Chłodzenie adiabatyczne budynków przemysłowych

Wieża chłodnicza otwarta – schemat działania
Wieża chłodnicza otwarta – schemat działania
rys. Eurovent

Chłodzenie budynków jest procesem wymagającym. Z jednej strony konieczne jest zapewnienie warunków odpowiednich dla procesów technologicznych oraz osób pracujących w tych budynkach, z drugiej – mocny nacisk kładzie się na ekonomikę stosowanych urządzeń i instalacji. Inwestorzy i projektanci budynków produkcyjnych, magazynowych czy centrów danych poszukują więc rozwiązań technicznych spełniających obydwa te wymagania.

Coraz więcej budynków przemysłowych – produkcyjnych i magazynowo-logistycznych – wymaga wysokoefektywnych systemów chłodzenia. Wiąże się to ze specyfiką procesów technologicznych czy warunkami magazynowania produktów. Wiele z nich, np. produkty wykonane z drewna, żywność, farmaceutyki, wymaga dokładnie określonych wartości temperatury i wilgotności. Zapotrzebowanie na chłodzenie związane jest także z rosnącą liczbą dni z temperaturą wyższą lub równą 30°C. W wielu krajach – w tym w Polsce – przez ostatnie 10 lat (2010–2019) liczba ta zwiększyła się trzykrotnie, a model klimatyczny CSIRO MK3.3.0 zakłada, że pod koniec stulecia będzie ok. 50 dni upalnych w roku [1].

W konwencjonalnych systemach do ochładzania powietrza wykorzystuje się systemy chłodnicze sprężarkowe, które są energochłonne. Związane jest to przede wszystkim z napędzaniem sprężarek czy zaworów, transportem chłodziwa, a także z kosztami uzupełniania czynnika w obiegach chłodniczych.

Ważną kwestią wpływającą na decyzje w zakresie klimatyzacji i chłodzenia obiektów kubaturowych jest rosnące zainteresowanie technologiami alternatywnymi wobec systemów sprężarkowych. Chodzi też o ograniczenia, jakie są nakładane na układy oparte na fluorowanych syntetycznych czynnikach chłodniczych (F-gazach) o wysokim GWP (np. R-404A). Wiąże się to ze stopniowym wycofywaniem takich czynników chłodniczych z instalacji klimatyzacyjno-chłodniczych. W Polsce zagadnienia te reguluje ustawa F-gazowa [2], odwołująca się do obowiązującego rozporządzenia UE 517/2014 [3].

Wymienione uwarunkowania wpływają na większe zainteresowanie inwestorów i projektantów systemami chłodzenia wyparnego (ewaporacyjnego), czyli opartego na zjawiskach związanych z odparowaniem wody. Po rozwiązania te sięga się przy chłodzeniu centrów danych czy budynków komercyjnych, ale przede wszystkim – budynków przemysłowych (produkcyjnych i magazynowo-logistycznych). „Chłodzenie ewaporacyjne” w obiektach przemysłowych można rozumieć dwojako – albo jako zmianę temperatury powietrza (pośrednią lub bezpośrednią, zależnie od kontaktu chłodzonego powietrza z wodą), albo jako chłodzenie płynów roboczych (np. wody technologicznej) z wykorzystaniem zjawisk ewaporacyjnych.

Działanie urządzeń ewaporacyjnych opiera się na zjawisku konwersji ciepła jawnego na utajone w procesie parowania wody. Energia jest pobierana z powietrza w procesie obniżania jego temperatury i przekazywana wodzie w procesie przechodzenia w stan gazowy. Do odparowania każdego kilograma wody z powietrza pobieranych jest 2257 kJ (0,62 kWh) energii. Jednocześnie jednak energia całkowita powietrza pozostaje niezmieniona – dlatego technika ta bywa nazywana także „chłodzeniem adiabatycznym”.

Zastosowanie wody (której ilość można optymalizować) do obniżania temperatury powietrza, skuteczność procesu, prostota układu i minimalne zużycie energii sprawiają, że metoda chłodzenia wyparnego uważana jest za funkcjonalną, ekonomiczną i przyjazną środowisku. Z punktu widzenia podmiotu korzystającego z tego rozwiązania najważniejsze są następujące korzyści:

  • większa energooszczędność i mniejsza moc szczytowa (zapotrzebowanie na energię elektryczną jest mniejsze o 80–90% w porównaniu do systemów sprężarkowych);
  • zapewnienie tej samej mocy chłodniczej jest ok. pięciokrotnie tańsze niż dla urządzeń sprężarkowych;
  • brak syntetycznych czynników chłodniczych w układzie – rozwiązanie to jest przyszłościowe także w takim sensie, że prawo nie będzie wymuszało konieczności np. przezbrojenia układu chłodzącego;
  • ograniczenie do minimum podzespołów mechanicznych podatnych na uszkodzenia i zużywających energię (występują tylko wentylatory);
  • pozytywny wpływ na jakość powietrza wewnętrznego – odpowiednia wilgotność względna powietrza (RH – relative humidity) ma pozytywny wpływ na samopoczucie i produktywność pracowników (RH wynoszące 40–60%) oraz na niektóre procesy technologiczne;
  • łatwość montażu urządzeń chłodzenia wyparnego w już istniejących budynkach, także w takich z ograniczoną dostępnością miejsc na instalacje;
  • łatwe sterowanie bezpośrednie;
  • efektywność kosztowa i szybki zwrot inwestycji;
  • efekt środowiskowy – emisja CO2 jest obniżona o ok. 90% w porównaniu do systemów sprężarkowych.

