Vorheizregister sind wesentliche Komponenten von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK). Sie tragen dazu bei, andere Geräte im System vor dem Einfrieren zu schützen und die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern. Rohrleitungspläne für Vorheizregister können HVAC-Fachleuten dabei helfen, Vorheizregister richtig zu entwerfen und zu installieren sowie Probleme mit bestehenden Systemen zu beheben.
vorheizen
Vorwärmspulen können entweder im Gleichstrom oder im Gegenstrom betrieben werden. In einem Gleichstromsystem strömen Luft und Wasser oder Dampf in der gleichen Richtung durch die Spule. In einem Gegenstromsystem strömen Luft und Wasser oder Dampf in entgegengesetzten Richtungen durch die Spule.
Gleichstromsysteme sind häufiger als Gegenstromsysteme. Sie sind einfacher zu entwerfen und zu installieren und kostengünstiger. Allerdings sind Gegenstromsysteme effizienter bei der Wärmeübertragung vom Wasser oder Dampf an die Luft.
Das Diagramm zeigt ein 3-Wege-Ventilsystem mit einem Ausgleichsventil, einem Absperrventil, einem Sieb und einer Durchflussanzeige. Der Durchflussanzeiger dient zur Anzeige des Flüssigkeitsflusses durch das System. Das Ausgleichsventil wird verwendet, um den Flüssigkeitsfluss durch die Vorheizspule einzustellen. Das Absperrventil dient dazu, die Vorheizspule vom Rest des Systems zu isolieren.
Der Flüssigkeitsfluss durch das System ist wie folgt:
- Die Flüssigkeit gelangt durch das Sieb in das System.
- Die Flüssigkeit fließt dann durch das Ausgleichsventil.
- Das Ausgleichsventil teilt den Flüssigkeitsstrom in zwei Ströme.
- Ein Flüssigkeitsstrom fließt durch die Vorheizspule.
- Der andere Flüssigkeitsstrom fließt durch die Bypassleitung.
- Der Flüssigkeitsfluss durch die Vorheizspule wird durch das 3-Wege-Ventil gesteuert.
- Das 3-Wege-Ventil kann die heiße Flüssigkeit aus der Vorheizspule mit der kalten Flüssigkeit aus der Bypassleitung mischen.
- Die gemischte Flüssigkeit fließt dann aus dem System.
Das Ausgleichsventil wird verwendet, um den Flüssigkeitsfluss durch die Vorheizspule so einzustellen, dass die gewünschte Temperatur erreicht wird. Das Absperrventil wird verwendet, um die Vorheizspule für Wartungs- oder Reparaturzwecke vom Rest des Systems zu isolieren.
Diese Art von System wird häufig in HVAC-Systemen verwendet, um die Kühlschlange vor dem Einfrieren zu schützen. Im Winter kann das 3-Wege-Ventil verwendet werden, um heiße Flüssigkeit aus der Vorheizschlange mit der kalten Außenluft zu mischen, um ein Einfrieren der Kühlschlange zu verhindern.
Hier ist ein mögliches Szenario für die Verwendung des Systems:
- Die Außentemperatur liegt unter dem Gefrierpunkt.
- Das 3-Wege-Ventil wird gedreht, damit sich etwas heiße Flüssigkeit aus der Vorheizspule mit der kalten Außenluft vermischen kann.
- Die gemischte Luft wird dann von der Vorheizschlange erwärmt, sodass die Kühlschlange nicht gefriert.
- Wenn die Außentemperatur steigt, kann das 3-Wege-Ventil gedreht werden, damit sich weniger heiße Flüssigkeit mit der Außenluft vermischt.
- Dadurch wird sichergestellt, dass die Luft, die in das Gebäude gelangt, weder zu heiß noch zu kalt ist.
Frostschutz
Es gibt drei Hauptmethoden, um Vorheizregister vor dem Einfrieren zu schützen:
- Front- und Bypass-Dämpfer: Front- und Bypassklappen können verwendet werden, um Luft um das Vorheizregister herumzuleiten, wenn die Außenlufttemperatur unter dem Gefrierpunkt liegt.
- IFB-Spulen: IFB-Spulen (Internal Face Bypass Coils) verfügen über eine eingebaute Bypass-Klappe, die automatisch Luft um die Spule herum umleitet, wenn die Außenlufttemperatur unter dem Gefrierpunkt liegt.
- Vorwärmpumpen (Primär-/Sekundärsystem): In einem Primär-/Sekundärsystem werden zwei Pumpen verwendet, um das Wasser oder den Dampf durch die Vorheizschlange zu zirkulieren. Die Primärpumpe zirkuliert das Wasser oder den Dampf durch die Spule, und die Sekundärpumpe zirkuliert das Wasser oder den Dampf durch den Rest des HVAC-Systems. Dieser Systemtyp ist teurer als die beiden anderen Arten von Frostschutzsystemen, aber auch der effizienteste.
