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

Systemy chłodzenia z cieczą pośredniczącą w energooszczędnych budynkach użyteczności publicznej

Ciecz pośrednicząca w systemie chłodzenia – parametry pracy systemu
unitherm.pl
Ciąg dalszy artykułu...

Można jednak ostatnio zauważyć pewne odwrócenie tej niekorzystnej dla rynku cieczy pośredniczącej tendencji, które może wynikać z następujących przyczyn:

  1. obecnie używane przez producentów czynniki ziębnicze (R410A, R407C) są substancjami w pewnym stopniu szkodliwymi dla zdrowia i napełnienie instalacji powinno zostać każdorazowo sprawdzone w zakresie zgodności z normą bezpieczeństwa PN-EN 378 [14, 15];
  2. wymienione powyżej czynniki cechuje wysoki wskaźnik GWP (ok. 2000). Ich obecnie proponowane substytuty (mieszaniny na bazie HFO – hydrofluoroolefin) mają wskaźniki GWP co najwyżej ok. 500;
  3. urządzenia ziębnicze będą w przyszłości coraz bardziej restrykcyjnie oceniane adekwatnie do wielkości napełnienia gazem cieplarnianym (kg CO2,równoważne/system). Według jednej z propozycji nowej dyrektywy „F‑gazowej” po 2020 r. ma zostać wprowadzony zakaz stosowania systemów ziębniczych o napełnieniu większym niż 5000 kg CO2, równoważne (co odpowiada np. napełnieniu 2,5 kg czynnika o wartości GWP = 2000) [13];
  4. systemy VRF/VRV zawierają dużo większą ilość czynnika ziębniczego niż agregaty do oziębiania cieczy o podobnej wydajności ziębniczej. W celu poparcia tej tezy wykonano dwa równoważne projekty systemów chłodzenia dla niewielkiego budynku biurowego o powierzchni 1500 m2. W obu przypadkach dobrano po 72 jednostki wewnętrzne (klimakonwektory wentylatorowe) o podobnych wydajnościach chłodniczych. Agregaty ziębnicze dobrane w obydwu przypadkach były napełnione czynnikiem R410A w ilości: agregat do oziębiania cieczy – 13 kg oraz agregaty systemu VRF/VRV – 51 kg. Odpowiadające im napełnienia równoważne CO2 zostały zobrazowane na rys. 1;
  5. zauważalna jest na rynku koncentracja producentów/dostawców systemów z cieczą pośredniczącą, którzy dysponują narzędziami, potencjałem wytwórczym oraz pełnym zakresem niezbędnych produktów, z systemami sterowania włącznie, umożliwiającymi kompleksową obsługę klienta końcowego.

Zestawiając powyższe wnioski z koniecznością poszukiwania źródeł oszczędności energii na potrzeby chłodzenia w perspektywie projektowania energooszczędnych budynków użyteczności publicznej (ale oferujących odpowiednio wysoki standard komfortu wewnętrznego), poniżej przedstawiono wyniki oceny wybranych parametrów projektowych i eksploatacyjnych systemu chłodzenia z cieczą pośredniczącą pod kątem ich wpływu na ograniczenie zużycia nośników energii przez budynek.

Ciecz pośrednicząca w systemie chłodzenia – parametry pracy systemu

Budynek, układ hydrauliczny i agregat ziębniczy to trzy elementy składowe systemu chłodzenia z cieczą pośredniczącą (rys. 2) stanowiące układ naczyń połączonych w czasie eksploatacji. Po jednej stronie jest budynek z jego potrzebami i wymaganiami komfortu wewnętrznego, a po drugiej źródło chłodu – agregat ziębniczy, zużywający w czasie pracy nośniki energii stanowiące dla użytkownika główny składnik kosztów eksploatacyjnych.

Układ hydrauliczny pełni funkcję nie tylko środka transportu ciepła pomiędzy tymi dwoma elementami systemu, ale co ważne jest również przekaźnikiem sygnałów informujących agregat o potrzebach obiektu. Rozważania zawarte poniżej dotyczą pracy takiego systemu w stanach ustalonych i nie uwzględniają wpływu układów sterowania, co stanowi obecnie przedmiot zainteresowania autora.

Charakterystyka cieplna obiektu

Analizując system chłodzenia budynków, nie można pominąć zjawisk związanych z uzdatnianiem powietrza wilgotnego w pomieszczeniach. Często popełnianym błędem jest niuwzględnianie zjawisk związanych ze zmianą wilgoci w trakcie procesów chłodzenia, tzn. pominięcie ciepła utajonego (ang. latent heat) i ograniczenie obliczeń cieplnych wyłącznie do bilansowania ciepła jawnego (ang. sensible heat) szczególnie w przypadkach, gdy jedynym kontrolowanym parametrem komfortu jest temperatura powietrza w pomieszczeniu.

Można by w tym miejscu zadać pytanie: jeżeli tak jest, to dlaczego każdy klimatyzator obniżający tylko temperaturę powietrza w pomieszczeniu ma odprowadzenie kondensatu i kto płaci za energię związaną z jego wykropleniem?

Przeczytaj także: Systemy ze zmiennym przepływem czynnika chłodniczego w obiektach o dużej kubaturze >>

Mając na uwadze, że celem działania układu chłodzenia będącego częścią systemu klimatyzacji jest utrzymanie w pomieszczeniu stabilnych parametrów powietrza leżących w tzw. obszarze komfortu (temperatura i wilgotność), można sformułować następującą tezę: najbardziej energooszczędnym procesem uzdatniania powietrza w pomieszczeniu (w okresie letnim) jest proces chłodzenia, w którym ilość wykraplanej na powierzchni chłodnicy wilgoci jest równa bieżącym zyskom wilgoci w pomieszczeniu, a strumień ciepła jawnego odebranego w chłodnicy jest równy bieżącym zyskom ciepła jawnego w pomieszczeniu.

Charakterystyka cieplna pomieszczenia (znana w literaturze również jako kierunek przemiany w pomieszczeniu) definiowana jako stosunek zysków ciepła całkowitego do zysków wilgoci wyznacza również kierunek przemiany uzdatniania powietrza w chłodnicy, którą można w ten sposób nazwać najbardziej efektywną energetycznie (rys. 3).

Charakterystyka uzdatniania powietrza w chłodnicy w aspekcie temperatury cieczy na jej zasilaniu

Proces uzdatnia powietrza w chłodnicy, na powierzchni której wykrapla się wilgoć (w tzw. chłodnicy mokrej), można opisać przy pomocy następujących parametrów (rys. 4a i b):

  1. średniej temperatury ścianki chłodnicy (ts),
  2. kierunku przemiany w chłodnicy (e),
  3. współczynnika kontaktu (CF).

Średnią temperaturę ścianki (ts < temperatury punktu rosy powietrza wlotowego do chłodnicy) określa temperatura nasyconej pary wodnej znajdującej się na pograniczu warstwy wody pokrywającej ściankę oraz powietrza będącego z nią w kontakcie. Wartość tej temperatury jest generowana przez temperaturę oraz strumień przepływu cieczy zasilającej chłodnicę, dla których ustala się bieżący stan równowagi wymiany ciepła i masy w tym wymienniku.

Na podstawie własnych doświadczeń praktycznych autora związek pomiędzy tS oraz temperaturami cieczy na wlocie i wylocie z chłodnicy można przybliżyć wzorem (2) (który sprawdza się dla wody przy przyroście temperatur DtW w zakresie 5–6 K oraz dla typowych zastosowań w klimatyzacji komfortu; dla roztworu glikolu w tych warunkach sugeruje się przyjmowanie tS na poziomie temperatury cieczy na wylocie z chłodnicy):

(2)

Współczynnik kontaktu CF (contact factor) może być w pewnym ujęciu traktowany jako współczynnik efektywności chłodnicy, zakładając, że 100-proc. efektywność wystąpiłaby wtedy, gdy powietrze za chłodnicą osiągnęłoby stan opisany na wykresie na rys. 4 punktem PS.

Wartość CF zależy głównie od:

  • cech konstrukcyjnych chłodnicy (liczby rzędów, stopnia i geometrii ożebrowania itp.),
  • parametrów powietrza przepływającego przez wymiennik, które wpływają na intensywność wymiany ciepła i masy.

Czytaj dalej: Ciecz pośrednicząca: woda czy roztwór glikolu? >>

   14.04.2014

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Obejrzyj film o bezinwazyjnej renowacji rur » Jakich zabezpieczeń wentylacyjnych potrzebujesz »
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Mamy dla Ciebie nową ofertę urządzeń klimatyzacyjnych »

wentylacja

 



10 pytań o sterowanie ogrzewaniem grzejnikowym » Oszczędzaj nawet do 63% na zużyciu wody »
sterownik do pompy wodnej
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy czyszczenie klimatyzacji musi być drogie »

czyszczenie klimatyzacji

 



Poznaj zalety pomp nowej generacji » 5 powodów, dla których warto zainwestować w pompę ciepła »
pompy woda powietrze pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Polecamy sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Jakie produkty pomogą ci w walce o czyste powietrze » Serwis pompy ciepła bez problemów - jak to zrobić »
program czyste powietrze serwis pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Jak działa technologia klimatyzacji bez przeciągów »

wentylacja

 


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
6/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Mikrokogeneracja w budownictwie mieszkaniowym
  • - Modernizacja budynków wielorodzinnych
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