Līdz šim ēku dzesēšanai, kā arī tehnoloģisko procesu vajadzībām plaši izmantotās kompresijas cikla aukstuma iekārtas arvien mazāk spēj atbilst mūsdienīgām energoefektivitātes un ekspluatācijas izmaksu prasībām. Kā arī ES uzstādītie mērķi samazināt energoresursu patēriņu par 20% līdz 2020.gadam arvien vairāk liek meklēt jaunus risinājumus pieaugošajam dzesēšanas jaudu pieprasījumam.
Attīstot dzesēšanas jaudu, galvenā problēma- kā atbrīvoties no procesam nevajadzīgā siltuma. Šīm nolūkam dzesēšanas tehnikā līdz šim tika izmantoti sausie kondensatori, sausie ūdens/gaiss siltummaiņi, dzesēšanas torņi jeb gradētavas un atklātās ūdenskrātuves.
Menerga kompaktais netiešās adiabātikas dzesētājs ar kompaktu adiabātisko dzesēšanas torni ir iespējams labākais šobrīd zināmais risinājums kā izmatot vēsturiski jau sen zināmo „iztvaikošanas” dzesēšnas risinināju tā energoefektīvākajā veidā apvienojumā ar mūsdienu tehnikas sasniegumiem.
Kā iekārta darbojas?
1. „Brīvā” un adiabātiskā (iztvaikošanas) dzesēšana.
Pie pietiekoši zemām āra gaisa temperatūrām dzesēšanas sistēmas turpgaitas ūdens temperatūra (primārais kontūrs) tiek pazemināta ar āra gaisa plūsmu. Paaugstinoties āra gaisa temperatūrai vai palielinoties dzesēšanas jaudai, tiek iedarbināta adiabātiskās dzesēšanas sistēma. Līdz vēlamajai turpgaitas temperatūrai ūdens tiek atdzesēts ar starpsiltummaiņa palīdzību. Ar mainīgu gaisa daudzumu, atbilstošu pieprasījumam, tiek plūstoši regulēta dzesēšanas jauda.
2. Daļēja „brīvā” un adiabātiskā dzesēšana apvienojumā ar kompresijas aukstuma iekārtu. Kondensators izmetamā gaisa plūsmā.
Ja jūtami palielinās āra gaisa temperatūra un relatīvais mitrums, adiabātiskās dzesēšanas efektivitāte samazinās. Šai gadījumā automātiski ieslēdzas iekārtā integrētā daudzpakāpju kompresijas aukstuma iekārta. Freona cikla kondensācijas siltums tiek atdots izmetamā gaisa plūsmā.
3. „Brīvā” un adiabātiskā dzesēšana. Kompresijas aukstuma iekārtas dzesēšanu caur izmetamo gaisu un sekundāro kontūru.
Dzesēšanas jaudām turpinot palielināties, gaisa kondensators vairs nespēj efektīvi aizvadīt kondensācijas siltumu. Ieslēdzas virknē aiz starpsiltummaiņa uzstādītais sekundārā kontūra ūdens kondensators, caur kuru tiek aizvadīts atlikušais kondensācijas siltums. Lai nodrošinātu optimālu aukstā ūdens sagatavošanas efektivitāti, kondensācijas spiediens tiek regulēts ar kontroliera palīdzību.
4. Dzesēšana ar kompresijas aukstuma iekārtu.
Ja sekundārā kontūra ūdens temperatūra augstāka par primārā kontūra ūdens temperatūru, visu nepieciešamo dzesēšanas jaudu nodrošina kompresijas aukstuma iekārta. Pateicoties divpakāpju siltuma aizvadīšanai gaisa un ūdens kondensatorā, var samazināt āra-izmetamā gaisa daudzumu. Ar adiabātiskās dzesēšanas radīto zemo kondensācijas spiedienu tiek sasniegts kompresijas cikla ievērojami paaugstināts lietderības koeficients COP.
Svarīgākie konstruktīvie mezgli iekārtas saskaņotai darbībai.
Dzesēšanas tornis. No polipropilēna veidots plākšņu siltummainis kalpo kā kompakts dzesēšanas tornis, kuram ir ievērojama siltuma pārnešanas virsma. Atkarībā no dzesēšanas jaudu pieprasījuma, polipropilēna siltummaiņa virsmas ir sausas vai mitras.
Ventilatora sistēma. Ar frekvenču pārveidotāju vadīta solVent tipa ventilatora sistēma garantē iekārtas optimālu darbību. Pateicoties nepārtrauktai gaisa masas plūsmas kontrolei tiek nodrošināta ventilatora sistēmas efektīvu darbība.
Kompresijas aukstuma iekārta. Integrētā kompresijas aukstuma iekārta veidota no mūsdienīgiem agregātiem, sākot ar standartā pielietoto elektronisko droselējošo vārstu un beidzot ar analogiem spiediena devējiem, kas garantē energoefektīvu iekārtas darbību visos darba režīmos. Iekārtā invertera tipa dzesēšanas jaudas regulēšana no 10% līdz 100%. Elektroenerģijas patēriņš samazinās proporcionāli radītai dzesēšanas jaudai.
