Алтернативна климатизация: съхраняване на лед

Както е добре известно, значителна част от енергийните разходи на една сграда се дължат на системата за отопление, вентилация и климатизация. Имайки предвид очакванията за повишени цени на горивата, тенденцията към оптимална енергийна ефективност и заложените критерии за устойчиво развитие, специалисти от цял свят търсят алтернативни решения, гарантиращи икономия на енергия, без да се нарушава комфорта на обитателите.

За да се подобри ефективността при използването на енергия във връзка с нарасналите нужди, е необходимо да се оптимизира значително охлаждажата система през горещите летни месеци. Погледнато от холистична гледна точка, е необходимо при проектиране на климатизацията на дадена сграда да се вземе пред вид оборудването в нея като цялостна система. В същото време системата за отопление, вентилация и климатизация трябва да се анализира комплексно и въз основа и на останалото сградно оборудване и другите мерки за енергоспестяване - стратегията за използване на дневната светлина, поставяне на слънцезащитни приспособления и специални стъкла, както и използването на възобновяеми енергийни източници.

Климатизацията е нещо повече от климатик
Когато става въпрос за важна обществена сграда, например седалище на финансова институция или коорпоративно дружество, обикновено се търси най-добрият микроклимат, но същевременно се отчита и коорпоративната отговорност към опазването на околната среда и оптималната ефективност в дългосрочен план. Климатизацията на такава сграда обикновено се разглежда като интегрална част от цялостната концепция на компанията, която, естествено е посветена на икономическо развитие и финансов растеж. Разбира се, за постигането на основните си цели, в големите компании обръщат внимание на някои други значими фактори - цената, задържането и удовлетворението на кадрите и социалната отговорност. Тези идеи понякога могат да влязат в конфликт с основната концепция, но балансирането на параметрите е гаранция за успешен и развиващ се бизнес. Поддържайки цените ниски, печалбите се увеличават; изпълнявайки социалната отговорност, се привличат клиенти и задоволяват акционери, а намалявайки темпът на работа на кадрите, се увеличава продуктивността им.
С оглед на казаното досега не е изненадващ факта, че алтернативните методи за климатизация се възприемат първо в големите икономически институции, преди да се пристъпи към масовата им употреба.

Съхранението на лед като вариант за климатизация
Много големи компании са избрали съхранението на лед като част от тяхното решение на проблема с климатизацията през топлия сезон. Гъвкавите управленски екипи са проучили подробно възможностите на алтернативната технология и са открили ползите и от икономическа и социална гледна точка, следствие на което тя става неделима част от политиката на компанията.
Принципът на работа на системата за съхранение на лед се основава на използването на голяма част от ефективното нощно електрозахранване за охлаждане на сградите. Електричеството се използва за създаване и съхранение на леда в резервоари с цел задоволяването на потреблението през пиковите часове на следващия ден. Един по-близък поглед върху нощния зареждащ цикъл показва как складирането на лед се отразява върху общата ефективност на охлаждащата система. В системата циркулира воден разтвор на гликол с определена концентрация, който се охлажда до -4оС. Разтворът се движи през спираловидната тръба на топлообменик вътре в резервоарите с вода, следствие на което тя замръзва. Този процес завършва след шест-осем часа. По време на пиковото потребление през деня, редуциран по размери охладител, поддържан от съхранения лед охлажда сградата. Често през не-пикови периоди, ледът поема изцяло функциите на климатичната система.
Размерът на инсталацията за съхранение на лед се определя от нуждите на самата сграда - размери, тип на конструкцията, максимална охлаждаща мощност, начин и време на употреба, местоположение и относителен ресурс.

Хранилищата за лед като екологична и финансова опция
Като допълнение към ефективността на системата, използването на нощно електрозахранване за охлаждане има както финансов, така и екологичен положителен ефект. Повечето услуги струват по-малко при използването на енергия през нощта, въпреки че това не винаги е така. По-ниските цени на електроенергията се определят от дневни/нощни тарифи (по-малко заплащане на kW/h основан на периода на консумация) или от по-ниските цени на производство на електричеството през не-пиковите периоди (пари /kW /месец). Затова алтернативното използване на енергията подобрява функционалността, като намалява натоварването на електрическите мрежи през деня, което често води до получаването на къси съединения и изгаряне по мрежата.
В горещите летни дни нуждата от охлаждане принуждава доставчиците да включват допълнително пиково захранване, за да осигурят необходимата енергия на потреблението. Пиковото захранване е по-малко ефективно и повишава емисиите от вредни газове, допринасящи за парниковия ефект. Тъй като хранилищата за лед използват нощната електроенергия, която нормално се произвежда от най-ефективните генератори на доставчиците, те намаляват негативния ефект от охлаждането върху околната среда, редуцирайки вредните емисии - СО2, SOx, NOx. Освен това, хранилищата за лед облекчават необходимостта от нови мощности, понеже доставят повече енергия за охлаждане през моменти от деня с най-голямо натоварване. Образно представено, на всеки четири сгради, които ползват климатична система със съхраняване на лед, се доставя нужната енергия през нощта, което позволява и пета сграда да се включи в мрежата, без да и се доставя нова мощност.
Замяната на охладителната система в сградата на Credit Suisse, Durst Organisation, например, доведе до намаляване използването на енергия в пиковите часове на топлинно натоварване с 900kW и на пълна енергия с 2.15 млн. kW/h годишно - достатъчно мощност, за да се захранват двеста стандартни жилища. В сградата Morgan Stanley, Westchester County (Ню Йорк) замяната със система за съхраняване на лед намали пиковото потребление с 740 kW, а общото с 900 000 kW/h годишно.

