czwartek, lipiec 18, 2019

Najnowsze wydanie
Nr 06/2019

Okladka PI 06 2019 internet

Małe instalacje – wentylacja i rekuperacja Cz. 2. Kierunki rozwoju instalacji

56Systemy centralnej, jak i rozproszonej wentylacji w budynkach mieszkalnych wciąż są ulepszane i wykazują potencjał dla optymalizacji. Głównie polega to na analizie ich wpływu na całkowity bilans energetyczny budynku (redukcja zapotrzebowania na ciepło, tym samym zużycia energii elektrycznej) oraz na analizie: ekonomicznej i wpływu na komfort użytkowników. W Polsce obecnie za prawie 60% zużycia energii odpowiedzialny jest sektor ogrzewania, chłodzenia i wentylacji. Dlatego też koncentracja na tym sektorze jest bardzo istotna dla poprawy bilansu energetycznego kraju, w celu osiągnięcia celów europejskich redukcji zużycia energii w 2030 roku.

Przeprowadzając analizę systemu wentylacyjnego, w celu oceny jego poprawnej pracy, ekonomicznej eksploatacji, jak i pod względem warunków komfortu, należy zmierzyć i określić wiele parametrów. Kryteria, które są zawarte w tabeli 1. powinny być wzięte pod uwagę podczas wykonywania pomiarów.

Ostatecznie po wykonaniu pomiarów, następuje ich interpretacja i analiza. Optymalizacja kosztowa składa się z wielu punktów. Zawierają się one w całkowitym cyklu użytkowania urządzenia technicznego. Rozpoczynają się zatem od zakupu nowego i kończą na usuwaniu po latach wysłużonego urządzenia. Usystematyzowane punkty dla analizy optymalizacyjnej kosztów występujących podczas cyklu życia centrali wentylacyjnej zestawione zostały w tabeli 2.

57
Ocena jakości powietrza
W pomieszczeniach wewnętrznych, w których przebywają ludzie ew. znajdują się źródła emisji zanieczyszczeń (w tym i zapachów), następuje koncentracja zanieczyszczeń, takich jak: dwutlenek węgla i para wodna, lotne związki organiczne (TVOC) oraz kurz i pył. Wysokie stężenie CO2 wyjątkowo niekorzystnie wpływa na zdolność koncentracji oraz samopoczucie użytkowników.58


W instalacji wentylacyjnej strumień powietrza regulowany może być na różne sposoby. Wszystko zależy od rodzaju instalacji, strategii regulacji, jak i dostawcy systemu

Lotne związki organiczne TVOC powodują bardzo często dyskomfort sensoryczny, czyli mają zły zapach. Zbyt duża zawartość pary wodnej prowadzi zazwyczaj do wkraplania się jej w pomieszczeniach, co powoduje znaczne zawilgocenie ścian. Efektem jest rozwój bakterii i grzybów,
które bardzo niekorzystnie wpływają na zdrowie użytkowników, powodując wiele poważnych chorób. Zbyt niska zawartość wilgoci w powietrzu powoduje dyskomfort u użytkowników (suchość nosa, spojówek, swędzenie skóry itp.). Wartości zadane i zakresy tolerancji podane są w przepisach czy literaturze. Odpowiednie wartości podano w poniższej tabeli 3.
Wynikające z tego wartości strumieni wentylacyjnych pokazuje tabela 4. Są to wartości wynikające zarówno z pomiarów jak i wykonanych symulacji technicznych instalacji, [1].

Porównanie regulatorów strumieni powietrza
W instalacji wentylacyjnej strumień powietrza regulowany może być na różne sposoby. Wszystko zależy od rodzaju instalacji, strategii regulacji, jak i dostawcy systemu.
Najpopularniejsze regulatory strumieni powietrza to:

  1. Regulator stałego przepływu powietrza – KVR stałe;
  2. Regulator stałego przepływu powietrza – KVR nastawne;
  3. Regulator zmiennego przepływu powietrza – nastawny, niepowiązany (VSR nastawne),
  4. Powiązane regulatory zmiennego przepływu powietrza nastawny, powiązany (VSR nastawne).

Ze względów ekonomicznej pracy instalacji, zaleca się, aby stosowane były regulatory przepływu powietrza z możliwością prostej nastawy ew. dopasowania do aktualnej pracy instalacji wydatku powietrza. Regulatory o regulowanym przepływie powietrza pracują przy spadku ciśnienia około 5÷30 Pa, a regulatory stałego przepływu około 30÷80 Pa. Ich praca jest zatem mniej ekonomiczna, a większy spadek ciśnienia wiąże się również z większym obciążeniem akustycznym.

Spadek ciśnienia
Całkowity spadek ciśnienia (wewnętrzny oraz zewnętrzny) instalacji wentylacyjnej jest obok sprawności całkowitej jednostki nawiewnej decydującym parametrem dla zużycia energii elektrycznej. Zasadniczo z fizykalnych właściwości wynika bezpośrednia zależność pomiędzy mocą wentylatora a całkowitym sprężem. Całkowitą ocenę systemu pod względem energochłonności opisuje parametr mocy właściwej wentylatorów SFP (Specific Fan Power). Wydajność urządzeń powietrznych oceniana jest w sposób pośredni. Wartość SFP określana jest bowiem przez straty ciśnienia w instalacji, które nie zależą od producenta urządzenia wentylacyjnego:
59
gdzie:
Pelek – pobór mocy elektrycznej wentylatora [W],
qV – nominalny strumień objętościowy powietrza [m3/s],
Δpwent – spręż wentylatora [Pa],
ηcal – sprawność całkowita wentylatora [%].
Z zależności tej określić można, jaka dopuszczalna jest strata ciśnienia, aby nie przekroczyć dopuszczalnego zapotrzebowania na energię elektryczną instalacji.
Maksymalna moc właściwa wentylatora podana została jako nowy wymóg w nowelizacji rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, z 6 listopada 2008 r. [2].
Zgodnie z przepisami złożona instalacja nawiewna nie może pobierać więcej niż 0,45 W/(m3/h). Odpowiada to 810 Ws/m3 na każdy wentylator. Wartość tę można osiągnąć jedynie gdy:

  • sprawność jednostki napędowej wynosi 50% a całkowity spadek ciśnienia w warunkach pracy wynosi 405 Pa;
  • sprawność jednostki napędowej wynosi 60% a całkowity spadek ciśnienia w warunkach pracy wynosi 486 Pa;
  • sprawność jednostki napędowej wynosi 70% a całkowity spadek ciśnienia w warunkach pracy wynosi 567 Pa.

Całkowity spadek ciśnienia (wewnętrzny oraz zewnętrzny) instalacji wentylacyjnej jest obok sprawności całkowitej jednostki nawiewnej decydującym parametrem dla zużycia energii elektrycznej60

Dla poprawy parametrów ekonomicznych wartość docelową poboru prądu dla instalacji określa się na poziomie 0,35 W/(m3/h). Odpowiada to 630 Ws/m3 na każdy wentylator. Parametr ten można osiągnąć jedynie gdy:

  • sprawność jednostki napędowej wynosi 50% a całkowity spadek ciśnienia w warunkach pracy wynosi 315 Pa;
  • sprawność jednostki napędowej wynosi 60% a całkowity spadek ciśnienia w warunkach pracy wynosi 378 Pa;
  • sprawność jednostki napędowej wynosi 70% a całkowity spadek ciśnienia w warunkach pracy wynosi 441 Pa.

61Aktywne przejścia transferowe
Aktywne elementy przejść transferowych nadają się szczególnie dla przypadków rewitalizacyjnych, ale również w nowobudowanych budynkach można je stosować (np. gdy jest potrzeba rezygnacji z kanału nawiewnego). Wówczas nawiew nie jest planowany jak zwyczajowo w sypialni, ale w tzw. „strefach powietrza mieszanego" (pomieszczenie mieszkalne lub korytarz). Wbudowane małe wentylatory (aktywne przejścia transferowe) w ścianie, w nadprożu drzwiowym, w ramie drzwiowej lub w skrzydle drzwiowym odpowiedzialne są za rozprowadzanie powietrza ze stref powietrza mieszanego do odpowiednich pomieszczeń. Powietrze zużyte przepływa przez pasywne przejścia
(np. otwór w drzwiach) do strefy powietrza mieszanego i z stamtąd odprowadzane jest przez przewody wywiewne. 

63Stosowanie rurki ciepła w systemie przeciwzamrożeniowym rekuperatora ciepła
W centralach wentylacyjnych z wysokowydajnym rekuperatorem ciepła przy niskich temperaturach zewnętrznych występuje zagrożenie zamarznięcia skroplonej wody w wymienniku. Aby temu zapobiegać stosuje się systemy przeciwzamrożeniowe. Są to obejścia, nagrzewnice wstępnie etc. Najczęściej stosowane są, ze względu na prostotę, nagrzewnice wstępne powietrza zewnętrznego. Przy typowym rekuperatorze przeciwprądowym o sprawności 80% zagrożenie zamarznięciem występuje przy temperaturze około -3°C. Najtańszym rozwiązaniem jest zastosowanie nagrzewnicy elektrycznej, z tym że wybór ten nierzadko wiąże się z dużymi kosztami
eksploatacyjnymi. Dlatego w dużych instalacjach często stosuje się inne źródła ciepła. Aby obniżyć koszty inwestycyjne, jak i koszty eksploatacyjne i serwisowe skorzystać można z zasady działania rurki ciepła.
Ponieważ współczynnik przepływu ciepła dla parowania i skraplania jest kilkaset razy większy od współczynnika przepływu ciepła na powierzchni, potrzebne są lamele, aby zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła skraplacza. 

Literatura:
[1] DI Elisabeth Sibille et. All: low_vent.com/Endbericht. Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). 2015.
[2] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 201/2008, poz. 1238, ze zm.).
[3] http://www.bioenergiadlaregionu.eu/gfx/baza_wiedzy/136/adrian1.pdf

Autor: dr inż. Maciej Danielak

homeWyszukiwarka

homeTagi

homeWydarzenia

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem