Bij het ontwerpen van een HVAC-systeem moet men verschillende keuzes maken. Zoals het soort terminal unit dat aan de gestelde eisen voldoet. Er zijn vele factoren die deze keuze beïnvloeden, zoals energieverbruik, vereist onderhoud, gemak van systeemontwerp en installatie. Hieronder vindt u de pro's en contra's van actieve koelbalken en ventiloconvectoren, twee concurrerende soorten terminal units.
Actieve koelbalken en ventiloconvectoren zijn twee verschillende soorten terminal units die gebruikt worden om de temperatuur in een ruimte te regelen. Deze zijn beide uitgerust met een batterij die de energie uitwisselt tussen de ruimtelucht en het water dat door de batterij stroomt. Het water kan ofwel warmer zijn dan de ruimtelucht om warmte aan de ruimte af te geven ofwel kouder om warmte uit de ruimte te verwijderen.
Ventiloconvectoren (FCU) kunnen op een ventilatiekanaal aangesloten worden en gebruikt worden om primaire lucht in een ruimte te verdelen, zonder de ruimtetemperatuur hoeven te regelen. In een FCU wordt de lucht uit de ruimte geforceerd om door de batterij te circuleren via een ventilator. Een actieve koelbalk (ACB) daarentegen moet aangesloten zijn op een ventilatiesysteem en is aangewezen op de ventilator van de luchtbehandelingskast om druk in het kanaalsysteem op te bouwen. De primaire lucht wordt verdeeld via kleine openingen in de drukkamer van de actieve koelbalk en verder de mengruimte in, waardoor een zone van lage druk ontstaat die de ruimtelucht door de batterij trekt. Dit wordt inductie genoemd en werkt zonder bewegende onderdelen in de ACB.
Hoe natte en droge koeling invloed kunnen hebben op de keuze
Actieve koelbalken worden vaak beschouwd als een energie-efficiënte manier om een ruimte te verwarmen en koelen. De belangrijkste reden hiervoor is dat deze ontworpen zijn om te functioneren in een droge koelmodus, d.w.z. dat de aanvoerwatertemperatuur tijdens het koelen altijd boven het dauwpunt in de ruimte gehouden wordt. Hierdoor is het mogelijk om een koelmachine met een zeer hoog rendement te gebruiken. Traditionele installaties van koelbalken zijn aangewezen op een constante pulsieluchtstroom om een goede binnenluchtkwaliteit te verzekeren. De laatste generatie van ACB's zijn ontwikkeld om te werken met functies zoals variabel debiet (VAV) en vraaggestuurde ventilatie (DCV) om de energie-efficiëntie verder te verhogen.
De FCU's anderzijds zijn vaak ontworpen voor natte koeling, d.w.z. dat ze werken met veel lagere aanvoerwatertemperaturen. Dankzij de lagere watertemperatuur en de ingebouwde ventilator die veel ruimtelucht laat circuleren, kunnen de FCU's een hoge koelcapaciteit via een compacte unit leveren, maar met hogere energiekosten in vergelijking met de ACB's. Het hogere energieverbruik is deels te wijten aan het lagere rendement van de koelinstallatie om kouder water te produceren, en deels aan de vereiste energie om vocht in de gecirculeerde ruimtelucht te condenseren. Het is mogelijk om de FCU's in droge koelomstandigheden te gebruiken. Echter, de ventilator moet dan aan een hogere snelheid draaien, wat kan leiden tot geluidshinder en problemen met de luchtsnelheden in de bezette ruimte, waardoor de kwaliteit van het binnenklimaat afneemt. Moderne ventilatoren zijn relatief energie-efficiënt, d.w.z. dat het toegevoegde energieverbruik vrij matig is, maar met de FCU's in elke ruimte zal het energieverbruik oplopen. Verder zijn ventilatoren niet altijd even efficiënt: een deel van de ventilatorenergie wordt omgezet in warmte, die tijdens het koelseizoen afgevoerd moet worden. De laatste generatie ventilatoren zijn vrij stil wanneer deze nieuw zijn en vooral wanneer deze aan een lagere ventilatorsnelheid draaien. Echter, ventilatoren die aan volle snelheid draaien en vooral ventilatoren aan het einde van hun levensduur geven meer geluidshinder in alle gebouwtoepassingen, maar vooral in hotelkamers en kantoren.
