[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Redukcja kosztów eksploatacyjnych systemów nawilżania powietrza

Opublikowano: 05.04.2013

image

Utrzymanie właściwej wilgotności powietrza jest, obok utrzymania właściwej temperatury, podstawowym zadaniem wielu współczesnych instalacji klimatyzacyjnych. Spowodowane jest to zarówno wymaganiami technologicznymi jak i higienicznymi.

 

Wymagania technologiczne to np. ochrona drewnianych elementów wykończenia wnętrz, ochrona przed wyładowaniami elektrostatycznymi, czy też optymalizacja i zabezpieczenie określonego procesu produkcyjnego. Wymagania higieniczne to po prostu komfortowa i nie wpływająca negatywnie na zdrowie człowieka atmosfera w pomieszczeniach. Jest to jednak kolejny proces uzdatniania powietrza, który wymaga stosunkowo dużej ilości energii. W dobie wzrastających wymagań dotyczących minimalizacji zużycia energii oraz rosnących jej kosztów warto zastanowić się nad optymalizacją procesu nawilżania powietrza w celu ograniczenia kosztów eksploatacyjnych.


Najłatwiej będzie zobrazować całą sytuację na przykładzie instalacji z centralą klimatyzacyjną o wydajności 10 000 m3/h. Biorąc jako przykład centralę firmy Swegon typu GOLD wyposażoną w wymiennik rotacyjny o temperaturowej sprawności odzysku ciepła 8% oraz z aktywną funkcją odzysku chłodu, przy założeniu, że centrala podgrzewa, ochładza i nawilża powietrze do 20ºC/40% w zimie i 20ºC w lecie to wymagana maksymalna moc poszczególnych elementów centrali kształtuje się w następujący sposób:

  • dogrzewanie powietrza – n ƒagrzewnica: 22 kW,
  • ƒƒchłodzenie powietrza – chłodnica: 30 kW,
  • ƒƒtłoczenie powietrza – silniki wentylatorów: 6 kW,
  • ƒƒnawilżanie powietrza (do 40% przy 20ºC) – nawilżacz: 45 kW.


Jak widać wymagana moc nawilżacza powietrza jest największa z wszystkich innych procesów obróbki powietrza. Oczywiście sytuację można poprawić w bardzo prosty sposób – stosując wymiennik rotacyjny typu higroskopijnego, który zapewni również odzysk wilgoci. Spowoduje to ograniczenie wymaganej mocy nawilżacza przynajmniej o połowę, czyli o ok. 22 kW. Nadal jednak jest to bardzo duża moc – równa wymaganej mocy grzewczej. Jeszcze lepiej całą sytuację można przedstawić obliczając roczne zużycie energii poszczególnych podzespołów centrali na podstawie rzeczywistych, wykonywanych co godzinę przez jeden pełny rok, pomiarów meteorologicznych. Dla przykładowej lokalizacji obiektu w Łodzi i na podstawie takich pomiarów parametrów powietrza otrzymujemy następujące wartości: 

  • roczne zużycie energii w nagrzewnicy: 4 ƒƒ 4 216 kWh (ok. 159 GJ),
  • roczne zużycie energii przez chłodnicę powietrza: 8 600 kWh,
  • roczne zużycie energii przez nawilżacz: 42 358 kWh.


Na rynku najbardziej popularnymi urządzeniami do nawilżania powietrza są elektryczne wytwornice pary. Innymi słowy powyższa energia zużywana przez nawilżacz to po prostu energia elektryczna, za którą w ciągu całego roku użytkownik zapłaci w tym wypadku około 20 tys. zł. Stosowanie nawilżaczy elektrycznych jest bardzo wygodne ponieważ są urządzeniami autonomicznymi, wyposażonymi w układ sterowania, wymagają jedynie doprowadzenia wody i energii elektrycznej oraz zajmują bardzo mało miejsca. Jak widać jednak, w realiach Polski jest to również stosunkowo drogi w eksploatacji sposób nawilżania powietrza. Koszty te, można jednak zmniejszyć i to w znaczący sposób. Pierwszym sposobem jest bez wątpienia zmniejszenie zapotrzebowania na nawilżanie poprzez zastosowanie wysokosprawnego rotacyjnego wymiennika odzysku ciepła i wilgoci, takiego jak np. stosowanego w centralach firmy Swegon typu GOLD. Drugi sposób na zmniejszenie kosztów energii, to zastosowanie nowoczesnych nawilżaczy powietrza, które wykorzystują energię inną niż elektryczna.

