artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane
ODZYSK CIEPA
A W ZMODERNIZOWANYM
UKA
ADZIE GLIKOLOWYM
mgr inż. Dariusz STEFANOWSKI
1. WSTĘP
Artykuł niniejszy jest przeznaczony dla użytkowników
i projektantów instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyj-
nych.
Powszechnie znane sÄ… metody i sposoby odzyskiwania
ciepła w nawiewno-wywiewnych układach klimatyzacyj-
nych i wentylacyjnych. W zależnoS
ci od rodzaju obiektu i
warunków w nim panujących, projektanci stosują różne
układy służące do odzyskiwania ciepła z powietrza usuwa-
nego z instalacji, a są to: wymienniki krzyżowe, obrotowe,
rurka ciepła, pompa ciepła, układ z czynnikiem poS
redni-
czącym i recyrkulacją. Każdy z nich charakteryzuje się in-
dywidualnymi cechami, okreS
lonÄ… wielkoS
ciÄ… sprawnoS
ci Rys. 1
odzysku ciepła oraz zakresem zastosowań.
Zgodnie z tytułem artykułu przedstawiony zostanie układ Kilka czynników decyduje o tym, że ten typ odzysku ciepła
do odzyskiwania ciepła z czynnikiem poS
redniczÄ…cym zwa- jest wyjÄ…tkowo korzystnym rozwiÄ…zaniem w klimatyzacji i
ny popularnie  układem glikolowym . Dodane słowo  zmo- wentylacji budynków.
dernizowany S
wiadczy o zastosowaniu modyfikacji tech- - W szpitalach niedopuszczalne jest mieszanie siÄ™ po-
nicznej standardowego rozwiązania układu. wietrza wywiewanego z powietrzem nawiewanym,
a ten rodzaj odzysku ciepła, w przeciwieństwie do
innych, daje gwarancję, że nie może dojS
ć do prze-
2. NOWE ROZWIÄ„ZANIE dostania siÄ™ najmniejszej iloS
ci powietrza wywiewa-
nego do kanału nawiewnego. Nie gwarantują tego
Nowe rozwiązanie układu glikolowego, polega na zastoso- często stosowane wymienniki krzyżowe - zawsze ist-
waniu w nim: nieje w nich możliwoS
ć, choć jest to mało prawdo-
- dwóch wysokosprawnych wymienników ciepła, podobne - uszkodzenia mechanicznego lub też roz-
- modyfikacji układu automatyki sterującej i regulującej, szczelnienia się połączeń w obudowie. Wystarczą
- likwidacjÄ™ tzw. bypassu, drobne nieszczelnoS
ci, a różnica ciS
nień pomiędzy
- zastosowaniu pompy obiegowej o zmiennym przepływie strumieniami powietrza, spowoduje przedostawanie
czynnika. się powietrza wywiewanego do kanału powietrza
Schemat ideowy takiego układu (z wymiennikami za- S
wieżego. Z tego też powodu nie znajdują zastoso-
instalowanymi na kanałach powietrznych) przedstawiony wania w szpitalnictwie wysokosprawne układy z wy-
jest na rysunku 1. miennikami obrotowymi.
Oba wymienniki ciepła połączone są ze sobą rurociąga- - Tylko odzysk ciepła z czynnikiem poS
redniczÄ…cym, po-
mi z czynnikiem poS
redniczącym w wymianie ciepła. Pom- zwala na przekazywanie ciepła na większą odległoS
ć.
pa obiegowa przetłacza czynnik z jednego wymiennika do Pozostałe rozwiązania wymagają doprowadzenia po-
drugiego i w ten sposób ciepło odbierane od powietrza wy- wietrza wywiewanego do zespolonego urządzenia, w
wiewanego przenoszone jest do powietrza nawiewanego. którym powietrze nawiewane i wywiewane przepływa
Zastosowanie tego typu odzysku było rozważane w ukła- bezpoS
rednio obok siebie. Jeżeli maszynownia zloka-
dach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych przeznaczonych lizowana jest np. w piwnicach, przewody wywiewne
dla służby zdrowia i szpitalnictwa. muszą powrócić z górnych kondygnacji do piwnicy, po
46 1/2006 technika chłodnicza i klimatyzacyjna
artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane
czym konieczne jest ich wyprowadzenie do góry, gdyż
wyrzutnie powietrza powinny być zlokalizowane po-
nad dachem budynku. Powoduje to powstawanie do-
datkowych kosztów w realizacji i zajmuje cenną po-
wierzchniÄ™ w budynku.
- W przypadku istniejÄ…cych instalacji wentylacyjnych
i klimatyzacyjnych, w których nie został zastosowa-
ny żaden odzysk ciepła, wprowadzenie odzysku cie-
pła z czynnikiem poS
redniczÄ…cym jest stosunkowo
proste i prawie zawsze możliwe, i wymaga jedynie
wstawienia wymienników ciepła do kanałów na-
wiewnych i wywiewnych i połączenia ich rurociąga-
mi wraz z zainstalowanÄ… armaturÄ….
Rys. 3
Na rysunkach 2 i 3 przedstawiono przykłady zabudowy pływu przez wymiennik.
układów glikolowych w centralach modułowych naszej pro-
dukcji.
3. KOSZTY INWESTYCYJNE I EKSPLOATACYJNE
Możliwe są dwie wersje wykonania układu: Do czynników, które mają wpływ na opłacalnoS
ć zastoso-
wania odzysku ciepła należą zarówno poniesione koszty in-
Wymienniki są zamontowane w jednej wspólnej obudo- westycyjne jak i koszty eksploatacji systemu.
wie (zestaw B10) - rys. 2.
Do kosztów inwestycyjnych należą:
Układ glikolowy z kompletnym wyposażeniem (pom- - dodatkowe urządzenia: wymienniki ciepła, w miejsce
pa, naczynie wzbiorcze-przeponowe, rurociągi, układ zwykłego wentylatora wywiewnego  centrala wywiew-
przeciwzamrożeniowy, manometr, itp.). Wyposażenie na oraz pompa obiegowa czynnika poS
redniczÄ…cego;
znajduje siÄ™ na zewnÄ…trz obudowy i mieS
ci się w długo- - dodatkowe rurociągi i osprzęt;
S
ci zestawu. - dodatkowe elementy automatyki i zabezpieczeń.
Natomiast koszty eksploatacji to:
- wzrost zapotrzebowania energii elektrycznej silników
wentylatorów zarówno nawiewnego jak i wyciągowe-
go z uwagi na zwiększone spadki ciS
nienia po stronie
powietrza oraz z uwagi na zapotrzebowanie energii elek-
trycznej przez pompÄ™ obiegowÄ… czynnika poS
redniczÄ…-
cego;
- dodatkowe koszty zwiÄ…zane z konserwacjÄ….
Po stronie oszczędnoS
ci należy uwzględnić ograniczenie
Rys. 2 zapotrzebowania energii cieplnej - efekt odzysku ciepła.
Przeprowadzone analiza ekonomiczna zastosowania (wpro-
wadzenia) odzysku ciepła pokazują, że dla małych instala-
Centrale nawiewne i wyciÄ…gowe sÄ… od siebie oddalone - cji wielkoS
ć oszczędnoS
ci wynikajÄ…cych z ograniczenia po-
rys. 3. boru ciepła może być zbyt mała, aby zwrócić koszt zainsta-
lowania bloku odzysku ciepła. Natomiast wraz ze wzrostem
Wymienniki do odzysku ciepła w centrali nawiewnej i wy- wielkoS
ci instalacji roS
nie proporcjonalnie iloS
ć zaoszczę-
ciągowej są zamontowane w indywidualnych blokach chłod- dzonej energii cieplnej, przy ograniczonym wzroS
cie pono-
nicy (zestaw B7) lub w innych zestawach, zawierających szonych kosztów odzysku ciepła.
blok chłodnicy (zestawy A4, A11 i inne).
Instalacja glikolowa znajduje siÄ™ poza centralami.
Komplet elementów potrzebnych do jej wykonania może 4. BADANIA I ANALIZA EKONOMICZNA
dostarczyć firma  KLIMOR . Na zamówienie możemy
dostarczyć również niezbędną iloS
ć rur oraz kształtek. Przeprowadzone zostały próby cieplno-przepływowe z
Doboru pompy i innych elementów instalacji, doko- wymiennikami ciepła zainstalowanymi w zmodernizowa-
nuje projektant instalacji.  KLIMOR podaje wymaga- nym układzie glikolowym. Opracowano metodę uzyskiwa-
ne natężenia przepływu czynnika oraz opory jego prze- nia sprawnoS
ci odzysku ciepła wynoszącą na poziomie 70%
technika chłodnicza i klimatyzacyjna 1/2005 47
artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane artykuły sponsorowane
(podczas gdy S
rednia sprawnoS
ć układów glikolowych z Powyższe koszty uwzględniają również zwiększone na-
reguły nie przekracza 50%). kłady inwestycyjne związane ze zmodernizowanym ukła-
Po przeprowadzonych próbach, dokonano analizy po- dem glikolowym.
