Jak wybrać ekonomiczną centralę klimatyzacyjną?

Wybierając centralę klimatyzacyjną projektant czy inwestor często staje przed dylematem, jaką centralę klimatyzacyjną zastosować. Aby podjąć właściwą decyzję musi rozpatrzyć koszt zakupu urządzenia, koszt jego eksploatacji oraz instalacji.

Wybierając centralę klimatyzacyjną projektant czy inwestor często staje przed dylematem, jaką centralę klimatyzacyjną zastosować. Aby podjąć właściwą decyzję musi rozpatrzyć koszt zakupu urządzenia, koszt jego eksploatacji oraz instalacji.
Powyższe aspekty związane są z dostępnymi funkcjami realizowanymi przez urządzenie klimatyzacyjne oraz zastosowanymi w nim komponentami takimi jak wymienniki ciepła, silniki czy wentylatory.
Aspekty te rozpatrzymy w kontekście nowoczesnych i energooszczędnych urządzeń VENTUS ofertowych przez firmę VTS.

Aspekt funkcji odzysku energii (ciepła lub chłodu)
Czy lepiej zastosować centralę klimatyzacyjną z odzyskiem energii czy też bez niego? To pytanie często zadaje sobie projektant. Centrale bez odzysku są centralami tańszymi w stosunku do central z odzyskiem energii, łatwiejszymi w użytkowaniu oraz serwisowaniu.
Nie bez znaczenia jest także aspekt ekologiczny, który przemawia za stosowaniem odzysku energii.


Jeżeli już zdecydujemy wybrać centralę z odzyskiem energii to konieczny jest wybór sposób odzysku. Do podstawowych metod odzysku energii stosowanych w centralach klimatyzacyjnych należą: zastosowanie regeneracyjnego wymiennika obrotowego, wymiennika krzyżowego, układu glikolowego czy komory mieszania. Każdy z tych sposobów ma swoje wady i zalety.

Wymiennik obrotowy
Do zalet zastosowania wymiennika obrotowego należą: wysoka sprawność zawierająca się w granicach 80-85%, mała przestrzeń zajmowana w centrali – średnia szerokość wymiennika obrotowego wynosi 40-50 cm, zaś do wad, można tutaj umownie przyjąć, konieczność doprowadzenia energii elektrycznej do jego napędu oraz występowanie ruchomych elementów konstrukcyjnych. Wymiana energii odbywa się poprzez naprzemienne ochładzanie i ogrzewanie obracającego się rotora, wykonanego z pakietu lamelowego, tworzącego system kanalików, przez które przepływa powietrze. Obracający się wirnik naprzemiennie jest opłukiwany przez powietrze nawiewane i wyciągane z pomieszczenia.



Wymiennik krzyżowy
Jeżeli rozpatrujemy użycie wymiennika krzyżowego, to do jego zalet możemy zaliczyć brak części ruchomych, brak konieczności doprowadzenia energii elektrycznej (odzysk energii odbywa się na zasadzie wymiany ciepła pomiędzy powietrzem wywiewanym i nawiewanym przepływającym poprzez system nieruchomych kanałów utworzonych z bloku lamelowego). Sprawność odzysku energii jest stosunkowo wysoka. Wynosi ona średnio 60%. Za wadę tego rozwiązania można przyjąć przestrzeń, jaką zajmuje w centrali.



Układ glikolowy
Kolejnym sposobem na odzysk energii jest zastosowanie tzw. układu glikolowego. Układem glikolowym nazywamy układ dwóch wymienników ciepła (jeden z nich umieszczony w części nawiewnej, drugi zaś w części wywiewnej, połączonych systemem rur. Czynnik krążący pomiędzy wymiennikami przenosi energię pobraną od jednego wymiennika i dostarcza do drugiego. Sprawność układów glikolowych wynosi średnio 50%. Największą zaletą tego typu odzysku energii jest całkowite odseparowanie powietrza nawiewanego od wyciągowego, co ma szczególne znaczenie w zastosowaniach wentylacji w pomieszczeniach o wysokich wymaganiach higienicznych. Kolejną istotną zaletą tego rozwiązania jest możliwość przenoszenia energii na odległość. Takiej możliwości nie mamy we wcześniej omawianych systemach odzysku energii.
Poniżej w tabeli ukazano porównanie cech charakterystycznych omawianych sposobów odzysku energii.
Tabela 1

Firma VTS oferuje w swoich centralach klimatyzacyjnych VENTUS wszystkie omówione powyżej sposoby odzysku ciepła jako standardowe rozwiązania. Elementy odzysku ciepła zostały tak dobrane, aby zapewnić maksymalny odzysk ciepła przy zachowaniu możliwie najniższych oporów powietrza na tych elementach wpływających na zużycie energii elektrycznej. Przykładem tutaj może być wymiennik obrotowy, dla którego rozstaw lamel wynosi 1,2 mm. Taki rozstaw lamel zapewnia wysoką sprawność odzysku ciepła (chłodu), stosunkowo niski opór przepływu powietrza oraz możliwość zastosowania filtra wstępnego klasy F4.
W tabeli poniżej porównano zapotrzebowanie energii do zasilania wentylatorów i wymienników ciepła, dla różnych układów odzysku ciepła.
Założono:
- parametry pracy centrali: nawiew/wywiew; o wydatku powietrza 10000 m²h/8000 m²h oraz sprężu dyspozycyjnym 300 Pa / 250 Pa;
- zewnętrzne parametry obliczeniowe: zima temp. -20oC, 90% wilgotności, lato 32oC, 45% wilgotności, 20oC, 60% wilgotności,
- parametry powietrza wewnątrz klimatyzowanego pomieszczenia,
- parametry zasilania nagrzewnicy wodnej 90oC/70oC, temperatura odparowania w chłodnicy 6oC.
Tabela 2


