Het selecteren van de optimale apparatuur en de installatie ervan op de juiste plaats zullen de lucht kunnen koelen of verwarmen met de minste energiekosten en rekening houden met de behoeften van alle aanwezigen in de ruimte.

In dit materiaal bespreken we de belangrijkste fasen van het maken van een project voor een efficiënt airconditioningsysteem voor ruimtes, verdiepen we ons in de berekeningen die bij de planning moeten worden uitgevoerd, en leren we hoe we een correct schema voor luchtthermoregulatie opstellen.

De noodzaak van airconditioning van ruimtes

Het airconditioningsysteem , net als ventilatie, speelt een enorme rol in het handhaven van een comfortabele sfeer voor het leven en werk van mensen. Te warme lucht heeft ernstige gevolgen voor het welzijn en de werkprestaties van de mens, daarom is het belangrijk om al in de fase van de bouw of renovatie van een gebouw zorg te dragen voor het binnenklimaat en de richting van de luchtstromen.

Naast de invloed op mensen hebben de temperatuur en vochtigheid ook effect op de werking van apparatuur in kantoren of productiewerkplaatsen. Hoge temperaturen verhogen de belasting van de techniek, wat kan leiden tot defecten aan bepaalde onderdelen.

Niet alleen de motoren van machines lijden onder hoge temperaturen. Moderne apparatuur, uitgerust met complexe elektronica, is vrij gevoelig voor de temperatuur.

Het handhaven van de juiste temperatuur kan ook de basis vormen voor veiligheid. Het opslaan van bepaalde materialen in ruimtes met overmatig verhitte lucht is eenvoudigweg onaanvaardbaar. Om de kans op brand te verkleinen, moet het luchtkoelsysteem correct werken en de overtollige interne en externe warmte volledig compenseren.

Waarom is het noodzakelijk een project op te stellen?

Het naleven van de benodigde normen en een nauwkeurige berekening van de belasting van het airconditioningsysteem bespaart gebruikers een hoop problemen. Tijdens het opstellen van het plan wordt rekening gehouden met een groot aantal factoren die de efficiëntie van de apparatuur kunnen beïnvloeden. Zonder deze nuances in acht te nemen, kan de werking van de schakels van het airconditioningsysteem een onaanvaardbaar laag rendement hebben.

Een doordachte aanpak bij het opstellen van het project maakt het mogelijk de volgende kerntaken te realiseren:

• het handhaven van een optimale temperatuur en luchtvochtigheid in het gebouw;
• het kiezen van de meest geschikte klimaat- en ventilatieapparatuur;
• de mogelijkheid tot multizone-instelling van de temperatuur;
• zachte exploitatie van de apparatuur, wat bijdraagt aan de duurzaamheid;
• het organiseren van de juiste richting van luchtstromen;
• extreem laag energieverbruik om de gewenste temperaturen te bereiken, enz.

Bij het ontwerpen wordt ook rekening gehouden met de esthetische aspecten van de installatie van de airconditioner. Een systeem dat de lucht koelt, kan sierlijk in het interieur worden geïntegreerd als de integratie in de ruimte op een deskundige en ervaren manier wordt benaderd.

Een esthetisch ingebouwde airconditioner kan vrijwel onzichtbaar blijven voor gasten en de algemene interieurontwerpidee niet beïnvloeden.

De planningsfase van het airconditioningssysteem mag niet worden overgeslagen, omdat een duidelijk plan het mogelijk maakt een effectief koelconcept voor elke ruimte of een heel gebouw te ontwikkelen, de nodige tekeningen en specifieke taken voor montageteams, elektriciens en andere specialisten voor te bereiden.

Typen airconditioningsystemen

Berekeningen en specifieke kenmerken van de ruimte beïnvloeden de keuze van het airconditioningssysteem. In elk systeem worden specifieke modellen airconditioners gebruikt, die in drie brede categorieën kunnen worden onderverdeeld: huishoudelijk, industrieel en commercieel.

De systemen zelf worden onderverdeeld in de volgende typen:

• multizonecomplexen;
• split- en multisplitsystemen;
• centrale koeling;
• precisie-airconditioning;
• chiller-fancoilsystemen;
• systemen met kanaal- of dake airconditioners, enz.

Voor huishoudelijk gebruik worden meestal multizonesystemen, splitsystemen en multisplitsystemen gekozen. Het belangrijkste verschil tussen deze systemen is het aantal binnenunits.

Split-systeem impliceert de aanwezigheid van één binnenunit voor koeling, multi-split van vijf, en in een multizonecomplex zijn 10 tot 15 eenheden geïntegreerd, die functioneren dankzij een uiterst krachtige buitenunit.

