Projektová případová studie: srovnání aplikací
V tomto článku ukazujeme, kolik energie se dá ušetřit s novou metodou regulace v porovnání s tradičními řešeními. Demonstrujeme to na skutečné kancelářské budově s těmito parametry: celkem 18 430 m2 podlah na 15 podlažích. Nachází se zde systém s čtyřtrubkovou pokojovou klimatizační jednotkou (celkem 941 jednotek) a s termoelektrickými pohony ON/OFF řízenými pokojovým termostatem.
Provozní náklady
Úspora energie dynamickým „seřizováním“ tlaku v kancelářských budovách!
Obecný přehled
Ačkoliv ceny energií stále stoupají, nové budovy jsou zpravidla „optimalizovány“ pouze s ohledem na investiční náklady. V nejbližší budoucnosti se tento trend musí změnit. Šetření energií a vyšší komfort (budovy klasifikace A, B, C) budou stále důležitější.
V tomto článku ukazujeme, kolik energie se dá ušetřit s novou metodou regulace v porovnání s tradičními řešeními. Demonstrujeme to na skutečné kancelářské budově s těmito parametry: celkem 18 430 m2 podlah na 15 podlažích. Nachází se zde systém s čtyřtrubkovou pokojovou klimatizační jednotkou (celkem 941 jednotek) a s termoelektrickými pohony ON/OFF řízenými pokojovým termostatem. Analýza se soustředí jen na FC systém.
Příslušné systémy regulace, které se vyskytují v praxi nejčastěji, jsou analyzovány podrobně.
- Soustava konstantního průtoku se statickým vyvažováním (schéma viz na obr. 1).
- Soustava proměnného průtoku se statickým vyvažováním (schéma viz na obr. 2).
- Soustava proměnného průtoku s dynamickým vyvažováním (schéma viz na obr. 3).
Obr. 1 Soustava konstantního průtoku s FC řízením (u aplikace 2.1.4: přijatelné)
Obr. 2 Soustava proměnného průtoku se statickým FC řízením (dle aplikace 2.2.1: nedoporučuje se)
Obr. 3 Soustava proměnného průtoku s dynamickým FC řízením (dle aplikace 2.1.1: doporučeno)
Modelování soustavy
Pro výpočet úspory energie musí být soustava modelována v PC hydraulickém designovém programu. Prozkoumali jsme, jak funguje soustava při 100% zatížení při podmínkách, na které byl projektován, a jak při 50 % průměrné roční zátěže. Soustava byla analyzována při 150 Pa/m specifického odporu.
- U soustav s konstantním průtokem stačí provést hydronické výpočty při plném zatížení, protože průtok se při částečném zatížení nemění. Soustava vyžaduje manuální uvedení do provozu, obvykle se dosahuje přesnosti +/−15 %, takže uvažujeme, že čerpadlo bude seřízeno na 15% vyšší kapacitu, aby se vykryl nedostatečný průtok v soustavě.
- V případě statického seřizování, nejprve byly provedeny výpočty při nominálním zatížení a částečném zatížení, tj. když bylo 50 % spotřebitelů náhodně odpojeno. Výsledek nám udává průměrný 42% dodatečný průtok – kvůli zvýšení dostupného diferenčního tlaku v FCU jednotce – pro systém chlazení při polovičním zatížení (tato hodnota odpovídá sezónnímu průměru!). Soustava vyžaduje manuální uvedení do provozu, obvykle se dosahuje přesnosti +/−15 %, takže uvažujeme, že čerpadlo bude seřízeno na 15% vyšší kapacitu, aby se vykryl nedostatečný průtok v soustavě.
- V případě dynamického seřizování, analýza byla jednoduchá, protože automatická regulace zajišťuje stejný průtok pro spotřebitele i při částečném zatížení, stejně jako při plném zatížení, bez ohledu na změny tlaku.
Možnost úspory energie
Je otázka, kde lze při provozu ušetřit na energii. Jde o následující:
- Úspora čerpací energie – s důrazem na problém s nadprůtokem (případová studie)
- Tepelné ztráty ve vedení – nižší vratná teplota zajišťuje nižší ztrátu energie ve vedení
- Přesná regulace teploty v místnosti – snížit oscilace teploty v místnosti, zaručit bezpečnou energii
- Efektivita výroby tepla – vyšší ΔT v soustavě zajišťuje vyšší účinnost
- Úspora bez numerického vyčíslení – např. zdravotní otázky, pohodlí, recyklace.
