)
Učinkovito hlajenje z naravno tehnologijo
Adiabatsko hlajenje z izhlapevanjem je pot naprej
Trajnostni razvoj
Pomen naravnih hladilnih sistemov za trajnostne stavbe
Zaradi vse večjega pomena trajnosti na področju inženiringa stavb običajni klimatski sistemi pogosto niso več prva izbira, ko gre za učinkovito delovanje prezračevalnih in hladilnih sistemov. Izziv zmanjšanja porabe energije in vpliva na okolje je spodbudil iskanje okolju prijaznejših alternativ. Ena od teh alternativ je adiabatno hlajenje z izhlapevanjem, postopek, ki omogoča okolju prijazno hlajenje brez uporabe F-plinov. To tehnologijo že dolgo razvijajo podjetja, kot je Menerga, zdaj pa se je uveljavila v prezračevalni tehnologiji.
Adiabatno hlajenje z izhlapevanjem ponuja priložnost za zmanjšanje ali celo popolno zamenjavo mehanskega hlajenja.
Kako deluje adiabatno hlajenje z izhlapevanjem?
Z adiabatnim hlajenjem z izhlapevanjem se lahko zmanjša potreba po mehanskem hlajenju, kar pomeni znatne prihranke, zlasti v Srednji Evropi.
Adiabatno hlajenje z izhlapevanjem temelji na načelu spreminjanja stanja zraka z izhlapevanjem vode. Z izhlapevanjem se iz zraka odvzame toplota, zaradi česar se temperatura zniža. To hlajenje poteka brez dodatnega vnosa energije in je zato še posebej učinkovito.
Postopek se izvaja pri posrednem adiabatnem uparjalnem hlajenju, pri katerem se zrak ohlaja v sistemu za vlaženje odpadnega zraka. Ta ohlajeni izpušni zrak nato prek sistema za vračanje toplote prenese hlad na zunanji zrak, zaradi česar je dovodni zrak za prostor hladnejši.
Spreminjajoča se okoljska politika in prihodnost hlajenja stavb
Podnebne spremembe so privedle do strožjih zahtev glede učinkovitosti klimatskih sistemov. Zato so na ravni EU sprejeti strogi predpisi, kot je Uredba EU 2016/2281, ki predpisuje mejne vrednosti učinkovitosti za mehanske hladilne sisteme. Cilj je omejiti porabo energije in uporabo hladilnih sredstev z visokim potencialom globalnega segrevanja, kot sta R407C ali R410A. Ti predpisi so dodaten razlog, zakaj postajajo sistemi, kot je adiabatno hlajenje z izhlapevanjem, vse pomembnejši.
EU je oblikovala posebne zahteve za klimatske naprave, da bi izboljšala učinkovitost in zmanjšala uporabo okolju škodljivih hladilnih sredstev.
)
Tržni sistemi
Kot je bilo že opisano, so se uveljavili različni pristopi za izvajanje posrednega adiabatnega uparjalnega hlajenja v centralnih klimatskih napravah. V nadaljevanju je na kratko predstavljenih pet najpomembnejših komercialno dostopnih rešitev z vidika tehnologije, učinkovitosti, prednosti in slabosti.
Učinkovitost adiabatnega hlajenja se uporablja kot merilo za učinkovitost različnih sistemov. Na podlagi dejstva, da teoretično najnižja dosegljiva temperatura dovodnega zraka ustreza temperaturi mokrega termometra izpušnega zraka, je ta opredeljena na naslednji način:
)
| Sistem | ϕ adia | Razred WRG v skladu s standardom EN 13053:2017 | |
|---|---|---|---|
| 1. | Vlaženje izpušnega zraka in rotacijski toplotni izmenjevalnik | 70 % | H2 |
| 2. | Neposredno vlaženje izpušnega zraka s svežo vodo in rekuperatorjem z navzkrižnim protipotokom | 75 % | H2 |
| 3. | Neposredno vlaženje izpušnega zraka z visoko zmogljivim sistemom KVS | 90% | H2 |
| 4. | Neposredno vlaženje izpušnega zraka z obtočno vodo in rekuperatorjem z nasprotnim tokom | 91 % | H1 |
| 5. | Neposredno vlaženje izpušnega zraka z obtočno vodo, hlajenjem točke rosišča in rekuperatorjem nasprotnega toka | >100 % | H1 |
Enostaven sistem z učinkovitostjo adiabatnega hlajenja približno 70 %. Idealen za sisteme z visokim pretokom zraka.