Aspekt przepływu powietrza w centralach klimatyzacyjnych
Drugim niezwykle istotnym aspektem oszczędzania energii w centralach klimatyzacyjnych jest ilość przetłaczanego powietrza przez wentylator wewnątrz urządzenia. Im większą ilość powietrza przetłaczamy przez określony przekrój centrali tym mamy większą prędkość na elementach centrali (na wymiennikach ciepła, na filtrach itd.). A to z kolei powoduje zwiększenie oporu przepływu powietrza. Większy opór powietrza oznacza większe zużycie energii oraz konieczność zastosowania większego silnika.
Aby uniknąć problemu z przewymiarowaniem urządzenia oraz dobrać optymalną prędkość powietrza wewnątrz centrali, firma VTS oferuje typoszereg VENTUS składający się z 16 wielkość urządzeń. Typoszereg ten obsługuje wydatki powietrza od 400 m²/h do 97000 m²/h. W typoszeregu VENTUS zachowany jest warunek nie przekraczania prędkości powietrza na chłodnicach wynoszącej 2,6 m/s, oraz na nagrzewnicach powietrza 3,8 m/s.
Zachowanie tak niskiej prędkości przepływu powietrza pozwala na zminimalizowanie hałasu wywołanego przepływem powietrza.
Aspekt współczynnika SFP
Dla potrzeb wyznaczenia sprawności instalacji wentylacyjnej w odniesieniu do mocy elektrycznej konsumowanej przez wentylatory został zdefiniowany współczynnik efektywności energetycznej SFP (ang. Specific Fan Power). Określa on stosunek zużycia energii elektrycznej konsumowanej przez zespół wentylatorowy do ilości powietrza doprowadzonego i/lub odprowadzonego przez układ wentylacji mechanicznej w jednostce czasu. Jako jedyny parametr uwzględnia on charakterystykę przepływu powietrza przez centralę klimatyzacyjną jak również przez całą sieć, opisując wszystko jedną wspólną wartością.
Dla przykładu dobierzmy centrale typu VS-100-R-RHC, VS-120-R-RHC, VS-150-R-RHC, wszystkie dla parametrów: nawiew/wywiew; o wydatku powietrza 10000 m²h/8000 m²h oraz sprężu dyspozycyjnym 300 Pa / 250 Pa. Dla tych parametrów współczynniki SFP zamieszczono w tabeli poniżej:
Tabela 3

Jak widzimy przy wyborze central powinniśmy zwracać uwagę na aspekt ich ekonomiczności i sami możemy decydować o sprawności układu wentylacji.
O tak niskim współczynniku SFP w centralach VENTUS decydują: zachowana niska prędkość powietrza oraz sprawność wentylatora. W typoszeregu VENTUS zastosowano wentylatory typu Plug jednostronnie ssące bez obudowy z łopatkami zagiętymi do tyłu



Aspekt obudowy - izolacyjność termiczna obudowy oraz jej kształt
Obudowa central VENTUS jest niezwykle innowacyjna. A jest nią dlatego, że obudowa składa się z paneli poliuretanowych, o grubości 40 mm, zagiętych w kształcie litery C. Obudowa VENTUS nie zawiera szkieletu. W efekcie tego izolacyjność termiczna obudowy została zmaksymalizowana tzn. wyeliminowano przyczynę powstawania mostków termicznych oraz przyczynę nieszczelności powietrza, które występują przy konstrukcjach szkieletowych. Niskie współczynniki przewodności cieplnej obudowy (klasa T2 – 0,7 W/m²K, współczynnik mostka ciepła – klasa TB2) zostały potwierdzone w certyfikacie Eurovent.
Firma VTS mając na uwadze wysokie wymagania projektantów oraz użytkowników postanowiła połączyć wszystkie oczekiwania Klienta. W wyniku prac naszych specjalistów otrzymaliśmy wyjątkowy typoszereg central klimatyzacyjnych VENTUS.
Autor: Marek Obuchowski - Product Manager w firmie VTS

VTS Group jest wiodącym producentem w branży wentylacyjnej i klimatyzacyjnej.
Przy wykorzystaniu nowoczesnych technologii tworzy i wdraża innowacyjne rozwiązania dla dowolnych obiektów przemysłowych, placówek handlowych i hoteli.
Już od 20 lat dostarcza doskonałą atmosferę ludziom w 19 krajach świata. To międzynarodowa firma z europejskimi korzeniami i tradycjami niezawodnej jakości. www.vtsclima.com