Odzysk ciepła w wentylacji
Systemem odzysku ciepła w wentylacji jest bezpośredni wymiennik ciepła między powietrzem zewnętrznym i usuwanym. Zbudowany jest z cienkich płyt aluminiowych, stalowych, czasem szklanych, ułożonych do siebie równolegle, tworzących kanały nawiewne i wyciągowe. Odległość między płytami wynosi od 5 do 30 mm w zależności od konstrukcji. Strumień ciepłego powietrza wentylacyjnego wyciąganego z pomieszczenia, przepływa przez co drugi kanał wymiennika nagrzewając jego płyty, natomiast strumień powietrza nawiewnego przepływa krzyżowo przez pozostałą część kanałów odbierając ciepło od płyt wymiennika. Odzysk ciepła za pomocą tego rodzaju urządzeń nie wymaga doprowadzenia energii z zewnątrz. Nie posiada on także części ruchomych takich jak silnik, czy łożyska, co zapewnia jego dłuższą trwałość.
Rys. 2. Wymiennik krzyżowy, płytowy
Rys. 3. Schemat przepływu powietrza przez wymiennik krzyżowy: tN1 temperatura powietrza zewnętrznego przed wymiennikiem, tN2 temperatura powietrza nawiewanego za wymiennikiem, tW1 temperatura powietrza usuwanego przed wymiennikiem, tW2 temperatura powietrza wyrzucanego za wymiennikiem
Ponieważ powietrze wywiewane i nawiewane przepływa na przemian tymi samymi elementami wymiennika nie można go stosować tam gdzie jest zabronione stosowanie recyrkulacji . To niekorzystne zjawisko związane z możliwością przepływu zanieczyszczonego powietrza do świeżego możemy częściowo ograniczyć stosując śluzę czyszczącą. Konstrukcja uszczelnienia styku strumieni ogranicza ten przeciek do 3%. Przy poprawnym ustawieniu wymiennika przeciek odbywa się od strony powietrza zewnętrznego do usuwanego.
Jego konstrukcja pozwala na odzysk energii cieplnej zimą, a latem chłodu. Stosunkowo prosty system płynnej lub skokowej, automatycznej regulacji prędkości obrotowej w zakresie od 6 do 30 obr./min, pozwala na zmianę wydajności cieplnej oraz wyeliminowanie zjawiska wymarzania wilgoci na powierzchni wypełnienia. Do wad tego wymiennika należy także dodać występowanie części ruchomych, a także dostarczanie niewielkich ilości energii do napędu wirnika.
Na rysunku przedstawiono przebieg przejmowania ciepła i chłodu (latem) przez powietrze nawiewane na wykresie h-x dla wymiennika higroskopijnego, czyli dla całkowitego odzysku ciepła. W przypadku odzysku ciepła tylko jawnego (wymiennik niehigroskopijny) przebieg procesu wygląda jak w poprzednich rozwiązaniach.
Klimatyzacja w przepisach
1. Ustawa o postępowaniu z substancjami zubażającymi warstwę ozonową (Dz.U. nr 52, poz. 537) -data uchwalenia 2001-03-02, obowiązuje od 2002-07-01.
2. Ustawa o odpadach (Dz.U. nr 62, poz. 628) - data uchwalenia 2001-04-27, obowiązuje od 2001-10-01.
3. Ustawa o opakowaniach i odpadach opakowaniowych (Dz.U. nr 63, poz. 638) - data uchwalenia 2001-05-11, obowiązuje od 2001-01-01.
Ustawa określa: wymagania, jakim muszą odpowiadać opakowania ze względu na zasady ochrony środowiska oraz sposoby postępowania z opakowaniami i odpadami opakowaniowymi. Definicje:
opakowanie - wprowadzone do obrotu wyroby wykonane z jakichkolwiek materiałów, przeznaczone do przechowywania, ochrony, przewozu, dostarczania lub prezentacji wszelkich produktów, od surowców do towarów przetworzonych; podział opakowań na jednostkowe, zbiorcze i transportowe;
odpad opakowaniowy - wszystkie opakowania, w tym o. wielokrotnego użytku, wycofane z ponownego użycia, stanowiące odpady w rozumieniu przepisów o odpadach.
