Podstawowym, a równocześnie najdroższym, elementem instalacji klimatyzacyjnej jest wytwornica wody lodowej (chiller). Obecnie w zakresie konstrukcji i technologii produkcji tych urządzeń obserwuje się ogromny postęp. Jest to spowodowane zarówno coraz większym rozpowszechnieniem wodno-powietrznych instalacji klimatyzacyjnych, jak i koniecznością oszczędności energii oraz ochrony środowiska. 

     Na polskim rynku ponad kilkanaście firm oferuje rozwiązania oparte o wytwornice wody lodowej, tym samym projektant staje przed problemem doboru urządzenia, które będzie najkorzystniejsze w określonych uwarunkowaniach instalacyjnych. Ostatnio na rynku pojawiły się nowe, ekologiczne wytwornice wody lodowej sygnowane logo DAIKIN. Wytwornice te znane były dotychczas na rynku polskim jako produkty firmy McQuay International. W roku 2006 firma ta została przejęta przez DAIKIN INDUSTRIES LTD i w związku z tym wytwornice oznaczane są zgodnie z kluczem stosowanym w tym koncernie. (...)

Energia
     Wyróżnik ten oznacza ogólnie przedsięwzięcia, których celem jest poszanowanie energii napędowej dostarczanej do napędu wytwornicy. Dotychczas, kryterium oceny rozwiązań wytwornic wody lodowej pod względem energetycznym, był współczynnik wydajności chłodniczej zdefiniowany jako stosunek wytwarzanej mocy chłodniczej do mocy elektrycznej zużywanej do napędu sprężarek i urządzeń pomocniczych. A zatem efektywność energetyczną urządzenia w warunkach znamionowych określa współczynnik wydajności chłodniczej zdefiniowany wzorem [wg PN-EN 14511-1: 2004(U)]:

gdzie:
PC – całkowita moc chłodnicza,
PT – całkowity pobór mocy napędowej.

     Wskaźnik EER (Energy Efficiency Ratio) określany był w warunkach obciążenia całkowitego (100% mocy), przy czym przyjmowano w przypadku wytwornic ze skraplaczami chłodzonymi powietrzem – temperaturę powietrza 35^oC i 30^oC w przypadku skraplaczy chłodzonych wodą oraz parametry wody lodowej 7/12^oC.
     Jednak wytwornica wody lodowej eksploatowana jest w warunkach, które charakteryzują się dużą zmiennością obciążenia zarówno w przekroju dobowym, jak i sezonowym. A zatem jej efektywność energetyczna powinna być oceniana w odniesieniu do całego sezonu eksploatacji, gdyż okazało się, że podczas 95% czasu pracy wytwornica eksploatowana jest w warunkach częściowego obciążenia. W wyniku badań europejskich okazało się, że chillery pracują przy pełnym obciążeniu jedynie przez 1,4% czasu eksploatacji (wg badań amerykańskich czas ten wynosi 0,4%). W związku z tym od jesieni 2006 r. Eurovent Certyfikation wprowadziła do oceny jakości energetycznej wytwornic wody lodowej (chillerów), zamiast wskaźnika EER, wskaźnik ESEER (European Seasonal Energy Effciency Ratio). Sposób wyznaczania tego wskaźnika jest zbliżony do sposobu wyznaczania wskaźnika IPLV (wg ARI Standard 550/590-98).
     Wartość ESEER jest superpozycją wielu konstrukcyjnych i eksploatacyjnych cech wytwornic, a głównie zależy od rodzaju sprężarki i sposobu regulacji jej wydajności, rodzaju czynnika chłodniczego, sprawności przekazywania ciepła w wymiennikach, sposobu chłodzenia skraplacza (powietrze/woda), systemu sterowania i regulacji itp.
     W wytwornicach DAIKIN stosowane są sprężarki rotacyjne (jednośrubowe lub spiralne). Sprężarki jednośrubowe DAIKIN stanowią obecnie szczytowe osiągnięcie konstrukcyjnotechnologiczne, w którym zastosowano wiele unikatowych rozwiązań zwiększających sprawność energetyczną, trwałość, niezawodność urządzeń, a także ograniczających hałas. W sprężarce jednośrubowej DAIKIN śruba współpracuje z 2 bocznymi wirnikami tak, że w procesie zachodzą dwa cykle przy jednym obrocie śruby, co skutkuje stałym przepływem sprężanej pary czynnika chłodniczego. Taki sposób sprężania całkowicie eliminuje pulsacje gazu, które są jednym z głównych źródeł hałasu. Wtrysk oleju powoduje również znaczne obniżenie hałasu, a ponadto umożliwia bieżące dostosowywanie wydajności, zapewnia skuteczne smarowanie łożysk oraz eliminuje przecieki pomiędzy stroną wysokiego i niskiego ciśnienia. (...)

