A-Z ELEKTRO září / říjen 2016

ENERGETICKÉ ÚSPORY zaří/říjen 2016 | A-Z ELEKTRO | 77 venkovní teplota je 0 až 15 °C, proto při návrhu volného chlazení se volí me- tody, které nejúčinněji fungují v těchto teplotních podmínkách, či ještě lépe při mínusových teplotách. Zařízení využívající volné chlazení je proto vybaveno systémem, který využije nízkou venkovní teplotu i v případě, že nedokáže pokrýt celou tepelnou zátěž, ale jen její část. Tento režim se nazývá smíšený – chladicí jednotka využívá vnější vzduch k předběžnému zchla- zení vody v systému, takže kompresory mají méně práce a nižší spotřebu elek- trické energie. Tepelná zátěž, kterou musí rozptýlit výparník, je menší než u standardních chladičů fungujících za stejných podmínek. Existují proto tři provozní režimy: Strojní chlazení: při teplotách nad 15 °C funguje jednotka s volným chla- zením stejně jako standardní chladič, tepelná zátěž je pokryta výparníkem pomocí kompresorů (pracují ventilá- tory i kompresory). Smíšené chlazení: při teplotách 5 až 15 °C stačí venkovní vzduch odvádět jen část tepelné zátěže. Při poklesu venkovní teploty na 15 °C spustí řídicí systém čerpadlo volného chlazení v případě skládaného, nebo přenastaví třícestný ventil v případě kompaktního a voda prochází tepelnými výměníky vzduch/voda, umístěnými sériově s výparníkem, takže se snižuje jeho tepelná zátěž (pracují ventilátory, čer- padlo volného chlazení a kompresory, ovšem jen částečně). Volné chlazení: pokud je venkovní teplota dostatečně nízká, dokáží tepelné výměníky vzduch/voda odvést celou tepelnou zátěž, aniž by musely běžet kompresory (pracují ventilátory a čerpadlo volného chlazení). Pro maximální využití free-coolingu je tak vhodné, když je teplota chladící vody vyšší, než je běžně obvyklé. Běžná teplota chladící kapaliny bývá např. 6/12 °C, pro free-cooling je vhodnější vyšší teplota – např. 14/18 °C. Požadovaná teplota chladicí vody je velice důležitý údaj. Pokud budeme uvažovat s teplotním spádem 12/6 °C, je free-cooling spínán od teploty okolí +4 °C. Teplota nižší než +4 °C je podle referenčního klimatického roku pro Prahu 3040 hodin/rok. Když zvolíme teplotní spád 14/18 °C, je free-cooling spínán od teploty okolí +12 °C. Teplota nižší než +12 °C je v Praze během roku cca 5700 hod. V praxi to představuje, že free-cooling funguje během roku o cca 3‚5 měsíce déle a tím více spoří elektrickou energii. Zdůraznit je třeba tu skutečnost, že provoz free-coolingu je z energetického hlediska velice nenáročný. Při tomto druhu chla- zení se točí pouze ventilátory, které nasávají vzduch skrz lamelový výměník s nemrznoucí kapalinou, ta své teplo odevzdává do vzduchu a tím se ochla- zuje. Elektrický příkon ventilátorů bývá v porovnání s příkonem kompresorů třetinový (účinnost EER = 10). Graf (obr. 1) určuje závislost spotře- bované elektrické energie při měnící se teplotě okolí. Plocha pod modrou křivkou znázorňuje elektrickou energii spotřebovanou za rok, nutnou k pro- vozu kompresorové chladicí jednotky bez free-coolingového zapojení. Část červené a modré křivky ohraničuje plo- chu, která určuje množství spotřebo- vané elektrické energie při free-coolin- govém zapojení. Plocha mezi červenou a modrou křivkou zobrazuje celkově uspořenou energii. Příklad Požadovaný chladicí výkon technologie 200 kW, při teplotním spádu kapaliny 19 °C/14 °C. Model: Kompresorová chladící jed- notka s integrovaným free-coolingem AS 751 FC Uspořená energie během roku v po- rovnání se standardní kompresorovou jednotkou – 47‚2 % Uspořené náklady během roku v porovnání se standardní kompreso- rovou jednotkou (nepřetržitý provoz 8760 hod/rok) – 510 300 Kč / rok (uvažováno při 3‚20 Kč/kWh) Snížení emisí CO 2 za rok – 88‚2 t Popsané zařízení je koncipováno do blokové chladicí jednotky (tzn. jeden stroj). V praxi se zpravidla používá tam, kde se instaluje nová technologie, mění se staré zařízení za nové apod. V případě, že stávající kompresorová jednotka je funkční a zákazník neu- važuje o výměně za novou, je možné Obr. 2. Referenční klimatický rok pro Prahu (četnost teplot během roku)