 

ceramiczne złoża nawilżacze

Rys. 1. Specjalne, nienasiąkliwe złoże ceramiczne nawilżaczy Condair Dual.

 


W Polsce energia elektryczna jest około trzykrotnie droższa od energii cieplnej czy to z własnego źródła (kotłownia), czy też kupowanej od PEC. Wystarczy więc zastosować nawilżacz, który zamiast energii elektrycznej będzie korzystał z energii cieplnej z innego nośnika i tym samym będziemy w stanie zredukować koszty eksploatacyjne systemu nawilżania około trzykrotnie.


W przypadku analizowanej tutaj instalacji o wydajności 10 000 m3/h oszczędności roczne mogą sięgnąć nawet 13 tys. zł. Najbardziej popularnymi nawilżaczami, które nie wymagają energii elektrycznej do odparowania wody są nawilżacze wodne. Innym rodzajem nawilżacza, który daje równie dużą, a czasami nawet większą redukcję kosztów produkcji pary w stosunku do nawilżaczy elektrycznych jest nawilżacz parowy opalany gazem.


Nawilżacze wodne wykorzystują energię podgrzanego powietrza do odparowania wody. Wystarczy więc za pomocą nagrzewnicy wodnej odpowiednio mocniej podgrzać powietrze wprowadzić do niego wodę, która odparuje pobierając energię z powietrza przez co obniży się jego temperatura. Taki sposób nawilżania powietrza nie jest niczym nowym i jest znany każdemu inżynierowi instalacji sanitarnych. Przez lata jednak nawilżacze wodne budziły wiele kontrowersji ponieważ stanowiły potencjalne zagrożenie bakteriologiczne, a i sam sposób sterowania tymi nawilżaczami nie pozwalał osiągnąć określonej dokładności. Jednak wraz z rozwojem technologii zarówno aspekty higieniczne jak i dokładności sterowania przestały być problemem.

 

Firma Swegon od ponad 10-ciu lat jest dystrybutorem na terenie Polski urządzeń do nawilżania powietrza produkowanych przez szwajcarski koncern Condair – jednego z największych na świecie producentów wysokospecjalistycznych systemów nawilżania powietrza. Systemy nawilżania wodnego znajdujące się w ofercie tego koncernu stanowią doskonały przykład na to, że nawilżanie wodne może być równie proste w zastosowaniu jak parowe nawilżacze elektryczne, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu higieny i wysokiej dokładności regulacji.


Najbardziej higienicznym nawilżaczem wodnym firmy Condair jest nawilżacz Condair Dual (rys. 2.). Charakteryzują go dwie najważniejsze cechy. Pierwsza to niezwykle wysoki poziom higieny potwierdzony specjalnymi badaniami przeprowadzonymi przez niemiecki Institute Fresenius. Badania obejmowały półroczną pracę systemu nawilżania Condair Dual i dotyczyły zmian zawartości drobnoustrojów w nawilżaczu i na jego elementach w kanale powietrza w ciągu jego pracy. Wyniki tych badań pokazały, że zawartość drobnoustrojów na elementach nawilżacza oraz w sekcji nawilżania po ponad pół roku pracy była dużo niższa niż dopuszczalny poziom wskazywany przez rygorystyczne wytyczne zawarte w VDI 6022. Tak dobry rezultat jest możliwy dzięki zastosowaniu systemu wprowadzania jonów srebra do wody. Blokują one rozwój drobnoustrojów zapewniając higieniczną pracę nawilżacza przez wiele lat. Drugą niezwykle istotną cechą jest to, że nawilżacz ten zużywa minimalną ilość energii elektrycznej i wody. Minimalne zużycie energii elektrycznej (poniżej 1 kW) związane jest z tym, że jest to nawilżacz niskociśnieniowy. Minimalne zużycie wody związane jest z bardzo dużą sprawnością nawilżacza osiągniętą dzięki zastosowaniu specjalnego, nienasiąkliwego złoża ceramicznego. W efekcie, ilość wody, która opada do tacy ociekowej, jest minimalna. Tak
jak w przypadku nawilżacza FastFog, regulacja wydajności jest siedmiokrokowa i z powodzeniem zapewnia dokładność nawilżania na poziomie ±5%.

 

nawilżacz parowy

Rys. 2. Nawilżacza parowy opalany gazem typu Condair GS.

