Nie ma jednakowych budynków

pragnie zwrócić raz jeszcze uwagę na potrzeby nowoczesnych obiektów, ale pod kątem rozwiązań konstrukcyjnych oraz pracy central klimatyzacyjnych.

Każdy system wymaga zwrócenia uwagi nie na jeden, wybrany element systemu klimatyzacji, ale na jego logicznie uzupełniającą się wzajemnie całość. Z uwagi, iż publikacjom autora towarzyszą często duże emocje czytelników, autor raz jeszcze pragnie zwrócić uwagę, że poruszane zagadnienia są tylko i wyłącznie subiektywnymi spostrzeżeniami autora. To projektanci, instalatorzy, inwestorzy podejmują decyzje związane z wyborem systemu i rozwiązaniem systemu klimatyzacyjnego. Celem autora jest tylko i wyłącznie, by poruszan informacje „poszerzyły horyzonty” zainteresowanych, bądź okazały się dla nich przydatne przy weryfi kacji danego rozwiązania.

Nie ma jednakowych budynków

Układy i rozwiązania systemu chłodzenia w centralach klimatyzacyjnych

Wiele budynków posiada zróżnicowane cechy, które należy uwzględnić przy wyborze systemu klimatyzacyjnego. Dostępne na rynku są coraz bardzie zawansowane technologie, które posiadają możliwości dopasowania np. rozwiązania źródła chłodu do kilku, a nie jednej cechy obiektu.

Dla przykładu wymieńmy kilka przykładowych budynków i ich cechy charakterystyczne: 

Budynki mieszkaniowe – stosunkowo nieduże obciążenie cieplne, brak konieczności

jednoczesnej produkcji ciepła i chłodu, umiarkowane zapotrzebowanie na powietrze świeże, duże zapotrzebowanie na produkcję c.w.u.

Rys. 1. Charakterystyka budynków mieszkaniowych

Galerie handlowe – bardzo wysokie obciążenia cieplne, długie okresy, kiedy występuje

konieczność produkcji ciepła i chłodu w tym samym czasie, umiarkowane zapotrzebowanie na powietrze świeże, małe stosunkowo zapotrzebowanie ciepła na potrzeby c.w.u.

Rys. 2. Charakterystyka galerii handlowych

Kina i teatry – stosunkowo nieduże obciążenia cieplne, umiarkowana konieczność jednoczesnej produkcji ciepła i chłodu, bardzo wysokie zapotrzebowanie na powietrze świeże, nieduże

zapotrzebowanie na produkcję c.w.u.

Układy i rozwiązania systemu chłodzenia w centralach klimatyzacyjnych

Rys. 3. Charakterystyka kin i teatrów

Biura – zwiększone obciążenie cieplne, wysoka konieczność produkcji ciepła  i chłodu w tym samym czasie, umiarkowane zapotrzebowanie na powietrze świeże, zmniejszone

zapotrzebowanie na produkcję c.w.u.

Rys. 4. Charakterystyka biur

Szpitale – nieduże obciążenia cieplne, umiarkowana konieczność jednoczesnej produkcji ciepła i chłodu (symultaniczność), umiarkowane zapotrzebowanie na powietrze świeże, wysokie wymagania na produkcję c.w.u.

Rys. 5. Charakterystyka szpitali

Patrząc na powyższe opisy, można odnieść słuszne wrażenie, że nieodłącznym elementem systemu klimatyzacyjnego jest z pewnością doprowadzenie powietrza świeżego za pomocą central klimatyzacyjnych, któremu towarzyszy dodatkowe zapotrzebowanie budynków na moc chłodniczą, grzewczą, bądź ciepło na potrzeby c.w.u.

Nowe konstrukcje rozwiązań urządzeń klimatyzacyjnych pozwalają na spełnienie kilku tych wymagań jednocześnie. Przykładem takich rozwiązań są np. najnowsze konstrukcje central wentylacyjnych pozwalających jednocześnie na odzysk ciepła, produkcję ciepła i chłodu oraz doprowadzenie powietrza świeżego. Za inny przykład mogą posłużyć również rozwiązania multi-funkcyjne sprężarkowych agregatów chłodniczych.

Zatem źródło chłodu to nie tylko sprężarkowy zewnętrzny agregat chłodniczy. Wysoka efektywność energetyczna źródła chłodu to nie tylko „suchy parametr” EER czy ESEER.

Obecnie można zauważyć, że wielu producentów podążą za samą ideologią jak najwyższej wartości wskaźnika ESEER, co jest obecnie aktualnym trendem na rynku. Czy słusznie? O tym w dalszej części tekstu.

Tradycyjne rozwiązania źródła chłodu dla central klimatyzacyjnych

Tradycyjne rozwiązania źródła chłodu zazwyczaj opierają się na zastosowaniu sprężarkowego agregatu chłodniczego (tutaj występuje mnogość rozwiązań: agregaty chłodzone powietrzem do montażu zewnętrznego, agregaty chłodzone powietrzem do montażu wewnętrznego, agregaty chłodzone cieczą, agregaty przeznaczone do współpracy ze zdalnym skraplaczem itp.).

