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

Układy hydrauliczne w klimatyzacji – stały czy zmienny przepływ?

Systemy stałoprzepływowe to systemy, w których przykładowo źródłem chłodu jest agregat chłodniczy, a przepływ wody w instalacji zapewnia pompa pracująca ze stałą prędkością obrotową.
Systemy stałoprzepływowe to systemy, w których przykładowo źródłem chłodu jest agregat chłodniczy, a przepływ wody w instalacji zapewnia pompa pracująca ze stałą prędkością obrotową.
Rys. redakcja RI

Autor zawarł w artykule spostrzeżenia dotyczące systemów stało- i zmiennoprzepływowych i poddał ocenie opinię, że wszystkie systemy zmiennoprzepływowe będą przynosić oszczędności energetyczne.

 

W artykule:

• Uproszczony podział instalacji hydraulicznych
• Efektywność energetyczna systemu agregat chłodniczy – układ pompowy
• Wpływ zmiennego obciążenia chłodniczego na pracę instalacji hydraulicznej stałoprzepływowej i mieszanej
• Wpływ zmiennego obciążenia systemu na pracę instalacji zmiennoprzepływowej
• Wybór optymalnego układu hydraulicznego
• Podsumowanie

***

Uproszczony podział instalacji hydraulicznych

Na potrzeby artykułu można dokonać podziału instalacji hydraulicznych pomiędzy źródłem chłodu a odbiornikami chłodu na:

  • systemy stałoprzepływowe,
  • systemy zmiennoprzepływowe,
  • systemy mieszane.

Systemy stałoprzepływowe to systemy, w których przykładowo źródłem chłodu jest agregat chłodniczy, a przepływ wody w instalacji zapewnia pompa pracująca ze stałą prędkością obrotową. Pompa stałego wydatku może być częścią modułu hydraulicznego agregatu chłodniczego, może też być umieszczona poza obrysem agregatu chłodniczego i sterowana np. z układu automatyki agregatu.

Odbiorniki chłodu są wyposażone w zawory regulacyjne trójdrogowe, które w zależności od zapotrzebowania na moc chłodniczą kierują przepływ cieczy raz na wymiennik chłodzenia, raz na obejście wymiennika, zapewniając niezależnie od położenia zaworu stały przepływ w instalacji hydraulicznej. Jest to najprostszy, najczęściej stosowany układ hydrauliczny.

Systemy zmiennoprzepływowe to takie, które mają pompę zmiennego wydatku wpiętą bezpośrednio do instalacji łączącej agregat i odbiornik chłodu. Odbiorniki chłodu wyposażone są w elementy regulacyjne w postaci zaworów dwudrogowych (przelotowych) – zmiana stopnia otwarcia zaworu powoduje zmianę przepływu w instalacji hydraulicznej.

Systemy takie podlegają ograniczeniom związanym z utrzymaniem minimalnego przepływu agregatu chłodniczego przez parowacz.

Systemy mieszane to systemy, w których występuje odseparowanie źródła chłodu od odbiorników chłodu. Takim elementem separującym może być zbiornik buforowy w układzie sprzęgła hydraulicznego, jak też wymiennik pośredniczący czy też przewód obejściowy.

Najpopularniejszy jest układ, w którym w obiegu agregatu pracuje pompa stałego wydatku, a w obiegu odbiorników chłodu pompa zmiennego wydatku. Zmiana przepływu w obiegu odbiorników chłodu nie jest obarczona ograniczeniem przepływu cieczy w obiegu agregatu chłodniczego z uwagi na zastosowanie sprzęgła lub wymiennika pośredniczącego.

Efektywność energetyczna systemu agregat chłodniczy – układ pompowy

Analizując zmniejszone zużycie energii elektrycznej przez pompy zmiennego wydatku, nie można pomijać jego wpływu na agregat chłodniczy. Zdaniem autora, żeby system był efektywny energetycznie nie tylko na papierze, ale i w rzeczywistości, należy każdorazowo dokonywać weryfikacji całego układu agregat–układ pompowy oraz przydatności jego zastosowania dla określonego profilu obciążenia obiektu w czasie.

Z analiz katalogów producentów wynika, że układy pompowe ze zmiennym wydatkiem zawsze będą przynosić oszczędności energetyczne. Oczywiście tak będzie, gdy będziemy analizowali tylko pracę samej pompy i wpływ zmiennej prędkości obrotowej na pobór mocy przez silnik elektryczny zasilający pompę.

Efektywność agregatów chłodniczych jest obecnie wyrażana za pomocą wskaźników efektywności energetycznej dla warunków pełnego obciążenia cieplnego (typowy wskaźnik to EER) oraz dla warunków zmniejszonego obciążenia (wskaźniki ESEER oraz IPLV).

