Pasywna belka chłodząca Carat

Zastosowanie

Belka chłodząca Carat firmy Lindab umieszczona jest nad perforowanym sufitem podwieszanym i chłodzi pomieszczenie poniżej przy zachowaniu niskiej prędkości przepływu powietrza.

Carat charakteryzuje się wysokim procentowym udziałem promieniowania w całkowitej wydajności belki wynoszącym ok. 35% (w porównaniu z ok. 5% w przypadku standardowych produktów z żeberkami). Daje to dużą swobodę w rozmieszczeniu elementów podczas montażu systemu Carat, a jednocześnie pozwala utrzymać niskie prędkości przepływu powietrza.

Carat może być używany do chłodzenia. Belka może być wyposażona w zabezpieczenie przeciwkondensacyjne Regula Secura. Carat oferuje wiele możliwości i dużą elastyczność. Istnieje możliwość pomalowania belki Carat na dowolny kolor.

Montaż

Belka Carat montowana jest podwieszana lub nad perforowanym sufitem podwieszanym. Belka Carat może być dostarczana z różnymi opcjami przyłączy, w zależności od tego, czy belki pasywne mają być montowane pojedynczo, czy szeregowo.

Warte uwagi

Procentowy udział promieniowania w całkowitej wydajności belki Carat wynosi aż 35%, co powoduje, że gdy belka umieszczona jest nad perforowanym sufitem podwieszanym, prędkości przepływu powietrza są niskie. Niska prędkość przepływu powietrza zapewnia odpowiedni klimat w pomieszczeniach i eliminuje ryzyko wystąpienia problemów z przeciągami.

Aktywne belki chłodzące Lindab posiadają certyfikat Eurovent i zostały przetestowane zgodnie z normą EN-14518.

Kluczowe liczby

• długość: 1200 - 6000 mm (co 100 mm);
• szerokość: 310, 440, 580, 710 i 840 mm;
• wysokość: 147 mm;
• moc: 1850 W.

Ustawienia obliczeń:

• temperatura w pomieszczeniu: 25°C;
• temperatura wody: 14-17°C.

Funkcja

Gdy zimna woda przepływa przez belkę chłodzącą, ciepłe powietrze z pomieszczenia jest schładzane na zimnej powierzchni belki. Schłodzone powietrze (o większej gęstości) przepływa następnie przez belkę chłodzącą i spływa do pomieszczenia (patrz rys. 2). Zapewnia to cyrkulację powietrza w pomieszczeniu, gdzie ciepłe powietrze z pomieszczenia jest nieustannie wymieniane na schłodzone. Zimne powierzchnie belki pochłaniają również promieniowanie cieplne z cieplejszych powierzchni otaczających.

Wysoki procentowy udział promieniowania w całkowitej wydajności belki zapewnia bezpośrednią wymianę ciepła pomiędzy zimnymi powierzchniami belki a ciepłymi powierzchniami w pomieszczeniu. Udział ten dla Carat wynosi ok. 35% całkowitego emitowanego efektu chłodzenia. Jest to wysoki udział w porównaniu ze standardowymi belkami z wymiennikiem ciepła z żeberkami, dla których współczynnik ten wynosi ok. 5%.

Bezpośrednia wymiana ciepła, dzięki wysokiemu procentowymi udziałowi promieniowania do powierzchni pomieszczenia, oraz wysoka wydajność chłodzenia, nawet przy niższych temperaturach w pomieszczeniu, umożliwiają efektywne magazynowanie dużej ilości chłodu w konstrukcji budynku w okresach niskiego obciążenia. W rezultacie w ciągu 24 godzin Carat wytwarza więcej energii chłodniczej niż belki z wymiennikiem ciepła z żeberkami. Pozwala to uzyskać niższą temperaturę w pomieszczeniu.

Ilustracja 1. Przekrój poprzeczny unikalnych belek Lindab.
Romboidalny kształt zapewnia efektywną powierzchnię wymiany ciepła.

