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

Wymiarowanie instalacji do odzysku ciepła przegrzania i skraplania ze sprężarkowych agregatów chłodniczych

Do niedawana wyposażenie agregatów chłodniczych sprężarkowych w instalacje do odzysku ciepła było traktowane marginalnie, nawet gdy inwestor dał się przekonać do ich montażu, to niestety w wielu przypadkach funkcja odzysku ciepła nie była wykorzystywana.
Do niedawana wyposażenie agregatów chłodniczych sprężarkowych w instalacje do odzysku ciepła było traktowane marginalnie, nawet gdy inwestor dał się przekonać do ich montażu, to niestety w wielu przypadkach funkcja odzysku ciepła nie była wykorzystywana.
Fot. archiwum redakcji

Wyposażenie agregatów chłodniczych sprężarkowych w instalacje do odzysku ciepła  odpadowego ma istotne znaczenie dla charakterystyki energetycznej obiektu i kosztów jego eksploatacji. W artykule przedstawiono praktyczne uwagi dotyczące możliwości częściowego i całkowitego odzysku ciepła skraplania podczas pracy sprężarkowych agregatów wody ziębniczej.

Do niedawana wyposażenie agregatów chłodniczych sprężarkowych w instalacje do odzysku ciepła było traktowane marginalnie, nawet jeśli inwestor dał się przekonać do ich montażu, to niestety w wielu przypadkach funkcja odzysku ciepła nie była wykorzystywana.

Zastosowanie funkcji odzysku ciepła w sprężarkowych agregatach chłodniczych wydaje się wręcz nieodzowne, zwłaszcza w kontekście konieczności poszanowania energii w obiekcie. Patrząc na charakterystykę obiektu, można bowiem zauważyć, że obok zapotrzebowania na moc chłodniczą w tym samym czasie współwystępuje zapotrzebowanie na moc grzewczą, choć w różnych proporcjach.

Obserwując przebieg lewobieżnego obiegu parowego realizowanego przez sprężarkowe agregaty chłodnicze lub inne sprężarkowe urządzenia chłodnicze, można zauważyć, że podniesienie poziomu temperaturowego czynnika chłodniczego po sprężaniu pozwala na osiągnięcie parametrów grzewczych satysfakcjonujących dla realizacji większości celów. Możliwe staje się zatem użyteczne wykorzystanie gorących par czynnika ziębniczego na potrzeby ogrzewcze.

Analizując wykres obiegu parowego realizowanego przez sprężarkowe agregaty chłodnicze oraz rozkład temperatury na długości wymiennika ciepła skraplania, można zauważyć, że w pierwszej kolejności parametry czynnika grzewczego za sprężarką i na wlocie do wymiennika skraplacza są dużo wyższe od temperatury skraplania czynnika ziębniczego. Czynnik ziębniczy o takiej temperaturze, przekazując ciepło na skraplaczu do cieczy (powietrze zewnętrzne, woda grzewcza), schładza się i po osiągnięciu ustalonych warunków skrapla się w przybliżeniu w stałej temperaturze (zależnie od rodzaju czynnika ziębniczego).

W pierwszym etapie, w którym czynnik ziębniczy ma wysoką temperaturę i jeszcze się nie skrapla, ale przekazuje ciepło do otoczenia, obniżając swoją temperaturę, mówimy o przekazywaniu ciepła przegrzania. W zależności od temperatury cieczy, do której przekazywane jest ciepło, ilość ciepła przekazywanego w skraplaczu tą drogą stanowi w przybliżeniu ok. 20–25% całkowitego ciepła możliwego do pozyskania ze skraplacza.

Czytaj też: Projekt wytycznych projektowania, wykonania, odbiorów i eksploatacji systemów wentylacji i klimatyzacji obiektów służby zdrowia – cz. 2 >>>

W drugim etapie ciepło przekazywane jest poprzez skraplanie czynnika ziębniczego i stanowi ok. 75–80% całkowitego ciepła możliwego do pozyskania z powierzchni skraplacza.

Całkowite możliwe do pozyskania ciepło z pracy agregatu chłodniczego jest równe sumie wydajności chłodniczej oraz poboru mocy elektrycznej przez układ sprężarkowy.

