Kollár Csaba: Légkezelőgépek energiahatékonysága Rosenberg Hungária Lég- és Klímatechnikai Kft. 2532 Tokodaltáró, József Attila út.
Download ReportTranscript Kollár Csaba: Légkezelőgépek energiahatékonysága Rosenberg Hungária Lég- és Klímatechnikai Kft. 2532 Tokodaltáró, József Attila út.
Kollár Csaba: Légkezelőgépek energiahatékonysága Rosenberg Hungária Lég- és Klímatechnikai Kft. 2532 Tokodaltáró, József Attila út. 34. web: www.rosenberg.hu • e-mail: [email protected] 1 Légkezelőgépek energiahatékonysága Légkezelőgépek energiahatékonysága 2 Légkezelőgépek energiahatékonysága EUROVENT • Tanúsítja a légtechnikai termékek teljesítményadatait az európai és nemzetközi sztenderd szerint • Akkreditált mérőállomáson vizsgálja a gyártó által megadott teljesítményparamétereket • A felülvizsgálatokat 3 évente meg kell újítani • A DIN EN 1886, 1946,ill.13056 szerinti vizsgálat • A tanúsítvány egész Európában érvényes, és Ázsia egyes területein is elfogadott • A légkezelőgépek méretező programjainak adatait, eredményeit is hitelesíti Légkezelőgépek energiahatékonysága 3 Légkezelőgépek energiahatékonysága RLT - Légkezelőgépgyártók Szövetsége • Kiválasztóprogram évenként megújítandó tanúsítása • Míg az EUROVENT minimális követelményrendszert nem állít fel, addig a RLT szigorú előírásokat fogalmaz meg a légkezelőgép kivitelére és a dokumentációra vonatkozólag is • Energiacímkék tanúsítása az EN 13053 alapján (A+, A, B) Légkezelőgépek energiahatékonysága 4 Légkezelőgépek energiahatékonysága A DIN EN 1886 által tanúsított, főbb légkezelőgép konstrukciós műszaki paraméterek A készülékház mechanikus stabilitása Szivárgás a házon túlnyomásnál Hőszigetelés Szivárgás a házon depressziónál Hőhídfaktor Zsaluk A szigetelőanyag tűzveszélyességi osztályba sorolása Légkezelőgépek energiahatékonysága 5 Légkezelőgépek energiahatékonysága SFP- Specific Fan Power- Specifikus ventilátorteljesítmény • Új követelmények a légtechnikai rendszerek terveivel és a légkezelőgépek üzemeltetésével kapcsolatban • Az európai energiatakarékossági rendelet EnEV 2009 • A új formájában megjelent DIN EN 13779 - A nem lakás céljára szolgáló épületek szellőztető-és klímaberendezéseire vonatkozó általános követelmények és előírások • Bevezetésre került az SFP osztályba sorolás- mennyi lehet a légtechnikai rendszer elektromos teljesítmény felvétele egységnyi légtérfogat-áram mozgatása esetén Légkezelőgép Csatornahálózat Csatornahálózat Légbeszívó/kidobó Anemosztátok elemek PSFP=Pinput / qv (W/m3/s) Légkezelőgépek energiahatékonysága 6 Légkezelőgépek energiahatékonysága SFP- Specifikus ventilátorteljesítmény 7 SFP osztály az DIN EN 13779 szerint SFP osztály PSFP Specifikus ventilátorteljesítmény (W/m3/s) SFP1 PSFP≤ 500 SFP2 500<PSFP≤ 750 SFP3 750<PSFP≤1250 SFP4 1250<PSFP≤ 2000 SFP5 2000<PSFP≤ 3000 SFP6 3000<PSFP≤ 4500 SFP7 4500<PSFP Ventilátorteljesítmény számítása: PSFP= Ventilátor elektromos teljesítmény felvétele P (W) Névleges térfogatáram qv (m3/s) Légkezelőgépek energiahatékonysága 7 Légkezelőgépek energiahatékonysága SFP- Specifikus ventilátorteljesítmény Néhány javasolt tervezési érték az SFP osztályhoz az EN13779-ből Pótlékolás Részegység Irányértékek az egyes részegységek nyomásveszteségeire Alkalmazható pótlék a PSFP osztályhoz (W/m3/s) Kiegészítő mechanikus szűrés PSFP+ 300 HEPA szűrő PSFP+ 1000 Gáz szűrő PSFP+ 300 Nagy hatásfokú