Ilustracja 2. Sposób działania Carat.

Optymalna konstrukcja

Carat to wiązka chłodząca, która pochłania ciepło zarówno przez promieniowanie, jak i konwekcję. Dzięki optymalizacji współczynnika promieniowania belki, jej wydajność została zwiększona o 50% w porównaniu z belkami z wymiennikiem ciepła z żeberkami, bez zwiększania ryzyka powstawania przeciągów.

Carat opiera się na unikalnej na skalę światową metodzie: w procesie walcowania na zimno rura miedziana jest łączona metalurgicznie z blachą aluminiową. Transfer energii między powierzchnią chłodzącą a obiegiem wody jest bardziej efektywny, co pozwala uzyskać efektywne chłodzenie na jednostkę powierzchni. Technologia metalurgicznego łączenia miedzi i aluminium sprawia, że korozja galwaniczna jest niemożliwa.

Carat jest dostępny w szerokościach od 31 cm do 84 cm. Długość belki może wynosić od 1,2 m do 6,0 m.

Carat zapewnia efektywne chłodzenie na jednostkę powierzchni, co pozwala na efektywne wykorzystanie zasobów oraz sprawia, że belka jest bardzo lekka. Carat jest wykonany w 100% z materiałów nadających się do recyklingu.
Rury wodne są wykonane z miedzi. Niemniej jednak, aby zapobiec korozji, woda powinna być pozbawiona tlenu.

Łatwa w czyszczeniu

Powierzchnia belki Carat jest czterokrotnie mniejsza niż powierzchnia odpowiadającej mu belki z wymiennikiem ciepła z żeberkami o tej samej­ wydajności. Istnieje możliwość uzyskania dostępu do wszystkich części wyrobu w celu ich czyszczenia i przeprowadzenia inspekcji. Te cechy, w połączeniu ze stosunkowo wytrzymałym panelem aluminiowym, sprawiają, że Carat jest łatwy do wytarcia i czyszczenia.

Wersje

Carat to pasywna belka chłodząca, która pochłania ciepło zarówno przez promieniowanie jak i konwekcję i jest montowana nad sufitem podwieszanym lub odsłonięta.

Ilustracja 3. Carat z czarną powłoką.  |  Ilustracja 4. Carat-31.

Ilustracja 5. Carat-44.  |  Ilustracja 6. Carat-58.

Ilustracja 7. Carat-71.  |  Ilustracja 8. Carat-84.

Dane:

• montaż: w pozycji poziomej;
• długości: od 1,2 do 6,0 m (co 0,1 m);
• szerokość: 31, 44, 58, 71 i 84 cm;
• wysokość: 147 mm;
• przyłącze wody: 10, 12, 15, 22 i 28 mm, w zależności od szerokości produktu i opcji przyłączy;
• obróbka powierzchni: malowana proszkowo.

Kolor:

standardowo biały sygnałowy RAL 9003 lub biały alpejski RAL 9010 o połysku 30. Inne kolory z palety RAL dostępne na zamówienie.

Akcesoria (dostarczane oddzielnie):

• sterowanie: patrz rozdział Regula;
• wieszaki: zalecane zasady montażu (patrz: "Instrukcja montażu belki Carat");
• wszystkie wieszaki dostępne w Lindab: wahadłowe (w różnych rozmiarach), pręty gwintowane M8, system podwieszania przewodów.
• informacje o dodatkowych akcesoriach można znaleźć w dokumencie "Akcesoria" na stronie www.lindqst.com.

Wyposażenie opcjonalne (wstępnie zmontowane fabrycznie):

• ochrona krawędzi: do montażu.

Dobór

Moc chłodnicza przy montażu nad perforowanym sufitem podwieszanym

Przykład 1:

Jaka jest moc wyjściowa 3-metrowej belki Carat-44 umieszczonej nad perforowanym sufitem podwieszanym?

Przyjmuje się, że różnica temperatur między temperaturą w pomieszczeniu a średnią temperaturą wody wynosi 10 K.

