Free cooling (cz. 1)

Ciąg dalszy artykułu...

Porównanie graficzne free coolingu pośredniego i bezpośredniego

Porównano dwa różne modele na etapie projektowym. Jeden agregat oparty jest na tradycyjnym rozwiązaniu free coolingu z trójdrogowym zaworem regulacyjnym (agregat A), drugie urządzenie to agregat z free coolingiem pośrednim, z czynnikiem chłodniczym jako substancją pośredniczącą (agregat B). Parametry pracy instalacji to 15/10°C.

Można zauważyć, że rozwiązanie tradycyjne w postaci trójdrogowego zaworu regulacyjnego i dodatkowego wymiennika free coolingu rozpoczyna pracę w przypadku analizowanego agregatu (A) przy temperaturze powietrza zewnętrznego równej 14°C i osiąga pełną wydajność chłodniczą przy temperaturze powietrza zewnętrznego równej –1°C. W tym zakresie temperatur pracuje już układ free coolingu, odciążając pracę energochłonnego układu sprężarkowego. Poniżej temperatury zewnętrznej równej –1°C agregat pracuje tylko w trybie free coolingu.

Podobnie jak dla standardowego rozwiązania free coolingu można przedstawić charakterystyczne punkty pracy pośredniego układu free coolingu agregatu B. Moment, w którym rozpoczyna się free cooling, nie jest jednoznacznie określony. W materiałach reklamowych jako punkt charakterystyczny podaje się temperaturę powietrza zewnętrznego o 6°C niższą od temperatury wody na wyjściu z agregatu [2]. Z kolei w dokumentacji technicznej typoszeregu agregatu B jako punkt startu free coolingu podaje się temperaturę powietrza atmosferycznego o 8 K niższą od temperatury wody wyjściowej.

Jeszcze inną temperaturę otoczenia podaje autor artykułu [3], według którego powinna ona wynosić ok. 10–15 K poniżej wyjściowej temperatury wody z parowacza. Patrząc z punktu widzenia prawidłowości funkcjonowania układu chłodniczego (przekazywanie ciepła od wody lodowej do czynnika, a następnie od czynnika do powietrza atmosferycznego), wydaje się rozsądnym przyjęcie temperatury startu free coolingu przy temperaturze powietrza zewnętrznego 10 K poniżej temperatury wody na wyjściu z parowacza układu chłodniczego (dla przykładowych parametrów wody ziębniczej 15/10°C start układu w trybie free coolingu będzie zatem odpowiadał temperaturze powietrza zewnętrznego równej 0°C).

Jako kolejne punkty charakterystyczne należy przyjąć te podawane przez autora publikacji [2]. Przy różnicy temperatury pomiędzy wodą na wyjściu z parowacza a powietrzem zewnętrznym równej 10 K free cooling pozwala na osiągnięcie 40–55% (zależnie od wielkości) znamionowej wydajności ziębienia agregatu. Przy różnicy na poziomie 20 K wydajność free coolera wynosić będzie 60–90% mocy chłodniczej znamionowej [2]. Przeanalizowane wartości osiągów, podawane w biuletynie technicznym dla całego typoszeregu agregatu B wskazują na niższe wartości, tj. od 47% do maksymalnie 70%. Pełnej mocy chłodniczej dla warunków rzeczywistych wymiennik free coolingu nie osiąga [3].

Korzystając z danych technicznych podawanych w dokumentacji techniczno-ruchowej rozwiązań obu producentów, dokonano porównania na uporządkowanym wykresie temperatur powietrza zewnętrznego. Wartości temperatur powietrza zewnętrznego przyjęte dla Krakowa uzyskano w IMiGW dla wybranego roku. Zebrano w programie Ms Excel wyniki 8761 pomiarów (pomiary dokonywane co godzinę dla analizowanego roku kalendarzowego). Wartości pośrednie pomiędzy punktami charakterystycznymi podawanymi w dokumentacji agregatu B uśredniono z wykorzystaniem funkcji liniowych w programie Excel. Jako parametry wody ziębniczej przyjęto temperaturę 15/10°C.

Porównanie przeprowadzono w formie graficznej (rys. 5), gdyż będzie ono w tej postaci bardziej przejrzyste dla czytelnika. Jak wspomniano wcześniej, tradycyjny system free coolingu rozpoczyna swoją pracę przy temperaturze powietrza zewnętrznego równej 14°C (dla przyjętych parametrów wody ziębniczej 15/10°C). W miarę obniżania się temperatury powietrza zewnętrznego udział free coolingu w „produkcji mocy chłodniczej” zwiększa się. Przy temperaturze powietrza zewnętrznego, przy której zostaje załączony układ free coolingu pośredniego, agregat z tradycyjnym free coolingiem osiąga wydajność równą 88% wydajności ziębienia agregatu.