Kühlen, Heizen, Aufwärmen
Kühlschlangen, Heizschlangen und Nachheizschlangen sind alle Gegenstromschlangen. Dies liegt daran, dass Gegenstromspulen die Wärme effizienter vom Wasser oder Dampf an die Luft übertragen.
Das Diagramm zeigt ein System mit einem Absperrventil, einem 2-Wege-Ventil, einem Taktventil, einem Sieb, einer Pumpe und einer Vorheizspule. Das Absperrventil dient zum Abschalten des Systems, das Taktventil dient zum Einschalten des Systems zu einem vorgegebenen Zeitpunkt und das 2-Wege-Ventil dient zum Umleiten des Wasser- oder Dampfflusses durch die Vorheizspule.
Der Wasser- oder Dampffluss durch das System ist wie folgt:
- Das Wasser bzw. der Dampf gelangt durch das Sieb in das System.
- Das Wasser bzw. der Dampf strömt dann durch das Absperrventil.
- Wenn das Taktventil geöffnet ist, strömt Wasser oder Dampf durch das 2-Wege-Ventil in die Vorheizspule.
- Wenn das Taktventil geschlossen ist, strömt Wasser oder Dampf durch die Bypassleitung und um die Vorheizspule herum.
- Das Wasser oder der Dampf strömt dann aus der Vorheizschlange in den Rest des Systems.
Diese Art von System wird häufig in HVAC-Systemen verwendet, um andere Geräte vor dem Einfrieren zu schützen. Im Winter kann das Uhrventil so eingestellt werden, dass es das System zu einem festgelegten Zeitpunkt, beispielsweise vor Sonnenaufgang, einschaltet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Vorheizspule warm ist, bevor das HVAC-System in Betrieb geht.
Hier ist ein mögliches Szenario für die Verwendung des Systems:
- Die Außentemperatur liegt unter dem Gefrierpunkt.
- Das Zeitventil ist so eingestellt, dass es das System um 6:00 Uhr einschaltet.
- Das Wasser oder der Dampf strömt durch das 2-Wege-Ventil in die Vorheizspule.
- Die Vorheizspule erhitzt das Wasser oder den Dampf.
- Das heiße Wasser oder der Dampf strömt aus der Vorheizschlange in den Rest des HVAC-Systems.
- Das HVAC-System nimmt den Betrieb auf und heizt das Gebäude.
Dieser Anlagentyp kann auch zur Vorwärmung von Wasser für Warmwasseranlagen eingesetzt werden. In diesem Fall würde die Vorheizschlange durch einen Heizkessel oder eine Solarthermieanlage beheizt.
Geschwindigkeit der Kühlschlangenoberfläche
Die empfohlene Einströmgeschwindigkeit für Kühlschlangen beträgt 500 FPM (2,54 m/s). Eine Anströmgeschwindigkeit von 450 FPM (2,29 m/s) wird bevorzugt, eine Anströmgeschwindigkeit von 550 FPM (2,79 m/s) ist jedoch akzeptabel.
Das Diagramm zeigt ein Vorheizregister-Rohrleitungssystem mit einem Absperrventil, einem Rückschlagventil, einem Ausgleichsventil, einem Sieb und einer Vorheizregister. Das Absperrventil dient zum Abschalten des Systems, das Rückschlagventil verhindert einen Rückfluss, das Ausgleichsventil dient zur Einstellung des Wasser- oder Dampfflusses durch die Vorheizschlange und das Sieb entfernt Schmutz aus dem Wasser oder Dampf.
Der Wasser- oder Dampffluss durch das System ist wie folgt:
- Durch das Absperrventil gelangt Wasser bzw. Dampf in das System.
- Anschließend strömt das Wasser bzw. der Dampf durch das Sieb.
- Das Sieb entfernt Schmutz aus dem Wasser oder Dampf.
- Anschließend strömt das Wasser bzw. der Dampf durch das Rückschlagventil.
- Das Rückschlagventil verhindert einen Rückfluss.
- Das Wasser bzw. der Dampf strömt dann durch das Ausgleichsventil.
- Das Ausgleichsventil regelt den Wasser- oder Dampffluss durch die Vorheizspule.
- Das Wasser bzw. der Dampf strömt dann durch die Vorheizschlange.
- Die Vorheizspule erhitzt das Wasser oder den Dampf.
- Das heiße Wasser oder der Dampf strömt dann aus der Vorheizschlange in den Rest des Systems.
Diese Art von System wird häufig in HVAC-Systemen verwendet, um andere Geräte vor dem Einfrieren zu schützen. Im Winter kann das Vorheizregister dazu verwendet werden, die Außenluft zu erwärmen, bevor sie in das Kühlregister gelangt. Dadurch wird ein Einfrieren der Kühlschlange verhindert.
Hier ist ein mögliches Szenario für die Verwendung des Systems:
- Die Außentemperatur liegt unter dem Gefrierpunkt.
- Die Vorheizspule ist eingeschaltet.
- Die Außenluft strömt durch das Vorheizregister.
- Die Vorheizspirale erwärmt die Außenluft.