Perforacje w suficie składają się z otworów o średnicy 4 mm, a stopień perforacji wynosi 28%. Sufit składa się z perforowanych paneli o łącznej powierzchni 5,4 m². Całkowita powierzchnia sufitu wynosi 12 m².

Należy znaleźć na wykresie 1 punkt przecięcia prostych o współrzędnych 28% i 4 mm. Podążać za linią w lewo, od punktu przecięcia, i odczytać na skali po lewej stronie moc chłodniczą Carat-44. Wartość wynosi PLt = 16 W/(m2 K).
Daje to:

P_W = 16 W/(m K) x 3 m x 10 K = 480 W.

Moc chłodnicza odnosi się do nominalnego przepływu wody na belkę qw = 0,025 l/s. Aby uzyskać moc chłodniczą skorygowaną o przepływ, należy wykonać kroki od 3 do 8 na następnej stronie.
Należy sprawdzić, jaka jest maksymalna moc wyjściowa dla montażu z sufitem podwieszanym. Przejść prosto w prawo od punktu przecięcia linii 28% i 4 mm i odczytać wartość na skali. Wartość wynosi P_Lt = 11,5 W/(m² K).
Daje to:

P_W = 11,5 W/(m² K) x 10 K x 5,4 m² = 621 W.

Maksymalna moc chłodnicza z sufitu jest wyższa niż podawana przez produkt.

Definicje:

• Pa: moc chłodnicza powietrza [W];
• P_w: moc chłodnicza wody [W];
• P_tot: całkowita moc chłodnicza [W];
• q_ma: masowe natężenie przepływu powietrza [kg/s];
• q_a: natężenie przepływu powietrza świeżego [l/s];
• q_w: natężenie przepływu wody [l/s];
• q_wmin: minimalne natężenie przepływu wody [l/s];
• q_wnom: nominalne natężenie przepływu wody [l/s];
• c_pa: ciepło właściwe powietrza [1,004 kJ/kg K];
• t_r: temperatura w pomieszczeniu [°C];
• t_wi: temperatura wody na wlocie [°C];
• t_wo: temperatura wody na wylocie [°C];
• Δt_ra: różnica temp. powietrza w pomieszczeniu i powietrza pierwotnego [K];
• Δt_rw: różnica temp. powietrza w pomieszczeniu i średniej temp. wody [K];
• Δt_w: różnica temp. w obiegu wodnym [K];
• ε_Δt_w: współczynnik korekcyjny mocy chłodniczej ze względu na temperaturę;
• ε_qw: współczynnik korekcyjny mocy ze względu na przepływ wody;
• P_Lt: jednostkowa moc chłodnicza [W/(m K)].

Wykres 1. Carat, moc chłodnicza przy montażu nad perforowanym sufitem podwieszanym
A: średnica otworu. • B: stopień perforacji otwartej przestrzeni.

* Wydajność na metr belki, na stopień różnicy temp. między średnią temp. wody a temp.pomieszczenia.
** Maks. moc na m² powierzchni sufitu perforowanego na stopień różnicy temp. pomiędzy średnią temp. wody a temp. w pomieszczeniu.

UWAGA! Wykres dotyczy belek montowanych nad sufitem podwieszanym. Redukcja ta jest większa w przypadku produktów z wymiennikami ciepła.

Moc chłodnicza P_w przy montażu podwieszanym

Aby obliczyć moc chłodniczą Pw belki Carat, należy wykonać poniższe czynności:

1. Należy obliczyć Δt_rw.
2. Odczytać z tabeli 1 jednostkową moc chłodniczą P_Lt na metr i K.
3. Obliczyć przepływ wody q_w.
4. Odczytać z tabeli 2 liczbę równoległych obiegów.
5. Obliczyć przepływ wody q_w na belkę.
6. Odczytać współczynnik korekcyjny mocy chłodniczej ε_qw z wykresu 2.
7. Pomnożyć moc chłodniczą P_w przez współczynnik korekcyjny mocy chłodniczej ε_qw.
8. Powtórzyć kroki 5 do 7.