Een multizone airconditioningsysteem is een van de meest effectieve manieren om de lucht in ruimtes van verschillende bestemmingen te koelen, dankzij de onafhankelijke werking van de binnenunits en de kracht van de buitenunit.

Het opstellen van een plan voor een effectief airconditioningsysteem is gebaseerd op de berekening van de thermische luchtbalans, waarbij alle sleutelfactoren die het binnenklimaat beïnvloeden in aanmerking worden genomen.

Het ontwerp is ook onderworpen aan normatieve documenten en houdt rekening met sanitaire, architectonische, brandveiligheids- en andere vereisten.

Berekeningen voor het opstellen van een systeemplan

Om het optimale vermogen van de werkende buitenunit te kiezen en het aantal binnenunits te berekenen, wordt rekening gehouden met de interne en externe thermische belasting van het gebouw.

Interne thermische belastingen hebben altijd een positieve waarde en bestaan uit warmteafgifte van de inwoners van het huis, warmteproductie van huishoudelijke apparaten en verlichtingsbronnen. In commerciële of kantoorruimtes wordt bij deze belasting van het airconditioningsysteem warmte toegevoegd van energie-intensieve apparatuur, in productiegebouwen - warmteafgifte van hete vloeistoffen, apparatuur, evenals warmte die vrijkomt bij chemische reacties.

Externe thermische belastingen kunnen zowel negatieve als positieve kenmerken hebben. Daarom vertegenwoordigt de externe belasting warmtewinst of warmteverlies.

De geleiders van warmteverlies en warmtewinst zijn duidelijk weergegeven in het bovenstaande schema. Rode pijlen geven de warmteverliesstromen aan, blauwe pijlen de koude-indringing in het gebouw.

Bronnen van een dergelijke thermische belasting zijn:

• zonlicht dat door dubbele beglazing dringt;
• warmte of koude, waarvan muren, raamconstructies, vloer, dak en plafond als geleiders fungeren;
• warmteverlies en warmtewinst van de toevoerventilatie.

Kwantitatieve indicatoren van hetzelfde type externe thermische belasting kunnen gedurende de dag veranderen van positieve naar negatieve belastingen, bijvoorbeeld bij een grote amplitude van het verschil tussen dag- en nachtluchttemperatuur, en van seizoen tot seizoen. Bijvoorbeeld, in de zomer is het temperatuurverschil buiten en binnen gering, waardoor warmte gemakkelijker het gebouw binnendringt. In de winter vindt het omgekeerde proces plaats, waarbij warmte sneller het gebouw verlaat.

De berekening van de thermische luchtbalans maakt het mogelijk de juiste apparatuur te kiezen en een geschikte plaats voor de installatie van de airconditioner te plannen.

Moderne airconditioners kunnen indien nodig de lucht aanzienlijk verwarmen. Daarom is het bij het ontwerpen van een airconditioningsysteem belangrijk om ook de belangrijkste zones waar hoge warmteverliezen optreden in overweging te nemen.

Bij de berekeningen worden de belangrijkste factoren die de warmtetoevoer en -afvoer beïnvloeden in acht genomen:

• klimatologische kenmerken van de omgeving;
• materialen waaruit het gebouw is opgetrokken;
• dikte van de muren en aanwezigheid van isolatie;
• aantal kamers in het dubbele glas en de algehele energie-efficiëntie van de raamconstructie;
• oriëntatie van het gebouw ten opzichte van de windstreken;
• aanwezigheid van apparatuur en machines die tijdens het gebruik warmte produceren;
• aantal personen die in de ruimte wonen of regelmatig verblijven;
• aantal kamers in het appartement of huis, enz.

Op basis hiervan is het gemakkelijk in te zien dat alleen een ervaren professional op een uiterst nauwkeurige en deskundige wijze het plan voor een toekomstig airconditioningsysteem kan benaderen, aangezien tijdens de voorbereiding van het project te veel specifieke nuances in acht moeten worden genomen.

Fasen van het ontwerpproces

Het opstellen van het plan van de benodigde werkzaamheden gebeurt in twee opeenvolgende fasen, die de voorbereiding van alle benodigde berekeningen, de begroting, technische specificaties voor specialisten in aanverwante vakgebieden en de selectie van de juiste modellenreeks apparatuur omvatten.

Fase #1 — voorbereiding van berekeningen en opdrachten

De voorbereiding bestaat uit het bestuderen van het gebouw, de locatie, de bouwkundige bijzonderheden en andere factoren.

Door specialisten wordt een haalbaarheidsstudie opgesteld, op basis waarvan het type airconditioningsysteem grofweg wordt gekozen. Dit systeem wordt vereenvoudigd beschreven.

