Zastosowanie systemów odzyskiwania energii w celu poprawy efektywności energetycznej budynku

Prawidłowo skonstruowane ogrzewanie, klimatyzacja i wentylacja wykorzystujące systemy odzyskiwania energii, umożliwiają zapewnienie właściwej temperatury oraz jakości powietrza w budynku, przy minimalnym wykorzystaniu energii. Rodzaj systemu różni się w zależności od zastosowania, ale najczęściej stosowanym jest system odzyskiwania energii z wentylacji.

Z informacji otrzymywanych od nowych klientów praktycznie wszystkich branż rynkowych wynika, że efektywność energetyczna jest dla nich bardzo ważnym czynnikiem. „Bez względu na to, czy opracowujemy aplikację dla obiektów służby zdrowia czy dla zakładu przemysłowego, maksymalizacja wydajności energetycznej jest sprawą pierwszorzędną”, twierdzi Adrew McMahon zatrudniony jako inżynier projektu w firmie RTM. „Jako że wzrost kosztów użytkowania napędza rozwój innowacji w naszym przemyśle, istnieje wiele możliwości, by zastosować kreatywne rozwiązania w zakresie odzyskiwania energii i jej efektywnego wykorzystania.”

Odzysk energii z wentylacji

Odzyskiwanie energii z wentylacji polega na transportowaniu ciepła z ujścia wentylacji lub części wylotowej, do obiegu powietrza uzupełniającego (MUA). Projekty implementowane w budynkach pracujących 24 godziny przez 7 dni w tygodniu, są zazwyczaj najwydajniejsze, ponieważ nieustannie z budynku usuwane jest ciepłe powietrze z klimatyzacji i pobierane świeże powietrze z otoczenia.

Zimą, gdy temperatura powietrza jest niska budynek domyślnie znajduje się w trybie grzania, a brak systemu odzyskiwania energii, oznacza jej wykorzystanie do podgrzania powietrza, które może zostać potem usunięte do otoczenia. System odzysku energii w postaci wymiennika ciepła, przekazuje ciepło usuwane z budynku do strumienia świeżego powietrza doprowadzanego. Powoduje to wzrost jego temperatury powietrza. Tym samym zmniejsza się ilość ciepła potrzebna do ogrzania świeżego powietrza do temperatury komfortu cieplnego. W zależności od użytego systemu, możliwy jest również odzysk wilgoci ze strumienia wylotowego.

Latem, strumień powietrza wydalany z budynku będzie posiadał mniejszą temperaturę niż powietrze wlatujące do budynku, a ta sama zasada wymiany ciepła zostanie użyta do zredukowania wartości temperatury powietrza doprowadzanego. W efekcie końcowym zmniejsza to ilość pracy (a tym samym niezbędnej do zasilania energii) jaką musi wykonać centralna wentylacja przetwarzająca powietrze.

Przykład budynku 351 W. Huron

Jak zauważa McMahon, wysoki poziom efektywności energetycznej jest najważniejszą kwestią dla klientów, dlatego też firma RTM jest sprawdzonym ekspertem w zwiększaniu wydajności energetycznej podsystemów wykorzystywanych w budynkach.

McMahon przytacza przykład budynku 351 W. Huron mieszczącego się w Chicago, gdzie realizowany był tego typu projekt. Firma RTM dostarczyła podzespoły mechaniczne i elektryczne, instalacje wodociągową i zabezpieczenie antypożarowe (MEP/FP) na potrzeby budowy średniej wielkości budynku mieszkalnego. Jako że budynek składa się z wydzielonych stref mieszkalnych, wymaga on całodobowej wentylacji. Poprzez zastosowanie płytowego wymiennika ciepła w jednostce MUA, zwiększając tym samym ciśnienie w układzie, projekt firmy RTM pozwolił na odzysk ciepła z usuwanego z budynku powietrza i przekazywanie ciepła do powietrza pobieranego. Jest to rozwiązanie perfekcyjne, jako że jednostka MUA zapewnia w 100% czyste powietrze, co oznacza, że różnica temperatur pomiędzy powietrzem usuwanym a pobieranym, czystym, osiąga maksimum.  Budynek posiada również wysoko wydajny piec i skraplacze, w celu zapewnienia odpowiednich warunków w każdej z jednostek mieszkalnych.

Inne formy odzysku energii nie były brane pod uwagę w przypadku budynku 351 W.Huron, a należą do nich:

Odzyskiwanie ciepła VRF

Systemy odzysku energii z funkcją VRF (zmienny przepływ czynnika roboczego) to rozwiązanie dedykowane do odzysku ciepła. Jest ono pomocne zwłaszcza w przypadku obsługi wielu pomieszczeń w budynku, z różnymi okresami użytkowania. Na przykład, jeśli lokal handlowy i mieszkalny są obsługiwane tym samym systemem, możliwe jest, że lokal handlowy jest chłodzony w czasie, w którym lokal mieszkalny będzie ogrzewany.  System VRF pozwala na transfer ciepła pomiędzy dwoma takimi lokalami, przestrzeniami w budynku.

Wodne pompy ciepła

Wodne pompy ciepła działają na podobnej zasadzie jak system VRF, z wyjątkiem tego, że wykorzystują obieg wody oraz chłodnie kominowe i układy parowników, zarówno w przypadku oddawania ciepła jak i jego absorpcji. Różnica obciążeń cieplnych pozwala na uzyskanie w obiegu określonej temperatury. Ma to na celu redukcję ilości wykorzystanej energii do obsługi chłodni kominowych lub parowników.

Źródło: CSE