Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2019 

Zwiększanie sprawności odzysku chłodu w klimatyzacji

Jak obniżyć zużycie energii na potrzeby klimatyzacji w okresie letnim? Poprzez zastosowanie pośredniego systemu wyparnego.
Jak obniżyć zużycie energii na potrzeby klimatyzacji w okresie letnim? Poprzez zastosowanie pośredniego systemu wyparnego.
Fot. pixabay.com

Powszechne dążenie do oszczędzania energii skłania także do redukcji jej zużycia na potrzeby klimatyzacji w okresie letnim. W tym celu można zastosować rozwiązania bazujące na pośrednim chłodzeniu wyparnym, które nie obniżają sprawności odzysku ciepła zimą.

W artykule:

• Zasada działania systemów
• Porównanie systemów wypranych z typową rekuperacją
• Istotne aspekty pracy rozwiązań wyparnych w klimatyzacji
• Podsumowanie

W dobie rozwoju gospodarczego, przyrostu populacji ludzkiej i wzrastających cen surowców duży nacisk kładzie się na obniżanie energochłonności budynków. Prowadzi to do konieczności usprawniania i zwiększania efektywności m.in. systemów wentylacji i klimatyzacji. Faktem jest, że jednym z najbardziej energochłonnych elementów tych systemów są konwencjonalne układy chłodnicze. Na terenie Polski oraz Unii Europejskiej nie podjęto jednak szczególnych działań przyczyniających się do istotnego obniżenia zużycia energii przez systemy chłodzące.

W Polsce obserwuje się nacisk na obniżenie zapotrzebowania na energię w okresie zimowym. Jest to realizowane poprzez stosowanie wymienników do odzysku ciepła z powietrza wywiewanego. Z powodu mniejszej różnicy temperatur w lecie pomiędzy powietrzem wywiewanym a zewnętrznym, z powietrza wywiewanego można odzyskać zimą więcej ciepła niż chłodu latem. W artykule przedstawiono sposoby zwiększenia efektywności odzysku ciepła w okresie letnim bazujące na pośrednim chłodzeniu wyparnym. Rozwiązania te nie obniżają sprawności odzysku ciepła zimą.

Systemy wyparne wytwarzają chłód dzięki wykorzystaniu zjawiska parowania wody. Woda, która osiągnie temperaturę wrzenia, paruje całą objętością. Okazuje się, że nie tylko wtedy następuje wymiana masy pomiędzy wodą a powietrzem. Odparowanie wody z mokrej tkaniny, kałuży czy innej zwilżonej powierzchni nazywane jest potocznie „wysychaniem”. W tym wypadku woda nie paruje całą objętością, a tylko powierzchnią, która kontaktuje się bezpośrednio z otaczającym ją powietrzem. Zmiana stanu skupienia wody w parę wymaga dostarczenia dużej ilości ciepła (ciepło parowania wody wynosi 2500 kJ/kg, podczas gdy np. do podgrzania wody o 20°C potrzeba ok. 84 kJ/kg).

Dzięki zjawisku parowania możliwe jest obniżenie temperatury powietrza podczas jego nawilżania wodą. Jest to zjawisko wymiany ciepła i masy pomiędzy cieczą a gazem, podczas którego temperatura gazu (powietrza) obniża się, a jednocześnie zawartość wilgoci zwiększa. Proces ten nosi nazwę bezpośredniego chłodzenia wyparnego i może być realizowany w komorach zraszania. Takie rozwiązanie coraz rzadziej stosowane jest jako źródło chłodu w klimatyzacji (komory zraszania są wykorzystywane, choć coraz rzadziej, do ustalania precyzyjnych parametrów powietrza na potrzeby technologiczne), ponieważ wilgotny strumień nawiewany do pomieszczenia może powodować odczuwanie duszności przez jego użytkowników. 

Rys. 1. Pośrednie chłodzenie wyparne
Rys. 1. Pośrednie chłodzenie wyparne

Pośrednie wymienniki wyparne to urządzenia, w których występują dwa rodzaje kanałów: suchy i mokry (rys. 1). Przez kanał mokry prowadzony jest strumień powietrza (nazywany roboczym), w którym zachodzi zjawisko parowania wody. Przepływające powietrze wzdłuż kanału generuje różnicę potencjałów ciśnień cząstkowych pary wodnej, co skutkuje odparowaniem cieczy z porowatej ścianki wymiennika – na ten cel pobierane są znaczne ilości ciepła. Część ciepła pobierana jest z kanału suchego oddzielonego nieprzepuszczalną dla wody ścianką. Skutkuje to możliwością ochłodzenia powietrza w suchym kanale bez jednoczesnego nawilżania go. Zastosowanie takich wymienników wiąże się ze znacznymi oszczędnościami energetycznymi, których przykład zostanie przedstawiony w artykule. Jednostki wyparne nie pozwalają obecnie całkowicie wyeliminować sprężarkowych układów chłodniczych, ale mogą znacząco wpłynąć na ograniczenie ich mocy.

