Sorbcijas tehnoloģiju priekšrocības

Gaisa apstrādes iekārtas, kas aprīkotas ar rotācijas siltummaiņiem ar sorbcijas pārklājumu, sniedz ievērojamas iespējas samazināt enerģijas un oglekļa emisiju, vienlaikus uzlabojot iekštelpu vidi. Bet kas tieši padara tos tik izdevīgus? Šeit ir soli pa solim sniegts ceļvedis, lai saprastu, kas padara sorbcijas rotoru tehnoloģiju tik efektīvu, īpašu uzmanību pievēršot dzesēšanas pielietojumam.

Sorbcijas tehnoloģija

Sorbcijas pārklājuma materiālam piemīt spēja absorbēt mitrumu no gaisa, kad gaisa mitrums ir augsts, un izdalīt to, kad mitrums ir zems. Tas nozīmē, ka mitrums tiek atgūts, tādējādi mēs iegūstam latentās kā arī jūtamās enerģijas atgūšanu.

Vasarā, kad āra gaiss ir mitrs, mitrums tiek izvadīts no āra gaisa un nonāk izplūdes gaisā. Ziemā āra gaisā ir zems mitruma saturs, tāpēc sorbcijas pārklājums var atgūt mitrumu no nosūces gaisa un izdalīt to pieplūdes gaisā. Tas dod divas priekšrocības aukstos āra apstākļos. Pirmkārt, atgūtais mitrums pieplūdes gaisā labvēlīgi ietekmē iekštelpu vides kvalitāti, un, otrkārt, tā kā mitrums tiek izvadīts no rotora, ir daudz mazāks sasalšanas risks, un pārsvarā nav nepieciešama atkausēšana. Tas nozīmē, ka sorbcijas rotors ziemā ietaupa vairāk apkures jaudas.

Vasarā, kad gaisa mitrums ir augstāks, mitrums tiek noņemts no āra gaisa un pārvietots uz izplūdes gaisu. Ziemā mitrums no nosūces tiek pārnests uz pieplūdes gaisu.

Mitruma pārnese notiek tad, ja ir atšķirība starp izplūdes gaisa un āra gaisa īpatnējo mitrumu. Pārnestā mitruma daudzumu nosaka rotora latentās efektivitātes rādītāji.

Pieplūdes gaisa latentā efektivitāte = (x22-x21)/(x11-x21 ) %.

kur

• x11 = īpatnējais mitrums nosūces gaisā g/kg
• x21 = īpatnējais mitrums āra gaisā g/kg
• x22 = īpatnējais mitrums pieplūdes gaisā g/kg
  
  

Dzesēšanas jaudas samazināšana

Pateicoties latentās enerģijas atgūšanai rotorā, mēs ievērojami samazinām dzesēšanas sistēmas jaudas patēriņu. Pat ar vienkāršu alumīnija siltummaini mēs iegūstam jūtamu dzesēšanas atgūšanu. 

Šī diagramma parāda, cik daudz lielāku dzesēšanas atguvi iegūstam ar sorbcijas rotoru. Piemēra pamatā ir 30 °C āra gaiss un 12 °C padeves temperatūra. Sensitīvais rotors nodrošina aptuveni 20 % dzesēšanas, bet sorbcijas rotors spēj nodrošināt aptuveni pusi no dzesēšanas jaudas. Tas mainās atkarībā no apstākļiem, bet parāda, ka sorbcijas rotorā dzesēšanas jaudas samazinājums ir ļoti ievērojams.

Šī latentās dzesēšanas reģenerācija nozīmē, ka mēs varam ievērojami samazināt dzesēšanas iekārtas lielumu. Tas nozīmē, ka dzesētāja jauda un sadales sistēma ir daudz mazāka, kas nozīmē ievērojami zemākas uzstādīšanas izmaksas, mazāku nepieciešamo telpu un mazāku dzesēšanas šķidruma daudzumu.

Dzesēšanas enerģijas samazināšana

Dzesēšanas enerģijas samazinājums, protams, būs atkarīgs no siltā laika ilguma. Turpmākais piemērs ir aprēķināts ar šādiem nosacījumiem:

• Gaisa plūsmas ātrums: 2 m3/s
• Pieplūdes gaisa temperatūra: 16 C
• Izplūdes gaisa temperatūra: 22 C

– Sorbcijas rotora temperatūras efektivitāte vasarā ir 82 % un mitruma efektivitāte – 74 %. 

– Alumīnija rotora temperatūras efektivitāte vasarā ir 82 %.

– Sorbcijas rotora spiediena kritums ir par aptuveni 10 Pa lielāks nekā alumīnija rotoram, tāpēc ventilatora enerģijas starpība ir neliela.

– Pirmajā diagrammā parādīta dzesēšanas atgūšana, izmantojot alumīnija rotoru, bet otrajā diagrammā parādīta atgūtā dzesēšana, izmantojot sorbcijas rotoru.