Tabela 1. Carat, jednostkowa moc chłodnicza P_Lt na metr i K.

Tabela 2. Liczba równoległych obiegów dla belki Carat, w zależności od modelu i wariantu przyłączenia.

Wykres 2. Współczynnik korekcyjny mocy chłodniczej ε_qw dla przepływu przy średniej temperaturze wody 15°C.

Przykład 2

Jaka jest moc chłodnicza belki Carat-58 o długości 3,6 m z przyłączem wody ø12 mm?

Przyjmuje się, że temperatura w pomieszczeniu latem wynosi 24,5°C.
Temperatura wody chłodzącej na wejściu i wyjściu z Carat wynosi 14/17°C.
Różnica temperatur:

 Δt_rw = t_r - (t_wi + t_wo)/2
Δt_rw = 24,5 - (14+17) / 2 = 9 K

Odczytać z tabeli 1 jednostkową moc chłodniczą PLt dla Carat-58: 22,8 W/(m K).
Moc chłodnicza:

P_w = 22,8 W/(m K) x 9 K x 3,6 m = 739 W

Obliczyć przepływ wody z wykorzystaniem tej mocy, korzystając z następującego wzoru: q_w = P_w / (c_pw x Δt_w):

q_w = 739 W / (4200 Ws/(kg pK) x 3 K) = 0,059 l/s

Odczytać z tabeli 2 liczbę obiegów równoległych dla belki Carat-58 z przyłączem wodnym ø12. Wartość wynosi 2. Przepływ wody na belkę będzie wynosił 0,059 l/s / 2 = 0,029 l/s.

Wartość współczynnika korekcyjnego mocy chłodniczej ε_qw odczytana z wykresu 2 wyniesie 1,015 i będzie stanowić nową moc chłodniczą:

P_w = 739 W x 1,015 = 750 W.

Obliczyć nowy przepływ wody, korzystając z nowej wartości mocy chłodniczej:

q_w = 750 W / (4200 Ws/(kg K) x 3 K) = 0,0595 l/s.

Przepływ wody na belkę wyniesie wówczas 0,0595 l/s / 2 = 0,029 l/s, a współczynnik korekcyjny mocy chłodniczej ok. 1,015.

Odczytany współczynnik korekcyjny mocy chłodniczej εqw wynosi 1,015, a moc chłodnicza 750 W.

Prędkości przepływu powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych, w zależności od mocy chłodniczej

Obszerne pomiary wykazują, że jeśli belka Carat jest umieszczona nad metalowym, perforowanym sufitem podwieszanym, prędkość przepływu powietrza w strefie przebywania ludzi zmniejsza się w porównaniu z podwieszaniem produktu. Zakres redukcji zależy od stopnia perforacji sufitu podwieszanego. Na wykresie 3 przedstawiono prędkości przepływu powietrza dla belki Carat o różnej mocy chłodniczej przy czterech różnych perforacjach, a także dla podwieszanej belki Carat oraz dla belki z wymiennikiem ciepła z żeberkami. Wydajność jest również mniejsza niż w przypadku montażu podwieszanego. Informacje o mocy chłodniczej podano na wykresie 1.

Prędkość przepływu powietrza zmniejsza się, gdy belka Carat umieszczona jest nad metalowym, perforowanym sufitem podwieszanym. Powodem tego jest fakt, że blacha perforowana chłodzona jest dzięki zwiększonemu promieniowaniu pomiędzy belką Carat a blachą perforowaną. Ponadto zimne powietrze rozprzestrzenia się pod belką i zwiększa zimną powierzchnię. Jednocześnie zmniejsza się ilość powietrza, które przechodzi przez sufit perforowany, tzn. następuje zmiana z konwekcji na promieniowanie. Promieniowanie w belkach chłodzących nie powoduje żadnego ruchu powietrza.

