Vplyv optimalizácie izolácie rozvodov chladenej vody v klimatizačných systémoch na energetické úspory (IV)
Na optimalizáciu rozvodov chladenej vody existuje z ekonomického a ekologického pohľadu horný limit; pre typické európske podmienky je optimálna hrúbka izolácie 20 až 30 mm.
Investície do izolačných prác
Úplne absolútne platí, že čím vyššie sú úspory, tým je väčšia aj hrúbka izolácie, šetrnejší vzťah k životnému prostrediu, no takisto aj vyššie počiatočné náklady. Nižšiu ekonomickú účinnosti väčšej hrúbky izolácie v porovnaní s radom AF-4 spôsobuje tepelná vodivosť radu AF-5 a AF-6, ktorá je o 10 % vyššia (0,036 W/m2. K), energetické úspory sú teda o 10 % nižšie. Ďalej ju ovplyvňuje tiež skutočnosť, že pri rúrkach sa účinok energetických úspor znižuje s každým zväčšením hrúbky izolácie. Dôvodom je väčší povrch prenosu tepla. Energetické úspory a zníženie emisií CO2 sú uvedené v grafoch na obr. 7 až 10.
Obr. 7 Úspory elektrickej energie po 10, 20 a 30 rokoch pri priemere rúrky DN 40
Obr. 8 Úspory elektrickej energie po 10, 20 a 30 rokoch pri priemere rúrky DN 80
Potenciál energetických úspor pri vzorovom použití
Na ilustráciu potenciálu energetických úspor optimálnou izoláciou rozvodov chladenej vody použijeme konkrétny príklad: Supermarket s podlahovou plochou 9 000 m2 a potrebným výkonom chladenia 70 W/m2 sa chladí klimatizačným systémom s výkonom 505 kW s menovitou teplotou vstupnej vody +7 C. Celková dĺžka rúrok rozvodov chladenej vody (s rozličnými priemermi) je 608 m. Príslušné úseky potrubí popisuje podrobne tab. 4.
| Dĺžka potrubí (m) | Rozmer (DN) | Vnútorný priemer (mm) | Vonkajší priemer (mm) | Prietoková rýchlosť (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 160 | 155,1 | 165,1 | 1,20 |
| 40 | 125 | 129,7 | 137,7 | 0,86 |
| 6 | 80 | 80,9 | 88,9 | 0,73 |
| 113 | 100 | 105,3 | 114,3 | 0,86 |
| 6 | 80 | 80,9 | 88,9 | 0,73 |
| 119 | 80 | 80,9 | 88,9 | 0,73 |
| 133 | 50 | 53,1 | 60,3 | 0,43 |
| 85 | 65 | 68,9 | 76,1 | 0,76 |
| 85 | 65 | 68,9 | 76,1 | 0,51 |
Tab. 4 Úseky potrubí a ich priemery vo vzorovej budove
Pri teplote vonkajšieho vzduchu +26 C a relatívnej vlhkosti φ ≤ 70 % stačí na ochranu proti kondenzácii izolačný materiál AF/Armaflex AF-1 (7,0 až 10,0 mm). Dodatočné úspory, ktoré možno dosiahnuť s väčšou hrúbkou izolácie, ukazuje obr. 11.
Obr. 9 Zníženie emisií CO2 po 10, 20 a 30 rokoch pri priemere rúrky DN 40
Obr. 10 Zníženie emisií CO2 po 10, 20 a 30 rokoch pri priemere rúrky DN 80
Pri daných podmienkach je optimálnym riešením izolácia AF/Armaflex AF-4 (21,5 až 25,0 mm). O niečo väčšie investičné náklady sa splatili už o 5 rokov.
Ako ukazuje tab. 5, počas životnosti 15 rokov sa môžu energetické nároky pomocou izolácie AF-4 znížiť o 153 MWh. Pri predpokladanom ročnom raste cien energií vo výške 5 % sa môže ušetriť 23 200 eur, čiže znížiť emisie CO2 približne o 105 ton.
| AF-2 | AF-3 | AF-4 | |
|---|---|---|---|
| Elektrická energia (kWh) | 84 457 | 119 213 | 153 432 |
| Finančné úspory (euro) | 15 552,31 | 18 050,90 | 23 219,87 |
| Zníženie emisií CO2 (kg) | 57 684 | 81 423 | 104 794 |
Tab. 5 Potenciál energetických úspor rozličných hrúbok izolácie počas životnosti 15 rokov
Závery
Zo zistených výsledkov vyplývajú tieto závery:
- ak prihliadneme aj na energetické úspory, pri rozvodoch chladenej vody nie je optimálnym riešením minimálna hrúbka izolácie potrebná na ochranu pred kondenzáciou,
- s väčšou hrúbkou izolácie možno dosiahnuť dodatočné energetické úspory; pri daných podmienkach predstavuje optimum izolácia materiálom AF/Armaflex AF-4 (21,5 až 25,0 mm); o málo vyššie náklady sa splatili už po 5 až 10 rokoch,
- na optimalizáciu rozvodov chladenej vody existuje z ekonomického a ekologického pohľadu horný limit; pre typické európske podmienky je optimálna hrúbka izolácie 20 až 30 mm,
- v typickom prípade (9 000 m2 podlažnej plochy s požadovaným výkonom chladenia 70 W/m2) možno počas životnosti 15 rokov vďaka optimálnej izolácii ušetriť 153 MWh elektrickej energie (23 200 eur); z ekologického hľadiska to predstavuje zníženie emisií CO2 o 105 ton,
- spotreba energie je pri chladiacich a klimatizačných systémoch obrovská, vďaka úsporným systémom však možno ušetriť náklady a chrániť životné prostredie.