Šajā piemērā dzesēšanas enerģijas patēriņa samazinājums siltākā klimatā Milānā un Frankfurtē ir gandrīz 50 %, bet vēsākās vietās – gandrīz 20 %.

Salīdzinot ar dzesēšanas iekārtām, sorbcijas rotori ir salīdzinoši vienkāršas iekārtas, tāpēc papildu priekšrocība ir tā, ka uzturēšanas izmaksas uz vienu kWh ir daudz zemākas.

Jaudas maksimuma samazinājums

Reizēm laikapstākļi rada augstāku temperatūru un mitruma līmeni, nekā paredzēts projektā. Tas, protams, izraisa temperatūras paaugstināšanos telpās. Siltummaiņa reģenerētā dzesēšanas jauda ir proporcionāla temperatūras un mitruma starpībai, tāpēc, kad āra gaisa temperatūra paaugstinās un palielinās starpība starp nosūces gaisu un āra apstākļiem, mēs iegūstam lielāku reģenerēto jaudu.

Mitruma atgūšana

Aukstā laikā sildītajam āra gaisam būs zems mitruma līmenis, tāpēc iekštelpu gaiss kļūst sauss. Šādos apstākļos sorbcijas rotors atgūst mitrumu no nosūces gaisa un atgriež to pieplūdes gaisā; tas nozīmē, ka iekštelpu gaiss tiek uzturēts mitrāks un ir ērtāks un higiēniskāks. Var būt nepieciešams pievienot mitrumu, izmantojot mitrināšanu, un tad sorbcijas rotors sniedz priekšrocību, jo mitrināšanas slodze ir mazāka, tāpēc uzstādīšana būs lētāka un ekspluatācijas izmaksas zemākas.

Šajā piemērā aukstais gaiss ar rotoru tiek uzsildīts līdz +13 °C un pēc tam uzsildīts līdz +20 °C.

Ar alumīnija rotoru iegūtā gaisa relatīvais mitrums ir tikai 10 %, bet ar sorbcijas rotoru – vairāk nekā 25 %.

Sarkanā līnija = alumīnija rotors, zaļā līnija = sorbcijas rotors

Mitrināšanas jaudas samazināšana

No diagrammas redzams, ka ievērojami samazinās izmaksas par mitrināšanu. Ja pieņemam, ka pieplūdes gaisa stāvoklim ir jābūt no 30% līdz 40% relatīvajam mitrumam, tad tā vietā, lai pievienotu apmēram 5-6 g mitruma uz kg gaisa, mums būs jāpievieno tikai 2-3 g mitruma, tāpēc izmaksas būs uz pusi, izmantojot sorbcijas rotoru.

Ja izmantojat adiabātisko mitrinātāju, sorbcijas rotors var piedāvāt samazinātu uzsildīšanas jaudu un samazinātu ūdens patēriņu.

Pārplūde

Rotācijas siltummaiņu trūkums ir iekšējās pārplūdes problēma starp izplūdes un pieplūdes gaisu. Pareizi projektējot un uzstādot, pārplūdi var samazināt līdz mazāk nekā 1%. Rotoram jābūt aprīkotam ar efektīvu blīvējumu, attīrīšanas sektoru, un sistēmai jābūt iestatītai ar pareizu spiediena līdzsvaru.

Lai iegūtu pareizu spiediena līdzsvaru, ventilatori ir pareizi jānovieto. Gan padeves, gan nosūces ventilatorus vislabāk novietot pirms rotora attiecīgajās gaisa plūsmās. Bieži vien izplūdes gaisā būs jāuzstāda spiediena samazināšanas ierīce.

Secinājumi

Sorbcijas rotora spēja atgūt gan jūtamo, gan latento dzesēšanu būtiski ietekmē gan dzesēšanas jaudas pieprasījumu, gan dzesēšanas enerģijas patēriņu. Dzesēšanas sistēma būs daudz mazāka, ietaupot vietu un izmaksas. Mazāks dzesētājs nozīmē arī samazinātu aukstumaģenta daudzumu. Ņemot vērā augstāk minēto, sorbcijas tipa rotoram ir vairākas būtiskas priekšrocības enerģijas ietaupījuma un samazinātu investīciju izmaksu ziņā, vienlaikus nodrošinot augstāku komforta un labsajūtas līmeni.

Lai uzzinātu jaunākos sasniegumus sorbcijas tehnoloģiju jomā, pievērsiet uzmanību jaunās paaudzes RECOsorptic rotējošajiem siltummaiņiem mūsu Swegon GOLD gaisa apstrādes iekārtām. Tie tika ieviesti 2021. gada beigās, un tie noteiks jaunu sorbcijas rotora veiktspējas standartu. Apvienojumā ar GOLD viedās vadības funkcionalitāti, samazinot iekšējo noplūdi, tas izceļ visu sorbcijas rotora tehnoloģijas potenciālu.

---

Raksta oriģināls pieejams ŠEIT