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

Ograniczenie zapotrzebowania na energię do wentylacji pomieszczeń handlowych centralnymi strefowymi urządzeniami wentylacyjnymi

Limitation of energy demand for ventilation of commercial premises with central zone ventilation devices
Zadaniem wentylacji i klimatyzacji w obiektach handlowo-usługowych jest takie uzdatnienie powietrza, żeby we wszystkich pomieszczeniach o każdej porze ich użytkowania zapewnione zostały parametry komfortu cieplnego.
Zadaniem wentylacji i klimatyzacji w obiektach handlowo-usługowych jest takie uzdatnienie powietrza, żeby we wszystkich pomieszczeniach o każdej porze ich użytkowania zapewnione zostały parametry komfortu cieplnego.
Rys. redakcja RI

Zastosowanie w wentylacji pomieszczeń handlowo-usługowych wysokosprawnych urządzeń do odzysku ciepła z powietrza wywiewanego oraz zaprojektowanie układu z regulacją jakościowo-ilościową może w dużym stopniu ograniczyć moce maksymalne takich urządzeń jak nagrzewnica lub chłodnica, a także zmniejszyć zapotrzebowanie na energię do uzdatniania i transportu powietrza w cyklu całorocznym. Kolejne oszczędności to ograniczenie czasu działania nagrzewnic strefowych i kosztów serwisowo-remontowych, np. związanych z wymianą filtrów czy łożysk, dzięki zmiennemu strumieniowi powietrza.

W artykule:

• Specyfika zagadnienia wentylacji lokali w wielkopowierzchniowych centrach handlowych
• Sposób wyliczenia efektywności energetycznej systemu
• Charakterystyka analizowanego obiektu
• Systemy wentylacyjne umożliwiające indywidualne kształtowanie mikroklimatu w każdym pomieszczeniu
• Oszacowanie całorocznego zapotrzebowania na energię układu wentylacyjnego

Od kilkudziesięciu lat obserwuje się w branży handlowej tendencje przenoszenia tradycyjnych sklepów usytuowanych w pierzei placów i ulic do wielkopowierzchniowych centrów handlowych, gdzie są one lokowane wzdłuż wewnętrznych pasaży [1]. Najważniejszymi pomieszczeniami w obiektach handlowo-usługowych są sale sprzedaży oraz pomieszczenia usługowe dostępne dla klientów. Poza zagwarantowaniem klientom właściwej obsługi, istotnym aspektem przyczyniającym się do zwiększenia przychodów w tego typu obiektach jest również zapewnienie odpowiedniego klimatu wewnętrznego [2].

Należy pamiętać, że dla pomieszczeń usytuowanych w tym samym obiekcie, a mających różne przeznaczenie wymagania związane z mikroklimatem mogą się znacznie różnić. W pomieszczeniach, w których przebywa się krócej niż 2,5–3 godziny, zaleca się kształtowanie temperatury powietrza w funkcji temperatury powietrza zewnętrznego [3].

Ponadto obciążenia cieplno-wilgotnościowe obiektów handlowych charakteryzują się dużą losowością i dynamiką zmian wartości w przedziałach czasowych oraz w odniesieniu do poszczególnych branż. Dlatego mikroklimat w tego typu pomieszczeniach musi być kształtowany w wyniku mechanicznej wymiany odpowiednio uzdatnionego powietrza. System ten powinien się składać z następujących elementów [4, 8]:

  • uzdatnianie powietrza (oczyszczenie oraz obróbka cieplno-wilgotnościowa),
  • dostarczenie i dystrybucja powietrza w pomieszczeniu,
  • prawidłowa organizacja wymiany powietrza w pomieszczeniu,
  • odpowiednie usunięcie powietrza wentylującego z pomieszczenia,
  • odzyskiwanie energii z powietrza wywiewanego.

Zadaniem wentylacji i klimatyzacji w obiektach handlowo-usługowych jest takie uzdatnienie powietrza, żeby we wszystkich pomieszczeniach o każdej porze ich użytkowania zapewnione zostały parametry komfortu cieplnego, a w przerwach w użytkowaniu parametry minimalne (zima) bądź maksymalne (lato) przewidziane dla danego pomieszczenia [8]. Ponadto procesy uzdatniania i transportu powinny być przeprowadzane przy minimalnych nakładach energetycznych.

Systemem spełniającym powyższe wymagania jest wentylacja realizowana przez centralne systemy o dwustopniowym uzdatnianiu powietrza. Charakteryzują się one dwuetapową obróbką cieplno-wilgotnościową powietrza, tj. w pierwszej kolejności centralnie do parametrów odpowiednich dla wszystkich obsługiwanych stref, następnie indywidualnie do parametrów powietrza odpowiadających chwilowym obciążeniom cieplnym w poszczególnych strefach [5].

Czytaj też: Porównanie dwóch systemów wentylacji dla małego banku >>>

W przypadku rozpatrywanego systemu istnieje klika możliwości ograniczania zapotrzebowania na energię do procesów uzdatniania i transportu powietrza.

W kwestii zmniejszania zapotrzebowania dla procesów uzdatniania powietrza możliwe jest zastosowanie [6]:

  • częściowej recyrkulacji powietrza wywiewanego,
  • odzysku energii z powietrza wywiewanego,
  • ograniczenia czasu eksploatacji urządzeń,
  • pełnej regulacji bezpośredniej procesów uzdatniania.

Ograniczenie zapotrzebowania na energię do transportu powietrza można realizować poprzez [6]:

  • zmniejszenie strat ciśnienia na elementach nawiewnych i wywiewnych instalacji,
  • zastosowanie systemu wentylacji ze zmiennymi strumieniami powietrza,
  • zastosowanie regulacji bezpośredniej do sterowania pracą wentylatorów,
  • ograniczenie czasu eksploatacji urządzeń, tj. pracy wentylatorów.

Poniżej przedstawiono wpływ sprawności zainstalowanych urządzeń do odzysku energii z powietrza wywiewanego oraz zastosowania zmiennych strumieni powietrza wentylującego na maksymalne moce czynników energetycznych.

Efektywność energetyczna systemu

Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie warunków technicznych [7] w urządzeniach wentylacji mechanicznej ogólnej nawiewno-wywiewnej oraz klimatyzacji komfortu o wydajności przekraczającej 500 m3/h należy zastosować urządzenia do odzysku ciepła z powietrza wywiewanego o sprawności temperaturowej co najmniej 50%. Sprawność temperaturową ht można zdefiniować jako [9]:

gdzie:

tz – chwilowa temperatura powietrza zewnętrznego, °C;
tp – chwilowa temperatura powietrza wywiewanego, °C;
tz – temperatura powietrza zewnętrznego podgrzewanego lub ochładzanego w wymienniku, °C.

Po przekształceniu zależność na temperaturę zewnętrzną za wymiennikiem przyjmuje postać:

Moc nagrzewnicy przy i-tej temperaturze zewnętrznej oblicza się z równania [8]:

gdzie:

Vi – strumień powietrza wentylującego w i-tym przedziale temperatur zewnętrznych, m3/s;
ρ – gęstość powietrza uzdatnianego, kg/m3;
cp – ciepło właściwe powietrza, kJ/kgK;
ΔtiN – przyrost temperatury powietrza w nagrzewnicy,

tn –  temperatura powietrza za nagrzewnicą (zależna od chwilowych zysków ciepła jasnego w pomieszczeniu) w i-tym przedziale zewnętrznych temperatur, °C.

Całoroczne zapotrzebowanie na energię EN do podgrzania powietrza wentylującego oblicza się z zależności [5]:

gdzie:

τi – czas trwania i-tej temperatury zewnętrznej, h/rok.

Chwilową moc chłodniczą do obniżenia temperatury powietrza wentylującego przy chwilowej temperaturze powietrza zewnętrznego oblicza się z zależności [8]:

gdzie:

Vj – chwilowy strumień powietrza wentylującego w j-tym przedziale temperatury zewnętrznej, m3/s;
ΔtjCH – spadek temperatury powietrza ochładzanego (od temperatury za wymiennikiem do odzysku ciepła do wymaganej chwilowej temperatury nawiewu), °C.

Całoroczne zapotrzebowanie na energię do obniżania temperatury powietrza nawiewanego ECH można obliczyć z zależności [5]:

Chwilową moc elektryczną niezbędną do napędu wentylatora oblicza się z zależności [5]:

gdzie:

Δpi – spręż wentylatora, Pa;
ηwi – sprawność wentylatora;
ηpi – sprawność przekładni;
ηsi – sprawność silnika.

Zapotrzebowanie na energię do transportu powietrza w i-tych warunkach eksploatacji przyjmuje wtedy postać [5]:

Jeżeli roczny czas pracy układu do transportu powietrza podzielony zostanie na przedziały zależne od chwilowych wartości strumienia tłoczonego powietrza, to całoroczne zapotrzebowanie na energię do zasilania wentylatorów wyniesie [10]:

Wydajność wentylatora może być regulowana poprzez zmianę jego prędkości obrotowej za pomocą falownika zamontowanego na silniku wentylatora. Wraz ze zmianą obrotów z η1 na η2 zmianie ulega jego wydajność V, spręż ∆p oraz pobór mocy elektrycznej N zgodnie z poniższymi zależnościami [10]:

Działanie rozpatrywanych systemów omówiono na podstawie kształtowania komfortu cieplnego w pięciu pomieszczeniach handlowych o różnym przeznaczeniu, zlokalizowanych w galerii handlowej trzeciej generacji, która położona jest w drugiej strefie klimatycznej [11].

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[wentylacja obiektów handlowych,centrale strefowe,centrale wentylacyjne,komfort cieplny]

   03.10.2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Jak osiągnąć 99% skuteczność bakteriobójczej w wentylacji » Któremu producentowi systemów grzewczych i wodociagowych zaufać »
bezpieczeństwo instalatora rury wielowarstwowe
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


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 »

 


Jaka pompa ciepła zwalcza bakterię Legionella »

pompy ciepła

 



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
11/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór wymienników płytowych
  • - Rekuperatory ścienne a prawo
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