Po stronie ograniczeń należy wskazać:

  • zużycie wody (dla niektórych rozwiązań bardzo wysokie);
  • w niektórych przypadkach (niekorzystne warunki zewnętrzne) podnoszenie wilgotności względnej powietrza do poziomu nieakceptowalnego z punktu widzenia np. procesu przemysłowego;
  • ograniczenie minimalnej osiągalnej temperatury chłodzonego powietrza do:
    • temperatury termometru mokrego (układ idealny chłodzenia bezpośredniego),
    • temperatury punktu rosy (temperatury granicznej, przy której rozpoczyna się wykroplenie pary wodnej z powietrza);
  • sprawność ok. 80–95% dla systemów bezpośrednich i jeszcze niższa dla systemów pośrednich – ok. 55% [4]:

gdzie:
tts1 – temperatura termometru suchego powietrza wlotowego, °C;
ttm1 – temperatura termometru mokrego powietrza wlotowego, °C;
ttm2 – temperatura termometru suchego powietrza wylotowego, °C.

Czytaj też: Wentylacja szkół – rekomendacje REHVA >>

---

Literatura

  1. Gordon Hal B. et al., The CSIRO Mk3 Climate System Model, „CSIRO Atmospheric Research Technical Paper” 60, Canberra 2002.
  2. Ustawa z dnia 15 maja 2015 r. o substancjach zubożających warstwę ozonową oraz o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych (DzU 2015, poz. 881).
  3. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 517/2014 z dnia 16 kwietnia 2014 r. w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych i uchylenia rozporządzenia (WE) nr 842/2006 (Dz.Urz. UE L 150/195).
  4. Rogdakis Emmanuel, Tertipis Dimitros, Maisotsenko cycle: technology overview and energy-saving potential in cooling systems, „Energy and Emission Control Technologies” 3, 2015, p. 15–22, DOI: https://doi.org/10.2147/EECT.S62995.
  5. Tapple Peter (red.), Wegweiser für eine gesunde Raumluft. Die Chemie des Wohnens, Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft i Österreichisches Institut für Baubiologie und -ökologie, Wien 2009, http://www.raumluft.org/fileadmin/dokumente/wegweiser.pdf.
  6. The European Evaporative Cooling Industry in a Nutshell, Eurovent Industry Monograph 9/1 – 2019, Brussels, October 2019.
  7. Evaporative cooling equipment: how to evaluate and minimise the water consumption, Eurovent Recommendation 9/13 – 2019, Brussels, October 2019.
  8. Górka Andrzej, Górzeński Radosław, Bezpośrednie chłodzenie wyparne budynków, „Rynek Instalacyjny” 7–8/2014, rynekinstalacyjny.pl.
  9. Pandelidis Denis, Pacak Anna, Nawilżanie powietrza a zużycie energii, „Rynek Instalacyjny” 5/2018, rynekinstalacyjny.pl.
  10. Sosnowski Radosław, Przykład realizacji układu chłodzenia adiabatycznego skraplaczy urządzeń chłodniczych, „Rynek Instalacyjny” 1–2/2020, rynekinstalacyjny.pl.
  11. Materiały firm: Alfa Laval, ASK, Balticold, Beyond.pl, Carel, Colt, Condair, Ekonair, Hitexa, Hoval, Klingenburg, LNS, Menerga, Munters, Systemair, Swegon, Trotec.

W artykule:

• Chłodzenie ewaporacyjne powietrza wewnętrznego
• Klimatyzatory ewaporacyjne
• Adiabatyczne chłodzenie pośrednie

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[chłodzenie adiabatyczne, chłodzenie adiabatyczne buydnków przemysłowych, efektywność energetyczna, wentylacja, klimatyzacja, wysokoefektywne systemy chłodzenia]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny dostęp przy opłaconej prenumeracie (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści portalu rynekinstalacyjny.pl przy opłaconej prenumeracie
Bezpłatny dostęp przy opłaconej prenumeracie (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści portalu rynekinstalacyjny.pl przy opłaconej prenumeracie
Roczna E- prenumerata PDF - 150,00 zł
wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Dwuletnia E-prenumerata PDF - 275,00 zł
wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Roczna studencka E-prenumerata PDF - 90,00 zł
wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 150,00 zł
wydanie papierowe + dostęp online ► ZAMÓW
Dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 275,00 zł
wydanie papierowe + dostęp online► ZAMÓW
Roczna studencka prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu o portalu - 90,00 zł
wydanie papierowe + dostęp online► ZAMÓW
Prenumerata papierowa + PDF (365) - 188,00 zł
wydanie papierowe + wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Prenumerata papierowa + PDF (730) - 344,00 zł
wydanie papierowe + wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Roczny dostęp on-line (365 dni) - 98,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Dwuletni dostęp on-line (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Roczny dostęp on-line dla studentów (365 dni) - 63,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Dostęp on-line (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Bezpłatny dostęp dla autorów Rynku Instalacyjnego (730 dni) - 0,00 zł
Bezpłatny dostęp dla autorów Rynku Instalacyjnego (730 dni)
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   29.03.2021

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


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
9/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Instalacje PV z magazynami energii
  • - Wentylacja obiektów gastronomicznych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

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