hővisszanyerő Nagy teljesítményű hűtés PSFP+ 300 PSFP+ 300 Ajánlott SFP osztályok egyéb követelmények hiányában Légtechnikai rendszer kialakítása Befúvógép Elszívógép Egyszerű rendszer SFP3 SFP2 Komplex rendszer SFP4 SFP3 Nyomásveszteség(Pa) Részegység Alacsony Közepes Magas Befúvó légcsatorna 200 300 600 Elszívó légcsatorna 100 200 300 Fűtő kalorifer 40 80 100 Hűtő kalorifer 100 140 200 Hővisszanyerő H3 100 150 250 Hővisszanyerő H1-H2 200 300 400 Nedvesítő 50 100 150 Mosó 100 200 300 Szűrő F5-F7(végny.) 100 150 250 Szűrő F8-F9(végny.) 150 250 400 HEPA szűrő 400 500 700 Aktívszén szűrő 100 150 250 Hangcsillapító 30 50 80 Légbeszívás/légkidobás 20 50 70 Légkezelőgépek energiahatékonysága 8 Légkezelőgépek energiahatékonysága SFP- Specifikus ventilátorteljesítmény • Minimálisan tartandó az SFP 3 osztály, ahol a ventilátor teljesítményfelvételének 1250 W/m3/s alatt kell lennie • Egy η=0,6 rendszerhatásfokot (ventilátor-motor-hajtás) felvéve ehhez 750 Pa ventilátor össznyomásnövekedést kapunk Mivel a légcsatorna-rendszer nyomásvesztesége nincs önállóan meghatározva, ennek nagysága nem a légkezelőgép-gyártók felelőssége, az SFP osztály önmagában nem alkalmas a légkezelőgép energiahatékonyságának megítélésére! Légkezelőgépek energiahatékonysága 9 Légkezelőgépek energiahatékonysága Energiahatékonysági címkék légkezelőgépeken Kritériumok, hatékonysági osztályok A+ A B V5 V4 V2 V6 V5 V3 V7 V6 V5 Elektromos teljesítményfelvétel P2 P3 P4 Hővisszanyerési osztályok H1 H2 H3 Sebességi osztályok •termikus légkezelés nélkül •légfűtéssel •további funkciókkal Légkezelőgépek energiahatékonysága 10 Légkezelőgépek energiahatékonysága Sebességi osztályok Légkezelőgépek energiahatékonysága 11 Légkezelőgépek energiahatékonysága Elektromos teljesítményfelvételi osztályok Légkezelőgépek energiahatékonysága 12 Légkezelőgépbe beépülő ventilátor egységek Rosenberg újdonságok a légkezelésben 13 Légkezelőgépek energiahatékonysága ErP irányelv ErP = Energy Related Products – Directive Európai Unió -> 2020-ig CO2-kibocsátás 20 %-os csökkentése, 20 % megújuló energia termelésből származó forrás felhasználása Légkezelőgépek energiahatékonysága 14 Ventilátorok hatásfoka 2015.10.31. 2015.10.31. 15 15 Ventilátorok hatásfoka 2015.10.31. 2015.10.31. 16 16 Ventilátorok házzal és ház nélkül 2015.10.31. 2015.10.31. 17 17 Ventilátorok hatásfoka 2015.10.31. 2015.10.31. 18 18 Új R30 járókerekű Rosenberg ventilátorok • Hatásfoknövelés a korábbi típushoz képest • Légkezelőgépbe való beépítésre optimalizálva • Magas teljesítménysűrűség • Alacsonyabb zajszint • Minden motortípushoz (EC, AC, IEC) alkalmazható új hátrahajló lapátozású járókerék Rosenberg újdonságok a légkezelésben 19 Légkezelőgépek energiahatékonysága Elektromos motorok energiahatékonysága Légkezelőgépek energiahatékonysága 20 Elektromos kommutációjú (EC) motor EC-Motor Electronically Commutated Motor más elnevezése: BLDC (Brushless DC) • Folyamatos szabályozású szénkefe nélküli egyenáramú motor • A szénkeféket elektronikus kapcsolás helyettesíti, kisebb veszteség • Rotor helyzet felismerés Hall szenzorokkal • Hálózat (3~, 1~) Rosenberg újdonságok a légkezelésben 21 Légkezelőgépbe kifejlesztett R30 ventilátorok GKH_ típus: - Magas hatásfok - EC- (elektromos kommutációjú) motor - Óvja a környezetet - Energiát takarít meg - Integrált szabályozás (0-10V-tal) - Hátrahajló lapátozás Rosenberg újdonságok a légkezelésben 22 Légkezelőgépek energiahatékonysága Költségek a motor élettartama alatt Forrás: Siemens AG Légkezelőgépek energiahatékonysága 23 Légkezelőgépek energiahatékonysága Hővisszanyerők energiahatékonysági osztályba sorolása Légkezelőgépek energiahatékonysága 24 Légkezelőgépek energiahatékonysága Különböző hővisszanyerők energiahatékonyságának növelése Közvetítő közeges hővisszanyerők HKVS- nagyhatékonyságú közvetítő közeges hővisszanyerők (η =70-80 %) Hagyományos (η = 35-40%) Hőcsöves hővisszanyerők Nem növelhető tovább ! Hagyományos (η = 50-60%) Légkezelőgépek energiahatékonysága 25 Rosenberg nagyhatékonyságú közvetítőközeges hővisszanyerők Rosenberg újdonságok a légkezelésben 26 Nagyhatékonyságú közvetítőközeges hővisszanyerők Előnyei: • Nagy hatékonyság (akár 60-80%) o elérhető a H1 hővisszanyerési osztály (EUROVENT A, RLT A+) • Fizikailag távol lehetnek egymástól az ágak • Nem keveredik az elszívott és a befújt levegő • o Robbanásveszélyes közegek o Kórházak / tisztatér technológia Erősen szennyezett levegő elszívásánál is alkalmazható o Konyhák • Utólag is beépíthető meglévő légkezelő egységekbe • Több, akár eltérő térfogatáramú ág is összeköthető • Egyéb hőforrások is betáplálhatók a hidraulikai körbe (hulladékhő, megújuló energiák) Rosenberg újdonságok a légkezelésben 27 Nagyhatékonyságú hőcserélők A nagy hatékonyság elérése: • Nagy hőátadó felület • Az ellenáramú hőcsere minél jobb megközelítésére (speciális kötésminta) • Minél hosszabb vízkörök • Szabályozott nagynyomású szivattyú szükséges • Eltérő téli-nyári üzemállapot • Részterhelésnél visszaszabályozás • Nagy vízoldali sebesség • Nyomásesés 200 kPa/hőcserélőig Rosenberg újdonságok a légkezelésben 28 Nagyhatékonyságú hőcserélők Egyéb megfontolások: • Alacsony légsebesség a légkezelőben • Ez illeszkedik a vélhetően 2015-ben hatályba lépő ErP-LOT6 előírásokhoz • Legalább 0,20 mm-es lamella vastagság • Jobb hővezetés • Jobb tisztíthatóság • A lamelláról leváló kondenz cseppek mérete nagyobb, így könnyebb leválasztani őket • Az alacsony hőmérsékletek miatt fagyálló (pl. etilénglikol) alkalmazása szükséges Rosenberg újdonságok a légkezelésben 29 Adiabatikus nedvesítés Adiabatikus nedvesítés (hűtés) az elszívott ágban Szükséges hozzá: • Adiabatikus nedvesítő beszerzése • Nedvesítő kamra kialakítása a légkezelőben (hosszabb gép) • Vízkezelő berendezés • Áram és víz fogyasztás Előnye: • Nyári üzemállapotban akár kétszeres hőmennyiséget lehet visszanyerni, ha adiabatikusan lenedvesítük a levegőt. • A többletberuházás gyorsan megtérül Rosenberg újdonságok a légkezelésben 30 Hőbevitel közvetlenül a hidraulikai körbe A hővisszanyerő körbe egy víz/víz lemezes hőcserélőn keresztül külső hőforrást lehet bekapcsolni • A hővisszanyerés után hiányzó hőmennyiséget pótolni lehet o pl. Hőszivattyúval • A hőcserélők nagy hatékonysága miatt a közvetítő közeg kellően lehűl, így akár alacsony hőfokszinten is lehet külső hőforrást bekapcsolni o Hulladékhő alkalmazásának a lehetősége (pl. szennyvízből) • Nincs szükség további hűtő / fűtő hőcserélők beépítésére a légkezelőkben o Légoldali nyomásveszteség csökkenése Rosenberg újdonságok a légkezelésben 31 50 5 sûrûség ( kg/m ) n ív lat Re 0,2 ed 0,3 0 ta ég l rta 0,4 om 5 10 00 40 Téli, nyári h-x diagramok belső tesztrendszernél 40 11 ss ve 1,1 45 0,5 1,12 0,6 1,14 0,9 30 1,16 90 25 