     Korzystne wskaźniki energetyczne wytwornic wody lodowej DAIKIN zapewniają również wysokosprawne wymienniki ciepła (parowacze i skraplacze), dostosowane w każdym przypadku do rodzaju chłodziwa (woda, wodny roztwór glikolu, powietrze), jak i rodzaju czynnika chłodniczego (wykorzystanie poślizgu temperatury w przypadku R407C).
     Istotny wpływ na zużycie energii napędowej ma także sposób regulacji zasilania parowacza.
     W wytwornicach DAIKIN zastosowano najnowocześniejsze elektroniczne zawory rozprężne. Zawory te zapewniają: skrócenie czasu otwarcia i zamknięcia, wysoką rozdzielczość, możliwość całkowitego odcinania przepływu (nie ma potrzeby stosowania dodatkowego zaworu elektromagnetycznego), ciągłą modulację przepływu bez obciążania obiegu chłodniczego. Wyjątkową zaletą zaworów elektronicznych jest to, że umożliwiają one eksploatację wytwornic wody lodowej przy niższej różnicy ciśnienia pomiędzy stroną wysokiego i niskiego ciśnienia w porównaniu z termostatycznymi zaworami rozprężnymi. Dzięki temu można znacznie zmniejszyć zużycie energii elektrycznej, szczególnie w okresach przejściowych.
     Wysoką wartość wskaźników energetycznych wytwornic zapewniają nowoczesne sterowniki (między innymi Micro Tech II C Plus). Elementy sterujące zapewniają maksymalną sprawność energetyczną i niezawodność urządzeń. Sterowniki te, wykorzystując zaawansowane oprogramowanie z analizą prognozującą, dobierają najbardziej ekonomiczny układ pracy sprężarek, elementów rozprężnych i wentylatorów lub pomp chłodzących skraplacze; zapewnia to stabilne warunki pracy i optymalizuje wydajność energetyczną wytwornic.
     W wyniku zastosowania tych nowoczesnych rozwiązań powstały wytwornice wody lodowej, które spełniają najwyższe wymagania w odniesieniu do energooszczędności urządzeń chłodniczych stosowanych w klimatyzacji komfortowej i technologicznej. (...)

Ekologia
     Niekorzystny wpływ eksploatacji sprężarkowych wytwornic wody lodowej na otoczenie może polegać na:
● niszczeniu warstwy ozonowej w stratosferze (miarą tego działania jest wskaźnik ODP stosowanych czynników chłodniczych),
● potęgowaniu efektu cieplarnianego (wskaźniki GWP i TEWI),
● wytwarzaniu szkodliwych pól akustycznych i elektromagnetycznych.

     Zgodnie z obowiązującymi przepisami w wytwornicach wody lodowej mogą być stosowane czynniki o wartości wskaźnika ODP=0 (w przypadku syntetycznych czynników chłodniczych są to związki zaliczane do grupy HFC).
     W wytwornicach wody lodowej DAIKIN stosowane są czynniki zestawione w tabeli 1. (...)

     Wskaźnik TEWI ma istotne znaczenie w przypadku porównywania alternatywnych urządzeń lub czynników chłodniczych, w warunkach takiego samego zastosowania i tego samego usytuowania urządzeń. Ponieważ, jak to wynika z rys. 3, sezonowa efektywność energetyczna określona wskaźnikiem IPLV, zależy głównie od wartości EER w zakresie średnich obciążeń, to sezonowe zużycie energii elektrycznej jest znacznie mniejsze niż w podobnych urządzeniach. W rezultacie wskaźnik TEWI opisywanych wytwornic wody lodowej z czynnikiem chłodniczym R134a jest o ok. 30% niższy niż w przypadku podobnych urządzeń eksploatowanych w takich samych warunkach. (...)

Eksploatacja
(...)

Ekonomika
     Ekonomika eksploatacji urządzenia to łączne koszty wytwarzania zimna będące sumą kosztów eksploatacji (koszty zużywanej energii elektrycznej, materiałów pomocniczych, serwisowania) oraz kosztów amortyzacji urządzeń. Na podstawie wyników analizy bardzo dobrze opracowanych materiałów pomocniczych dla projektantów oraz dotychczasowych wyników eksploatacyjnych można stwierdzić, że koszty wytwarzania zimna za pomocą wytwornic wody lodowej DAIKIN są relatywnie niskie.
     Jest to wynikiem nie tylko korzystnych wskaźników energetycznych urządzeń, ale szerokiej gamy oferowanych wytwornic oraz wielu opcji ich dodatkowego wyposażenia. Oferowane są wytwornice kompaktowe i rozdzielone (split), przystosowane do montażu na wolnym powietrzu i pomieszczeniach zamkniętych, ze skraplaczami chłodzonymi wodą lub powietrzem, z całkowitym lub częściowym odzyskiwaniem ciepła przegrzania i skraplania pary czynnika chłodniczego, o standardowym lub zredukowanym poziomie głośności itd. [5]. Tak szeroki zakres dostaw pozwala na optymalny dobór urządzeń, spełniających wymagania inwestora, bez konieczności wykonywania dodatkowych prac, co obniża koszty inwestycyjne instalacji.

Podsumowanie
     Na podstawie powyższej analizy można stwierdzić, że nowe wytwornice wody lodowej firmy DAIKIN w najwyższym stopniu spełniają wymagania rynku określone symbolem 4E. Są to urządzenia energooszczędne, ekologiczne, niezawodne i spełniające wymagania światowych i europejskich standardów. 

wydanie 10/2007 

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE