Free cooling (cz. 1)

Free cooling pośredni a bezpośredni

Free cooling to proces wykorzystania darmowych pokładów chłodu zawartego w powietrzu zewnętrznym o niskiej temperaturze do schłodzenia powietrza wewnątrz budynku. Wykorzystanie naturalnego chłodzenia powietrza może odbywać się w praktyce w sposób pośredni i bezpośredni. Warto przy tej okazji wyjaśnić stosowane nazewnictwo.

Jeżeli rozpatrujemy proces free coolingu w centrali klimatyzacyjnej, który polega na zwiększeniu udziału świeżego powietrza zewnętrznego w chłodzeniu pomieszczenia w okresie występowania niskich temperatur powietrza atmosferycznego, to taki proces możemy nazwać free coolingiem bezpośrednim. Jeżeli proces schładzania powietrza odbywa się z wykorzystaniem wody ziębniczej schłodzonej w agregacie wody ziębniczej za pośrednictwem funkcji free coolingu agregatu, to taki proces, patrząc pod kątem centrali, realizowany jest w sposób pośredni. Woda ziębnicza jest cieczą pośredniczącą pomiędzy powietrzem zewnętrznym a schładzanym powietrzem wewnętrznym. Obydwa powyższe przypadki dotyczą wykorzystania funkcji free coolingu, gdy odbiornikiem chłodu jest powietrze wewnętrzne.

Z kolei przy wykorzystaniu funkcji free coolingu w sprężarkowych agregatach chłodniczych do chłodzenia wody ziębniczej istnieje podobna nomenklatura, z tym że odbiornikiem chłodu zawartego w powietrzu zewnętrznym jest woda ziębnicza. Jeżeli woda ziębnicza bezpośrednio odbiera chłód od powietrza zewnętrznego, to mamy w takim przypadku do czynienia z free coolingiem bezpośrednim (tzw. direct free cooling – FCD). Ten proces free coolingu realizują tradycyjne rozwiązania w agregatach chłodniczych wykorzystujące dodatkowy wymiennik wodny montowany przed skraplaczem oraz trójdrogowy zawór regulacyjny (rys. 1).

Innym przykładem free coolingu bezpośredniego może być rozwiązanie, w którym dry cooler agregatu chłodniczego ze skraplaczem chłodzonym cieczą pełni funkcję free coolera w okresie sprzyjających temperatur zewnętrznych. Schładza on bezpośrednio wodę ziębniczą, wykorzystując powietrze zewnętrzne. Niestety, w typowych rozwiązaniach nie jest możliwa jednoczesna praca układu free coolingu oraz układu sprężarkowego. Dry cooler albo odbiera ciepło od wody chłodzącej skraplacz (np. parametry 45/40°C), albo pracuje jako free cooler (np. parametry 12/7°C). Jeżeli woda ziębnicza jest schładzana z wykorzystaniem dodatkowych cieczy pośredniczących, mówimy o free coolingu pośrednim (non-direct free cooling). Do takich rozwiązań możemy zaliczyć tzw. systemy non-glycol free cooling (rys. 2) lub podobne (rys. 3).

Literatura

1. Adamski B., Free-cooling pośredni czy bezpośredni? Dylemat inwestora i projektanta, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 8/2010.
2. Klimczuk B., Tzw. free-cooling w systemach z bezpośrednim odparowaniem syntetycznego czynnika chłodniczego, „Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna” nr 3/2010.
3. Kot J., DX free-cooling – w oczekiwaniu na polemikę, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 5/2008.
4. Adamski B., Systemy free coolingu pośredniego. Analiza i symulacja oszczędności pod kątem nakładów eksploatacyjnych cz. 1, „Rynek Instalacyjny” nr 5/2009.
5. Adamski B., Systemy free coolingu pośredniego. Analiza i symulacja oszczędności pod kątem nakładów eksploatacyjnych cz. 2, „Rynek Instalacyjny” nr 6/2009.
6. Biuletyny techniczne producentów.