Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Systemy free coolingu pośredniego. Analiza i symulacja oszczędności pod kątem nakładów eksploatacyjnych (cz. 1)

Free cooling pośredni z wykorzystaniem freonu
Ciąg dalszy artykułu...

Free cooling pośredni z wykorzystaniem freonu jako cieczy pośredniczącej

Opisane powyżej rozwiązania z dodatkowym wymiennikiem free coolingu są stosowane przez większość producentów urządzeń chłodniczych z wyjątkiem firmy Carrier. Rozwiązanie tej firmy polega na wykorzystaniu zjawiska „termosyfonu”. Konstruktorzy firmy zauważyli bowiem, że w okresach występowania niskich temperatur powietrza zewnętrznego czynnik chłodniczy wypełniający instalację freonową posiada tendencję do samoistnej migracji w kierunku najzimniejszych punktów układu chłodniczego. Zjawisko to było również powodem występowania awarii podczas pracy niektórych agregatów chłodniczych.

Postanowiono ten fakt wykorzystać do stworzenia innowacyjnego rozwiązania w postaci funkcji free coolingu bez wykorzystania dodatkowego wymiennika. Polega ono na zastosowaniu dodatkowej pompy czynnika chłodniczego w standardowym obiegu chłodniczym. Przy pracy w trybie free coolingu sprężarki układu chłodniczego pozostają wyłączone, włączana jest zaś pompa czynnika chłodniczego. Ciepło pobierane jest od wody ziębniczej i przekazywane do czynnika chłodniczego, który z kolei przekazuje ciepło w skraplaczu do atmosfery. Obieg czynnika pomiędzy parowaczem a skraplaczem odbywa się właśnie z użyciem pompy czynnika chłodniczego, która wymusza obieg czynnika chłodniczego w obiegu.
Oczywiście każde rozwiązanie cechuje się pewnymi zaletami, jak i wadami.

Z całą pewnością zaletą koncepcji Carriera jest mniejsza waga i wymiary agregatu chłodniczego z funkcją free coolingu w odniesieniu do typowych rozwiązań z dodatkowym wymiennikiem wodnym. Dodatkową cechą są również mniejsze opory po stronie powietrza i cieczy z uwagi na brak dodatkowego wymiennika free cooling i zaworu trójdrogowego. Minusem jest fakt, że takie urządzenie nie może jednocześnie pracować w trybie chłodzenia i free coolingu w okresach przejściowych. Obieg chłodniczy może wówczas pracować albo w trybie chłodzenia, albo w trybie free coolingu. O ile w tradycyjnych układach już przy spadku temperatury powietrza zewnętrznego poniżej 1°C temperatury wody powracającej z instalacji można już wykorzystywać „chłód” zawarty w powietrzu zewnętrznym, o tyle w przypadku rozwiązania firmy Carrier możliwe jest załączenie urządzenia w tryb free coolingu, gdy temperatura powietrza zewnętrznego okaże się na tyle niska, że korzyści wynikające z pracy w trybie free coolingu okażą się wystarczające dla potrzeb systemu klimatyzacyjnego.

Sumarycznie powoduje to, że zmniejszamy wtedy korzyści wynikające z pracy w trybie free coolingu, bo krótsze są czasy występowania temperatur powietrza zewnętrznego, przy których można zastosować funkcję free cooling. Dodatkowo zastosowanie czynnika chłodniczego jako medium pośredniczącego wiąże się z wymaganiem niższych temperatur powietrza zewnętrznego, przy których możliwa jest praca w trybie free coolingu. W rezultacie zalecane jest dokonanie analizy opłacalności zastosowania tego rozwiązania free coolingu w sprężarkowym agregacie chłodniczym.
Jednoczesna praca free colingu i układu chłodniczego byłaby możliwa przy zastosowaniu dwóch niezależnych obiegów chłodniczych, przy których jeden pracuje jako free cooling, a drugi realizuje pracę typowego układu chłodniczego.

Free cooling pośredni z wykorzystaniem suchych chłodnic cieczy – dry coolerów

Wykorzystanie suchych chłodnic cieczy umożliwia realizację procesu free coolingu zarówno dla monoblokowych agregatów ze skraplaczem chłodzonych cieczą, jak i monoblokowych agregatów chłodzonych powietrzem. W tym pierwszym rozwiązaniu możliwe jest wykorzystanie dry coolera, który generalnie stanowi jeden z zasadniczych elementów źródła chłodu, na dwa sposoby: po pierwsze, jako urządzenia rozpraszającego ciepło odebrane ze skraplacza agregatu chłodniczego, po drugie, w okresach umożliwiających wykorzystanie go jako free coolera – jako elementu systemu free coolingu.