Przepływ minimalny

Należy pamiętać, że przepływy poniżej zalecanego minimalnego przepływu wody qwmin mogą powodować dostawanie się niepożądanego powietrza do przewodów wodnych. Nie zaleca się przekraczania przepływów nominalnych, ponieważ przyrost mocy będzie minimalny.
Informacje o minimalnych (q_wmin) i nominalnych przepływach wody (q_wnom) znajdują się w tabeli 3.

Wykres 3. Prędkość przepływu powietrza v_ar jako funkcja jednostkowej mocy chłodniczej P_Lt dla belek chłodzących.

A: perforacja powyżej 50% lub montaż podwieszany  •  B: perforacja powyżej 40%  •  C: perforacja powyżej 30% 
D: perforacja powyżej 20%  •  E: perforacja powyżej 50% lub podwieszana (z żeberkami)

Spadek ciśnienia w obiegu wody, chłodzenie

UWAGA! Średnia temperatura wody t_wio = 15°C!

Wykres 4. Spadek ciśnienia Δp_w dla opcji przyłącza belki Carat "1", "3" i "13".

Przykład:

• Carat-58-12-1 o długości 3,6 m zapewniająca moc 750 W;
• Δt_w = 3 K;
• q_w = P_w / (c_pw x Δt_w);
• q_w = 750 W / (4200 Ws/(kg K) x 3 K) = 0,0595 l/s.

Spadek ciśnienia w obiegu wody na wykresie 4 odczytano jako Δp_w = 7,8 kPa.

Definicje:

• q_w: natężenie przepływu wody [l/s];
• P_w: moc chłodnicza wody [W];
• c_pw: ciepło właściwe wody [4200 Ws/(kg K)];
• Δt_w: różnica temperatur w obiegu wody [K];
• t_wio: Średnia temperatura wody [°C ];
• Δp_w: strata ciśnienia w obiegu wody [kPa].

* Wykresy dotyczą określonej średniej temperatury wody twio. W przypadku innych temperatur należy dokonać obliczeń w naszym kalkulatorze na stronie www.lindqst.com!

Spadek ciśnienia w obiegu wody, chłodzenie

UWAGA! Średnia temperatura wody t_wio = 15°C!

Wykres 5. Spadek ciśnienia Δp_w dla belki Carat z opcją przyłącza "13".

Produkty połączone szeregowo

• Należy obliczyć całkowity przepływ wody q_w w obiegu.
• Odczytać spadek ciśnienia Δp_w dla każdego produktu z osobna przy całkowitym przepływie wody q_w.
• Dodać spadek ciśnienia Δp_w dla każdego produktu.
• Dodać spadek ciśnienia Δp_w dla pozostałych elementów.

Definicje:

• q_w: natężenie przepływu wody [l/s];
• P_w: moc chłodnicza wody [W];
• c_pw: ciepło właściwe wody [4200 Ws/(kg K)];
• Δt_w: różnica temperatur w obiegu wody [K];
• t_wio: średnia temperatura wody [°C ];
• Δp_w: strata ciśnienia w obiegu wody [kPa]

Przykład:

Do pomieszczenia musi zostać doprowadzona woda całkowitej mocy chłodniczej P_w = 2 kW, przy różnicy temperatur Δt_w równej 3 K między wodą zasilającą a powrotną.
Wybrane zostają 2 szt. belki Carat-44-22-13 o długości 6 m.

Przepływ wody w obiegu będzie wynosił:

q_w = 2000 W / (4200 Ws/(kg K) x 3 K) = 0,16 l/s

Odczytać spadek ciśnienia: Δp_w = 2,6 kPa.

Dodać spadek ciśnienia dla każdego produktu:

Δp_w = 2,6 + 2,6 = 5,2 kPa

* Wykresy dotyczą określonej średniej temperatury wody t_wio. W przypadku innych temperatur należy dokonać obliczeń w naszym kalkulatorze na stronie www.lindqst.com!