- Die erwärmte Außenluft strömt dann in die Kühlschlange.
- Die Kühlschlange kühlt die erwärmte Außenluft.
- Anschließend strömt die abgekühlte Außenluft in das Gebäude.
Dieser Anlagentyp kann auch zur Vorwärmung von Wasser für Warmwasseranlagen eingesetzt werden. In diesem Fall würde die Vorheizschlange durch einen Heizkessel oder eine Solarthermieanlage beheizt.
Vorheiz-, Heiz- und Nachheizgeschwindigkeit der Spulenfläche
Die empfohlene Einströmgeschwindigkeit für Vorheiz-, Heiz- und Nachheizregister beträgt 500–900 FPM. Eine Anströmgeschwindigkeit von 750 FPM wird bevorzugt, eine Anströmgeschwindigkeit von 500 FPM oder 900 FPM ist jedoch akzeptabel.
- 500–900 FPM (2,54–4,57 m/s) Reichweite.
- 600–700 FPM (3,05–3,56 m/s) Empfohlen.
- 600 FPM (3,05 m/s) Bevorzugt.
- Verwenden Sie die Vorheizspule immer dann, wenn die Temperatur der Mischluft (Außenluft und Rückluft) unter 40 °F (4,44 °C) liegt.
Das Diagramm zeigt ein 3-Wege-Ventil-Vorheizregister-Rohrleitungssystem mit einem Absperrventil, einem Sieb, einem Ausgleichsventil, einer Durchflussanzeige, einer Vorheizregister, einem 3-Wege-Ventil und einer Bypassleitung.
Der Wasser- oder Dampffluss durch das System ist wie folgt:
- Durch das Absperrventil gelangt Wasser bzw. Dampf in das System.
- Anschließend strömt das Wasser bzw. der Dampf durch das Sieb.
- Das Sieb entfernt Schmutz aus dem Wasser oder Dampf.
- Das Wasser bzw. der Dampf strömt dann durch das Ausgleichsventil.
- Das Ausgleichsventil regelt den Wasser- oder Dampffluss durch die Vorheizspule und die Bypassleitung.
- Das Wasser bzw. der Dampf strömt dann durch das 3-Wege-Ventil.
- Das 3-Wege-Ventil mischt das heiße Wasser oder den Dampf aus der Vorheizschlange mit dem kalten Wasser oder Dampf aus der Bypass-Leitung.
- Anschließend strömt das Mischwasser bzw. der Dampf aus dem System.
Die Stellung des 3-Wege-Ventils bestimmt, wie viel heißes Wasser oder Dampf mit dem kalten Wasser oder Dampf gemischt wird. Wenn das 3-Wege-Ventil auf die Position „Vorheizen“ gestellt wird, strömt das gesamte Wasser bzw. der Dampf durch die Vorheizspule. Wenn das 3-Wege-Ventil auf die Position „Bypass“ gestellt wird, wird das gesamte Wasser bzw. der gesamte Dampf an der Vorheizspule vorbeigeleitet.
Diese Art von System wird häufig in HVAC-Systemen eingesetzt, um andere Geräte vor dem Einfrieren zu schützen und die Effizienz zu verbessern. Im Winter kann das 3-Wege-Ventil in die Position „Vorheizen“ gedreht werden, um die Außenluft zu erwärmen, bevor sie in die Kühlschlange eintritt. Dadurch wird ein Einfrieren der Kühlschlange verhindert. Im Sommer kann das 3-Wege-Ventil in die „Bypass“-Position gedreht werden, damit die kalte Außenluft direkt in die Kühlschlange strömen kann. Dadurch wird die Effizienz des Kühlsystems verbessert.
Hier ist ein mögliches Szenario für den Einsatz des Systems im Winter:
- Die Außentemperatur liegt unter dem Gefrierpunkt.
- Das 3-Wege-Ventil wird auf die Position „Vorheizen“ gedreht.
- Die Außenluft strömt durch das Vorheizregister.
- Die Vorheizspirale erwärmt die Außenluft.
- Die erwärmte Außenluft strömt dann in die Kühlschlange.
- Die Kühlschlange kühlt die erwärmte Außenluft.
- Anschließend strömt die abgekühlte Außenluft in das Gebäude.
Hier ein mögliches Szenario für den Einsatz des Systems im Sommer:
- Die Außentemperatur liegt über dem Gefrierpunkt.
- Das 3-Wege-Ventil wird in die Position „Bypass“ gedreht.
- Die Außenluft umgeht die Vorheizschlange und strömt direkt in die Kühlschlange.
- Die Kühlschlange kühlt die Außenluft.
- Anschließend strömt die abgekühlte Außenluft in das Gebäude.
Abschluss
Rohrleitungspläne für Vorheizregister sind ein unverzichtbares Werkzeug für HLK-Fachleute. Durch das Verständnis der verschiedenen Arten von Vorheizregistern und ihrer Verrohrung können HLK-Experten Vorheizregister richtig entwerfen und installieren sowie Probleme mit bestehenden Systemen beheben.