Četri cirkulācijas kontūri. Primārais kontūrs apkalpo ēkas dzesēšanas sistēmas elementus: dzesētos griestus, konsoles, telpu temperatūras pielāgotājus (Fancoil). Kontūra turpgaitā automātiski tiek uzturēta konstanta projektētā temperatūra, piem.,6⁰C, 12⁰C vai 18⁰C. Sekundārajā kontūrā ietverti polipropilēna ūdens/gaiss siltummaiņi un ar ūdeni dzesējams freona kondensators. Adiabātiskās dzesēšanas cirkulācijas kontūrā ar cirkulācijas sūkņa palīdzību caur sprauslām tiek izsmidzināts ūdens polipropilēna dzesēšanas tornī. Freona cikla kontūrs konstruēts tā, lai sasniegtu iespējami augstu lietderības koeficientu.
Menerga netiešam adiabātiskam dzesētājam virkne priekšrocību salīdzinājumā ar līdz šim pielietotajām tehnoloģijām:
-tas ir kompakts, pateicoties integrētai kondensācijas siltuma atgūšanai. Dzesēšanas jaudu radīšanai nav nepieciešami papildus ārējie agregāti uz jumtiem vai ārējām fasādēm, kā arī būvniecības izmaksas to apsaistei. Vecrīgas, arī Rīgas jumtu ainava šobrīd ir kļuvusi neestētiska tieši dēļ dzesēšanas iekārtu ārējo bloku blīvā izvietojuma uz tiem-gan uz jaunbūvēm, gan vēsturiskajām ēkām;
-energoefektīvu komponenšu pielietojums, piem., efektīvs siltummainis, ražību regulējošs invertera tipa kompresors un ventilatora sistēma, kondensators izmetamajā mitrinātajā gaisā;
-neliels nepieciešamā gaisa daudzums siltuma aizvadīšanai;
-kompresijas aukstuma iekārtas, „brīvās dzesēšanas” un integrētās kondensācijas siltuma atgūšanas optimāla un saskaņota darbība;
-iekārtas var izvietot tehniskajās telpās līdzās gaisa apstrādes iekārtām ventkamerās. No arhitektoniskā viedokļa nepieciešamas tikai divas gaisa restes ēkas fasādē;
-ievērojams CO2 emisiju samazinājums salīdzinājumā ar klasiskajām dzesēšanas tehnoloģijām.
Tehniski ekonomiskie salīdzinājumi (LCC)
Arvien biežāk pasūtītājs lēmumu pieņemšanā par labu vienam vai otram risinājumam vadās no iekārtu ekspluatācijas izmaksu un atmaksāšanās perioda salīdzinošajiem aprēķiniem. Klients nereti prasa šādus aprēķinus, turklāt precīzus un ekonomiski pamatotus, kas ļauj saprast iekārtu izvēles argumentāciju un darbības efektivitāti. Ja apkures perioda enerģijas patēriņi tiek plaši pieprasīti un aprēķināmi, tad līdz šim Latvijā nav izstrādāta metodika dzesēšanas enerģijas aprēķinam daudzo ietekmējošo faktoru dēļ- 1)siltuma ieguvumu dinamika pašā ēkā, 2)norobežojošo konstrukciju siltumtehnika un mainīgā klimata ietekme.
Šai ziņā kā paraugs varētu kalpot Menerga kompānijā izstrādātā enerģiju un ekspluatācijas izmaksu aprēķina programma (LCC-life cost calculation), ar kuru var veikt vairāku iekārtu salīdzinošo aprēķinu to dzīves cikla laikā, ieskaitot utilizāciju. Programmas pamatā ir gada klimata modelis, kurš ievērtē grādstundu skaitu pie mainīgām temperatūrām un relatīvā mitruma. Būtiska nozīme klimata modelim, ja klients vēlās naudas izteiksmē izvērtēt netiešās adiabātiskās dzesēšanas ekspluatācijas ieguvumus vasaras periodā.
Lai izvērtētu adiabātikas darbības efektivitāti mūsu klimatiskajos apstākļos, zinātnisko pētījumu ietvaros tiek izvirzīta hipotēze: Latvijas klimata apstākļos stundu skaits, izmantojot mehānisko dzesēšanu Menerga dzesēšanas iekārtās, ir ievērojami mazāks salīdzinājumā ar līdz šim zināmo Vācijas pieredzi. Iemesls tādam apgalvojumam- piem., Rīgas klimatā ēku temperatūras uzturēšanai vasarā darba stundu lielais vairums atbilst zaļās adiabātiskās dzesēšanas enerģijas patēriņa laukumam. Salīdzinoši dārgākās mehāniskās dzesēšanas enerģijas aprēķina stundu skaits un kompresora jaudas nelielas.
Latvijas objektos uzstādīti un jau darbojas vairāki netiešās adiabātikas dzesētāji. Viens no tiem atrodas jaunatvērtajā Aizrobežu mākslas muzejā vēsturiskajā Rīgas Biržas ēkā un viena šāda iekārta ir piegādāta topošajai Nacionālas bibliotēkas ēkai.