Złącza i połączenia

Ze względu na "skrzela" belki, struktura jej powierzchni wygląda inaczej w zależności od kierunku, z którego jest oglądana. Jeśli produkty połączone szeregowo mają mieć taki sam wygląd, punkt połączenia powinien być skierowany w tym samym kierunku w całym pomieszczeniu. Uwaga!  Opcja przyłącza 13 może być obracana w obu kierunkach.

Model	Opcje złączy	Średnica rury [mm]	qwmin [l/s]	qwnom [l/s]	Nr przepływy równoległe
Carat-31		10 12	0,015 0,030	0,025 0,050	1 2
Carat-44		10 15	0,015 0,045	0,025 0,075	1 3
Carat-58		10 12 15	0,015 0,030 0,060	0,025 0,050 0,100	1 2 4
Carat-71		10 15	0,015 0,075	0,025 0,125	1 5
Carat-84		10 12 15 22	0,015 0,030 0,045 0,090	0,025 0,050 0,075 0,150	1 2 3 6
Carat-31		12	0,030	0,050	2
Carat-44		15	0,045	0,075	3
Carat-58		15	0,060	0,100	4
Carat-71		15	0,075	0,125	5
Carat-84		22	0,090	0,150	6
Carat-31		15	0,060	0,100	4
Carat-44		22	0,090	0,150	6
Carat-58		22	0,120	0,200	8
Carat-71		22	0,150	0,250	10
Carat-84		28	0,180	0,300	12

Tabela 3. Złącza i przyłącza dla belki Carat.

Waga i zawartość wody

Tabela 4. Waga i zawartość wody Carat

Przykłady montażu

Belka Carat ma szeroki zakres zastosowań i może być montowana w biurach, halach wystawowych, obiektach przemysłowych i magazynach. Belkę Carat można montować zarówno schowaną jak i odsłoniętą. W pomieszczeniach biurowych belka najczęściej jest schowana nad perforowanym sufitem podwieszanym. Podczas montażu ważne jest, aby zachować odpowiednią odległość między produktem a sufitem. W przeciwnym razie moc chłodnicza może ulec spadkowi z powodu niewystarczającego dopływu powietrza. Minimalna dopuszczalna odległość różni się w zależności od szerokości produktu. W tabeli 5 i na rysunkach od 2 do 4 podano minimalne wymiary dla montażu poszczególnych modeli pozwalające na zapewnienie odpowiedniej mocy chłodniczej belki Carat. Jeżeli minimalne wymiary nie są spełnione, moc chłodnicza urządzenia Carat musi zostać zmniejszona zgodnie z wykresem 6.

Belka Carat jest lekka, dzięki czemu produkt jest łatwy do przenoszenia podczas montażu. Dostępne są 3 opcje podwieszania belki Carat: wieszaki wahadłowe, pręty gwintowane (M8) oraz przewody (system wolnowiszący) można łatwo regulować, aby uzyskać niezbędną odległość między produktem a sufitem.

Tabela 5. Minimalne wymiary dla montażu poszczególnych modeli pozwalające na zapewnienie odpowiedniej mocy chłodniczej belki Carat.

Wykres 6. Zmniejszenie mocy chłodniczej po zmniejszeniu wymiaru A.

Ilustracja 9 i 10. Montaż belki Carat z zawieszonymi wahadłowymi wieszakami lub z prętami gwintowanymi.

Wymiary montażowe dla belki Carat:

Carat above a perforated suspended ceiling.

UWAGA! Aby uzyskać niskie prędkości przepływu powietrza zgodnie z wykresem 3, odległość między belkami powinna wynosić co najmniej 600 mm.

Szerokość i wysokość, mm

Długość, mm

Standardowo belka Carat dostępna jest w długościach od 1,8 m do 6,0 m, w odstępach co 0,1 m.

3 x 2 punkty zawieszenia dla długości > 3 m.

Wymiary przyłącza, mm

Karta katalogowa produktu:

Cenniki:

Regulaminy:

Broszury i ulotki:

Certyfikaty i atesty: