Odzysk ciepła w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych Cz. 1.
Ocena użytkowników: / 4
SłabyŚwietny 
Data dodania: 23.08.2013

Sergey ANISIMOV, Demis PANDELIDIS

 

Nowoczesne budownictwo cechuje się dużą szczelnością przegród zewnętrznych i okien. W związku z tym, w celu zapewnienia niezbędnej ilości świeżego powietrza użytkownikom pomieszczeń, powszechne staje się stosowanie wentylacji mechanicznej. Przy wyborze systemu napowietrzania warto wybrać rozwiązanie optymalne, zarówno pod względem kosztów, oszczędności energii, jak również rzeczywistej wydajności.

 

W związku z rosnącymi kosztami energii, konieczne jest poszukiwanie sposobów wykorzystania energii zawartej w powietrzu usuwanym z pomieszczeń wentylowanych, do częściowej zmiany parametrów pobranego powietrza zewnętrznego. W tym celu wykorzystuje się wymienniki do odzysku ciepła. (rys. 1.). Urządzenia te pozwalają na przekazanie energii cieplnej ze strumienia wywiewanego, do strumienia powietrza zewnętrznego przed procesem obróbki w urządzeniu wentylacyjnym, co pozwala znacząco zaoszczędzić koszty eksploatacyjne systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

 

 

2013-07-60-1

Rys. 1. Wymiennik do odzysku ciepła z powietrza wywiewanego (na przykładzie rekuperatora krzyżowego)

 

Poniżej przedstawione zostanie przykładowe wyliczenie oszczędności przy zastosowaniu wymiennika do odzysku ciepła w systemie wentylacji mechanicznej [1].

Założenia: strumień powietrza nawiewanego V = 250 m3/h, sezon grzewczy zaczyna się we wrześniu i obejmuje 5 dni, potem cały X, XI, XII, I, II, III, IV, oraz 5 dni grzania w maju. Opierając się na normie PN – B-02025, można obliczyć ciepło potrzebne do ogrzania powietrza wentylacyjnego. Otrzymano wartość Q = 7 828 kWh na cały sezon grzewczy. Koszt całorocznego ogrzewania w przeliczeniu na nośniki energii przedstawia tabela 1.

 

2013-07-60-2

 

Ponadto, koszty muszą zostać powiększone o ilość energii elektrycznej jaką zużyje centrala wentylacyjna (do napędu wentylatorów). Dla strumienia powietrza V = 250 m3/h wynosi to średnio około 895 kWh, przeliczając na pieniądze 358 zł [1]. Istotne jest by pamiętać, że część tej energii zostanie dodatkowo przekazana w formie ciepła do powietrza wentylacyjnego, czyli realny koszt napędu wentylatorów centrali jest niższy. Na podstawie wyliczeń widać, że koszty ogrzewania powietrza wentylacyjnego są zależne od paliwa, którym ogrzewany jest dom. Zastosowanie w omawianym przykładzie wymiennika do odzysku ciepła w systemie wentylacji pozwoli na oszczędność od 1476 do nawet 2966 zł rocznie. Można zatem stwierdzić, że zastosowanie tego typu wymienników ma uzasadnienie nie tylko w systemach wenty- Odzysk ciepła w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych Cz. 1. Sergey ANISIMOV, Demis PANDELIDIS Nowoczesne budownictwo cechuje się dużą szczelnością przegród zewnętrznych i okien. W związku z tym, w celu zapewnienia niezbędnej ilości świeżego powietrza użytkownikom pomieszczeń, powszechne staje się stosowanie wentylacji mechanicznej. Przy wyborze systemu napowietrzania warto wybrać rozwiązanie optymalne, zarówno pod względem kosztów, oszczędności energii, jak również rzeczywistej wydajności. lacji dla wielkokubaturowych obiektów, ale nawet dla budownictwa jednorodzinnego.

W obecnych czasach nie tylko względy ekonomiczne oraz zalecenia projektantów wymuszają stosowanie układów do odzysku ciepła w układach wentylacyjnych. Zmieniające się wraz z postępem technologicznym przepisy spowodowały, że stosowanie odzysku energii stało się koniecznością. Obecnie obowiązek stosowania energooszczędnych rozwiązań w instalacjach wentylacyjno- klimatyzacyjnych określają dwa akty prawne:

  • Dyrektywa UE z dnia 1 stycznia 2009 r., która wprowadza pośrednio obowiązek poszanowania energii poprzez określenie klas energetycznych budynków.
  • Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

 

2013-07-61-1

Rys. 2. Instalacja wentylacyjna z odzyskiem ciepła na przykładzie domu jednorodzinnego [2]

 

Do dnia 6 listopada 2008 r. stosowanie odzysku ciepła było obligatoryjne przy wartości strumienia powietrza na poziomie 10 000 m3/h. Aktualne przepisy wymuszają obowiązek stosowania odzysku energii w układach wentylacji mechanicznej ogólnej nawiewno-wywiewnej lub klimatyzacji komfortowej już od wartości strumienia 2 000 m3/h.

Zasadę działania systemu wentylacji z odzyskiem ciepła przedstawia rysunek 2. Główną częścią całego układu wentylacji mechanicznej jest centrala (zestaw wentylacyjny) z umieszczonym w niej wymiennikiem ciepła. Od centrali po całym budynku rozprowadzone się kanały nawiewne i wyciągowe. Centralę w domach jednorodzinnych najczęściej montuje się na poddaszu, czasem w kotłowni czy garażu. W przypadku dużych budynków mieszkalnych, czy też użyteczności publicznej, centrala zazwyczaj lokowana jest w oddzielnym pomieszczeniu maszynowni lub na dachu. Wybierając miejsce na posadowienie centrali, należy pamiętać, że powinno ono umożliwiać dobry dostęp, w celu np. czyszczenia filtrów, które wykonuje się przynajmniej dwa razy do roku. Centrala powinna być zamontowana w miejscu posiadającym możliwość odprowadzenia skroplin z wymiennika do kanalizacji. Przykładowa centrala z wymiennikiem do odzysku ciepła zaprezentowana jest na rysunku 3.

 

2013-07-61-2

Rys. 3. Centrala z wymiennikiem do odzysku ciepła: wentylator (1) zasysa powietrze zewnętrzne, które przechodzi przez filtr (2), następnie dostaje się do wymiennika (3), gdzie ogrzewa się bądź ochładza w zależności od pory roku, a następnie jest dostarczane do pomieszczeń. Za usuwanie powietrza odpowiada wentylator wywiewny (1.1). Strumień powietrza wywiewanego przed przejściem przez wymienniki jest filtrowany (2.1), a następnie usuwany poza system

 

Obecnie producenci urządzeń przeznaczonych do odzysku ciepła stosowanych w systemach wentylacji i klimatyzacji oferują szeroki zakres komponentów służących do jego realizacji. Najbardziej istotnymi czynnikami determinującymi wybór danego sposobu odzysku ciepła są:

  • koszty zakupu i eksploatacji,
  • sprawność urządzeń,
  • zakres warunków pracy, do jakich dane rozwiązanie zostało przewidziane.

Stąd należy uwzględnić wielkość i przeznaczenie systemu wentylacji lub klimatyzacji, dla którego dobrany będzie układ odzysku ciepła, parametry i natężenie przepływu uzdatnianego powietrza oraz rodzaj i stopień zanieczyszczenia strumienia powietrza wywiewanego. Ponadto ważna jest również możliwość zabudowy dobranego zespołu w istniejącym lub nowoprojektowanym obiekcie.

(...)

 

Podział sposobów odzysku ciepła

(...)

 

Wymienniki rekuperacyjne

(...)

 

Wymienniki gruntowe

(...)

 

Podsumowanie

Wzrastające wymagania co do komfortu użytkowanych pomieszczeń wymuszają stały rozwój infrastruktury technicznej budynku służącej kształtowaniu odpowiedniego mikroklimatu. Często działania te są związane z koniecznością dostarczenia do obiektu znacznej ilości energii pierwotnej. Do jednych z najbardziej energochłonnych procesów w większych obiektach budowlanych zaliczyć możemy obróbkę powietrza wentylacyjnego, dlatego istotne jest by zminimalizować koszty eksploatacji systemów wentylacji i klimatyzacji. Najlepszym sposobem jest wykorzystanie wymienników do odzysku ciepła.

W tabeli 5. zestawiono wady i zalety każdej z zaprezentowanych w niniejszym tekście form odzysku ciepła. W następnej części artykułu omówione zostaną inne formy odzyskiwania ciepła z powietrza wywiewanego z pomieszczeń wentylowanych.

 

LITERATURA:

[1] http://www.pro-vent.pl
[2] http://www.klima-pol.com.pl
[3] SHAH R., SEKULIC D., et all.: Fundamentals of heat exchanger design. Lexington. Kentucky, USA, 2003. ISBN 0-471-32171-0.
[4] PEŁECH A.: Wentylacja i klimatyzacja podstawy. Wrocław, 2009.
[5] JAKÓBOWSKI P.: Studium projektowe wraz z oceną techniczną wykorzystania rurki ciepła do podgrzewania gruntu w niskotemperaturowych komorach chłodniczych. Praca
[6] Dyplomowa Magisterska. Politechnika Gdańska. Wydz. Mechaniczny. 2007.
[7] JEDLIKOWSKI A.: Wymiana ciepła w wymiennikach krzyżowych w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych z odzyskiem ciepła z powietrza wywiewanego. Praca Doktorska. Politechnika Wrocławska. 2012.
[8] ANISIMOV S., PANDELIDIS D.: Wpływ rodzaju wymiennika wyparnego na efektywność solarnych systemów klimatyzacyjnych wykorzystujących wymienniki gruntowe. Rynek instalacyjny 4/2013.

 

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.