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: woda czy roztwór glikolu?
unitherm.pl
Ciąg dalszy artykułu...

W literaturze można znaleźć wiele zależności, z których obliczyć można wartość współczynnika CF. Jedną z wersji przedstawia wzór 3 [4]:

(3)

gdzie:
Aż,1 – jednostkowa pow. ożebrowana, m2,
ap,ż – współczynnik wnikania ciepła po stronie powietrza, W/(m2K),
wp,cz – prędkość powietrza w przekroju czołowym, m/s,
R – liczba rzędów chłodnicy,
B – odległość rur w rzędzie, m,
rp – gęstość powietrza, kg/m3,
cp,p – ciepło właściwe powietrza, J/(kgK).

Na podstawie powyższych informacji należy przyjąć, że przy stałym strumieniu powietrza przepływającego przez chłodnicę i niezmiennych jego parametrach na dolocie w trakcie procesu regulacji jej wydajności (zarówno w sposób jakościowy, jak i ilościowy) dochodzi do zmiany kierunku przemiany (zmienia się temperatura ts) przy niezmiennej wartości współczynnika CF.

Łącząc powyższe stwierdzenie z wynikami analizy wpływu temperatury cieczy opuszczającej parowacz agregatu ziębniczego na jego efektywność energetyczną (rys. 5, [6]) można stwierdzić, że projektowa (obliczeniowa) temperatura cieczy zasilającej chłodnice w procesach klimatyzacyjnych powinna być jak najwyższa, ale jednocześnie taka, jaka spełni w sposób zadowalający wymagania danego pomieszczenia w zakresie komfortu i odpowiada jego charakterystyce cieplnej.

Jak wykazano w przykładzie przedstawionym w innym artykule autora [6], dwa pomieszczenia przy tych samych wymaganiach w zakresie parametrów powietrza w pomieszczeniu i z tym samym systemem chłodzenia, z uwagi na różne charakterystyki cieplne mogą wymagać cieczy zasilającej o temperaturze różniącej się o 2–4°C.

Jak wynika z wykresu na rys. 5, powoduje to różnice w zapotrzebowaniu na moc elektryczną przez agregat rzędu 5–10%. W podobnej proporcji przekłada się to później na ilość energii zużywanej w ciągu roku gdyż, jak wynika z wieloletnich doświadczeń autora, w całym procesie inwestycyjnym sposób określania i zadawania nastaw temperatur cieczy w układach regulacji agregatów ziębniczych jest zagadnieniem pomijanym lub drugorzędnym i, co gorsza, raz zadana wartość nastawy w trakcie rozruchu pozostaje niezmienna przez większość okresu eksploatacji.

Ciecz pośrednicząca: woda czy roztwór glikolu?

Dużym problemem w instalacjach chłodniczych z cieczą pośredniczącą jest powszechne stosowanie w nich agregatów do oziębiania cieczy typu monoblok ze skraplaczem chłodzonym powietrzem wyposażonym w wentylatory osiowe. Takie rozwiązanie wymusza montaż urządzenia na zewnątrz obiektu, a to z kolei stwarza ryzyko uszkodzenia parowacza w przypadku zastosowania wody jako cieczy pośredniczącej.

Zwykle dla rozwiązań zewnętrznych stosuje się roztwór glikolu monoetylenowego w wodzie o stężeniu ok. 35% (z dodatkami zmniejszającymi korozyjność i agresywność chemiczną tego roztworu, nazywany skrótowo MEG).

Przeczytaj także: Układy wody lodowej. Zastosowanie czynników o niskiej temperaturze krzepnięcia >>

Na marginesie warto dodać, że można wziąć pod uwagę także inne sposoby ochrony agregatu przed zamarzaniem, jak podgrzewanie części zewnętrznej instalacji grzałkami elektrycznymi, ale kłóci się to z energooszczędnością, lub zawansowane rozwiązania agregatów (ze zdalnym skraplaczem lub skraplaczem chłodzonym cieczą), co z kolei powoduje wzrost nakładów inwestycyjnych i wymaga większego zaangażowania projektanta.

Wypełnienie instalacji hydraulicznej wewnątrz budynku cieczą typu MEG nie jest jednak rozwiązaniem właściwym, gdyż:

  • własności cieplne i transportowe MEG sprawiają, że liczba Reynoldsa, a w konsekwencji współczynnik wnikania ciepła są w tych warunkach tak niskie, że wydajność cieplna chłodnicy jest często niższa o ponad 30% w stosunku do wody (przy tych samych wartościach temperatury na wlocie i wylocie),
  • w podobnym stopniu rosną opory przepływu w instalacji,
  • żeby przetransportować ten sam strumień ciepła, stosując ciecz o niższym cieple właściwym, trzeba wymusić wyższe prędkości przepływu lub zwiększyć średnice przewodu, by uniknąć zbyt dużych oporów,
  • neutralizacja negatywnych cech fizyko­‑chemicznych roztworu glikolu powoduje dużo wyższy koszt napełnienia instalacji niż w przypadku wody (odpowiednio uzdatnionej).

Jak więc pogodzić potrzebę skutecznego zabezpieczenia antyzamrożeniowego z powyższymi negatywnymi własnościami MEG? Odpowiedź jest prosta – trzeba zawrzeć kompromis w postaci układu złożonego z dwóch obiegów hydraulicznych rozdzielonych płytowym wymiennikiem ciepła (PWC; rys. 6).

Zdając sobie sprawę z głosów oponentów takiego rozwiązania, mówiących, że „można inaczej”, „dwie pompy zamiast jednej”, „mocno zwiększone zużycie energii elektrycznej”, „większe koszty” itp., autor pragnie przedstawić na poniższym przykładzie argumenty za tym, że właściwie zaprojektowany system tego typu może mieć cechy rozwiązania energooszczędnego.

W analizowanym przykładzie projektowym dotyczącym powyżej opisanego budynku z systemem VRF/VFV zostały przeliczone (przy pomocy programu OZC) i porównane dwie wersje instalacji systemu chłodzenia z cieczą pośredniczącą: z jednym obiegiem hydraulicznym (napełnionym MEG) oraz dwoma obiegami rozdzielonymi wymiennikiem PWC (rys. 26).

W obydwu przypadkach pracuje ten sam agregat ziębniczy, przez który przepływa MEG przy tej samej temperaturze cieczy na wylocie. Ten wariant pracy i regulacji przyjmuje się na obecnym poziomie rozwoju konstrukcji jako standardowy, zapewniający bezpieczną i najbardziej efektywną pracę agregatu do oziębiania cieczy.

Warianty rozwiązań agregatów z modułami hydraulicznymi mogącymi realizować zmienny przepływ przez parowacz będą przedmiotem dalszych analiz i prac autora. Z powyższych powodów instalacje porównywano przy założeniu stałej wartości przepływu przez parowacz agregatu. Podstawowe cechy obydwu instalacji przedstawiono w tabeli 1.

Zakładając dodatkowo, że instalacja chłodzenia w budynku użyteczności publicznej pracuje średnio przez 1500–2000 godzin, dla analizowanego przypadku uzyskano wyniki zawarte w tabeli 2.

Czytaj dalej: Podsumowanie i wnioski >>

   14.04.2014

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