-23%

ebook Alternatywne systemy chłodzenia i klimatyzacji. Przewodnik Maciej Danielak

Wydawca: Medium

Rok wydania: 2014

Wstęp
Szybki wzrost konsumpcji energii na świecie powoduje kurczenie się jej zasobów naturalnych oraz wywołuje zmiany klimatyczne. Wzrost zużycia energii spowodowany jest ciągłym wzrostem liczby ludności, wzrostem ekonomicznym, rozwojem komunikacji oraz stylem życia charakteryzującym się większymi wymaganiami dotyczącymi komfortu i konsumpcji. W ostatnich dwóch dekadach zużycie energii pierwotnej na świecie wzrosło o 49%, a emisji CO2 do atmosfery – o 43%. Wzrost tych dwóch parametrów jest już niezależny od wzrostu gospodarczego. Konsumpcja energii wzrosła o 1,1% w 2009 r., czyli w roku światowej recesji. Z powodu wzrostu technicznej jakości budynków oraz czasu w nich spędzanego, wzrost zużycia energii w sektorze mieszkaniowym i biurowym jest bardziej dynamiczny niż w przemyśle i transporcie. Zależność ta dotyczy krajów rozwiniętych, jak kraje Unii Europejskiej i USA, których zużycie energii to 20–40% całej podaży na świecie. Według IEA zapotrzebowanie na energię wzrośnie o 54% do 2025 roku.

Energia jest niezbędnym czynnikiem rozwoju ekonomicznego, społecznego i kulturowego ludzkości. Struktura zużycia energii w Europie to 40% dla sektora budowlanego, 30% dla transportu, a 28% dla przemysłu. W krajach rozwiniętych za 50% zużycia energii w budownictwie odpowiedzialne są ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja. Jest to 20% całego zużycia energii. W budownictwie o słabych standardach izolacyjności (np. w Polsce) udział zużycia energii na cele HVAC może wzrosnąć do 70%.

W systemach HVAC udział klimatyzacji rośnie bardzo dynamicznie. Prowadzone monitoringi rynkowe wskazują na roczny wzrost udziału w rynku systemów klimatyzacyjnych o 3,75%, a sprzedaży detalicznej o 3,0%. Wzrost udziału w rynku systemów chłodzenia pasywnego wynosi 2,5%, czyli jest mniejszy niż systemów sprężarkowych.

Zmiany klimatyczne oraz rosnące standardy w budownictwie powodują, że w gorących okresach letnich wzrasta eksploatacja systemów klimatyzacyjnych. Są to systemy o dużym zużyciu energii elektrycznej, co powoduje drastyczne chwilowe wzrosty zapotrzebowania globalnego energii elektrycznej. W aspekcie globalnym są to problematyczne zagadnienia dla dostawców tej energii.

Obecna polityka energetyczna oraz środowiskowa nakłada na kraje unijne obowiązek wprowadzania regulacji zmniejszających zużycie energii pierwotnej, a zwiększających udział energii odnawialnej. Malejące rezerwy źródeł kopalnych (węgiel, ropa, gaz) wskazują na potrzebę znalezienia alternatywnych rozwiązań.

Zgodnie z wizją energetyczną na rok 2050 studiów BMU (niemieckie Federalne Ministerstwo Środowiska), zakłada się (scenariusz średni):
zapotrzebowanie budynków na ciepło: – 80%
cena gazu ziemnego: +100%
cena ropy: +70%
zużycie energii końcowej budynków: – 42% (średnio)
zapotrzebowanie energii elektrycznej: – 25%
zużycie energii elektrycznej: – 20%, z tego 60% ze źródeł odnawialnych
udział budynków rewitalizowanych: wzrost z 1% na 2%.

Wymagania energetyczne oraz jakościowe budynków będą się dynamicznie zmieniać...

Zgodnie z wszelkimi oczekiwaniami chłodzenie budynków, czyli pełna klimatyzacja, będzie stawało się standardem. Przy rosnących wymaganiach energetycznych oraz oszczędnościowych niezbędne stanie się szukanie alternatywnych form chłodzenia.

Spis treści ebooka Alternatywne systemy chłodzenia i klimatyzacji. Przewodnik

Spis treści:
1. Wstęp – s.5

2. Wprowadzenie i definicja problemu – s.7
2.1. Zyski ciepła – s.8
2.2. Podział systemów klimatyzacyjnych – s.9
2.3. Klimat zewnętrzny – s.11
2.4. Komfort w pomieszczeniu zamkniętym – s.11
2.5. Transport energii w pomieszczeniu – s.12
2.6. Procesy termodynamiczne – s.12
2.6.1. Chłodzenie – s.13
2.6.2. Nawilżanie wodą (chłodzenie adiabatyczne) – s.14
2.6.3. Osuszanie kondensacyjne – s.15

3. Materiał zmiennofazowy PCM – s.17
3.1. Zasada działania – s.17
3.2. Przykłady rozwiązań z zastosowaniem materiału zmiennofazowego – s.21
3.2.1. Przykład 1 – s.21
3.2.2. Przykład 2 – s.22
3.2.3. Przykład 3 – s.23
3.2.4. Przykład 4 – s.24
3.2.5. Przykład 5 – s.25
3.2.6. Realizacje referencyjne – s.26

4. Chłodzenie pasywne – budynki ochronne w trudno dostępnych okolicach – s.30

5. Systemy chłodzenia wyparnego – s.33
5.1. System bezpośredniego chłodzenia wyparnego (DEC) – s.33
5.2. System pośredniego chłodzenia wyparnego (IEC) – s.39
5.3. Wieża chłodnicza – s.41
5.4. System kombinowanego pośredniego i bezpośredniego chłodzenia wyparnego – s.43
5.5. Ultracoolery adiabatyczne – s.45

6. Wentylacja naturalna i mechaniczna – s.48
6.1. Przykłady zastosowań wentylacji nocnej – s.50

7. Free-cooling – s.52
8. Wentylacja dzienna – s.53

9. Ograniczenie zysków ciepła – s.55
9.1. Zasada działania – s.55
9.2. Urządzenia niskoenergetyczne – s.55
9.3. Ruchome instalacje ochrony przeciwsłonecznej – s.56
9.4. Szkło przeciwsłoneczne – s.57
9.5. Heliostaty i systemy kierowania strumieniem światła – s.58

10. Masa akumulacyjna – s.60
10.1. Zasada działania – s.60
10.2. Przykłady zastosowań – s.61

11. Wymiennik gruntowy – s.62
11.1. Zasada działania – s.62
11.2. Powietrzny wymiennik gruntowy – s.65
11.2.1. Klimatyzacja komfortu – s.67
11.2.2. Klimatyzacja pomieszczeń – s.68
11.2.3. Wspomaganie chłodzenia – s.69
11.3. Wodny wymiennik gruntowy – s.70
11.3.1. Zastosowanie oraz możliwości montażu – s.71
11.3.2. Wodny wymiennik gruntowy do chłodzenia z wodnym systemem odbioru – s.71
11.3.3. Wodny wymiennik gruntowy do grzania i chłodzenia z powietrznym systemem odbioru – s.75
11.3.4. Chłodzenie pasywne pompy ciepła – s.76
11.4. Studnia powietrzna – s.77

12. Pasywne chłodzenie wyparne – s.79

13. Chłodzenie słoneczne – s.82
13.1. Zasobnik sorpcyjny – s.84

14. Architektura – s.86
14.1. Zazieleniona fasada – s.87
14.2. Zazielenianie dachów – s.87
14.3. Budynki earth-sheltered – s.88

15. Podsumowanie – s.90