Úspora energie v soustavě HVAC (topení, ventilace a klimatizace) představuje velmi komplexní záležitost a všechny výše uvedené faktory musí projít energetickým auditem. Pro náš účel budeme za investiční náklady pokládat pouze čerpací nálady.
4.1.1 Úspora čerpací energie
Níže uvádíme případovou studii, která vychází z údajů a specifikací skutečného projektu:
- 15patrová budova s 10 stoupačkami, typ budovy – hotel
- Celkový průtok v soustavě 215 m3
- Výtlačná výška čerpadla – 250 kPa
- Energie čerpadla – 20,1 kW:
- aplikace 1 – Soustava konstantního průtoku, čerpadlo bez regulace (s 15% předimenzováním kvůli manuálnímu uvedení systému do provozu)
- aplikace 2 – Soustava proměnného průtoku, čerpadlo se stálými tlakovými charakteristikami (s 15% předimenzováním kvůli manuálnímu uvedení systému do provozu)
- aplikace 3 – Soustava proměnného průtoku, čerpadlo s proporcionálními tlakovými charakteristikami
- Počet FCU jednotek (klimatizační pokojová jednotka) – 941 ks
- Cena energie: 0,0835 Euro/kWh
- Počet obsazených místností (průměrná data)
- 100 % – 6 % celkové doby využívání
- 75 % – 15 % celkové doby využívání
- 50 % – 35 % celkové doby využívání
- 25 % – 44 % celkové doby využívání
Nežli se pustíme do výpočtů, zamysleme se nad vhodností způsobu regulace použitého čerpadla! V soustavě s konstantním průtokem není regulace čerpadla zapotřebí.
U soustavy proměnného průtoku firmy preferující statické prvky doporučují udržovat konstantní diferenční tlak (zkrátka pro jistotu), zatímco výrobci doporučující dynamické seřizování dávají přednost proporcionálnímu řízení (v zájmu větší úspory energie).
Nyní se podívejme na výše uvedenou budovu. Systém chlazení má Grundfos TPE 150-280/4-AS oběhové čerpadlo zvolené pro tento účel. Jeho operační bod je 250 kPa při 215 m3/h průtoku (kvůli manuálnímu uvedení do provozu aplikace 1 a 2 počítáme s 15% nadprůtokem, což znamená průtok 247 m3/h).
Obr. 4a
Obr. 4b
Obr. 5 Analýza čerpadla
Obr. 6 Analýza čerpadla
Obr. 7 Aplikace 2: s problémem nadprůtoku (nedoporučuje se)
Obr. 8 Aplikace 3: bez problémů s nadprůtokem (doporučeno)
Potřebná výtlačná výška čerpadla je zhruba stejná ve všech třech případech jen s několik kPa rozdíly (uvážíme-li potrubní systém, obecné prvky, seřizovací zařízení v jednotlivých soustavách). Pro snazší srovnání zanedbáme rozdíly 1–2 kPa (ve srovnání s 250 kPa) a použijeme stejný provozní bod jako výchozí bod.
K přesnému výpočtu spotřeby energie v čerpadle musíme počítat (integrovat) celou plochu frekvence zatížení. To by ovšem bylo složité a zbytečné, proto používáme čtyřstupňovou aproximaci, kterou uvádějí výrobci čerpadla. Obr. 4a a 4b ukazuje diagram frekvence zatížení pro 200denní sezónu.
