Header Adiabate Kühlung

x

Video, Anmiation Adiabate Kühlung










A légpárásítás egyszerű magyarázata:

Hogyan működik az adiabatikus hűtés?



Közvetett párologtató hűtés esetén létezik egy eljárás, amelynek során a fázisváltáskor jelentkező, párolgás okozta hőcsökkenést használják a hűtéshez (pl. a belső légtechnikai berendezés levegőjének hűtéséhez).

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 levegő hőmérséklete a párologtatás előtt: Minél alacsonyabb ez a hőmérséklet, annál kevesebb nedvességet tud felvenni a levegő, és annál kisebb lesz a hűtő hatás
  • a levegő páratartalma a párologtatás előtt: Minél több vizet tartalmaz eleve a levegő, annál kevesebb nedvességet tud felvenni, és annál kisebb lesz az elért hőmérséklet-csökkenés


  • 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.