Poziom odzysku i recyklingu odpadów opakowaniowych i poużytkowych, to wyrażony w procentach iloraz masy lub liczby odpadów opakowaniowych i poużytkowych poddanych odpowiednio odzyskowi lub recyklingowi oraz masy lub liczby wprowadzonych na rynek opakowań lub produktów, w danym roku kalendarzowym.
Poniżej przedstawiono kilka praktycznych rad, które Krajowe Forum Chłodnictwa przekazało swym członkom na początku bieżącego roku. Zastosowanie się do tych wskazówek gwarantuje ograniczenie potencjalnych kłopotów z organami inspekcji ochrony środowiska, w przypadku kontroli. Są to:
a) konieczność pisemnego zgłoszenia Marszałkowi Województwa faktu prowadzenia działalności polegającej na wytwarzaniu lub imporcie:
- produktów w opakowaniach, o których mowa w załączniku 1 do ustawy (dot. m.in. opakowań z drewna, w tym palet, opakowań tekturowych i papierowych, z folii i innych tworzyw sztucznych, z aluminium, ze stali, w tym np. opasek stalowych),
lub
- produktów, o których mowa w załączniku nr 2 i 3 do ustawy, w tym m.in. urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych zawierających czynniki CFC lub HCFC.
5. Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie rocznych poziomów odzysku i recyklingu odpadów opakowaniowych i poużytkowych (Dz.U. nr 69, poz. 719) - data wydania: 2001-06-30, obowiązuje od: 2002-01-01.
6. Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie stawek opłat produktowych (Dz.U. nr 116, poz. 1235) - data wydania: 2001-09-11, obowiązuje od: 2002-01-01.
Rozporządzenie określa stawki opłat produktowych dla opakowań (zał. 1) oraz opłat produktowych dla produktów (zał. 2 i 3). Wybrane poziomy stawek podano powyżej w punkcie 4f artykułu.
7. Rozporządzenie ministra środowiska w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. nr 112, poz. 1206) - data wydania: 2001-09-27, obowiązuje od: 2002-01-01.
Rozporządzenie zawiera nowy szczegółowy katalog odpadów wraz z listą odpadów niebezpiecznych. Odpady klasyfikuje się według źródła powstawania w grupach 01 do 12 lub 17 do 20, przypisując im odpowiedni kod sześciocyfrowy określający rodzaj odpadu. Procedura kwalifikacji określona jest w § 4 rozporządzenia.
8. Ustawa o substancjach i preparatach chemicznych (Dz.U. nr 11, poz. 84) - data uchwalenia: 2001-01-11, obowiązuje od: 2002-02-14 (zasadnicza część).
Do substancji chemicznych określonych w tej ustawie mogą odnosić się zapisy art. 10 i 16 ustawy o opakowaniach i odpadach opakowaniowych. To właśnie od tej ustawy, a ściślej - od kilku rozporządzeń wykonawczych - zależy, czy importerzy i dystrybutorzy czynników chłodniczych będą zobowiązani pobierać kaucje od butli jednostkowych. Ustawa weszła w życie w połowie lutego, zaś odpowiednich rozporządzeń nie ma do dnia dzisiejszego. Według Ministerstwa Zdrowia, rozporządzenia te zostaną opublikowane w czerwcu br.
9. Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie opłat za korzystanie ze środowiska (Dz.U. nr 130, poz. 1453) - data wydania: 2001-10-09, obowiązuje od: 2002-01-01.
10. Ustawa o dozorze technicznym (Dz.U. nr 122, poz. 1321) - data uchwalenia: 2000-12-01, obowiązuje od 2001-01-01.
11. Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie dozoru technicznego (Dz.U. z 1989 r. nr 1, poz. 3) z 31 grudnia 1988 r., oraz Rozporządzenie Rady Ministrów zmieniające rozporządzenie w sprawie dozoru technicznego (Dz.U. z 1999 r. nr 162, poz. 1131) - data wydania: 1998-12-22, obowiązuje od: 2001-07-01 (nowelizacja).
12. Dyrektywa PED Unii Europejskiej dotycząca urządzeń ciśnieniowych (Dyrektywa 97/23/EC) - data wydania: 1997-05-29, obowiązuje od: UE - 2002-05-29, Polska: prawdopodobnie w 2003 r.
