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

Energia gruntu w klimatyzacji obiektów hotelowych

Analiza pracy poszczególnych typów wymienników
Klimatyzacja hotelu, wykorzystująca energię gruntu - czy jest wydajna?
Klimatyzacja hotelu, wykorzystująca energię gruntu - czy jest wydajna?
Fot. www.sxc.hu
Ciąg dalszy artykułu...

Analiza pracy

W artykule [2] omówiono pracę systemu klimatyzacyjnego o wydajności 2550 m3/h przygotowującego powietrze pierwotne w układzie z dwustopniowym uzdatnianiem powietrza z wykorzystaniem wentylokonwektorów dla hotelu zlokalizowanego w Krakowie, w którym założono następujące parametry powietrza w części pobytowej:

  • temperatura w okresie zimowym tpoz: 21°C,
  • temperatura w okresie letnim tpoc: nadążna w zakresie 21–24°C,
  • wilgotność względna: 45–60%.

Opracowanie obejmowało systemy ze stałym oraz zmiennym strumieniem powietrza pierwotnego i pozwoliło wysunąć wnioski dotyczące wysokiej opłacalności zastosowania drugiego z tych rozwiązań w budynkach hotelowych. Ze względu na potrzebę obniżenia nadal dominującego zużycia energii na nawilżanie powietrza instalację przygotowującą powietrze pierwotne wyposażono w gruntowy wymiennik ciepła.

Przeczytaj także: Efektywność solarnych układów klimatyzacyjnych wykorzystujących wymienniki gruntowe >>

Obliczenia przeprowadzone zostały dla następujących wariantów:

  1. Stały strumień powietrza pierwotnego Vmax, brak GWC
  2. Stały strumień powietrza pierwotnego Vmax, wymiennik żwirowy
  3. Stały strumień powietrza pierwotnego Vmax, wymiennik rurowy
  4. Strumień powietrza pierwotnego ograniczony do połowy – 0,5 Vmax, brak GWC
  5. Strumień powietrza pierwotnego ograniczony do połowy – 0,5 Vmax, wymiennik żwirowy
  6. Strumień powietrza pierwotnego ograniczony do połowy – 0,5 Vmax, wymiennik rurowy

W każdym z powyższych przypadków temperatura powietrza pierwotnego jest przez cały rok niższa od temperatury powietrza w pomieszczeniu o stałą Dt = 7°C (okres zimowy: tpp = 14°C, okres letni: tpp = 14–17°C). W wymienniku rurowym zarówno w okresie letnim, jak i zimowym przyjęto przemiany ze stałą zawartością wilgoci.

W wymienniku żwirowym przyjęto, że zimą powietrze opuszczające złoże ma wilgotność względną równą 80%, natomiast latem chłodzenie powietrza przebiega bez osuszania. Przyjęto temperatury powietrza za gruntowym wymiennikiem ciepła w oparciu o źródła literaturowe [5, 12], zgodnie z wykresem zamieszczonym na rys. 4.

Poza parametrami powietrza opuszczającego wymiennik analiza opłacalności uwzględniać musi okres wykorzystania tych parametrów – czas występowania temperatur zewnętrznych przedstawionych na wykresie przyjęto w oparciu o dane meteorologiczne dla Krakowa [10].

Przeczytaj także: Współpraca gruntowego wymiennika ciepła z solarnymi układami klimatyzacyjnymi >>

W okresie zimowym wymaganą temperaturę powierza pierwotnego uzyskuje się dzięki przeprowadzeniu powietrza przez gruntowy wymiennik ciepła oraz odpowiednie sterowanie sprawnością wymiennika obrotowego w centrali (nie ma potrzeby ogrzewania powietrza w nagrzewnicy). W okresie przejściowym (przy temperaturach zewnętrznych 10–14°C) gruntowy wymiennik ciepła nie pracuje, ponieważ kontakt powietrza zewnętrznego ze złożem wymiennika powodowałby schłodzenie powietrza poniżej wymaganej temperatury 14°C (pracuje wyłącznie wymiennik obrotowy).

Przy temperaturach zewnętrznych w zakresie 14–19°C współpracują ze sobą oba wymienniki. Z kolei w lecie uzasadniona jest praca wyłącznie wymiennika gruntowego; dodatkowo w tym okresie w celu uzyskania temperatury 14–17°C powietrze po przejściu przez wymiennik gruntowy musi zostać schłodzone w chłodnicy w centrali.

Wysokość składowych oraz sumarycznych kosztów przygotowania powietrza w sześciu wymienionych wyżej wariantach przedstawiono na rys. 5. Jak pokazują analizy, utrzymanie wilgotności względnej na poziomie 45% w hotelach o wysokim standardzie jest kosztownym przedsięwzięciem. Pod względem redukcji nakładów finansowych na nawilżanie bez wątpienia najlepiej sprawdzać się będzie bezprzeponowy wymiennik ciepła.

