Съхраняване на термална енергия за охлаждане на пространството Известно е, че целта на ОВиК системите е да осигуряват добро качество на въздуха и комфортна топлинна среда, които да гарантират удовлетвореност, здраве и високата производителност на труда. Предизвикателството пред инженерите е да постигнат оптимална енергийна ефективност и заложените критерии за устойчиво развитие, и те търсят алтернативни решения, гарантиращи икономия на енергия, ниско ниво на разходите и минимални щети на околната среда.
текст инж. Вера Ангелова
Съхраняването на термална енергия за охлаждане на пространството, известно още като хладно съхраняване, студено съхраняване или студено термално съхраняване, е сравнително нова технология, която непрестанно се подобрява, благодарение на еволюционното развитие на ОВиК проектирането. Технологията за студено съхраняване може да бъде използвана с цел значително редуциране на енергийните разходи, като позволява мощният консуматор на енергия – електрически захранваното охладително оборудване, да работи предимно през ненатоварените часове, когато цените на електроенергията са по-ниски. Освен това, някои системни конфигурации водят до по-малка първоначална инвестиция и/или до по-ниски текущи разходи в сравнение с конвенционалните системи за охлаждане без съхраняване на топлинна енергия.
Сфера на приложение
Повечето сгради със система за отопление вентилация и климатизация имат потенциал за рентабилно приложение на един или друг вид система за студено съхраняване. Първоначално технологията за студено съхраняване е разработена, за да бъде интегрирана в охладителните системи със студена вода, които обикновено се използват в по-големи сгради. Последните разработки на студеното съхраняване включват технологии за интегриране на охладителни системи с директна експанзия (DX) за покривен монтаж. Разработени са технологии за студено съхраняване за жилищни сгради, включително по-малки версии на оборудването DX за монтаж на покрив, но е трудно да се определят икономиите при жилищния пазар.
Въпреки че първоначално са разработени с цел изместване на електрическото потребление през върховите периоди (от гледна точка на доставчика на ток) и използване на евтино електричество през невърховите периоди (от гледна точка на крайния потребител), много приложения могат да доведат до по-ниски начални разходи и/или по-висока ефективност на системата в сравнение със системите без съхраняване. Независимо, че голямата разлика между пиковите и извънпиковите kWh или високото потребление определено подобряват икономиите от студено съхраняване, съществуват и рентабилни приложения без тези ползи. И все пак, не всяка охлаждаща система намира рентабилно приложение. Затова е необходимо да се прецени спецификата на обекта, което ще гарантира уместността на студеното съхраняване, коя технология за студено съхраняване е подходяща и оптималната конфигурация за конкретното приложение.
Видове системи
Има много различни видове системи за студено съхраняване, които включват различни комбинации от средства за съхранение, зарядни устройства и устройства за разреджане. Основните средства за съхранение са вода, лед и евтектични соли. Системите с лед предлагат следните варианти – производство на лед, ледени спирали, ледена каша и лед на капсули. Системите с ледена спирала могат да бъдат вътрешно разтапяни или външно разтапяни и могат да бъдат зареждани и разреждани със замразител или еднофазен охладител (обикновено смес от вода и гликол).
Независимо от избраната технология системите за студено съхраняване могат да бъдат проектирани така, че да осигуряват пълно съхраняване или частично съхраняване, с опции за ограничаване на натоварването и лимитиране на потреблението за частичното съхраняване. И накрая, системите за съхранение могат да работят на база охладител-приоритет или съхранение-приоритет, винаги когато товара на охлаждането е по-малък от проектирания.
Системите за съхранение на студена вода разчитат единствено на чувствителния (т.е. без без промяна на фазата или латентна енергия) топлинен капацитет на водата и на температурната разлика между подаваните и обратните водни потоци, които влизат или излизат от охлаждания товар.
Ледените спирали са няколко вида, както беше посочено по-горе. При всички модели ледът се образува върху топлоотдаваща повърхност (обикновено наричана „спирала”, независимо от формата и материала) без освобождаване в процеса на зареждане и без топене в процеса на разреждане.
При системите за производство на лед, ледът се образува върху спирали и други замразяващи повърхности като периодично се събира в резервоар, който съдържа лед и вода.
Системите за ледена каша произвеждат малки частици лед в разтвор от гликол и вода, като така се образува каша, която може да бъде изпомпвана.
Системите за лед на капсули се състоят от резервоар или друг съд за съхранение, в който са разположени пластмасови контейнери пълни с вода и обградени с охладител.
Системите с евтектична сол са подобни на системите за лед на капсули, но пластмасовите съдове съдържат евтектична сол вместо вода.
Пълните системи за съхранение са разработени така, че да посрещат върховото натоварване при охлаждане. Частичните системи за съхранение посрещат част от върховото натоварване при охлаждане чрез съхраненото и част направо от охладителя. Частичното съхранение с ограничаване на товара е проектирано така, че охладителят да може да работи с пълен капацитет в продължение на 24 ч. през дните на върхово потребление.
Частичното съхранение с лимитирано потребление е нещо средно между пълното съхраняване и частичното съхраняване с ограничаване на товара. При него работата на охладителя през пиковия период се редуцира, без да се елиминира. Приоритетът на съхраняването и приоритетът на охлаждането са две алтернативно работещи стратегии за системи със студено съхраняване с дизайн за частично съхраняване. Както предполагат наименованията, охлаждането става преференциално от съхраняване при системите с приоритет на съхраняването и директно от охладителя, когато с приоритет е охладителят.
Особености на приложението
Студеното съхраняване ще доведе до нанамляване на средния разход на консумирана енергия и може да понижи потреблението на енергия и първоначалните разходите за охладителна система в сравнение с конвенционалната охладителна система без студено охлаждане. Въпреки че повечето охладителни приложения в сградите са потенциално атрактивни кандидати, перспективите ще са особено атрактивни ако са на лице едно или повече от следните условия: разходите за електроенергия варират значително през деня; потреблението на електроенергия е високо или ескалира; средният охладителен товар е значително по-малък от върховия охладителен товар; електрическата компания предлага други стимули (освен ценовите ставки) за инсталиране на студен съхранител; има охладителна система, която се разширява; ново строителство; необходима е подмяна на старото охладително оборудване; Има ползи от подаването на студен въздух.04/09/2012 |
