Działanie wymienników do odzysku ciepła na tle zachodzących zmian klimatu

• Autorzy: Szczęśniak Sylwia , Stefaniak Łukasz , Małyszko Małgorzata , Kanaś Paulina , Grabka Agnieszka , Michalak Weronika

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2023.4.4

Warianty tytułu

EN

Operation of heat recovery exchangers against climate change

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono wpływ zmian klimatu, zachodzących we Wrocławiu, na działanie wymienników do odzysku ciepła. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ regulacji sprawności temperaturowej odzysku ciepła na czas działania chłodnicy i nagrzewnicy powietrza, a tym samym na energię niezbędną do ich eksploatacji. W celu zobrazowania rocznego cyklu pracy typowego systemu wentylacji z chłodzeniem i z wymiennikiem do odzysku ciepła, dla przyjętych założeń, wykonano wykres t-tz. Dla wykazania zachodzących zmian klimatycznych porównano dane obliczeniowe przyjmowane zgodnie z Rozporządzeniem w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690, z późn. zm.) z danymi udostępnionymi przez Ministerstwo Inwestycji i Rozwoju (1971-2000) oraz z danymi z lat 1996-2022 dostępnymi na portalu meteomodel.pl. Wykazano, że zmiany klimatyczne spowodowały wzrost średniej temperatury powietrza zewnętrznego, jaką przyjmuje się do obliczeń w okresie zimowym i letnim we Wrocławiu o około 5 K w stosunku do danych normatywnych. Wskazano, że dla najnowszych, uśrednionych danych (1996-2022) czas występowania temperatury powietrza zewnętrznego w zakresie od 0ºC do +17ºC stanowi około 68% czasu w roku. Wpływa to na wzrost możliwości wykorzystania free-coolingu, a tym samym ograniczenia energii niezbędnej do ochładzania powietrza.

EN

The article discusses the influence of climate change in Wrocław on the operation of heat recovery exchangers. The main focus is the influence of heat recovery temperature efficiency regulation on the cooler and heater operation time and thus on the energy required for their operation. A typical HVAC system with heat recovery system operation is evaluated using a t-tz chart. To present ongoing climate changes, a comparison of design data from the Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690 is made, with later amendments and data released by the Ministry of Investment and Development (1971-2000) and data from 1996-2022 available at meteomodel.pl. The article provides data that confirm that climate changes caused an increase in outdoor temperature air by 5 K that should be used as design parameters (compared to regulations) for the winter and summer conditions in the city of Wrocław. Currently, the duration of outdoor air temperature (mean values for the period 1996-2022) in the range of 0-17ºC is shown to be approximately 68% of the year. Therefore, the possibility of using free-cooling is significantly increased, influencing the reduction of the energy required for cooling purposes.

Słowa kluczowe

PL

wentylacja; sprawność temperaturowa; chłodnica; nagrzewnica; energia; free-cooling

EN

ventilation; temperature efficiency; heat exchanger; air cooler; heating coil; energy; free-cooling

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 4
• Strony: 24--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Szczęśniak Sylwia

• Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0003-4358-0263

autor

Stefaniak Łukasz

• Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0002-0291-1575

autor

Małyszko Małgorzata

• Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0002-1397-9743

autor

Kanaś Paulina

• Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0001-5291-4857

autor

Grabka Agnieszka

• Wydział Inżynierii Środowiska, Koło Naukowe Environmental Team, sekcja Energy Loop, Politechnika Wrocławska (studentka)

autor

Michalak Weronika

• Wydział Inżynierii Środowiska, Koło Naukowe Environmental Team, sekcja Energy Loop, Politechnika Wrocławska (studentka)