miarów i wykonano korektę układu hydraulicznego oraz
układu regulacji. Przy maksymalnej różnicy temperatur
÷ ° ÷
(30÷ °C), sprawnoS
ć odzysku ciepÅ‚a wyniosÅ‚a 68÷ 5. ZAKOŃCZENIE
÷40° ÷70%
÷ ° ÷
÷ ° ÷
dla wymiennika  suchego po stronie oziębiania powietrza
(czyli w chłodnicy układu glikolowego). Przedstawione wartoS
ci  złotówkowe S
wiadczą o ważno-
W przypadku odzysku ciepła w instalacjach klimatyza- S
ci zagadnień związanych z odzyskiem ciepła szczególnie
cyjnych wyposażonych w nawilżanie powietrza lub gdy tam, gdzie nie ma żadnego odzysku. Wiele instalacji wen-
mamy do czynienia z wilgotnym powietrzem usuwanym, tylacyjnych i klimatyzacyjnych funkcjonuje od wielu lat,
sprawnoS
ć układu sięga 80% (!)  ze względu na dodatko- pochłaniając niesamowite iloS
ci energii. Układ z czynni-
wy odzysk ciepła utajonego. kiem poS
redniczącym można jako jedyny zaadoptować do
Pomiary parametrów pracy bloku odzysku ciepła prze- istniejących i pracujących instalacji.
prowadzono również przy zmniejszonej różnicy tempera- Szukanie oszczędnoS
ci w funkcjonowaniu szpitali, na-
tur pomiędzy powietrzem zewnętrznym, a powietrzem wy- leży zacząć właS
nie tam, gdzie istnieją największe koszty i
wiewanym. Było to istotne ze względu na znacznie częst- możliwoS
ci oszczędnoS
ci.
sze występowanie zbliżonych i zmiennych warunków pra- Firma KLIMOR oferuje usługi zarówno w zakresie wy-
°
cy niż warunki ekstremalne. Przy obniżonej do 15°
°C różni- konania odpowiednich analiz możliwoS
ci i opłacalnoS
ci
°
°
cy temperatur, sprawnoS
ć obiegu obniżyła się jedynie o ok. wprowadzenia odzysku do istniejących instalacji, jak i w
5% i w dalszym ciągu przekraczała 60%. zakresie realizacji samego odzysku ciepła, względnie łącznie
Uwzględniając wyniki badań wykonano analizę ekono- z modernizacją całych instalacji. Szczególnie, że wysoki
miczną zakładając zainstalowanie odzysku ciepła w istnie- stopień odzysku ciepła  zbliżony, a nawet większy od ukła-
jÄ…cej instalacji wentylacyjnej o wydajnoS
ci powietrza dów z wymiennikami krzyżowymi  pozwala na nowe spoj-
10.000 m3/h. Koszty energii cieplnej wg danych Inwestora rzenie na układy z medium poS
redniczÄ…cym.
wynosił ok.0,14 zł/kWh + VAT. Parametry powietrza na-
°
wiewanego i wywiewanego +22°
°C. Praca instalacji caÅ‚o- UWAGA:
°
°
dobowa. Artykuł został opracowany na podstawie materiałów zawar-
Zapotrzebowanie energii cieplnej w okresie całego roku tych w referacie firmy Policht pt.  Odzysk ciepła w instala-
bez uwzględniania odzysku ciepła wynosi ok. 350.000 kWh. cjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych za zgodą auto-
Koszt tej energii wynosi ok. 49.000 zł. ra, inż.Stanisława Polichta.
Koszt inwestycyjny uwzględniający częS
ciowo przebu- Ze względu na prawa autorskie oraz nowe rozwiązanie,
÷
dowÄ™ istniejÄ…cej instalacji wyniósÅ‚by ok. 18÷
÷20 tyS
. zł. które mogłoby być kopiowane przez innych producentów
÷
÷
Wobec powyższego okres amortyzacji wyniesie 9 mie- urządzeń, w niniejszym referacie nie podano szczegółów
sięcy. technicznych zmodernizowanego układu glikolowego, a je-
Dla instalacji o wydajnoS
ci 20.000 m3/h okres amorty- dynie jego najważniejsze cechy.
zacji wyniósłby tylko 7 miesięcy.
48 1/2006 technika chłodnicza i klimatyzacyjna