Zgodnie z obietnicą kontynuujemy temat chłodzenia adiabatycznego w ujęciu kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.
W ostatnim poście wykazałem, że uzyskanie 1kWh chłodu za pomocą chłodzenia adiabatycznego, może być nawet 52,8 razy tańsza od 1kWh uzyskanej za pomocą pracy sprężarki. Brzmi rewelacyjnie. Sprawdźmy zatem jak wyglądają koszty inwestycyjne i koszta eksploatacyjne (energia) dla klimatyzowania konkretnego pomieszczenia.
Załóżmy że mamy pomieszczenie o stałych zyskach ciepła całkowitego Qc=10kW i zyskach wilgoci wc=2kg/h.
Do wentylacji i klimatyzacji stosujemy układ całkowicie powietrzny
Parametry powietrza zewnętrznego +30oC i RH=45%,
Temperatura do utrzymania w pomieszczeniu +24oC, równa temperaturze powietrza wywiewanego,
Sprawność odzysku chłodu na wymienniku przeciwprądowym wynosi 80%.
Opory wewnętrzne i suma oporów wewnętrznych sekcji nawiewnej centrali - dpn=1000Pa, sprawność wentylatora 65%
Opory wewnętrzne i suma oporów wewnętrznych sekcji wywiewnej centrali - dpn=700Pa, sprawność wentylatora 65%
Dla celów obliczeń zużycia energii przyjmujemy że klimatyzacja pracuje od czerwca do września w godzinach od 9:00 do 18:00 od poniedziałku do piątku. Strefa klimatyczna Katowice
Cena 1kWh energii elektrycznej 0,6zł
Cena 1kWh chłodu 0,23zł
Cena 1m3 wody 5zł Rozpatrzmy 2 warianty:
1. Wariat 1 - klimatyzacja z użyciem układu chłodniczego sprężarkowego z bezpośrednim odparowaniem czynnika chłodniczego.
Aby zachować przyzwoity komfort, zakładamy maksymalną różnicę temperatur pomiędzy powietrzem nawiewanym a wywiewanym dt=10K. Zgodnie z analizą na wykresie Molliera niezbędna ilość powietrza dla asymilacji podanych zysków ciepła wynosi 2840m3/h
Obliczenia zużycia energii wykonane za pomocą "kalkulatora zużycia energii" będącego integralną częścią programu IX CHART wygląda następująco:
Zatem szacowane koszta energii układu klimatyzacji w ciągu roku wyniosą 1877,8zł, z czego koszt energii chłodniczej wyniesie 926,5zł, zaś zużycie energii elektrycznej do napędu silników wentylatorów 951,3zł.
Wariant 2 - klimatyzacja z użyciem chłodzenia adiabatycznego pośredniego, czyli z u życiem wymiennika przeciwprądowego. Tu mamy ograniczoną możliwość jeśli chodzi o uzyskanie temperatury nawiewu, która jest limitowana temperaturą termometru mokrego dla danych parametrów powietrza. Z pomieszczenia wywiewamy powietrze o parametrach +24oC (plus 1oC na podgrzew na wentylatorze) i RH=55%, które poddajemy zraszaniu. Powietrze schładza się do temperatury +19,9oC, które kierujemy do wymiennika przeciwprądowego o sprawności 80%, schładzając powietrze czerpane o parametrach początkowych +30oC i RH=45%, do parametrów końcowych +21,9oC.
Czyli możliwa do uzyskania dt=24-21,9=2,1oC. Tylko 2,1oC! . Ile trzeba powietrza wentylacyjnego, aby odebrać zyski ciepła? Zgodnie z analizą na wykresie Molliera niezbędna ilość powietrza dla asymilacji podanych zysków ciepła wynosi 12058m3/h, czyli 4,25 raza więcej niż przy układzie z chłodzeniem sprężarkowym.
Jaki wpływ na zużycie energii ma tak duży wzrost ilości powietrza klimatyzującego?
Otóż za samo chłodzenie nie trzeba wiele zapłacić, bo jedynie 47,7zł, jednak wzrost ilości powietrza spowodował bardzo duży wzrost energii elektrycznej potrzebnej do napędu wentylatorów i wyniósł 4625,3zł.
Finalnie zatem roczny koszt chłodzenia adiabatycznego wyniósł 4673zł i jest droższy od chłodzenia tradycyjnego, analiza kosztów inwestycyjnych nie ma zatem dalszego sensu.
Kiedy zatem chłodzenie adiabatyczne ma sens? W mojej ocenie jedynie jako rozwiązanie hybrydowe, tj. wstępne chłodzenie za pomocą chłodnicy adiabatycznej pośredniej (chłodzenie adiabatyczne pośrednie powietrza wywiewanego) , jednak końcowe chłodzenie winno odbywać się w chłodnicy zasilanej z agregatu chłodniczego.
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:)