 

Zasada działania systemów 

Wyparny wymiennik można zastosować w systemie istniejącym, należy jednak uwzględnić fakt, że w przypadku zaimplementowania chłodzenia wyparnego układ ten będzie pracować w różny sposób w lecie i w zimie. Dodatkowo układ należy wyposażyć w niezbędne elementy dodatkowe, które umożliwią mu pracę jako wymiennik wyparny. Przykład takich rozwiązań pokazano na rys. 2. W odniesieniu zarówno do rozwiązania krzyżowego, jak i współprądowego niezbędnymi elementami systemu wyparnego są: rekuperator (1), system uzupełniający wodę z elektrozaworem sterowanym pływakiem (2), pompy (3), zbiornik na wodę (4), system orurowania (5), system dystrybucji wody (6), tacka ociekowa na kondensat (7), system opróżniający zbiornik (8), układ automatycznej regulacji (9).

Rys. 2. Schemat wprowadzenia systemu wyparnego do rekuperatorów: a) krzyżowego; b) przeciwprądowego. Oznaczenia: rekuperator (1), system uzupełniający wodę z elektrozaworem sterowanym pływakiem (2), pompy (3), zbiornik na wodę (4), system orurowania (5), system dystrybucji wody (6), tacka ociekowa na kondensat (7), system opróżniający zbiornik (8), układ automatycznej regulacji (9); rys. archiwum autorów: D. Pandelidis, A. Pacak)
Rys. 2. Schemat wprowadzenia systemu wyparnego do rekuperatorów: a) krzyżowego; b) przeciwprądowego. Oznaczenia: rekuperator (1), system uzupełniający wodę z elektrozaworem sterowanym pływakiem (2), pompy (3), zbiornik na wodę (4), system orurowania (5), system dystrybucji wody (6), tacka ociekowa na kondensat (7), system opróżniający zbiornik (8), układ automatycznej regulacji (9); rys. archiwum autorów: D. Pandelidis, A. Pacak)

Zadaniem układu automatycznej regulacji jest kontrolowanie poziomu wody i uzupełniania jej z sieci, wstrzymywania pracy pompy, gdy układ klimatyzacji nie pracuje w trybie chłodniczym, oraz opróżniania układu w okresie zimowym. System dysz i zbiornik na wodę montowane są na sekcji powietrza wywiewanego, co pozwala wykorzystać istniejący system odprowadzania kondensatu na potrzeby układu wyparnego dla klimatyzacji w lecie. Przewody mogą być prowadzone w centrali, a także po jej obudowie (jak to ma często miejsce w przypadku systemów glikolowych wykorzystywanych do odzysku ciepła). Limitem temperaturowym, do którego pośrednie wymienniki mogą schłodzić powietrze, jest temperatura termometru mokrego powietrza na wejściu do kanału mokrego, w przypadku układu nawiewno-wywiewnego tym ograniczeniem jest temperatura termometru mokrego powietrza wywiewanego.

Czytaj też: Dobór klimatyzatorów >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[odzysk chłodu, wymienniki w systemach klimatyzacji, chłodzenie wyparne]

   12.07.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Poznaj nowinki z branży HVAC »

klimatyzatory

 



4 sposoby zastosowania wymienników ciepła »

Na czym polega automatyzacja instalacji  w technice budowlnej »
wymienniki ciepła systemy kanalizacyjne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Grzejnik czy podłogówka - czym ogrzewać? »

ogrzewanie hybrydowe

 



Jak prawidłowo odizolować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

Zdradzamy 3 funkcje ultra nowoczesnych klimatyzatorów »
produkcja studni wodomierzowych film o pompowni ppoz
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Czy znasz 5 funkcji, które ułatwią pomiary? »

systemy wentylacyjne

 



Poznaj sposób na optymalizację strat energii »

Jakie są korzyści płynące ze stosowania pomp wodnych »
pompy cyrkulacyjne pompy wodne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zaprojektować niezawodne instalacje w budynku »

innowacyjne projektowanie instalacji

 



5 sposobów na szybką i dokładną pracę w miernictwie »

Dobierz wielogazowy detektor podtynkowy »
rozwiązania pomiarowe detektor gazów
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Elektryka nie jest Ci obca? Dołącz do klubu »

klub instalatora

 



Dobierz urządzenie tłoczące do pomieszczenia » Jaki rekuperator nadaje się do budynków jednorodzinnych »
kanalizacja centrale rekuperacyjne
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

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
7-8/2020

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne kotły na gaz i paliwa stałe
  • - Dezynfekcja powietrza wentylacyjnego
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