Zatem mówiąc o zastosowaniu odzysku ciepła, mamy na myśli odzysk ciepła przegrzania oraz ciepła skraplania gorących par czynnika ziębniczego. Odzysk ciepła skraplania jest realizowany z wykorzystaniem dodatkowych wymienników ciepła zamontowanych po stronie tłocznej sprężarki, w których dokonywana jest wymiana i przekazywanie ciepła od gorących par czynnika ziębniczego do cieczy pośredniczącej lub bezpośrednio do wody, która ma zostać ogrzana.

W dalszej części omówione zostaną zagadnienia dotyczące możliwości pozyskania tego ciepła w wymiennikach odzysku ciepła w sprężarkowych agregatach wody ziębniczej.

Częściowy odzysk ciepła skraplania

To opcjonalne wyposażenie w postaci dodatkowego wymiennika ciepła „freon” – woda, zamontowane szeregowo po stronie gorących par czynnika z właściwym skraplaczem.

W pierwszej kolejności ciepło przegrzania jest przekazywane w wymienniku częściowego odzysku ciepła, a następnie skroplenie czynnika ziębniczego odbywa się we właściwym skraplaczu. Taka konfiguracja agregatu pozwala na tanie podgrzanie wody poprzez wykorzystanie ciepła przegrzania, które w innym wypadku zostałoby rozproszone do powietrza atmosferycznego.

Warunkiem pracy wymiennika odzysku ciepła i możliwości pozyskania z niego ciepła jest uruchomiony sprężarkowy układ chłodniczy agregatu w trybie chłodzenia.

Dopóki występować będzie zapotrzebowanie na moc chłodniczą, dopóty pracować będzie obieg sprężarkowy i będzie on mógł przekazywać ciepło od gorących par czynnika do wody, która ma zostać podgrzana.

 Rys. 1. Zasada działania i schemat koncepcyjny pracy wymiennika częściowego odzysku ciepła dla agregatu ze skraplaczem chłodzonym powietrzem (opis w tekście); D – częściowy odzysk ciepła, 1 – parowacz, 2 – sprężarki, 3 – wymiennik częściowego odzysku ciepła, 4 – skraplacz, 5 – elektroniczny zawór rozprężny, TWin – wlot wody ziębniczej, TWout – wylot wody ziębniczej, RWin – wlot wody grzewczej na wymiennik odzysku ciepła, RWout – wylot wody grzewczej z wymiennika odzysku ciepła, AE – powietrze zewnętrzne; rys. archiwum autora
Rys. 1. Zasada działania i schemat koncepcyjny pracy wymiennika częściowego odzysku ciepła dla agregatu ze skraplaczem chłodzonym powietrzem (opis w tekście); D – częściowy odzysk ciepła, 1 – parowacz, 2 – sprężarki, 3 – wymiennik częściowego odzysku ciepła, 4 – skraplacz, 5 – elektroniczny zawór rozprężny, TWin – wlot wody ziębniczej, TWout – wylot wody ziębniczej, RWin – wlot wody grzewczej na wymiennik odzysku ciepła, RWout – wylot wody grzewczej z wymiennika odzysku ciepła, AE – powietrze zewnętrzne; rys. archiwum autora

Drugim bardzo ważnym aspektem prawidłowej pracy wymiennika jest jego zasilenie wodą grzewczą i zachowanie określonego przepływu wody grzewczej po drugiej stronie wymiennika. Zastosowanie w takim układzie wymiennika częściowego odzysku ciepła skraplania polepsza osiągi urządzenia, bo obniża temperaturę skraplania czynnika ziębniczego we właściwym skraplaczu. Dla znamionowych warunków pracy wydajność chłodnicza urządzenia wzrasta o ok. 3,2%, a pobór mocy elektrycznej przez sprężarki obniża się o ok. 3,6%.

Analizowany przez autora producent wykorzystuje w swoich rozwiązaniach wymienniki płytowe wykonane ze stali nierdzewnej. Jeśli temperatura wody grzewczej, która ma zostać podgrzana, jest zbyt niska, możliwe jest zastosowanie zaworu regulacyjnego w instalacji hydraulicznej, tak aby utrzymywać temperaturę wody grzewczej na wyjściu z wymiennika powyżej 35°C, tym samym unikając możliwości skroplenia się czynnika ziębniczego w wymienniku częściowego odzysku ciepła skraplania.

Zasadę działania wymiennika częściowego odzysku ciepła skraplania przedstawiono na rys. 1.


Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   08.11.2016

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