Jeżeli profil obiektu cechuje się zmiennym obciążeniem chłodniczym w czasie (budynki biurowe itp.), mogą wówczas pojawić się korzyści wynikające z zastosowania systemów zmiennoprzepływowych. Dla takich systemów przeznaczone są agregaty chłodnicze o zwiększonych wskaźnikach efektywności energetycznej ESEER.

W przypadku obiektów cechujących się stałym obciążeniem chłodniczym w czasie (serwerownie, obiekty typu data center itp.) systemy zmiennoprzepływowe mogą nie przynosić spodziewanych rezultatów ekonomicznych. Dla takich obiektów korzystniejsze jest zastosowanie agregatów o wysokich wskaźnikach EER. Agregaty o najwyższych wartościach EER powinny być rozpatrywane i weryfikowane w pierwszej kolejności.

Dla obiektów o zmiennym profilu obciążenia chłodniczego, zarówno dobowym, jak i sezonowym, warto przeanalizować rodzaj regulacji zastosowanego agregatu chłodniczego (regulacja od temperatury zasilania lub od temperatury powrotu). Nowoczesne agregaty chłodnicze cechuje możliwość wyboru obu opcji regulacji i może być ona dowolnie zmieniona przez użytkownika bądź autoryzowany serwis.

Wszędzie tam, gdzie nie ma konieczności dotrzymania stałej temperatury wody na wyjściu z agregatu chłodniczego, dla zmniejszonych obciążeń chłodniczych zastosowanie regulacji układu sprężarkowego od temperatury cieczy powracającej z instalacji przynosi oszczędności energetyczne; niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z systemem stałoprzepływowym, czy też mieszanym.

Zastosowanie regulacji agregatu od temperatury cieczy na powrocie z instalacji powoduje, że dla mniejszych obciążeń temperatura cieczy w instalacji i na parowaczu w agregacie będzie oscylowała wokół temperatury cieczy na powrocie, a nie na wyjściu z agregatu. Wyższa temperatura wody na parowaczu przyniesie wyższe efektywności energetyczne sprężarkowego układu chłodniczego agregatu.

Przykładowo, gdy przyjęte parametry cieczy w instalacji (stałoprzepływowej i mieszanej) wynoszą 12/7°C, a obciążenie systemu 50%, przy regulacji od powrotu cieczy temperatura wody w instalacji będzie wynosiła 12/9,5°C. Takie same parametry będą występowały na parowaczu w agregacie. Przy takich samych warunkach pracy, ale przy regulacji za pomocą temperatury na wyjściu cieczy z agregatu temperatura wody w instalacji i na parowaczu wynosić będzie 7/9,5°C.

Dużo niższe parametry cieczy na parowaczu przy zastosowaniu regulacji agregatu od temperatury wyjściowej cieczy z parowacza przełożą się na niższą efektywność układu sprężarkowego.

Warto mieć na uwadze, że wszystkie agregaty chłodnicze sprężarkowe dostępne na rynku, nawet te przeznaczone tylko dla systemów zmiennoprzepływowych, wymagają zachowania minimalnego przepływu przez parowacz agregatu chłodniczego.

Minimalna wartość przepływu jest określona przez producenta indywidualnie dla każdej wielkości agregatu w typoszeregu. Dla większości przypadków wartość minimalnego przepływu nie powinna być mniejsza niż 60% przepływu dla warunków nominalnych i Dt równej 5 K na parowaczu.

W artykule omówione zostały zagadnienia dotyczące pojedynczego agregatu chłodniczego współpracującego z danym rozwiązaniem układu hydraulicznego i typem układu pompowego. Dla niektórych przypadków stosuje się kilka agregatów chłodniczych pracujących z jedną instalacją hydrauliczną. Często w momencie zmniejszonego obciążenia chłodniczego wyłączane są kolejno agregaty chłodnicze i przypisane im indywidualne układy pompowe.

Autor chciałby zwrócić uwagę, że czasami zastosowanie agregatów chłodniczych wielosprężarkowych o wysokich wskaźnikach ESEER może przynieść więcej oszczędności energetycznych przy zastosowaniu wszystkich załączonych agregatów i pracujących ze zmniejszonym obciążeniem oraz utrzymywanym stałym przepływem niż wyłączanie kolejnych agregatów chłodniczych i przypisanych im układów pompowych.

Za każdym razem należy szczegółowo weryfikować wpływ zmiany obciążenia chłodniczego na pracę i pobór energii elektrycznej przez układ pompowy i przede wszystkim zwracać uwagę na efektywność agregatu chłodniczego. Taka analiza powinna dotyczyć pełnego zakresu zmian obciążenia chłodniczego budynku.

Czytaj też: Dobór obliczeniowych parametrów powietrza zewnętrznego oraz jego wpływ na projektowane wydajności urządzeń na przykładzie chłodnicy powietrza >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   28.07.2017

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
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
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