Przy temperaturze powietrza zewnętrznego równej –1°C tradycyjny układ free coolingu osiąga 100-proc. wydajność ziębniczą, podczas gdy rozwiązanie z free coolingiem pośrednim zaledwie 45%. Przy temperaturze powietrza zewnętrznego równej –20°C układ tradycyjnego free coolingu pracuje dalej z pełną  mocą chłodniczą, podczas gdy rozwiązanie z czynnikiem pośredniczącym osiąga wartość ok. 76% wydajności znamionowej. Jak wynika z porównania graficznego pól powierzchni obrazujących obydwa rozwiązania, różnice w oszczędnościach energii chłodniczej są bardzo duże i przemawiają na korzyść tradycyjnego rozwiązania free coolingu (z trójdrogowym zaworem regulacyjnym i dodatkowym wymiennikiem free coolingu).

Na podstawie analizy rys. 5 można wysnuć jeden zasadniczy wniosek. Rozwiązanie free coolingu w agregacie B, oparte na pośrednim przekazywaniu ciepła z instalacji do powietrza atmosferycznego, pomimo swojej innowacyjności nie może się równać pod względem uzyskiwanych oszczędności energetycznych z tradycyjnym rozwiązaniem free coolingu w postaci trójdrogowego zaworu regulacyjnego i dodatkowego wymiennika free coolingu.

Tak duże różnice w oszczędnościach wynikają jedynie z zasadniczego faktu, że zastosowanie wymienników pośredniczących (woda ziębnicza–czynnik chłodniczy oraz czynnik chłodniczy–powietrze zewnętrzne) oraz cieczy pośredniczącej (czynnik ziębniczy) obniża punkt pracy, przy którym rozpoczyna pracę układ free coolingu. Maleje w tym momencie liczba godzin pracy, przy której może zostać wykorzystany ten układ. Różnice w oszczędnościach energii chłodniczej, tylko na podstawie graficznej interpretacji wykresu, stanowią ok. trzykrotność oszczędności energii wynikającej z zastosowania funkcji free coolingu pośredniego.

W drugiej części artykułu przedstawione zostanie, tym razem za pomocą metody analitycznej, porównanie dwóch metod free coolingu bezpośredniego – tradycyjnego, opartego na trójdrogowym zaworze regulacyjnym i dodatkowym wymienniku free coolingu, oraz z wykorzystaniem dry coolera, pełniącego w okresie letnim funkcję urządzenia odprowadzającego ciepło od skraplacza agregatu, a w okresie zimowym free coolera. Zostanie ono przeprowadzone na potrzeby układu technologicznego schładzania wody dla zakładu przemysłowego.

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.

   15.03.2011

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Obejrzyj szkolenie online, poznaj nowe możliwości dobrej termomodernizacji!»

webinar online


Bezpłatne szkolenie dla projektantów instalacji grzewczo-instalacyjnych »

webinar online


Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »

wentylator rooftop



Czy znasz sposób na skuteczną ochronę wody pitnej przed skażeniem »

Jaki wpływ na współczynnik przenoszenia ciepła ściany osłonowej z oknem ma montaż nawiewnika »
zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak odpowiednio izolować instalacje »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jest jeden innowacyjny sposób na optymalizację strat ciepła »
armatura bezdotykowa nawiewniki
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak poprawnie zaprojektować system klimatyzacji w biurowcu »

klimatyzatory kasetonowe



 Klimatyzatory energooszczędne i ciche gdzie je zanjdziesz »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 klimatyzacja
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


  Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Odczego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »
cichy oszczedny klimatyzator projektowanie instalacji
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 



Co zamontować na kominie »

wiem więcej »

 



Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Internet rzeczy - poznaj jego zastosowanie w instalacjach »
kanalizacja internet rzeczy
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy wiesz, jak prawidłowo przeprowadzić instalację elektryczną »

elektrobohaterzy wago

 



Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

Poznaj tajemnice niezawodnej armatury »
wymienniki ciepła systemy kanalizacyjne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skorzystaj z kalkulatora doboru i wyceny grzejników »

ogrzewanie hybrydowe

 



Zdradzamy sposób na gospodarowanie wody opadowej »

1 sposób na optymalizację strat energii »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

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
6/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 6/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Kotły na gaz i wodór
  • - Ograniczanie hałasu instalacji
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

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