Graf čerpadla výše ukazuje frekvenci zatížení v 200denní sezóně (pro umístění projektu v geografické zóně, která vyžaduje 200denní provoz, by bylo nutné propočítat jinou zónu). Obr. 5 ukazuje řízení čerpadla, které používá statickou regulaci a udržuje konstantní diferenční tlak (aplikace dle obr. 7). Také ukazuje křivku charakteristiky čerpadla spolu se spotřebou energie čerpadla. Jelikož modelový výpočet už máme k dispozici, víme, že v soustavě při polovičním zatížení cirkuluje o 42 % více vody (více než při 1 zatížení – asi dvakrát tolik; méně než při 3 zatíženích – pouze 20 %). Proto spotřeba energie v čerpadle musí být spočítána při „zvýšeném“ průtoku (viz černé šipky), kvůli nadprůtoku. Když toto víme, lze snadno spočítat celou spotřebu energie čerpadla za sezónu. Způsob výpočtu lze sledovat v tabulce 9, kde vidíme i čerpací náklady při ceně energie 0,084 €/kWh (nízké napětí, jediný tarif, tarif veřejných prací, bez základního poplatku a DPH). Náklady/rok/klimatizační pokojovou jednotku lze spočítat když celkovou spotřebu vydělíme počtem jednotek (941 jednotek).
| Nominální potřebný průtok odpovídající 100% zatížení | Skutečný průtok [m3/h] | Spotřeba energie čerpadla [kW] | Incidence | Den/rok | Hodin za rok | Spotřeba energie |
|---|---|---|---|---|---|---|
| aplikace 1 | ||||||
| 100% | 247,00 | 23,70 | 6,00% | 12 | 288 | 6825,6 |
| 75% | 247,00 | 23,70 | 15,00% | 30 | 720 | 17064 |
| 50% | 247,00 | 23,70 | 35,00% | 70 | 1680 | 39816 |
| 25% | 247,00 | 23,70 | 44,00% | 88 | 2112 | 50054,4 |
| Součet: | 100,00% | 200 | 4800 | 113760 | ||
| Čerpací náklady: €/rok | 9555,84 | |||||
| Náklady/klimatizační pokojová jednotka: €/FCU | 10,15 | |||||
| aplikace 2 | ||||||
| 100% | 247,00 | 23,70 | 6,00% | 12 | 288 | 6825,6 |
| 75% | 222,30 | 20,30 | 15,00% | 30 | 720 | 14616 |
| 50% | 175,37 | 17,60 | 35,00% | 70 | 1680 | 29568 |
| 25% | 129,68 | 15,10 | 44,00% | 88 | 2112 | 31891,2 |
| Součet: | 100,00% | 200 | 4800 | 82900,8 | ||
| Čerpací náklady: €/rok | 6963,67 | |||||
| Náklady/klimatizační pokojová jednotka: €/FCU | 7,40 | |||||
| aplikace 3 | ||||||
| 100% | 215,00 | 20,10 | 6,00% | 12 | 288 | 5788,8 |
| 75% | 161,25 | 14,52 | 15,00% | 30 | 720 | 10454,4 |
| 50% | 107,50 | 9,27 | 35,00% | 70 | 1680 | 15573,6 |
| 25% | 53,75 | 6,01 | 44,00% | 88 | 2112 | 12693,12 |
| Součet: | 100,00% | 200 | 4800 | 44509,92 | ||
| Čerpací náklady: €/rok | 3738,83 | |||||
| Náklady/klimatizační pokojová jednotka: €/FCU | 3,97 | |||||
Obrázek 6 ukazuje proporční řízení čerpadla používající dynamickou regulaci, které využívá charakteristiku čerpadla společně se spotřebou energie čerpadla v aplikaci na obr. 8. Víme, že při dynamické regulaci v soustavě není žádný další průtok. Proto šipky ukazující na spotřebu energie jsou tentokrát vertikální. S těmito znalostmi lze snadno spočítat spotřebu energie za sezónu.
U soustavy s konstantním průtokem vidíme jen údaje uvedené ve výpočtové tabulce (tab. 9), protože charakteristika čerpadla je nezměněná (soustava konstantního průtoku). Náklady na pokojovou klimatizační jednotku jsou zvýrazněné, což vede k následujícím závěrům:
- Potřeba čerpací energie ve statické soustavě s proměnným průtokem je o 70,6 % vyšší než u dynamické soustavy, což znamená téměř 3,43 € dalších nákladů na klimatizační jednotku ročně (aplikace založené na obr. 2 Danfoss nedoporučuje).
