Zastosowanie wymienników ciepła pozwala nie tylko na zmniejszenie zużycia energii, a tym samym na oszczędności finansowe, ale również przyczynia się do aktywnej ochrony klimatu.
Komisja Europejska: szansa na znaczącą redukcję emisji CO2
Wymienniki ciepła pozwalają na całym świecie na istotną redukcję emisji CO2. Według dokumentu roboczego Komisji Europejskiej z 2012 roku, już dziś, dzięki zastosowaniu odzysku ciepła, ogranicza się na terenie UE emisję CO2 o około 100 mln ton rocznie. I dotyczy to tylko tak zwanych budynków niemieszkalnych, czyli biur, fabryk, szpitali, szkół itd., budynki mieszkalne nie zostały bowiem w tych kalkulacjach uwzględnione.
Dzięki zwiększeniu wykorzystania odzysku ciepła do roku 2025, jak mówią badania, można by zaoszczędzić kolejne 50 milionów ton w stosunku do roku 2010.
Studium przypadku
Każdy, kto posiada w swoim budynku system wentylacjimechanicznej może w znacznym stopniu przyczynić się do ochrony klimatu. Jak bardzo, pokazuje brak odstępu obrotowego wymiennika ciepła o prawie trzech metrach średnicy. W klimatach takich jaki na przykład dominuje w Europie Zachodniej, wirnik ten odzyskuje podczas normalnej pracy rocznie około 291.000 kilowatogodzin (kWh) energii cieplnej (patrz obliczenia projektowe).
Według raportu Komisji Badawczej „Ochrona atmosfery ziemi” Niemieckiego Bundestagu z 1994 emisję CO2 szacuje się w zależności od kopalnych źródeł energii takich jak - węgla brunatnego, węgla kamiennego, ropy naftowej i gazu ziemnego w następujący sposób:
Emisja CO2 według źródła energii
Źródło energii | Emisje CO2 w kilogramach na kilowatogodzinę |
---|---|
Węgiel brunatny | 0,400 kg CO2 / kWh |
Węgiel kamienny | 0,330 kg CO2 / kWh |
Ropa naftowa | 0,262 kg CO2 / kWh |
Gaz ziemny | 0,199 kg CO2 / kWh |
Na podstawie tych wartości można wyliczyć potencjał redukcji emisji CO2 dzięki zastosowaniu naszego obrotowego wymiennika ciepła. W zależności od tego, które z czterech źródeł energii będzie wykorzystywane, roczna redukcja emisji CO2 (w zaokrągleniu) przedstawia się następująco:
Redukcja emisji CO2 za pomocą obrotowych wymienników ciepła
Źródła energii | Oszczędność w tonach rocznie |
---|---|
Węgiel brunatny | 116,5 t /a |
Węgiel kamienny | 96,1 t /a |
Olej opałowy | 76,3 t /a |
Gaz ziemny | 58,0 t /a |
W dalszej części chcielibyśmy przedstawić metodykę obliczania przedstawionych wyników. Podstawowymi parametrami wymaganymi do przeprowadzenia rzetelnych obliczeń są odpowiedni dobór obrotowego wymiennika ciepła oraz studium opłacalności.
Dobór obrotowego wymiennika ciepła
- Typ wirnika: RRS P-C16-3000/3000-2840
- Grubość folii 0,08 mm
- Wysokość karbowania 1,6 mm
- Przepływ standardowy (20°C / 50% / 1013 mbar)
- Objętość powietrza nawiewanego i wywiewanego 30000 m³/h
Wlot powietrza | Nawiew | Wywiew |
---|---|---|
Temperatura | -12 ° C | 22 ° C |
Objętość powietrza | 26628 m³ / h | 30192 m³ / h |
Wilgotność względna | 90% | 40% |
Wilgotność bezwzględna | .1,20 g / kg | 6,56 g / kg |
Wylot powietrza | Nawiew | Wywiew |
---|---|---|
Temperatura | 14.0 ° C | -2,5 ° C |
Objętość powietrza | 29424 m³ / h | 27527 m³ / h |
Wilgotność względna | 43% | 95% |
Wilgotność bezwzględna | 4,21 g / kg | 2,91 g / kg |
Obliczenia dla dobranego wymiennika i dla ww. wartości wykazują sprawność wymiany ciepła w wysokości 77% dla powietrza nawiewu i do 71% dla powietrza wywiewu. Ponadto stopień wymiany wilgoci wynosi 56% wilgoci z powietrza nawiewanego i 68% wilgoci z powietrza wywiewanego.
Wydajność wymiany | |
---|---|
Ciepło jawne | 263 kW |
Ciepło utajone | 75 kW |
Ciepło razem | 338 kW |
Odzysk wilgoci | 108 kg/h |
Studium opłacalności
W celu określenia potencjału redukcji emisji CO2, jako podstawę obliczeń przyjęto parametry pracy instalacji w okresie zimowym, sześć dni w tygodniu od 6 do 18 godzin dziennie (czas pracy instalacji w ciągu roku wynosi zatem 1862 godzin).
Obliczenia oparto na wytycznych dyrektywy VDI 2067 (Efektywność ekonomiczna systemów budowlanych).
Za okres zimowy przyjmuje się czas od listopada do kwietnia, czyli miesiące, w których w strefie klimatycznej 3, do której należą także Niemcy, jest zazwyczaj używane ogrzewanie.
Poniższa tabela zawiera odzysk ciepła w poszczególnych miesiącach.
Odzysk ciepła w kWh | ciepło jawne | ciepło utajone |
---|---|---|
Styczeń | 57.228,1 | 7.629,5 |
Luty | 48.529,4 | 4.467,2 |
Marzec | 42.544,3 | 778,3 |
Kwiecień | 28.223,8 | 11,6 |
Maj | ||
Czerwiec | ||
Lipiec | ||
Sierpień | ||
Wrzesień | ||
Październik | ||
Listopad | 42.229,4 | 551,2 |
Grudzień | 54.283,6 | 4.877,2 |
Suma za rok ogółem | 273.038,6 | 18.314,9 |
Z sumy jawnego i utajonego odzysku ciepła wynika ogólny odzysk energii w wysokości 291.354 kilowatogodzin rocznie. Całkowity odzysk wilgoci wynosi 26.363 kg rocznie.
Z tych wartości wynika w efekcie potencjał redukcji CO2 przedstawiony przez nas w pierwszych dwóch tabelach.
To dowodzi: zastosowanie w systemach wentylacji wymienników ciepła, może znacznie obniżyć koszty ogrzewania i chłodzenia, jak również zredukować emisję gazów cieplarnianych.