W rozważanym przypadku kontakt powietrza ze złożem żwirowym umożliwia osiągnięcie ponad 35‑proc. oszczędności przy stałym wydatku powietrza oraz 50-proc. przy ograniczeniu powietrza wentylującego do 50% Vmax. Takich rezultatów nie przynosi zastosowanie rurowego wymiennika gruntowego – w analizowanym obiekcie przygotowywane jest powietrze pierwotne o stosunkowo niskiej temperaturze (14°C zimą i maksymalnie 17°C latem), a zatem koszty ogrzewania nie są znaczące.

Warto przeczytać: Wydajność pracy instalacji z gruntowymi pompami ciepła >>

Ze względu na fakt, że w systemach klimatyzacyjnych hoteli wysokiej kategorii koszty ogrzewania powietrza pierwotnego w każdym przypadku będą miały niewielki udział w kosztach sumarycznych, rozwiązanie z wymiennikiem rurowym nie przyniesie spodziewanego wysokiego efektu finansowego.

Na omawianym wykresie zauważyć można również oszczędności związane z ochładzaniem powietrza pierwotnego latem, jednak niwelowane są one częściowo przez zwiększone koszty transportu powietrza wynikające z dodatkowych oporów powietrza przepływającego przez GWC.

Gruntow(n)e oszczędności

Przeprowadzona analiza wyraźnie pokazuje, który z wymienników gruntowych lepiej sprawdza się w obiektach hotelowych o wysokim standardzie. Należy zaznaczyć, że w obiektach niższej kategorii, w których wymagania dotyczące utrzymywania wilgotności względnej nie są tak restrykcyjne, wymienniki rurowe przynieść mogą zadowalające efekty finansowe.

Procentowe obniżenie kosztów eksploatacji dla poszczególnych wariantów odniesione do rozwiązania najbardziej niekorzystnego przedstawiono na rys. 6.

Zastosowanie układu ze zmiennym strumieniem powietrza oraz żwirowego wymiennika ciepła może zredukować całoroczne koszty pracy instalacji nawet o 80%. Porównując rozwiązania VAV bez wymiennika żwirowego oraz z wymiennikiem, uzyskujemy również bardzo wysoką, bo ponad 50-proc. oszczędność.

Uzyskane wyniki pokazują, w jak dużym stopniu rozwiązanie projektowe ma wpływ na kształtowanie się kosztów eksploatacyjnych i jak bardzo decyzje podjęte na etapie inwestycji wpływają na wieloletnie koszty funkcjonowania projektowanych systemów.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Sportu i Turystyki z dnia 16 listopada 2011 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie obiektów hotelarskich i innych obiektów, w których są świadczone usługi hotelarskie (DzU nr 259/2011, poz. 1553).
2. Szeszycka N., Kostka M., Klimatyzacja pokoi hotelowych – czy system VAV się opłaca?, „Rynek Instalacyjny” nr 7–8/2014.
3. Firląg S., Współpraca wentylacji mechanicznej z GWC w budynku pasywnym, „Rynek Instalacyjny” nr 3/2007.
4. Materiały firmy Provent-Geo, www.wymiennikgruntowy.pl.
5. Cepiński W., Besler M., Besler G.J., Bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła i masy – patent Politechniki Wrocławskiej, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 3/2011.
6. Baza wiedzy technicznej, Stowarzyszenie Polska Wentylacja, wentylacja.org.pl.
7. gwc.com.pl.
8. Merylski M., Piecha W., Opłacalna wymiana, „Magazyn Instalatora” nr 2/2006.
9. Besler G.J., Gryglewicz W., Kołek A., Kowalczyk W., Małecki W. i in., Opracowanie wytycznych projektowania i doboru bezprzeponowych gruntowych wymienników ciepła i masy oraz badania eksploatacyjne wybudowanych zespołów wymienników, Raport Politechniki Wrocławskiej I-13, SPR 47/85, Wrocław 1985.
10. Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków, www.transport.gov.pl.
11. Topolańska J., Krawczyk D., Gruntowe powietrzne wymienniki ciepła, „Rynek Instalacyjny” nr 4/2014
12. Cepiński W., Efektywność pozyskiwania energii naturalnej: bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła i masy jako dolne i górne źródło pompy ciepła i/lub agregatu chłodniczego, praca doktorska, Politechnika Wrocławska, 2010.
13. Besler M., Badania efektywności wykorzystania energii gruntu w inżynierii środowiska, praca doktorska, Politechnika Wrocławska, 1997.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   08.10.2014

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


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
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
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