Bibliografia

• [1] Larsen MAD, Petrović S, Radoszynski AM, McKenna R, Balyk O. Climate change impacts on trends and extremes in future heating and cooling demands over Europe. Energy Build. 2020;226:110397. doi:10.1016/j.enbuild.2020.110397
• [2] Fan M, Fu Z, Wang J, et al. A review of different ventilation modes on thermal comfort, air quality and virus spread control. Build Environ. 2022; 212:108831. doi:10.1016/j.buildenv. 2022.108831
• [3] Ciuman P, Palmowska A, Palian P, et al. Investigation of thermal and humidity conditions and air quality in the university computer laboratory. Instal, 2022; 12:26-32. doi:10.36119/ 15.2022.12.5
• [4] Khalil S, Ghali K, Ghaddar N, Itani M. Hybrid mixed ventilation system aided with personalised ventilation to attain comfort and save energy. International Journal of Sustainable Energy. 2020; 39(10):964-981. doi:10.1080/14786451.2020.1781853
• [5] Cepiński W, Szałański P, Misiński J. Organizacja wymiany powietrza w pomieszczeniach bytowych w czasach zarazy. Instal, 2022; 12:33-40. doi:10.36119/15.2022.12.6
• [6] Cepiński W, Szałański P, Misiński J. Redukcja rozprzestrzeniania koronawirusa SARS-CoV-2 i choroby COVID-19 poprzez instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne. Instal, 2020; 6:28-36. doi:10.36119/15.2020.6.3
• [7] Lipska B. Centrale wentylacyjno-klimatyzacyjne. Energooszczędność. Inżynier Budownictwa, 2020.
• [8] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z Dnia 12 Kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
• [9] Przydróżny E., Szczęśniak S. Wpływ recyrkulacji powietrza wywiewanego na działanie central wentylacyjnych z odzyskiem ciepła z powietrza wywiewanego. Instal, 2021; 4:24-29. doi:10.36119/15.2021.4.3
• [10] Jakubiak M., Porowski M. Sterowanie energooptymalne systemami HVAC z recyrkulacją i odzyskiem ciepła w pomieszczeniach czystych. Instal, 2021; 7-8:20-24. doi:10.36119/15.2021.7-8.3
• [11] Walaszczyk J. Możliwości optymalizacji sterowania pracą prostego układu wentylacyjnego obsługującego pojedyncze pomieszczenie. Instal, 2021; 11:30-39. doi:10.36119/15.2021.11.4
• [12] Kostka M. Wymagania ekoprojektu dla systemów wentylacyjnych. Rynek Instalacyjny, 2016; (5):47-52.
• [13] Amanowicz Ł., Ratajczak K. Stosowanie odzysku ciepła, OZE oraz zdecentralizowanych systemów wentylacyjnych w kontekście wymagań WT 2021. Rynek Instalacyjny, 2021; 7-8:81-87.
• [14] Amanowicz Ł., Ratajczak K. Praktyczne aspekty projektowania energooszczędnych systemów wentylacyjnych. Rynek Instalacyjny, 2021; Nr 6: 46-52.
• [15] Janusz S., Szudarek M., Rudniak L., Borcuch M. Analiza parametrów cieplno-przepływowych lamelowego wymiennika ciepła z wykorzystaniem pełnowymiarowego modelu CFD i jego weryfikacji eksperymentalnej. Instal, 2022; 6:29-34. doi:10.36119/15.2022.6.4
• [16] Kundzewicz Z.W. Zmiany klimatu, ich przyczyny i skutki - obserwacje i projekcje. Landform Analysis, 2011; 15:39-49.
• [17] Pełech A., Szczęśniak S. Wentylacja i Klimatyzacja: Zadania z Rozwiązaniami i Komentarzami. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej; 2012.
• [18] „https://www.gov.pl/web/archiwum-inwestycje-rozwoj/dane-do-obliczen-energetycznych-budynkow.”, 2019. (dostęp 01 marzec 2023).
• [19] „Historyczne dane pomiarowe - Dane meteorologiczne”. https://meteomodel.pl/dane/historyczne-dane-pomiarowe/ (dostęp 23 styczeń 2023).
• [20] PN-EN 12831-1:2017-08 Charakterystyka energetyczna budynków - Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego - Część 1: Obciążenie cieplne
• [21] PN-76/B-03420 Wentylacja i klimatyzacja - Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego
• [22] PN-82/B-02403 Ogrzewnictwo - Temperatury obliczeniowe zewnętrzne
• [23] Jedlikowski A. Wymienniki ciepła - budowa i sprawność. Inżynier Budownictwa. Listopad 13, 2020.
• [24] Besler M., Skrzycki M. Badania sprawności odzysku ciepła w wentylacji. Rynek Instalacyjny, 2013; 3:26-29.
• [25] Zając A., Barańska P. Analiza temperatur powietrza zewnętrznego dla systemu klimatyzacji w hotelu. Instal, 2020; 9:38-43. doi:10.36119/15.2020.9.6
• [26] A. Pełech, Wentylacja i klimatyzacja. Podstawy. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2013.
• [27] Narowski P. Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego i strefy klimatyczne Polski do obliczania mocy w systemach chłodzenia, wentylacji i klimatyzacji budynków. Instal, 2020; 12:21-30. doi:10.36119/15.2020.12.3

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).