- Potřeba čerpací energie v soustavě s konstantním průtokem je více než dvojnásobná oproti dynamické soustavě, což znamená dodatečné náklady 6,20 € na klimatizační jednotku ročně.
- Nejúspornější soustava je dynamické řízení.
4.1.2 Tepelné ztráty ve vedení
Dále nebude teplotní ztráta v přívodním potrubí počítána (jelikož na průtoku závisí jen málo).
V tomto modelu výpočtu byl použit koeficient tepleného přenosu v izolovaném potrubí a známý vzorec tepelné kapacity (se starým označením):
Obr. 9
Co se týče délky potrubí, byla vzata do úvahy celková délka izolovaného potrubí vratné sítě i skutečné rozměry potrubí. Trubky jsou z mědi do DN 32, ocelové trubky odpovídají EN a mají větší velikost.
Teplota prostředí u trubek (ve stropních podhledech) se uvažuje 28 ° v létě i v zimě. Teplotní spád soustavy je 90/70 °C u topení a 6/12 °C v případě chlazení.
Také je důležité vědět, jakou teplotu vratné vody lze použít k výpočtu daných možností regulace. V případě soustavy s konstantním průtokem víme, že když klimatizační jednotka nepracuje (v průměru 50 % celkového času), médium se dostává do zpátečky bez poklesu teplot v případě topení a bez zvýšení teplot v případě chlazení. V tu chvíli je teplota vratné vody stejná jako teplota na přívodu. Když je klimatizační jednotka otevřená, nominální průtok projde skrz a teplotní rozdíl bude odpovídat tomuto. V případě proměnného průtoku, statické regulace stoupaček a 50% průměrného ročního zatížení a zvýšený deferenční tlak způsobí vyšší průtok a jako výsledkem bude rychleji proudící médium přes fan-coilovou jednotku s nižším teplotním rozdílem. Vzhledem k většímu průtoku a k vlastnostem tepelného výměníku u klimatizační jednotky (vzduch-voda), teplotní rozdíl bude více než polovina hodnoty (4,2 °C místo 6 °C), která odpovídá nominálnímu průtoku. U dynamické regulace stoupaček, nominální průtok prochází po celou dobu soustavou s maximálním poklesem teploty (6 °C). Obr. 10 ukazuje zjednodušené schéma těchto tří řešení.
Obr. 10 Znovuohřívání klimatizačních pokojových jednotek
Dále je třeba vypočítat množství tepla, které se ztratí ve zpětném potrubí chladícího systému v provozním režimu, kdy jsou ventily klimatizačních jednotek zavřené u konstantního průtoku nebo otevřené v případě proměnného průtoku. (Kvůli zjednodušení uvažujeme, že problémy v cirkulaci a teplotní ztráta jsou v soustavě proměnného průtoku nulové, pokud jsou klimatizační pokojové jednotky zavřené. [Ve skutečnosti jakmile se cirkulace zastaví, horká či studená voda zůstává v potrubí, které postupně přejímá teplotu svého okolí, což vede k tepelným ztrátám]. Přičemž v soustavách konstantního průtoku potrubí zůstává horké či studené, jelikož zbylý průtok je v tom stavu udržuje, což způsobuje další tepelné ztráty).
Vezmeme-li toto do úvahy, je snadné spočítat tepelné ztráty v potrubí. Délka sezóny je 200 dnů jako v předchozí kapitole. Nicméně jen 12 hodin denně lze brát do úvahy pro výpočet ztrát tepla, jelikož ventily jsou 50 % času zavřené a v tu dobu trubkami nic neprotéká. Výjimkou je soustava s konstantním průtokem, protože tam je průtok rozvodnou soustavou konstantní – pouze teplota se mění podle aktuální poptávky. Vypočtené hodnoty znázorňuje tabulka 14 podle průměru a délky potrubí, což indikuje i náklady na tepelné ztráty založené na cenách z předchozí kapitoly. Roční výdaje na klimatizační pokojovou jednotku jsou vypočteny tak, že celkovou ztrátu vydělíme počtem jednotek.