Възстановяващи се източници на енергия
Зависимостта от енергията на възстановяващи се ресурси (основно вятър и слънце) също бележи значително нарастване през последните години. Системите за съхранение на лед допринасят значително за функционалността на възстановяващите се енергийни източници. Основното в тази концепция е, че съхраняването на енергия под формата на лед и последващото й използване след известен период от време позволява охлаждането на сградата да протича като непрекъснат процес, дори когато не се произвежда ефективно екологична електроенергия. Например енергията от ветровите генератори, комбинирана със системата за съхранение на лед, може да се окаже много по-ефективна от комбинацията с конвенциално охлаждане, поради разсрочването във времето на самата консумация на енергията. Фотоволтажните панели (РV), които събират енергия от слънцето, също са модерна алтернатива на традиционното електрозахранване и имат голям потенциал за развитие. Фотоволтаичното електричество, според статистиката, достига най-големите си мощности следобедите, но при конвенционалната климатизация свършва дълго преди охлаждащия пик да приключи поради факта, че високите околни температури се задържат, дори когато слънцето е под хоризонта. Съхраняването на лед може да помогне за преодоляването на тези пречки, захранвайки правилно разположената охладителна система и съхранявайки охлаждащия агент, произведен предварително от фотоволтаични колектори или ветрови генератори.

Избор на най-подходящата охладителна система
Ранното планиране винаги е най-добрият подход за вземане на адекватни бизнес-решения. Това се отнася и за подмяната на климатичната система. За много хора то се изразява в десет годишен водещ период, докато някои смятат, че той може и да е по-кратък. Изчакването до пълното експлоатационно или морално изчерпване на оборудването или превръщането му в проблем при обслужването е не само проява на късогледство, то може да струва скъпо и е неефективно.
Проектантите на системи за отопление, вентилация и климатизация и енергийните мениджъри винаги обмислят как да оптимизират енергопотреблението и да облекчат системите така, че те да отговарят на цялостната бизнес стратегия на компаниите за печалба, удовлетворение на работниците и социална отговорност.

При настоящото развитие на техниката и технологията мерките за енергийна ефективност, изискващи жертви по отношение на температурния комфорт, стават излишни. Бизнес лидерите приемат, че ранното планиране, добрите отношения между звената и грижата към подчинените са толкова важни, колкото е намирането на ниша в разрастващия се пазар и превземането на нови територии от него.
Опитът показва, че преди да се пристъпи към подмяна на климатичната система, трябва да се предприемат няколко фундаментални стъпки, за да е сигурно че новата инсталация отговаря на стратегията и политиката на компанията.
1. Първата стъпка е да се разгледат подробно както краткосрочните, така и дългосрочните организационни планове. Ако тези планове включват допълнителна работна сила, разрастване на офис-помещенията или други фактори, които ще се отразят на размера и мощността на климатичната система, то това е идеалното време те да се отчетат в процеса на вземане на решенията. В проектирането на отделните компоненти на климатичната система трябва да се вземе предвид възможното нарастване на мощностите във времето и те да се проектират така, че да подмяната на елементи да протича при най-малки разходи на време и пари.
2. След този етап трябва да се проучат всички опции, които отговарят на зададените критерии и по възможност да им се направи списък, като се отчитат характерните им особености.
3. Опитът на други компании също не бива да се пренебрегва при избора. Ако сте решили да подменяте климатичната система в сградата си, свържете се с познати дизайнери и мениджъри. Една обиколка на техни сгради е най-добрия начин да научите от първа ръка всички предимства и недостатъци на различните опции за климатичните инсталации.
4. Обмислете възможността за прилагане на различни мерки, които биха облекчили натоварването на охладителната система, като добавянето на слънчеви панели, използването на слънцезащитни приспособления, никоемисийни стъкла, многокамерни профили и др.
5. Свържете се с производители и дизайнери и потърсете тяхното съдействие в констатирането на възможните нужди на охлаждане и как техните системи ще посрещнат тези нужди. Разработете ценова листа за инсталиране и работа на системите.
6. Установете точните размери на заеманото от компанията пространство, определете процедурата по инсталиране и пресметнете всички отклонения от нормите, които биха се получили.
7. Направете анализ на крайната оценка, което ще помогне в определянето на цената на всяка система и възвръщаемостта, вземайки предвид инсталирането, работата и експлоатационните разходи.

Заключение
Климатичните системи в новопостроените сгради е редно да се проектира така, че да зависи минимално от енергийната мрежа, защото цените на традиционното електрозахранване продължават да нарастват. Все повече решенията на енергийния мениджмънт за потреблението се придвижват към консуматора. Един от най-добрите начини за спестяване на електроенергия от крайния потребител е гъвкавостта на консумацията.
При едно модернизиране, замяната на старо оборудване може забележимо да увеличи общата ефективност и драматично да намали цената за климатизация. Охлаждащото оборудване е много по-ефективно и далеч по-слабо замърсява околната среда, отколкото преди 20 години. Охладителите ще са основен компонент в кондициониращата система през следващите 20-30 години. Дори те да не проявяват признаци на износване, енергийното спестяване от една нова система е достатъчна предпоставка за подмяната на старите охладители по-рано. Вместо простата замяна на остаряло оборудване с друго или избора на нова привидно ефективна част от такова, съвременните тенденции изискват по-радикален подход за модернизиране на сградите и вземане предвид на енергийния пазар. Изследването, анализът и внимателната селекция помагат да се подсигурят най-добрите климатични системи, съобразно изискванията на модерния бизнес и конкретните изисквания на обитателите на сградата.