Pri tem se hlajenje z izhlapevanjem izvaja neposredno v rekuperatorju, kar povečuje hladilno zmogljivost in zahteva manj naložb v dodatne sisteme za vlaženje.
Omogoča ločeno obdelavo odpadnega in dovodnega zraka, kar je še posebej koristno v okoljih z visokimi higienskimi zahtevami.
Učinkovita uporaba načela nasprotnega toka povečuje hladilno zmogljivost in dosega visoko učinkovitost adiabatnega hlajenja, ki presega 90 %.
Sistem dosega temperature, ki so nižje od temperature mokrega termometra. To omogoča hlajenje, ki teoretično deluje brez mehanskega hlajenja.
Izbira ustreznega sistema je odvisna od razmer in ciljne učinkovitosti, vendar vsi sistemi v primerjavi s konvencionalnimi rešitvami prezračevanja omogočajo znatne prihranke.
Spremljanje učinkovitosti in energije
Sistem Menerga s sistemom AdiabaticzeroGWP je primer učinkovitosti adiabatnega uparjalnega hlajenja. Tu se zunanji zrak ohladi za do 14 °C, kar omogoča stabilno delovanje poleti brez dodatnega mehanskega hlajenja. Sistem je nadzorovan prek celovitega nadzornega sistema, kot je Menerga Connect, ki v realnem času spremlja podatke o delovanju sistema in zagotavlja optimalno učinkovitost.
)
Iz poročila o delovanju je razvidno, da sistem hladi pri zmernih zunanjih temperaturah pri delni obremenitvi z minimalno porabo energije.
Ko zunanje temperature narastejo, se aktivira hlajenje po rosišču, ki še dodatno zniža temperaturo dovodnega zraka.
Z adiabatnim uparjalnim hlajenjem se lahko obratovalni stroški v primerjavi z običajnimi sistemi zmanjšajo za do 70 %.
Ekonomska učinkovitost in odvisnost od lokacije
Izbira adiabatnega hlajenja z izhlapevanjem je pogosto odvisna od lokacije, saj je učinkovitost teh sistemov odvisna od možnosti izhlapevanja. Zlasti v regijah z visokimi temperaturami lahko ta vrsta hlajenja v celoti nadomesti običajni klimatski sistem. Analize stroškov kažejo, da so obratovalni stroški prezračevalnih sistemov z adiabatnim hlajenjem do 55 % nižji od stroškov običajnih sistemov.
Stroškovna učinkovitost takšnih sistemov je še večja, saj se lahko znebijo dodatnih sistemov za proizvodnjo hladu. To pozitivno vpliva na stroške naložb, prostorske zahteve sistema in stroške življenjskega cikla. Za podjetja to pomeni prihranek pri naložbah v hladilna sredstva, ki imajo pogosto visoko vrednost GWP in zato prispevajo k zmanjšanju ogljičnega odtisa.
Z opustitvijo mehanskega hlajenja se ne zmanjšajo le stroški obratovanja, temveč se zaščiti tudi okolje.
Adiabatno hlajenje z izhlapevanjem kot trajnostna rešitev
Če povzamemo, adiabatno hlajenje z izhlapevanjem kaže, da lahko naravno hlajenje s sodobnimi prezračevalnimi tehnologijami nadomesti konvencionalno hlajenje na številnih področjih uporabe. Menerga in druga podjetja so razvila sisteme, ki to tehnologijo združujejo z rekuperacijo toplote, zaradi česar so prezračevalni sistemi učinkovitejši in podnebju prijaznejši.
Takšni sistemi bi lahko zaznamovali prihodnost hlajenja stavb, zlasti v času, ko postaja uporaba okolju prijazne tehnologije hlajenja vse pomembnejša. Adiabatno uparjalno hlajenje omogoča stabilno in trajnostno hlajenje, ki ne le zmanjšuje stroške, temveč tudi zmanjšuje uporabo okolju škodljivih hladilnih sredstev.
Varčevanje z energijo je energetsko najbolj učinkovita in okolju prijazna rešitev.
Adiabatno hlajenje z izhlapevanjem bi lahko postavilo nove standarde v tehnologiji prezračevanja in klimatizacije ter inženirjem, arhitektom in upravljavcem stavb pomagalo pri doseganju ekoloških in ekonomskih ciljev hkrati.