| Informace o tepelných ziscích | Q [W] | Q [kJ] | Cena energie [€] | Q [W] | Q [kJ] | Cena energie [€] | Q [W] | Q [kJ] | Cena energie [€] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| aplikace 1 | aplikace 2 | aplikace 3 | |||||||
| DN 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| DN 15 | 41 | 132 | 4 | 38 | 122 | 4 | 34 | 109 | 4 |
| DN 20 | 8998 | 28793 | 967 | 8310 | 26591 | 893 | 7410 | 23712 | 797 |
| DN 25 | 2338 | 7482 | 251 | 2159 | 6910 | 232 | 1926 | 6162 | 207 |
| DN 32 | 7671 | 24547 | 825 | 7084 | 22670 | 762 | 6317 | 20215 | 679 |
| DN 40 | 15376 | 49202 | 1653 | 14200 | 45439 | 1527 | 12662 | 40519 | 1361 |
| DN 50 | 2700 | 8640 | 290 | 2494 | 7979 | 268 | 2224 | 7115 | 239 |
| DN 65 | 481 | 1540 | 52 | 444 | 1422 | 48 | 396 | 1268 | 43 |
| DN 80 | 658 | 2106 | 71 | 608 | 1945 | 65 | 542 | 1734 | 58 |
| DN 100 | 642 | 2693 | 90 | 777 | 2487 | 84 | 693 | 2218 | 75 |
| DN 125 | 2954 | 9454 | 318 | 2728 | 8731 | 293 | 2433 | 7785 | 162 |
| DN 150 | 2058 | 6586 | 221 | 1901 | 6082 | 204 | 1695 | 5424 | 182 |
| DN 200 | 2697 | 8629 | 290 | 2490 | 7969 | 268 | 2221 | 7106 | 239 |
| DN 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Sum | 46814 | 149803 | 5033 | 43234 | 138348 | 4648 | 38552 | 123368 | 4145 |
| Cena energie / / klimatizační jednotka | 5,34 €/ks | 4,93 €/ks | 4,40 €/ks | ||||||
Tabulky ukazují skutečný úbytek energie ve zpětném potrubí ve vybrané budově při použití různých regulačních systémů.
Celkový úbytek tepla se přirozeně projeví v místnostech. V našem dalším výpočtu vezmeme v úvahu míru využití energie v místnostech.
Cena energie/rok/klimatizační jednotku je uvedena na spodním řádku.
To vede k následujícím závěrům:
- Nejekonomičtější soustavou je dynamické řízení.
- Ztráty tepla v potrubí u statického systému je o 11,2 % vyšší než u dynamického systému, což znamená o 0,5 € vyšší roční náklady na jednu klimatizační jednotku (aplikace 2 až 3)
- Tepelné ztráty v potrubí u soustavy s konstantním průtokem jsou více než dvojnásobné oproti dynamické soustavě, což znamená vyšší náklady o 0,94 € ročně na jednu klimatizační jednotku (aplikace 1 až 3)
- Obvykle auditoři analyzují 10leté úseky. Když vezmeme konkrétní budovu s 941 klimatizačními jednotkami, úspory budou následující:
- Aplikace 3 až 1: 0,94 € × 941 FCU × 10 let = 8845 €
- Aplikace 3 až 2: 0,53 € × 941 FCU × 10 let = 4987 €
Výpočty, které jsou stejné jako u potrubí v budově, tu nejsou rozvedeny. Na konci srovnání v souhrnné tabulce výše však uvádíme výsledky. (poznámka: údaje nejsou zahrnuty v konečném srovnání cen pro vzorky).
4.2 Porovnání investičních nákladů
Schéma instalace je uvedeno níže na ilustraci (obr. 11). Dvoutrubkové vodorovné soustavy rozvádějí vodu do 10 stoupaček. Na každém z 15 podlaží budovy je 6 koncových jednotek na větvi s klasickými seřizovacími ventily. Maximální rychlost ve vodorovných trubkách je 2,2 m/s, ve stoupačkách 1,5 m/s. Srovnání investičních nákladů bylo provedeno se třemi různými aplikacemi, které jsou prezentovány v kapitole 4.2 obr – aplikace 1, aplikace 2 a aplikace 3.