Installatie en onderhoud, een kost vandaag of morgen
Normalerwijze heeft een actieve koelbalk geen bewegende onderdelen en vereist deze dus weinig onderhoud. Het is aangeraden om de batterij te stofzuigen om het stof te verwijderen dat zich anders op het oppervlak van de batterij kan ophopen. Dit moet gebeuren volgens de gebouwomstandigheden. Sommige gebouwen moeten om de drie maanden schoongemaakt worden, andere slechts om het jaar. Aangezien de ACB's een zeer lange levensduur hebben en weinig onderhoud vereisen, zijn deze een kostenefficiënte oplossing. In een meer geavanceerde actieve koelbalk is het mogelijk om de hoeveelheid pulsielucht afgegeven aan een ruimte aan te passen, d.w.z. dat deze afgestemd kan worden op een gewijzigd gebruik van de ruimte. Zodoende hoeft men units, onderdelen en componenten minder frequent te vervangen bij het opknappen van een gebouw. Bijgevolg kan de opgenomen koolstof beperkt worden tijdens de levenscyclus van het gebouw.
Een FCU die in natte koelomstandigheden werkt, wordt uitgerust met filters zodat het stof niet op de natte batterij komt vast te zitten. Deze is ook uitgerust met opvangbakken en een afvoersysteem voor het verwijderen van het water gecondenseerd uit de gerecirculeerde ruimtelucht die door de batterij circuleert. Naast de batterij vereisen ook de filter en het afvoersysteem een onderhoudsbeurt. Een niet onderhouden afvoersysteem kan namelijk leiden tot groei van schimmels en bacteriën, die op hun beurt onaangename geuren en gezondheidsrisico’s met zich meebrengen.
Een ACB moet aangesloten worden op het ventilatiekanaal, terwijl dit optioneel is voor een FCU-installatie, dit omdat de ventilatie optioneel verdeeld kan worden via aparte roosters. De installatie van het leidingwerk is vrijwel hetzelfde voor de actieve koelbalken en de ventiloconvectoren: ofwel twee ofwel vier leidingen aangesloten op de batterij in de terminal unit. Het belangrijkste verschil is dan dat een FCU die in natte omstandigheden moet werken, geïsoleerde leidingen aan de koelzijde moet hebben voor zowel het aanvoer- als retourwater. Daarnaast vereist een actieve koelbalkinstallatie enkel de montage van een regelsysteem om de stroom van water door de batterij en eventueel de VAV pulsielucht te moduleren. Voor een FCU is er ook een aansluiting op een regelsysteem nodig om de waterkleppen en ventilatorsnelheid te beheren. Een ventiloconvectorsysteem vereist daarnaast vermogen voor de ventilator en een afvoersysteem ter plaatse, waardoor de installatiekosten toenemen.
De voordelen samengevat
Indien er geen ventilatie nodig is, blijken de actieve koelbalken een zeer dure oplossing te zijn. Een ander voordeel van de FCU is dat het vrij eenvoudig is om een systeem te bouwen en de terminal units te selecteren. Bij het ontwerpen van een actieve koelbalkoplossing moet er meer aandacht besteed worden aan de behandeling van vocht en de regeling van de aanvoerwatertemperaturen. De hoge verwarmings- en koelcapaciteit van een FCU wordt vaak gezien als een voordeel, omdat de ruimtetemperatuur verder kan afwijken van het gewenste instelpunt in perioden dat de ruimten niet bezet zijn maar dit gaat dan wel ten koste van hoger energieverbruik, geluid en risico van tocht.
Het is duidelijk dat zowel de actieve koelbalken als de ventiloconvectoren positieve en negatieve kenmerken hebben. Er zullen ook altijd gevallen zijn waarbij de ene of de andere terminal unit de keuze bij uitstek zal zijn. In een situatie waar er hoge eisen aan de binnenluchtkwaliteit gesteld worden, zijn actieve koelbalken vaak dé oplossing: deze bieden uitstekend warmtecomfort, goede binnenluchtkwaliteit, lage geluidsniveaus en minimaal energieverbruik. De FCU's gaan meestal gepaard met lagere initiële kosten per W (of BTU/h) koeling. Echter, voor de ACB's zijn de levenscycluskosten gunstig dankzij de lagere exploitatie- en onderhoudskosten in combinatie met een lange levensduurverwachting.
Bij Swegon helpen we u graag om de beste oplossing voor uw project te vinden – ontdek hier onze producten.