Op het vereenvoudigde schema zijn de belangrijkste onderdelen van het airconditioningsysteem, de koelmiddelverdeeleenheden en de belangrijkste besturingseenheden van de klimaatregelapparatuur weergegeven.

De vakman stelt potentieel efficiënte apparatuur voor die voldoet aan de basiskenmerken van de ruimte:

• het vermogen;
• koeling-, verwarmings- en luchtcapaciteit.

Daarna wordt een begroting van de toekomstige werkzaamheden opgesteld. Als het haalbaarheidsproject de eigenaar van het gebouw of appartement tevreden stelt, gaat de voorbereidende fase over in de werkfase.

Fase #2 — selectie van geschikte apparatuur

In deze fase is het ontwerp gebaseerd op nauwkeurige berekeningen die rekening houden met de interne en externe warmtebelasting en de thermische eigenschappen van het object. De berekeningen worden per ruimte uitgevoerd, waarna de warmteoverschotten in elke zone exact bekend zijn. Op basis van deze gegevens wordt de benodigde apparatuur geselecteerd om de warmtelasten te compenseren.

Na de selectie van de apparatuur begint het ontwerp van de installatieplaatsen van de airconditioners, wordt een schema van de luchtkanaalverdeling verstrekt en wordt een plan opgesteld voor de technische werkzaamheden voor het montageteam en de elektriciens.

Alle voorbereide materialen worden overgedragen aan de opdrachtgever en de leverancier van de klimaatapparatuur. Na de installatie is het aan te raden om inbedrijfstellingswerkzaamheden uit te voeren, die helpen om de werking van de apparatuur af te stellen.

Waartoe kan zelfstandig ontwerpen leiden?

Zonder de nodige ervaring en kennis is het zelfstandig opstellen van een ontwerp voor een airconditioningsysteem behoorlijk moeilijk.

Als men ten minste één factor niet in overweging neemt, bijvoorbeeld de oriëntatie van het appartement op het noorden of de aanwezigheid van dubbele beglazing met een lage warmtebehoudsefficiëntie, zal het gehele airconditioningsysteem inefficiënt werken.

De energiebesparingsindicatoren van kunststof ramen hangen af van vele factoren: het aantal kamers, de aanwezigheid van speciale coatings, enz. Daarom is het zelfstandig berekenen van warmteverlies en warmtewinst vrij moeilijk.

Bovendien kan klimaatapparatuur worden blootgesteld aan zwaardere belastingen, omdat tijdens het conditioneren het apparaat constant niet door de ontwerper meegenomen warmtewinsten moet compenseren.

Over het algemeen kan elk gebrek in het opgestelde ontwerp leiden tot ernstige problemen:

• onterechte werking van de airconditioner in één ruimte terwijl de meeste huisgenoten in andere kamers zijn;
• overmatig verbruik van elektriciteit die wordt verbruikt om ongecompenseerde warmte van verlichting of apparatuur te onderdrukken;
• onmogelijkheid van zonale temperatuurregeling;
• aankoop van te krachtige of te weinig presterende apparatuur;
• snelle slijtage of storing van componenten van het split-systeem als gevolg van overmatige belasting, enz.

Daarom is het aan te raden om het opstellen van een airconditioningschema, zelfs voor een kleine woning of kantoor, aan professionals over te laten.

Besparingen op ontwerpkosten kunnen leiden tot ongerechtvaardigde uitgaven tijdens de exploitatie van de apparatuur.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Vijf soorten van de meest voorkomende airconditioningsystemen, hun kenmerken, verschillen en mogelijkheden worden in detail beschreven door de spreker in de volgende video:

De basisstructuur van airconditioningsystemen en aanbevelingen voor het kiezen van het juiste type worden gegeven door een ventilatie- en airconditioningstechnicus:

Een professionele aanpak van de airconditioning van gebouwen maakt het mogelijk om de vereiste temperatuur, zuiverheid, vochtigheid en luchtbeweging te garanderen, waarvan het welzijn en de productiviteit van mensen, het functioneren van complexe apparatuur, het behoud van meubels of bepaalde materialen afhangen.

Het ontwerpproces is behoorlijk complex en tijdrovend, daarom moet men er uiterst verantwoordelijk mee omgaan. Daarom is het niet aan te raden om zelf te plannen, maar van tevoren een team van professionals te kiezen die ervaring, een positieve reputatie en de bevoegdheid hebben om dergelijke berekeningen uit te voeren.

Heeft u nog vragen over het ontwerpen van airconditioningsystemen? Stel ze aan onze experts en andere bezoekers van de site in het feedbackblok. Laat uw opmerkingen achter, deel uw ervaring, doe mee aan de discussie.