Obr. 11
Pro porovnání investicí projektu u jednotlivých aplikací, musíme nejprve posoudit každou aplikaci samostatně:
aplikace 1: třícestné regulační ventily s regulací pomocí on/off termoelektrických pohonů byly použity s manuálními seřizovacími ventily. Aby byla zajištěna správná metoda vyvážení, bere se v úvahu soustavu s manuálními seřizovacími ventily ve stoupačkách a v jednotlivých větvích (k optimalizaci výtlačné výšky čerpadla lze použít kompenzační metodu). Takový druh aplikace vždy vyžaduje velké rozměry manuálních seřizovacích ventilů, což ovlivňuje konečné investiční náklady. Projekt vyžaduje:
- regulační ventily: 941 ks VZ3 s TWA pohonem
- seřizovací ventily: 941 ks s závitovými MSV ventily na FCU
- seřizovací ventily: 150 ks se závitovými MSV ventily ve větvích
- seřizovací ventily: 15 ks přírubové ventily MSV na stoupačkách atd.
aplikace 2: dvoucestné regulační ventily s on/off termoelektrickým pohonem (VZ2 s TWA). Pro seřizování hydrauliky se používají manuální seřizovací ventily, viz výše. Tato aplikace také využívá velkých rozměrů manuálních seřizovacích ventilů (vodorovné trubky, stoupačky). Je třeba přidat jednu poznámku – jelikož mnoho projektových kanceláří se snaží tomuto ventilu vyhnout, vede to k velkým problémům se špatnou hydraulickou regulací. Všimněte si, že tradiční regulační ventily nelze použít k hydraulické regulaci, jelikož soustava musí být správně seřízena, když jsou regulační ventily zcela otevřené. Projekt vyžaduje:
- regulační ventily: 941 ks VZ2 s TWA pohonem
- seřizovací ventily: 941 ks s závitovými MSV ventily na FCU
- seřizovací ventily: 150 ks se závitovými MSV ventily ve větvích
- seřizovací ventily: 15 ks přírubové ventily MSV na stoupačkách atd.
aplikace 3: PIBCV (tlakově nezávislé vyvažovací regulační ventily) typu ABQM. ABQM jsou kombinované ventily, které zároveň regulují a vyvažují soustavu. Vyvážení probíhá automaticky, takže taková aplikace už nepotřebuje další vyvažovací ventily na větvích, stoupačkách a horizontálních trubkách. Projekt vyžaduje:
- regulační ventily: 941 ks ABQM s pohonem TWA
Obr. 12Celkové srovnání nákladů bylo provedeno na základě ceníku Danfoss.
Závěry studie projektových nákladů:
- Z pohledu investičních produktových nákladů, nejatraktivnější aplikací je aplikace 2. Avšak ostatní klíčové faktory, které je třeba při investicích brát též do úvahy, ukazují, že nejatraktivnější je v tomto konkrétním projektu aplikace 3. Celkový indikovaný rozdíl mezi aplikací 3 a 2 je 10 %, kdežto mezi aplikací 3 a 1 je to téměř 16 %.
- Z pohledu investic i provozu dávají tlakově nezávislé vyvažovací regulační ventily jako ABQM vynikající výsledky.
- Případová studie (kvůli zjednodušení materiálů) nezahrnuje faktory jako:
- Navržený proces (jednoduchý výpočet, verifikace autority regulačních ventilů atd.)
- Tepelné ztráty/zisky ovlivňující spotřebu energie
- Nadprůtok nad výtlačnou výšku čerpadla v případě manuálního seřizování s často přijatelnou přesností +/−15 % nominálního průtoku.
- Stabilní a přesná regulace teploty v místnosti ovlivňuje spotřebu elektřiny.
- Vysoká/nízká efektivita chladícího zařízení ovlivněná syndromem delta T
- Komfort a vysoká pracovní efektivita díky stabilním podmínkám v místnosti
- Je třeba více času na instalaci velkých těžkých přírubových ventilů
- Vyšší investiční náklady na izolaci ventilů
- Každý projekt musí být analyzován samostatně a výsledek celkového porovnání cen závisí na těchto faktorech:
- Velikost projektů – široké soustavy s velkými rozměry rozvodných trubek potřebují instalaci řady velkých přírubových ventilů, což může znamenat mnohem vyšší investiční nálady oproti aplikacím s PIBCV ventily!
- Čerpací náklady závisí do značné míry na typu budovy: komerční budovy jako kanceláře povedou k jiným číslům než hotely či nemocnice.
- Problém s nadprůtokem závisí na velikosti instalace ventilů a dosahuje 40 až 80 % nominálního průtoku.
4.3 Případová studie hydronického analyzátoru (Sunway Lagoon Hotel)
Danfoss vyvinul nástroj, hydronický analyzátor (Hydronic Analyzer), který se dá použít k analýze efektivity hydronické instalace a určit potenciál pro úsporu energie. Hydronický analyzátor je v zásadě zařízení, které zaznamenává teplotu a dokáže registrovat teploty po dlouhý časový úsek. Chceme-li analyzovat soustavu, připojíme 4 senzory k měření teploty na přívodu a zpátečce rozvodů vody a vzduchu. Po jisté době měření může Danfoss porovnat řešení díky vyspělému softwaru.
Sunway Lagoon, pětihvězdičkový hotel v Kuala Lumpur, se rozhodl renovovat své pokoje. Ačkoliv vlastníci hotelu byli přesvědčeni, že mají užívat tlakově nezávislé vyvažovací regulační ventily AB-QM, chtěli mít další důkazy o možných úsporách a výhodách.
Hotel má cca 500 klimatizačních jednotek, které byly původně vybaveny konvenčním řešením, dvoucestnými regulačními ventily a manuálními seřizovacími ventily (MBV). Když byla dokončena první fáze renovace hotelu, třetina pokojů byla vybavena asi 150 kusy AB-QM. Tehdy Danfoss nabídl majiteli hotelu otestovat soustavu hydronickým analyzátorem a porovnat dvě možná řešení, konvenční a AB-QM. Výsledky analýzy ukázaly značný potenciál úspory energie u čerpadla i chladícího zařízení. Upgrade všech 500 klimatizačních jednotek na AB-QM zvýší efektivitu chladícího zařízení a ušetří práci čerpadlům, cca 60 % celkového účtu za energie.
Obr. 13a
Obr. 13b
Obr. 14
Obr. 15
Obrázek 13 ukazuje vztah mezi ΔT a chladící kapacitou, u měřené pokojové klimatizační jednotky (fan coil unit, FCU). Levý graf ukazuje výsledky měření na klimatizační jednotce s tradičním regulačním ventilem a manuálním seřizovacím ventilem. Graf napravo ukazuje klimatizační jednotku vybavenou AB-QM.
Výsledky: U levého grafu průměrné ΔT činí 2 °C, chladící kapacita je 2,2 kW zatímco u pravého grafu je průměrná.
ΔT 5 °C a chladící kapacita je 2,1 kW. Což znamená, že s AB-QM je chladící kapacita prakticky stejná zatímco ΔT se výrazně zvyšuje. Čímž se výrazně zvýší efektivita chladicího zařízení, jak ukazuje graf 13b.
Obrázek 14 graficky znázorňuje vztah mezi relativní emisí tepelných výměníků a mezi relativním průtokem.
V případě tradičních regulačních ventilů s manuálním seřizovacím ventilem bylo 250 % nadprůtoku, které přispívá méně než z 10 % k celkovým emisím klimatizačních jednotek, ve srovnáním s klimatizační jednotkou, která má AB-QM.
Obrázek 15 graficky znázorňuje vztah mezi spolu-efektivitou výkonu a procenty zatížení chladícího zařízení.
Nadprůtok skrze klimatizační jednotky vede k neefektivnímu fungování chladícího zařízení, protože se dostavuje tzv. syndrom nízkého ΔT (viz kapitola 4.0). Jelikož je třeba pro podobnou kapacitu pumpovat méně vody, rychlost čerpadla se dá snížit více než na polovinu, a tím se ušetří značná čerpací energie.
Danfoss nabízí: regulační prvky pro CZT, termostatické hlavice, ventilová tělesa a šroubení, armatury pro vyvážení soustav v rezidenčních a komerčních budovách, produkty pro chytré vytápění - ovládání radiátorů a podlahového vytápění vzdáleně přes ...
