A légpárásítás egyszerű magyarázata:
Hogyan működik az adiabatikus hűtés?
1. Az elérhető hűtési hatást befolyásoló tényezők
Közvetett párologtató hűtés esetén ez a vízpárologtatás egy belső légtechnikai berendezés távozó levegő oldalán következik be, amelynek révén a meleg külső levegőt egy utána következő hővisszanyerő berendezés hűti le. A külső levegő elérhető hűtése így a távozó levegő oldalán található elpárolgott vízmennyiségtől, a felépítéstől, valamint az alkalmazott hővisszanyerő berendezés hatékonyságától függ. A távozó levegő eközben közel telített állapotáig párásodik anélkül, hogy a frisslevegő páratartalma emelkedne.
A légáramlás mellett, amely a párologtató hűtőt átjárja, az elpárolgott vízmennyiség és ezáltal az elért lehűlés a levegőnek attól az állapotától függ, amelyben a távozó levegő a párologtató hűtőbe belép.
Eközben a döntő tényezők a következők:
A párologtató hűtés elméleti határa a levegő vízzel való teljes telítettsége mellett érhető el – tehát akkor, ha a relatív páratartalom 100%. A belső légtechnikai berendezésekben gazdaságilag ésszerű erőfeszítéssel a páratartalom értékének az alkalmazott párologtató hűtő felépítésétől függően 92–95%-ra történő növelése reális.
2. Energiamegtakarítás közvetett párologtató hűtéssel belső légtechnikai berendezésben
Egy épület érzékeny hűtésienergia-igényét lényegében a beeső napsugárzás, valamint a személyek, berendezések és világítási berendezések által kifejtett belső hőterhelés határozza meg. A szükséges páratartalom fenntartásához a külső levegő állapotától és a belső térben rendelkezésre álló nedvességforrásoktól függően további rejtett hűtési energiák szükségesek.
A közvetett párologtató hűtés alkalmas a frisslevegő érzékeny hűtésére. Ezenkívül a párátlanításhoz szükséges rejtett hűtésnek vagy a párologtató hűtés potenciálján túlmutató érzékeny hűtésnek kell végbemennie egy mechanikus, de megfelelően kisméretű hűtőgenerátor által. A berendezés megfelelő kialakítása esetén a közvetett párologtató hűtéssel lényegesen több elektromos hajtóerő takarítható meg a mechanikus hűtés számára, mint amennyit a szagelszívó által kiváltott további levegőoldali nyomásesés igényel.
Ha már a tervezés stádiumában tudni szeretnénk, mennyi energia biztosítható megújuló energiaként, illetve takarítható meg ténylegesen a közvetett párologtató hűtés által, az az adott épület telephelyén a belső légtechnikai berendezés működtetésére vonatkozó szimulációs számítás útján határozható meg. Ebbe a szimulációba bele kell, hogy kerüljön a külső levegőnek az év során előforduló minden állapota, valamint a belső légtechnikai berendezés lényeges tervezési paraméterei.
3. Számítási példa szimulált belső légtechnikai berendezés esetén
Belső légtechnikai berendezés szimulációja közvetett párologtató hűtéssel
A közvetett párologtató hűtés energetikai hozzájárulását itt egy szimulációs példaszámítással mutatjuk be egy mintaépület esetében. Ez azt jelenti, hogy meteorológiai helymeghatározó adatok alapján kiszámítjuk, hogy ténylegesen mekkora a mintaépület hűtéséhez szükséges összes hűtési munka, és hogy ehhez egy év alatt a közvetett párologtató hűtés milyen mértékben járul hozzá. A kapott eredmények aztán reális alapként szolgálhatnak a berendezés helyes méreteinek meghatározásához, valamint ezen hatékonysági intézkedés gazdaságosságának értékeléséhez a berendezés tervezése során.
Mintaépület tervezési paraméterei
A szimulációs számítást a belső légtechnikai berendezés 1. ábrán látható szerkezeti kialakítására vonatkozóan végezték, amelynek során a hidegcsapda 2. ábrán látható hőmérséklet-eloszlásait és paramétereit fogadták el. A berendezés üzemeltetését a szobahőmérséklet nyári kompenzációjával, valamint a frisslevegő-hőmérséklet ahhoz igazodó csökkentésével végezték. A hővisszanyerés a példában lemezes hőcserélővel történt a nedvesség átvitele nélkül a távozó levegő oldaláról a frisslevegő oldalára, anélkül, hogy levegőszivárgás lépett volna fel. A frisslevegő és a távozó levegő áramlási mennyisége közötti arányt 1:1-nek fogadták el.
| Ezenkívül a következő, a rendszerszimuláció szempontjából lényeges tervezési paramétereket fogadták el: | |
|---|---|
| A belső légtechnikai berendezés levegő-térfogatárama: | 52.500 m³/h |
| A használati napok száma hetente: | 7 days |
| Használati idő kezdete: | 6:00 h |
| A páratartalom növekedése a helyiségben: | 1,0 g/kg |
| A helyiség minimális/maximális páratartalma: | 40/65% rel. hum. |
| A párologtató hűtés kapcsolási különbsége: | 1,0 K |
| A párásítás hatásfoka: | 94% |
| A hővisszanyerés hatásfoka: | 0,75 |
Az éves szinten összesen biztosított energetikai hozzájárulás a szimuláció útján megállapított egyedi eredményeknek az év egyes óráira vonatkozó összesítéséből kapható meg. A számítások a Meteonorm 6.1 verzió globális meteorológiai adatbázisának 5 telephelyre (Berlin, München, Stuttgart, Bécs és Bregenz) vonatkozó statisztikai helymeghatározó adatain alapulnak.