13. Mechaniczne instalacje ziębnicze do oziębiania i ogrzewania - wymagania bezpieczeństwa (PN - ISO 5149) - data wydania: wrzesień 1997 r.
Norma nie jest obligatoryjna. W rozdziale 1.3 określono definicje m.in. zbiorników ciśnieniowych i rurociągów. Niestety definicje te nie są uznawane przez UDT. Istotny jest rozdział 3.7 regulujący zasady zabezpieczeń przed nadmiernym ciśnieniem. Norma jest mniej szczegółowa od poprzedniego przepisu (PN-72/M-04601), który precyzował np. maksymalne wartości dopuszczalnych ciśnień dla poszczególnych czynników chłodniczych.
14. Urządzenie ciśnieniowe - Terminologia i symbole: ciśnienie, temperatura, objętość (PN - EN 764)
Jak sama nazwa wskazuje, norma reguluje terminologię i określa symbole, które dotyczą m.in. urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych.
15. Instalacje chłodnicze i pompy ciepła - Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska - data przyjęcia normy UE: 2000 r., Polska - termin nieznany.
16. Refrigerating systems and heat pumps - pressure relief devices and their associated piping - Method of calculation (EN 13136).
17. Refrigerating systems and heat pumps - Safety switching devices for limiting the pressure (EN 12263).
18. Pressure equipment for refrigeration systems and heat pumps - Part 1: Vessels - general requirements (PrEN 14267-1).
Projekt normy jest w końcowej fazie opracowywania. Norma zawierać będzie ogólne wymagania dotyczące zbiorników (naczyń) ciśnieniowych.
19. Refrigerating systems and heat pumps - liquid level indicating devices - requirements, testing and marking (PrEN 12178).
Norma jest w fazie przygotowań. Będzie ona określać zasady kontroli i pomiaru poziomu cieczy w zbiornikach.
Ekologia a klimatyzacji
Wybór kryterium ekologicznego w systemach klimatyzacji jest niezależnym złożonym zagadnieniem. Dla najczęściej występujących zanieczyszczeń gazowych powietrza atmosferycznego związanych ze spalaniem paliw nieodnawialnych lub innymi powszechnie występującymi procesami technologicznymi opracowano indywidualne wskaźniki, które ujęto w regulacjach prawnych. Należą do nich :
• potencjał cieplarniany GWP (Global Warming Potential) [kg CO2],
• potencjał zakwaszenia AP (Acidification Potential) [kg SO2],
• potencjał destrukcji warstwy ozonowej ODP (Ozone Depletion Potential),
• potencjał fotochemicznego utleniania z NOx POCP (Photochemical Ozone Creation Potential) [kg etylenu],
• potencjał nitryfikacji NP (Nitrification Potential) [kg PO4].
Rozpatrując uciążliwość ekologiczną dowolnego produktu klimatyzacyjnego w pełnym cyklu istnienia wprowadza się pojęcie skumulowanej emisji zanieczyszczeń, definiowanej jako sumaryczna emisja zanieczyszczeń generowana we wszystkich etapach procesów wytwórczych i transportowych prowadzących do wytworzenia rozpatrywanego produktu, okresu eksploatacji i likwidacji. Definicja ta pozostaje w analogii do pojęcia skumulowanego zużycia energii (energochłonności skumulowanej) produktu pozwalającej ocenić nakład energetyczny poniesiony we wszystkich procesach, począwszy od pozyskania surowców do zakończenia produkcji, okresu eksploatacji i likwidacji. Przykładowo, wskaźnik skumulowanej emisji zanieczyszczeń dla etapu wytworzenia produktu (kg zan./ kg produktu) wyraża się relacją:
gdzie:
x - wskaźnik skumulowanej emisji zanieczyszczeń pochodzących z innych źródeł niż zużycie energii [kg zan./ kg] produktu,
ε - wskaźnik emisji zanieczyszczeń charakteryzujący dany nośnik energii pierwotnej [kg zan./ MJ] (w odniesieniu do energii chemicznej paliwa na poziomie urządzeń wytwórczych nośnika energii bezpośredniej),
X - wskaźnik skumulowanego zużycia energii charakteryzujący dany produkt [MJ/ kg wyrobu],
η*dp - skumulowana sprawność pozyskania i dostawy paliwa pierwotnego do urządzeń wytwórczych danego nośnika energii bezpośredniej.
