OdzyskCiepla STEFANOWSKI

OdzyskCiepla STEFANOWSKI, Inżynieria Środowiska W7

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane
ODZYSK CIEPŁA W ZMODERNIZOWANYM
UKŁADZIE GLIKOLOWYM
mgr inż. Dariusz STEFANOWSKI
1. WSTÊP
Artyku³ niniejszy jest przeznaczony dla u¿ytkowników
i projektantów instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyj-
nych.
Powszechnie znane s¹ metody i sposoby odzyskiwania
ciep³a w nawiewno-wywiewnych uk³adach klimatyzacyj-
nych i wentylacyjnych. W zale¿noœci od rodzaju obiektu i
warunków w nim panuj¹cych, projektanci stosuj¹ ró¿ne
uk³ady s³u¿¹ce do odzyskiwania ciep³a z powietrza usuwa-
nego z instalacji, a s¹ to: wymienniki krzy¿owe, obrotowe,
rurka ciep³a, pompa ciep³a, uk³ad z czynnikiem poœredni-
cz¹cym i recyrkulacj¹. Ka¿dy z nich charakteryzuje siê in-
dywidualnymi cechami, okreœlon¹ wielkoœci¹ sprawnoœci
odzysku ciep³a oraz zakresem zastosowañ.
Zgodnie z tytu³em artyku³u przedstawiony zostanie uk³ad
do odzyskiwania ciep³a z czynnikiem poœrednicz¹cym zwa-
ny popularnie „uk³adem glikolowym”. Dodane s³owo „zmo-
dernizowany” œwiadczy o zastosowaniu modyfikacji tech-
nicznej standardowego rozwi¹zania uk³adu.
Rys. 1
Kilka czynników decyduje o tym, ¿e ten typ odzysku ciep³a
jest wyj¹tkowo korzystnym rozwi¹zaniem w klimatyzacji i
wentylacji budynków.
- W szpitalach niedopuszczalne jest mieszanie siê po-
wietrza wywiewanego z powietrzem nawiewanym,
a ten rodzaj odzysku ciep³a, w przeciwieñstwie do
innych, daje gwarancjê, ¿e nie mo¿e dojœæ do prze-
dostania siê najmniejszej iloœci powietrza wywiewa-
nego do kana³u nawiewnego. Nie gwarantuj¹ tego
czêsto stosowane wymienniki krzy¿owe - zawsze ist-
nieje w nich mo¿liwoœæ, choæ jest to ma³o prawdo-
podobne - uszkodzenia mechanicznego lub te¿ roz-
szczelnienia siê po³¹czeñ w obudowie. Wystarcz¹
drobne nieszczelnoœci, a ró¿nica ciœnieñ pomiêdzy
strumieniami powietrza, spowoduje przedostawanie
siê powietrza wywiewanego do kana³u powietrza
œwie¿ego. Z tego te¿ powodu nie znajduj¹ zastoso-
wania w szpitalnictwie wysokosprawne uk³ady z wy-
miennikami obrotowymi.
- Tylko odzysk ciep³a z czynnikiem poœrednicz¹cym, po-
zwala na przekazywanie ciep³a na wiêksz¹ odleg³oœæ.
Pozosta³e rozwi¹zania wymagaj¹ doprowadzenia po-
wietrza wywiewanego do zespolonego urz¹dzenia, w
którym powietrze nawiewane i wywiewane przep³ywa
bezpoœrednio obok siebie. Je¿eli maszynownia zloka-
lizowana jest np. w piwnicach, przewody wywiewne
musz¹ powróciæ z górnych kondygnacji do piwnicy, po
2. NOWE ROZWI¥ZANIE
Nowe rozwi¹zanie uk³adu glikolowego, polega na zastoso-
waniu w nim:
- dwóch wysokosprawnych wymienników ciep³a,
- modyfikacji uk³adu automatyki steruj¹cej i reguluj¹cej,
- likwidacjê tzw. bypassu,
- zastosowaniu pompy obiegowej o zmiennym przep³ywie
czynnika.
Schemat ideowy takiego uk³adu (z wymiennikami za-
instalowanymi na kana³ach powietrznych) przedstawiony
jest na rysunku 1.
Oba wymienniki ciep³a po³¹czone s¹ ze sob¹ ruroci¹ga-
mi z czynnikiem poœrednicz¹cym w wymianie ciep³a. Pom-
pa obiegowa przet³acza czynnik z jednego wymiennika do
drugiego i w ten sposób ciep³o odbierane od powietrza wy-
wiewanego przenoszone jest do powietrza nawiewanego.
Zastosowanie tego typu odzysku by³o rozwa¿ane w uk³a-
dach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych przeznaczonych
dla s³u¿by zdrowia i szpitalnictwa.
46
1/2006 technika ch³odnicza i klimatyzacyjna
artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane
czym konieczne jest ich wyprowadzenie do góry, gdy¿
wyrzutnie powietrza powinny byæ zlokalizowane po-
nad dachem budynku. Powoduje to powstawanie do-
datkowych kosztów w realizacji i zajmuje cenn¹ po-
wierzchniê w budynku.
- W przypadku istniej¹cych instalacji wentylacyjnych
i klimatyzacyjnych, w których nie zosta³ zastosowa-
ny ¿aden odzysk ciep³a, wprowadzenie odzysku cie-
p³a z czynnikiem poœrednicz¹cym jest stosunkowo
proste i prawie zawsze mo¿liwe, i wymaga jedynie
wstawienia wymienników ciep³a do kana³ów na-
wiewnych i wywiewnych i po³¹czenia ich ruroci¹ga-
mi wraz z zainstalowan¹ armatur¹.
Rys. 3
Na rysunkach 2 i 3 przedstawiono przyk³ady zabudowy
uk³adów glikolowych w centralach modu³owych naszej pro-
dukcji.
p³ywu przez wymiennik.
3. KOSZTY INWESTYCYJNE I EKSPLOATACYJNE
Mo¿liwe s¹ dwie wersje wykonania uk³adu:
Do czynników, które maj¹ wp³yw na op³acalnoœæ zastoso-
wania odzysku ciep³a nale¿¹ zarówno poniesione koszty in-
westycyjne jak i koszty eksploatacji systemu.
Wymienniki s¹ zamontowane w jednej wspólnej obudo-
wie (zestaw B10) - rys. 2.
Uk³ad glikolowy z kompletnym wyposa¿eniem (pom-
pa, naczynie wzbiorcze-przeponowe, ruroci¹gi, uk³ad
przeciwzamro¿eniowy, manometr, itp.). Wyposa¿enie
znajduje siê na zewn¹trz obudowy i mieœci siê w d³ugo-
œci zestawu.
Do kosztów inwestycyjnych nale¿¹:
- dodatkowe urz¹dzenia: wymienniki ciep³a, w miejsce
zwyk³ego wentylatora wywiewnego – centrala wywiew-
na oraz pompa obiegowa czynnika poœrednicz¹cego;
- dodatkowe ruroci¹gi i osprzêt;
- dodatkowe elementy automatyki i zabezpieczeñ.
Natomiast koszty eksploatacji to:
- wzrost zapotrzebowania energii elektrycznej silników
wentylatorów zarówno nawiewnego jak i wyci¹gowe-
go z uwagi na zwiêkszone spadki ciœnienia po stronie
powietrza oraz z uwagi na zapotrzebowanie energii elek-
trycznej przez pompê obiegow¹ czynnika poœrednicz¹-
cego;
- dodatkowe koszty zwi¹zane z konserwacj¹.
Rys. 2
Po stronie oszczêdnoœci nale¿y uwzglêdniæ ograniczenie
zapotrzebowania energii cieplnej - efekt odzysku ciep³a.
Przeprowadzone analiza ekonomiczna zastosowania (wpro-
wadzenia) odzysku ciep³a pokazuj¹, ¿e dla ma³ych instala-
cji wielkoœæ oszczêdnoœci wynikaj¹cych z ograniczenia po-
boru ciep³a mo¿e byæ zbyt ma³a, aby zwróciæ koszt zainsta-
lowania bloku odzysku ciep³a. Natomiast wraz ze wzrostem
wielkoœci instalacji roœnie proporcjonalnie iloœæ zaoszczê-
dzonej energii cieplnej, przy ograniczonym wzroœcie pono-
szonych kosztów odzysku ciep³a.
Centrale nawiewne i wyci¹gowe s¹ od siebie oddalone -
rys. 3.
Wymienniki do odzysku ciep³a w centrali nawiewnej i wy-
ci¹gowej s¹ zamontowane w indywidualnych blokach ch³od-
nicy (zestaw B7) lub w innych zestawach, zawieraj¹cych
blok ch³odnicy (zestawy A4, A11 i inne).
Instalacja glikolowa znajduje siê poza centralami.
Komplet elementów potrzebnych do jej wykonania mo¿e
dostarczyæ firma „KLIMOR”. Na zamówienie mo¿emy
dostarczyæ równie¿ niezbêdn¹ iloœæ rur oraz kszta³tek.
Doboru pompy i innych elementów instalacji, doko-
nuje projektant instalacji. „KLIMOR” podaje wymaga-
ne natê¿enia przep³ywu czynnika oraz opory jego prze-
4. BADANIA I ANALIZA EKONOMICZNA
Przeprowadzone zosta³y próby cieplno-przep³ywowe z
wymiennikami ciep³a zainstalowanymi w zmodernizowa-
nym uk³adzie glikolowym. Opracowano metodê uzyskiwa-
nia sprawnoœci odzysku ciep³a wynosz¹c¹ na poziomie 70%
technika ch³odnicza i klimatyzacyjna 1/2005
47
artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane
(podczas gdy œrednia sprawnoœæ uk³adów glikolowych z
regu³y nie przekracza 50%).
Po przeprowadzonych próbach, dokonano analizy po-
miarów i wykonano korektê uk³adu hydraulicznego oraz
uk³adu regulacji. Przy maksymalnej ró¿nicy temperatur
(30
Powy¿sze koszty uwzglêdniaj¹ równie¿ zwiêkszone na-
k³ady inwestycyjne zwi¹zane ze zmodernizowanym uk³a-
dem glikolowym.
70%
dla wymiennika „suchego” po stronie oziêbiania powietrza
(czyli w ch³odnicy uk³adu glikolowego).
W przypadku odzysku ciep³a w instalacjach klimatyza-
cyjnych wyposa¿onych w nawil¿anie powietrza lub gdy
mamy do czynienia z wilgotnym powietrzem usuwanym,
sprawnoœæ uk³adu siêga 80% (!) – ze wzglêdu na dodatko-
wy odzysk ciep³a utajonego.
Pomiary parametrów pracy bloku odzysku ciep³a prze-
prowadzono równie¿ przy zmniejszonej ró¿nicy tempera-
tur pomiêdzy powietrzem zewnêtrznym, a powietrzem wy-
wiewanym. By³o to istotne ze wzglêdu na znacznie czêst-
sze wystêpowanie zbli¿onych i zmiennych warunków pra-
cy ni¿ warunki ekstremalne. Przy obni¿onej do 15
40
°
C), sprawnoœæ odzysku ciep³a wynios³a 68
÷
5. ZAKOÑCZENIE
C ró¿ni-
cy temperatur, sprawnoœæ obiegu obni¿y³a siê jedynie o ok.
5% i w dalszym ci¹gu przekracza³a 60%.
Uwzglêdniaj¹c wyniki badañ wykonano analizê ekono-
miczn¹ zak³adaj¹c zainstalowanie odzysku ciep³a w istnie-
j¹cej instalacji wentylacyjnej o wydajnoœci powietrza
10.000 m
3
/h. Koszty energii cieplnej wg danych Inwestora
wynosi³ ok.0,14 z³/kWh + VAT. Parametry powietrza na-
wiewanego i wywiewanego +22
°
Przedstawione wartoœci „z³otówkowe” œwiadcz¹ o wa¿no-
œci zagadnieñ zwi¹zanych z odzyskiem ciep³a szczególnie
tam, gdzie nie ma ¿adnego odzysku. Wiele instalacji wen-
tylacyjnych i klimatyzacyjnych funkcjonuje od wielu lat,
poch³aniaj¹c niesamowite iloœci energii. Uk³ad z czynni-
kiem poœrednicz¹cym mo¿na jako jedyny zaadoptowaæ do
istniej¹cych i pracuj¹cych instalacji.
Szukanie oszczêdnoœci w funkcjonowaniu szpitali, na-
le¿y zacz¹æ w³aœnie tam, gdzie istniej¹ najwiêksze koszty i
mo¿liwoœci oszczêdnoœci.
Firma KLIMOR oferuje us³ugi zarówno w zakresie wy-
konania odpowiednich analiz mo¿liwoœci i op³acalnoœci
wprowadzenia odzysku do istniej¹cych instalacji, jak i w
zakresie realizacji samego odzysku ciep³a, wzglêdnie ³¹cznie
z modernizacj¹ ca³ych instalacji. Szczególnie, ¿e wysoki
stopieñ odzysku ciep³a – zbli¿ony, a nawet wiêkszy od uk³a-
dów z wymiennikami krzy¿owymi – pozwala na nowe spoj-
rzenie na uk³ady z medium poœrednicz¹cym.
°
C. Praca instalacji ca³o-
UWAGA:
Artyku³ zosta³ opracowany na podstawie materia³ów zawar-
tych w referacie firmy Policht pt. „Odzysk ciep³a w instala-
cjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych” za zgod¹ auto-
ra, in¿.Stanis³awa Polichta.
Ze wzglêdu na prawa autorskie oraz nowe rozwi¹zanie,
które mog³oby byæ kopiowane przez innych producentów
urz¹dzeñ, w niniejszym referacie nie podano szczegó³ów
technicznych zmodernizowanego uk³adu glikolowego, a je-
dynie jego najwa¿niejsze cechy.
dobowa.
Zapotrzebowanie energii cieplnej w okresie ca³ego roku
bez uwzglêdniania odzysku ciep³a wynosi ok. 350.000 kWh.
Koszt tej energii wynosi ok. 49.000 z³.
Koszt inwestycyjny uwzglêdniaj¹cy czêœciowo przebu-
dowê istniej¹cej instalacji wyniós³by ok. 18
÷
48
1/2006 technika ch³odnicza i klimatyzacyjna
÷
20 tyœ. z³.
Wobec powy¿szego okres amortyzacji wyniesie 9 mie-
siêcy.
Dla instalacji o wydajnoœci 20.000 m
3
/h okres amorty-
zacji wyniós³by tylko 7 miesiêcy.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl