Od czego tak naprawdę zależy energooszczędność centrali wentylacyjnej? Czy zużycie energii zależy tylko od sprawności odzysku ciepła?
Dobierając centralę wentylacyjną robimy obliczenia dla warunków obliczeniowych, tj. skrajnie niekorzystnych jakie mogą wystąpić. Centralę wentylacyjną liczymy tylko dla zimy, zaś klimatyzacyjną dodatkowo również dla lata. Przykładowo mogą to być parametry dla zimy te=-20oC i RH=100%, zaś dla lata te=+30oC i RH=45%. Chcąc obliczyć zużycie energii przez centralę wentylacyjną musimy zrobić takich "doborów" dokładnie 8760, bo tyle dokładnie godzin ma każdy rok! Na piechotę zadanie jest praktycznie niewykonalne, dlatego powstały modele zastępcze, oparte o stopniogodziny grzania, chłodzenia, nawilżania, osuszania. Modele te zawierają oczywiście dużo uproszczeń, nie umożliwiają wykonywania harmonogramów pracy centrali itd. Ogólnie brzmi to dosyć groźnie :)
Na szczęście mamy komputery które wręcz uwielbiają wykonywanie obliczeń w pętlach.
W programie IX CHART, narzędziem, który umożliwia wykonanie takich obliczeń dla 60 miast w Polsce, na podstawie danych klimatycznych z wielolecia jest moduł Kalkulatora Zużycia Energii (K.Z.E).
No dobrze ale nie odpowiedzieliśmy jeszcze na zasadnicze pytanie - od czego zależy energooszczędność centrali. Oczywistą odpowiedzią jest, że od sprawności wymiennika odzysku ciepła - to prawda z małym "ale". To "ale" dotyczy oporów hydraulicznych wymiennika odzysku ciepła. Jeśli wzrost sprawności wymiennika, powoduje wzrost oporów trzeba dokładnie przyjrzeć się końcowemu efektowi naszej pracy, bo może się okazać, że co prawda zużyjemy mniej energii grzewczej lub chłodniczej, ale zapłacimy więcej za energię do napędu wentylatora. Wzrost oporów wymiennika odzysku ciepła może następować np. poprzez zagęszczenie lamelek, lub jego wydłużenie. Aby to udowodnić przeprowadźmy obliczenia dla 2 wariantów. Ogólne założenia będą następujące:
1. Dane klimatyczne dla miasta Katowice
2. Ilość powietrza świeżego 2000m3/h
3. Temperatura końca sezonu grzewczego +12oC
4. Temperatura początku chłodzenia +20oC
5. Sprawność wentylatora nawiewnego i wywiewnego 65%
6. Nagrzewnica wodna - ciepło produkowane z gazu - cena 1kWh energii 0,21zł
7. Chłodnica freonowa - chłód produkowany z energii el. z sprawnością ESER=2,6 - cena 1kWh energii chłodniczej 0,23zł
8. Cena energii elektrycznej do napędu wentylatorów 0,6zł za 1kWh
9. Centrala pracująca w harmonogramie pracy 24/7 365dni w roku.
Wariant 1.
Wymiennik odzysku ciepła o sprawności 80% w zimie i 70% w lecie
Opory całkowite centrali klimatyzacyjnej - nawiew 1000Pa, wywiew 700Pa
Wynik obliczeń :
Zużycie energii grzewczej Eg=12925,9kWh
Zużycie energii chłodniczej Ech=6538,9kWh
Zużycie energii wentylatorów Ew=12728,2kWh
Sumaryczny roczny koszt za energię 11855,3zł
Wariant 2.
Podnosimy sprawność wymiennika odzysku ciepła poprzez zagęszczenie płyt wymiennika, co powoduje wzrost sprawności o 5% i wzrost oporów hydraulicznych wentylatora nawiewnego i wywiewnego o 100Pa
Wymiennik odzysku ciepła o sprawności 85% w zimie i 75% w lecie
Opory całkowite centrali klimatyzacyjnej - nawiew 1100Pa, wywiew 800Pa
Wynik obliczeń :
Zużycie energii grzewczej Eg=9694,5kWh (5% wzrost sprawności spowodował spadek o 3231kWh! co stanowi 25% rocznego zapotrzebowania energii grzewczej!)
Zużycie energii chłodniczej Ech=6520,4kWh (5% wzrost sprawności spowodował spadek o 18,5kWh co stanowi jedynie 0,3% rocznego zapotrzebowania energii chłodniczej )
Zużycie energii wentylatorów Ew=14225,6kWh (wzrost oporów hydraulicznych o 100Pa spowodował wzrost zużycia energii wentylatorów o 1497kWh, czyli o 11,8%
Wydawało by się że się opłaca, ale cena energii elektrycznej jest 3xdroższa!
Sumaryczny roczny koszt za energię 12070,9zł
Wniosek?
Pomimo dużej redukcji zużycia energii grzewczej (-25%), stosunkowo niewielkim wzrostem sprawności (+5%), z ekonomicznego punktu widzenia nie opłaca się tego robić, dlatego tak ważne jest aby potrafić szybko przeliczać centrale z uwzględnieniem wszystkich parametrów.
Jeśli artykuł wniósł coś pozytywnego dla Twojego rozwoju, i chcesz, aby strona dalej się rozwijała, na której dzielę się swoją wiedzą, daj łapkę w górę, zostaw komentarz lub udostępnij. No i oczywiście możesz pomóc mi i sobie poprzez zakup licencji lub możesz postawić mi kawę :)