Agregaty te połączone z chłodnicą w centrali klimatyzacyjnej instalacją hydrauliczną dostarczają wodę ziębniczą o odpowiednich parametrach.

Za inny typowy układ rozwiązania źródła chłodu mogą posłużyć sprężarkowe agregaty skraplające. Agregaty skraplające dostarczają skroplony czynnik chłodniczy o niskiej

temperaturze i ciśnieniu do chłodnicy freonowej. Czynnik chłodniczy odparowuje, pobierając ciepło od schładzanego powietrza. Tym samym powietrze na chłodnicy ulega schłodzeniu i osuszeniu.

Parametry na chłodnicy zarówno wodnej jak i „freonowej” wynikają z pewnych procesów i

wymagań systemu klimatyzacyjnego. Wymagane parametry cieczy zasilającej oraz temperatury odparowania czynnika ziębniczego można odczytać przykładowo z wykresu h-x powietrza wilgotnego (Molliera) na podstawie wymaganej temperatury ścianki powierzchni chłodnicy.

Jednak można zauważyć, że im wyższe parametry czynników zostaną przyjęte, tym wyższą efektywnością energetyczną i kosztami eksploatacyjnymi będzie się cechowało źródło chłodu.

Czy zawsze warto stosować agregaty o najwyższych wskaźnikach ESEER?

Wielokrotnie na łamach różnych czasopism autor faworyzował źródło chłodu w postaci sprężarkowych agregatów chłodniczych, cechujące się wysokimi wartościami wskaźników ESEER. Należy jednak wspomnieć, że każdorazowo autor odnosił się do dwóch technologii:

najbardziej popularnej konstrukcji agregatów wyposażonych w tradycyjne sprężarki śrubowe regulowane suwakiem oraz te nowoczesne konstrukcje typu multi-scroll (zawierające układy chłodnicze wielosprężarkowe i wieloobiegowe).

Porównanie takie miało sens, gdyż wysokie wartości wskaźników ESEER (i inne cechy np.

mniej problematyczna wymiana sprężarki w przypadku awarii, gabaryty itp.) osiągane przez agregaty w technologii multi-scroll szły w parze z porównywalną, bądź niższą, ceną zakupu, w stosunku do agregatów opartych na sprężarkach śrubowych.

Obecnie jak autor zauważył na rynku pojawiły się doskonalsze konstrukcje agregatów

pozwalających na osiągnięcie jeszcze wyższych wartości wskaźników ESEER w stosunku do technologii multi-scroll.

Rozwiązanie te są obarczone bardzo dużą wadą: wysokimi kosztami inwestycyjnymi związanymi z ich zakupem.

Do takich rozwiązań mogą należeć agregaty chłodnicze wyposażone w sprężarki śrubowe sterowane inwerterem oraz technologie oparte na sprężarkach typu Turbocor (bezłożyskowe sprężarki odśrodkowe).

Według autora inżynier technolog procesów klimatyzacyjnych w Polsce powinien oprócz weryfi kacji zagadnień czysto technicznych posługiwać się również analizą kosztów inwestycyjnych. W wielu projektach pomijane są zagadnienia kosztów, a mają one niebagatelne znaczenie dla inwestora, który zleca projekt systemu projektantowi.

Pytanie jest zasadnicze: jaki jest sens zastosowania technologii, które nigdy się nie zwrócą w stosunku do tych obecnych dostępnych na rynku?

(...)

Nowe konstrukcje rozwiązań źródła chłodu dla central klimatyzacyjnych 

Jednym z kluczowych priorytetów i wymagań przy projektowaniu nowoczesnych urządzeń klimatyzacyjnych jest „decentralizacja” systemu klimatyzacyjnego.

Tradycyjne systemy klimatyzacyjne są projektowane w oparciu o zasadę np. jednej zbiorczej dużej centrali, która tłoczy powietrze do nawet najbardziej oddalonych pomieszczeń. Wiąże się to z wysokimi kosztami transportu powietrza na znaczne odległości.

Podobnie jest ze scentralizowanymi systemami produkcji chłodu i ciepła. Urządzenia te zapewniają właściwe parametry mediów pośredniczących, ale z uwagi na centralne

umieszczenie maszynowni zarówno chłód jak ciepło muszą być transportowane do najbardziej oddalonych odbiorników ciepła i chłodu w budynku.

Rozwiązaniem na wysokie koszty pompowania zarówno powietrza jak i cieczy jest

decentralizacja systemów klimatyzacji. Idealne rozwiązania polegają na produkcji ciepła i chłodu, w miejscu, gdzie jest na nie zapotrzebowanie.

Jednymi z takich rozwiązań są najnowsze propozycje w zakresie central klimatyzacyjnych dostarczających powietrze świeże (rys. 9.). Zasadniczym elementem konstrukcyjnym tego typu central jest układ pompy ciepła (przez jednego z producentów zwany również

termodynamicznym odzyskiem ciepła). Pompa ciepła realizuje funkcje chłodzenia, grzania, odzysku ciepła.