 


Na rynku polskim powyższe wodne systemy nawilżania powietrza zostały zastosowane w wielu obiektach zarówno przemysłowych
jak i biurowych. Niektóre z tych obiektów posiadają certyfikaty LEED lub BREEAM. Są jednak obiekty i aplikacje, które z założenia nie dopuszczają stosowania nawilżania wodnego, jak np. sale operacyjne, czy inne pomieszczenia o rygorystycznych wymaganiach higienicznych. Jedynym dopuszczalnym sposobem nawilżania powietrza w takich układach jest nawilżanie parowe. Z reguły jednak takie instalacje nie dopuszczają również stosowania rotacyjnych wymienników odzysku ciepła i wilgoci. Oznacza to, że koszty energii do nawilżania powietrza będą co najmniej dwukrotnie większe niż przedstawione na początku tego artykułu koszty w wysokości 20 tys. złotych. Roczne koszty nawilżania powietrza będą wynosiły co najmniej 40 tys. złotych. Można jednak temu zaradzić. Dla tego rodzaju aplikacji koncern Condair oferuje
rozwiązanie, które zmniejsza koszty energii w stopniu co najmniej takim jak przy zastosowaniu nawilżaczy wodnych. Rozwiązaniem tym są nawilżacze parowe opalane gazem.


Nawilżacz parowy opalany gazem ziemnym typu Condair GS (rys. 3.) to urządzenie, które za pomocą wysokosprawnych, specjalnych palników gazowych podgrzewa zład wody doprowadzając do wrzenia. Wyprodukowana w ten sposób para wodna jest dystrybuowana do powietrza wentylacyjnego dokładnie w taki sam sposób jak to ma miejsce w przypadku nawilżaczy elektrycznych takich jak Condair CP3, czy Mk5. Dzięki specjalnym palnikom modulowanym o wysokiej sprawności wydajność nawilżaczy jest regulowana w sposób ciągły. Roczne koszty energii (w tym przypadku sprowadzające się do kosztów gazu ziemnego) są, tak jak w przypadku nawilżaczy wodnych, trzykrotnie niższe niż w przypadku stosowania nawilżaczy elektrycznych.


Podsumowanie
Ograniczanie zużycia energii przez wszelkiego rodzaju urządzenia oraz obiekty, to dobry i wszechobecny trend powodowany względami ekologicznymi i ekonomicznymi. Biorąc pod uwagę energochłonność procesu nawilżania powietrza, nie można go pomijać przy analizie kosztów eksploatacyjnych całego systemu. W uzasadnieniu wyboru wodnego systemu nawilżania powietrza można posłużyć się analogią do systemu podgrzewania powietrza w centralach. Teoretycznie można byłoby do tego celu zawsze stosować nagrzewnice elektryczne – są łatwe w zastosowaniu, w podłączeniu, wygodnie jest nimi sterować, nie grozi im zamarznięcie etc. Mimo to jednak stosuje się nagrzewnice wodne, przygotowuje się całą instalację doprowadzenia ciepła technologicznego do central, buduje się specjalnie dla tego celu kotłownie itd. Dlaczego? Ponieważ, poza wieloma innymi aspektami technicznymi, podgrzewanie powietrza nagrzewnicą wodną jest zdecydowanie tańsze niż podgrzewanie powietrza nagrzewnicą elektryczną.


Jak to pokazano w niniejszym artykule, zmiana źródła energii potrzebnej do realizacji procesu nawilżania daje radykalne oszczędności finansowe. Należy dokładnie przeanalizować i rozważyć zastosowanie zaprezentowanych tutaj nowoczesnych systemów nawilżania powietrza w celu osiągnięcia optymalnego rozwiązania z punktu widzenia funkcji i ekonomii.

 

 

Autor: Mariusz WOŁOS



KONTAKT

Swegon
Osuszacz powietrza seria MC150


Katalog firm

  • Ekoklimax-Projekt

    Firma EKOKLIMAX powstała w 1992 roku. Od początku działalności charakteryzuje…
    Ekoklimax-Projekt
  • Klimex Piotr Klincewicz

    Firma Klimex jest profesjonalnym dostawcą w dziedzinie klimatyzacji, wentylac…
  • Desto

    Jesteśmy firmą dostarczającą kompleksowych usług w branży chłodniczej, klimat…
    Desto

Nawilżacze powietrza