Wykorzystanie dry coolera w monoblokowych agregatach chłodzonych powietrzem umożliwia realizację procesu free coolingu w obiektach, w których zamontowane są tego typu agregaty chłodnicze i z jakichś względów system free coolingu nie został wdrożony. Free cooler umożliwia zatem modyfikację obiektów starszych, a także nowszych, w których modernizacja systemu pod kątem rozwiązań z chłodzeniem naturalnym (większe koszty) może się odbyć w dowolnym późniejszym etapie.

Można zaznaczyć, że rozwiązanie free coolingu z dry coolerem w sprężarkowych agregatach chłodniczych ze skraplaczem chłodzonym cieczą może zostać zrealizowane na dwa sposoby. Układ hydrauliczny może się przełączać na proces free coolingu, gdy temperatura powietrza zewnętrznego jest na tyle niska, że uzyskiwane wydajności wymiennika free coolera pozwolą na uzyskanie 100% wymaganej wydajności chłodniczej. Przy takim rozwiązaniu podczas okresu przejściowego system chłodzenia oparty jest tylko na pracy sprężarkowego agregatu chłodniczego. Jest to jeden z wariantów; drugi system umożliwia z kolei pracę agregatu również podczas okresu przejściowego. Odbywa się to jednak kosztem dodatkowych modyfikacji systemu (zastosowanie dodatkowych pomp, rozbudowanego układu automatyki itp.). Układ taki powinien być stosowany raczej w obiektach, w których wykorzystywane są agregaty chłodnicze ze skraplaczem chłodzonym cieczą. W innych wypadkach, gdy inwestor stoi przed koniecznością rozważenia zarówno typu agregatu chłodniczego, jak i systemu free coolingu, warto zastanowić się, czy monoblokowe gotowe rozwiązanie, np. ze skraplaczem chłodzonym powietrzem i z wbudowanym układem free coolingu, nie okaże się lepszym, bo zdecydowanie prostszym rozwiązaniem.

Innym zagadnieniem jest weryfikacja, jakiej temperaturze powietrza zewnętrznego towarzyszą uzyskiwane 100-proc. wydajności wymienników free coolera (wersje free coolingu z dry coolerem współpracującym z agregatem ze skraplaczem chłodzonym cieczą) i ewentualnego dodatkowego wymiennika free coolingu (np. wersje z trójdrogowym zaworem regulacyjnym). Jeśli dry cooler współpracuje z agregatem chłodzonym cieczą i został zaprojektowany tylko w tym celu, późniejsze wykorzystanie go jako elementu systemu free coolingu wymaga weryfikacji jego wydajności chłodniczej dla warunków pracy free coolingu. Często temperatury powietrza zewnętrznego, przy których uzyskiwane są pełne wydajności schładzania (FC = 100%) na dry coolerze przystosowanym do pracy z agregatem chłodniczym, są na tyle niskie, że istnieje konieczność weryfikacji opłacalności zastosowania systemu free coolingu.

Zalety rozwiązania: prostota (wersje do pracy z free coolingiem tylko w okresie zimowym), możliwość wykorzystania przy niewielkim koszcie dry coolera w agregatach chłodniczych ze skraplaczem chłodzonym cieczą jako free coolera. Do wad można zaliczyć: konieczność stosowania glikoli jako cieczy przeciwzamarzaniowej, konieczność rozbudowy instalacji hydraulicznej i układu automatyki dla wersji przystosowanej do pracy podczas okresu przejściowego, możliwość pracy free coolingu tylko w okresie zimowym (przy niskich temperaturach zewnętrznych) i brak pracy w okresie przejściowym (dotyczy to prostych rozwiązań nieprzystosowanych do jednoczesnego wykorzystania dry coolera jako elementu rozpraszającego ciepło do atmosfery i free coolera).

Literatura

1. Adamski B., Free cooling w sprężarkowych agregatach chłodniczych, „Rynek Instalacyjny” nr 7-8/2008.
2. Wojtas K., Zastosowanie chłodzenia naturalnego w systemach klimatyzacji budynków, „Rynek Instalacyjny” nr 4/2009.
3. www.mi.gov.pl.
4. Materiały szkoleniowe CLIVET, KLIWEKO i innych firm.

   15.05.2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl