Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Vplyv optimalizácie izolácie rozvodov chladenej vody v klimatizačných systémoch na energetické úspory (II)

Ve 2. dílu najdete výsledky energetických výpočtů pro trubky o průměru DN 40 (48,3 mm) a DN 80 (88,9 mm) převedené na bežný metr. Při zvýšení izolace se sníží tepelné zisky a tak lze dosáhnout enegetických úspor tepelné a elektrické enegie s následným vyčíslením snížení emisí CO2.

Postup výpočtov

Pre akýkoľvek priemer rúrky a hrúbku izolácie možno vypočítať priebežné tepelné zisky z okolitého vzduchu v budove na bežný meter (W/m). Tepelné zisky vedú k miernemu zvýšeniu teploty chladenej vody (okrem vyššieho zvýšenia teploty o 5 až 6 K vo fancoilových jednotkách). Voda sa potom musí v centrálnej chladiacej jednotke energeticky najúčinnejším možným spôsobom znovu ochladiť na pôvodných +7 °C. Aj keď tento nárast teploty nie je veľmi vysoký, a to ani v prípade stoviek metrov potrubia, v rade cyklov sa zráta a po niekoľkých klimatizačných sezónach spôsobuje značné energetické straty.

V typických prípadoch sa väčšinou reguluje teplota výstupnej vody na približne +11 až 12 °C, nie teplota vstupnej vody na +6 až 7 °C. Spôsob regulácie systému však nie je pre energetickú náročnosť veľmi dôležitý. Dôležitá je len skutočnosť, že tepelné zisky do chladenej vody sa musia kompenzovať v centrálnej chladiacej jednotke, čo vedie k vyššej spotrebe energie (najmä kompresora).

Len čo poznáme tepelné zisky (W/m) pre rôzne hrúbky izolácie, možno pre rad AF-1 vypočítať rozdiel oproti najvyšším tepelným ziskom, a tak zistiť úspory v porovnaní s najmenšou hrúbkou izolácie (minimálna požiadavka na zabránenie kondenzácii). Keď tieto úspory z tepelných ziskov ďalej vynásobíme príslušným časovým obdobím, môžeme vypočítať úspory tepelnej energie (kWh/m) za dané obdobie (napr. jednu alebo viac klimatizačných sezón). Uvedené výpočty vychádzajú z predpokladu, že klimatizačná sezóna trvá šesť mesiacov. V prípade klimatizačnej sústavy sú smerodajné potenciálne úspory elektrickej energie spotrebované centrálnou chladiacou jednotkou za dané obdobie. Tieto úspory môžeme vypočítať pomocou koeficientu energetickej účinnosti (EER), ktorý berie do úvahy kompresory, ventilátory a regulačné prístroje. EER závisí od pracovných podmienok chladiacej jednotky: teploty okolitého vzduchu a teploty chladenej vody vychádzajúcej z jednotky (teplota vstupnej vody). Môže sa pohybovať v rozsahu od 1,7 do 3,0. Na tieto výpočty sa pre celú vykurovaciu sezónu predpokladá koeficient energetickej účinnosti 2,6.

Ak poznáme úspory elektrickej energie, môžeme vypočítať aj zníženie emisií CO2:

úspory emisií CO2 = emisný faktor CO2 x úspory elektrickej energie (kgCO2)

Emisný faktor CO2 závisí od štruktúry elektrickej energie v konkrétnom štáte, ktorá odráža spotrebu rôznych palív (plyn, olej, uhlie, jadrové palivo) v elektrárňach, a teda aj emisie CO2 pri výrobe elektrickej energie. V Nemecku dosahuje tento faktor hodnoty 0,683 kgCO2/kWh.

V tab. 3a a tab. 3b sú uvedené výsledky energetických výpočtov pre rúrky s priemermi DN 40 (48,3 mm) a DN 80 (88,9 mm) prevedené na bežný meter. Tieto výsledky môžu byť zaujímavé, ale samy o sebe toho veľa nepreukazujú. Je zrejmé, že ak sa zvýši hrúbka izolácie, mali by sa znížiť tepelné zisky, a tak by sa mali dosiahnuť úspory tepelnej a elektrickej energie a zníženie emisií CO2. Nabudúce budeme pokračovať otázkou, ktorá sa ešte nespomínala, a to investíciou do izolačných prác.

Rozpätie šírky izolácie AF-1 AF-2 AF-3 AF-4 AF-5 AF-6
Hrúbka izolácie mm 9,0 14,0 16,5 21,0 27,5 37,5
Lineárne šírenie tepla W/(m . K) 0,501 0,389 0,353 0,306 0,281 0,235
Lineárne tepelné zisky W/m 9,52 7,39 6,71 5,81 5,33 4,47
Zníženie tepelných ziskov W/m   2,13 2,82 3,72 4,19 5,06
Úspory tepelnej energie za sezónu kWh/m   7,83 10,35 13,65 15,39 18,58
Úspory elektrickej energie za sezónu kWh/m   3,01 3,98 5,25 5,92 7,14
Úspory elektrickej energie po 10 rokoch kWh/m   30,11 39,80 52,50 59,18 71,44
Úspory elektrickej energie po 20 rokoch kWh/m   60,22 79,60 105,01 118,37 142,89
Úspory elektrickej energie po 30 rokoch kWh/m   90,33 119,40 157,51 177,55 214,33
Zníženie emisií CO2 za sezónu kgCO2/m   2,06 2,72 3,59 4,04 4,88
Zníženie emisií CO2 po 10 rokoch kgCO2/m   20,56 27,18 35,86 40,42 48,80
Zníženie emisií CO2 po 20 rokoch kgCO2/m   41,13 54,37 71,72 80,85 97,59
Zníženie emisií CO2 po 30 rokoch kgCO2/m   61,69 81,55 107,58 121,27 146,39

Tab. 3a Energetické úspory pri rozvodoch chladenej vody s priemerom DN 40 (48,3 mm) na bežný meter

Rozpätie šírky izolácie AF-1 AF-2 AF-3 AF-4 AF-5 AF-6
Hrúbka izolácie mm 9,5 14,5 18,0 22,5 30,5 41,5
Lineárne šírenie tepla W/(m . K) 0,819 0,625 0,541 0,465 0,408 0,334
Lineárnetepelné zisky W/m 15,56 11,87 10,28 8,84 7,76 6,34
Zníženie tepelných ziskov W/m   3,69 5,28 6,72 7,80 9,22
Úspory tepelnej energie za sezónu kWh/m   13,54 19,39 24,67 28,64 33,86
Úspory elektrickej energie za sezónu kWh/m   5,21 7,46 9,49 11,02 13,02
Úspory elektrickej energie po 10 rokoch kWh/m   52,09 74,59 94,90 110,15 130,22
Úspory elektrickej energie po 20 rokoch kWh/m   104,17 149,19 189,79 220,30 260,44
Úspory elektrickej energie po 30 rokoch kWh/m   156,26 223,78 284,69 330,45 390,66
Zníženie emisií CO2 za sezónu kgCO2/m   3,56 5,09 6,48 7,52 8,89
Zníženie emisií CO2 po 10 rokoch kgCO2/m   35,58 50,95 64,81 75,23 88,94
Zníženie emisií CO2 po 20 rokoch kgCO2/m   71,15 101,89 129,63 150,47 177,88
Zníženie emisií CO2 po 30 rokoch kgCO2/m   106,73 152,84 194,44 225,70 266,82

Tab. 3b Energetické úspory pri rozvodoch chladenej vody s priemerom DN 80 (88,9 mm) na bežný meter

 
 
Reklama