Nepriame odparovacie chladenie je postup, pri ktorom sa na chladenie používa teplo na odparenie, ktoré vzniká pri zmene fáz (napríklad chladenie vzduchu vo VZT zariadení).
1. Faktory ovplyvňujúce dosiahnuteľný chladiaci
účinok
Pri nepriamom odparovacom chladení prebieha spomínané odparovanie vody na
strane výstupu odpadového vzduchu VZT zariadenia, pričom teplý vonkajší
vzduch sa schladzuje cez nasledujúcu rekuperáciu tepla. Dosiahnuteľné
ochladenie vonkajšieho vzduchu je teda závislé od množstva odparenej vody na
strane odvádzaného vzduchu a od konštrukcie, ako aj od účinnosti využitia
odpadového tepla. Pričom je možné odvádzaný vzduch zvlhčovať tak, až je
takmer nasýtený bez toho, aby v privádzanom vzduchu došlo k nárastu
vlhkosti.
Okrem rýchlosti, ktorou vzduch prúdi odparovacím chladičom, závisí odparené množstvo vody, a tým dosiahnuteľné chladenie, na stave vzduchu, v ktorom vstupuje do odparovacieho chladiča.
Rozhodujúce je pri tom:
- teplota vzduchu pred odparovaním (čím je chladnejší, o toľko menej môže pojať vlhkosti ao toľko menší je chladiaci efekt)
- vlhkosť vzduchu pred odparovaním (čím viac vody vzduch už obsahuje, tým menej vlhkosti je schopný pojať a tým nižší je dosiahnutý pokles teploty)
Teoretická hranica odparovacieho chladenia je dosiahnutá pri kompletnom nasýtení vzduchu vodou – teda pri relatívnej vlhkosti vzduchu 100 %. Vo VZT zariadeniach je možné s hospodárnymi nákladmi dosiahnuť podľa typu konštrukcie použitého odparovacieho chladiča zvýšenie vlhkosti na hodnoty 92 až 95 %.
2. Úspory energie pomocou nepriameho odparovacieho chladenia vo VZT
zariadení
Senzibilná energetická spotreba chladenia budovy je v podstate určená
dopadajúcim slnečným žiarením, ako aj vnútorným tepelným zaťažením od
osôb, vybavenia a osvetľovacích systémov. Na dodržanie prípustnej vlhkosti
v miestnostiach je podľa stavu vonkajšieho vzduchu a vnútorných zdrojov
vlhkosti navyše potrebná latentná chladiaca energia.
Nepriame odparovacie chladenie je vhodné na citlivé chladenie privádzaného vzduchu. Latentné chladenie, ktoré je potrebné na odvlhčenie, alebo citlivé chladenie, ktoré prekračuje možnosti odparovacieho chladenia, musí byť prevedené mechanickým, ale podstatne menším, správne dimenzovaným chladiacim zariadením. Pri správnej koncepcii zariadenia sa nepriamym odparovacím chladením ušetrí zreteľne viac elektrickej hnacej energie na mechanické chladenie než je potrebná na prekonanie dodatočnej tlakovej straty spôsobenej dodatočným ventilátorom odpadového vzduchu.
Ak je potrebné poznať už počas štádia plánovania, koľko energie sa nepriamym odparovacím chladením regeneratívne spotrebuje a koľko sa skutočne ušetrí, je možné tieto hodnoty zistiť simulačným výpočtom pre prevádzku VZT zariadenia v príslušnom mieste inštalácie. Do tejto simulácie musia byť zahrnuté vonkajšie atmosférické podmienky, ktoré sa vyskytujú v danom mieste počas roka, a tiež relevantné parametre plánovania VZT zariadenia.
3. Príklad výpočtu simulovaného VZT zariadenia
Simulácia VZT zariadenia s nepriamym odparovacím chladením. Energetický
príspevok nepriameho odparovacieho chladenia teraz predvedieme na základe
vzorového simulačného výpočtu vzorovej budovy. To znamená, že výpočet
bude vykonaný na základe meteorologických údajov stanoviska, aká veľká je
celková práca pri chladení vzorovej budovy a aký príspevok z nej prinesie
nepriame odparovacie chladenie v priebehu roka. Výsledky potom môžu byť
použité ako realistický podklad pre správne dimenzovanie zariadenia a na
hodnotenie hospodárnosti tohto efektívneho opatrenia v priebehu plánovania
zariadenia.
Parametre plánovania pre vzorovú budovu
Výpočet simulácie bol vykonaný pre konštrukčné prevedenie VZT zariadenia
zobrazené na obrázku 1, pričom boli predpokladané teplotné priebehy a
parametre pre daný prípad chladenia, ako sú zobrazené na obr. 2. Prevádzka
zariadenia prebieha s letnou kompenzáciou teploty vzduchu a kĺzavým poklesom
teploty privádzaného vzduchu. Rekuperácia tepla sa vykonáva v tomto
príklade v doskovom tepelnom výmenníku bez prenosu vlhkosti zo strany
odpadového vzduchu na stranu prívodu vzduchu a bez prúdenia vzduchu
unikajúceho netesnosťami. Pomer medzi odpadovým a privádzaným objemovým
tokom sa predpokladá 1:1.
Otázka hospodárnosti
Najväčšiu prekážku pri využívaní obnoviteľných zdrojov energie
predstavuje v praxi hospodárnosť. Opatrenia na zvýšenie účinnosti
(napríklad nepriame odparovacie chladenie) sa musia vyplatiť. Vznikajúce
viacnáklady pri investíciách musia byť opäť pokryté dosiahnutými
úsporami za prevádzky. Toto bilancovanie musí byť vykonané pre každú
budovu samostatne. Spoľahlivá simulácia zariadenia zviditeľňuje súvislosti
a umožňuje vykonať realistické porovnanie s konvenčnými opatreniami
chladenia budov.