A szimulációs eredmények értékelése
A szimuláció egyértelműen bemutatja az év során biztosított hűtési munkát, valamint annak felosztását mechanikus hűtésre, közvetett párologtató hűtésre és hővisszanyerésre. A csökkenés, amelyet az épületből távozó levegőből történő hővisszanyerés önmagában biztosít, a kiválasztott 0,75-ös hővisszanyerési szám esetén a hűtési üzem során tapasztalható kisebb hasznos hőmérséklet-különbség miatt ennek megfelelően csekély. Ha azonban a távozó levegő hőmérsékletének a közvetett párologtató hűtés általi további csökkenése következik be, az az energetikai hozzájárulás markáns növekedéséhez vezet.
A szokásos nyári adatállományokon alapuló szimulációs eredmények a rendszer sok éves üzemeltetése során átlagosan elérendő energetikai hozzájárulásokat mutatják, ezért alkalmasak a közvetett párologtató hűtéssel elérhető energiamegtakarítás, valamint annak gazdaságossága értékelésére. Ha a külső levegőnek az év folyamán nagyon különböző állapotait figyeljük, rögtön érthetővé válik, hogy a hűtéstechnikai berendezéseknek minden lehetséges levegőállapot esetén megfelelő hűtőteljesítményt kell biztosítaniuk. Ezért a berendezés méretének tervezéséhez a meleg nyár szélsőértékein alapuló szimulációs eredményeket kell felhasználni. Ha emellett figyelembe kell venni a jövőbeli éghajlati változásokat is, modellszimulációk állíthatók fel a jövőre vonatkozó meteorológiai adatállományokkal, amennyiben feltételezhető, hogy azok kellőképpen reprezentatívak.
A szimulációs értékek a példában szereplő belső légtechnikai berendezésre vonatkoznak az 5 kiválasztott telephelyen. A közvetett párologtató hűtés energetikai hozzájárulása jelentősen csökkenti a mechanikus hűtőgenerátor által az épület hűtéséhez biztosítandó hűtőteljesítményt.
| QK(32°C, 40% r.p.) | Összes hűtőteljesítmény normál külsőlevegő-állapotok esetén |
| QK, összes* | Összes hűtőteljesítmény (szélsőérték) |
| QK, mechanikus* | Mechanikus hűtőteljesítmény (szélsőérték) |
| QK, párol. + WRG* | Megújuló hűtőteljesítmény (szélsőérték) |
| WK, összes | Az évente összesen biztosítható hűtőenergia (középérték) |
| WK, mechanikus | A mechanikus hűtés energetikai része (középérték) |
| WK, párol | A közvetett párologtató hűtés energetikai része (középérték) |
| WK, WRG | A hővisszanyerés energetikai hozzájárulása (középérték) |
| ηReg | Megújuló rész (középérték) |
Amint azt a szimuláció mutatja, a közvetett párologtató hűtés figyelemreméltó megújuló hozzájárulásokhoz vezet. Emellett az egyébként azonos berendezéstervezés során egyértelmű különbségek vannak a kiválasztott telephely mindenkori időjárási adatai alapján. A külső levegő regionálisan magasabb páratartalma esetén, amikor tehát a levegőből több nedvességet kell kivonni, az energetikai hozzájárulás kisebb arányú értékeket mutat. Ez jól látható Bregenzben, amely a Bodeni-tó keleti partja melletti fekvése miatt ennek megfelelően klimatikusan befolyásolás alatt áll. A teljes megújulási rész mindig a közvetett párologtató hűtés és a hővisszanyerés energetikai hozzájárulásának összegéből áll. Ez az épületek kiválasztott telephelyein a teljes, évenként biztosítandó hűtőenergia 40 és 56,6 %-a között érhető el.
A gazdaságosságot illető kérdés
A megújuló energiák használatának legnagyobb akadályát a gazdaságosság gyakorlata jelenti. Számolni kell hatékonysági intézkedésekkel, például közvetett párologtató hűtéssel. A beruházások során felmerülő többletköltségeket az üzemeltetés során célzott megtakarításokkal újra vissza kell téríteni. Ezt az elszámolást közben el kell végezni az adott épületre vonatkozóan. A megbízható berendezésszimuláció átláthatóvá teszi az összefüggéseket, és lehetővé teszi az épületek hűtésére vonatkozó hagyományos intézkedésekkel való reális összehasonlítást.