ia p 70 ntal 1 15 (°C) 1,26 20 0 3000 ; % 30,0 20,0 26,0 20,0 26,5 45,0 81,5 55,0 95,0 64,0 T AN T' 30 1,28 0 320 0 3100 t; °C K SZ 40 0 0 330 Levegõ 1,24 5 k 60 1,22 10 kJ/ g) E AN SZ h( 350 340 80 4 1,2 95 1,0 2=3 T' T 20 0 0,8 K Léghõmérséklet 10 0,7 35 2900 2800 2700 2600 2500 2400 Víz 10 1,3 -5 2300 t; °C 1,32 -2 0 1,34 +2 Mollier-féle h-x diagram pössz = 1000 mbar 0 -15 h/ 1,36 x( 2 3 1900 ) 0 1 2000 Nedvesség x (g/kg) kg 0 -10 2100 1800 / kJ 1,38 -20 17,9 27,9 27,9 21,5 1 2 3 4 -10 2200 4 5 6 8 10 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23 24 22 25 1700 160 2 4 6 14 16 18 20 22 0 0 0 0 50 25 0 -25 0 00 -50 -10 -2 0 0 -4000 -8000 Rosenberg újdonságok a légkezelésben 12 24 75 0 26 28 10 00 30 32 34 36 38 Parciális vízgõznyomás p (mbar) 11 00 12 00 130 0 140 0 32 150 0 0 Légkezelőgépek energiahatékonysága Különböző hővisszanyerők energiahatékonyságának növelése Lemezes hővisszanyerők Ellenkeresztáramú (η=85 %) Keresztáramú (η=65 %) A hőátadó felület növelésével Légkezelőgépek energiahatékonysága Lemezes entalpia (η=?) • Speciális műanyag- polimer membrán fólia • Vízzel mosható • A nedvességet vízgőz állapotában visszanyeri • Antibakteriális bevonattal ellátott 33 Légkezelőgépek energiahatékonysága Különböző hővisszanyerők energiahatékonyságának növelése Hőszivattyús hővisszanyerők COP – Coefficient of performance – szám javításával növelhető az energiahatékonyság! (η=65%) Légkezelőgépbe integrált hűtési kör, Levegő-levegő hőszivattyú, megfordítható folyamat Légkezelőgépek energiahatékonysága 34 Légkezelőgépek energiahatékonysága Különböző hővisszanyerők energiahatékonyságának növelése Forgódobos (rotációs) hővisszanyerők A forgódob (rotor) különböző anyagokból történő előállításával növelhető a hővisszanyerés hatékonysága ! Hagyományos kondenzációs forgódob (rotor) (η=65-70 %) Hullámosított alumínium alapanyag Légkezelőgépek energiahatékonysága 35 Légkezelőgépek energiahatékonysága Rotoranyagok Nem higroszkópikus rotor sztenderd alumínium (ötvözet 1200) (ST1) epoxival bevont alumínium (STC1) tengervíz ellenálló alumínium (ötvözet 5052) (AK1) Higroszkópikus rotor higroszkópikus alumínium (STE1) Szorpciós rotor Molekuláris szűrő (HX1) Molekuláris szűrő (HM1, 3Å molekuláris pórusátmérő) A szorpciós rotoroknak speciális követelményeket kell teljesíteniük az Eurovent tanúsítás során. Névleges légáramokkal elvégzett teszteknél a rejtett (latens) energia visszanyerési hatékonyságnak legalább az érzékelhető (szenzibilis) energia visszanyerési hatékonyság 60 %-át el kell érnie. Amely rotornál ez nem érhető el, azt nem szabad szorpciós rotornak tanúsítani, csak entalpia (higroszkópikus) rotornak. Légkezelőgépek energiahatékonysága 36 Légkezelőgépek energiahatékonysága Szorpciós rotorok Szorpciós rotorok (HX1,HM1) Szilikagél alapú szorpciós anyag • • • • Aktív bevonat a szorpciós fólián az érezhető és magas páravisszanyerés érdekében A nedvességátvitel a szorpciós rotorokon, nagy felületen végbemenő fizikai szorpciós folyamat Nem kémiai folyamat, a molekulák szétválasztása a molekulák mérete szerint, és a molekulák atomjainak gyenge kötési energiáján alapszik • • • • • Gyakran alkalmazzák csomagolásnál és szárításnál, SiO2 1 g adszorbens anyagban kb .700 m2 szorpciós felület található (1 m2 alumíniumhordozón használt 15 g szilikagél kb 1,5 futballpálya felületével egyenlő Nagyon magas nedvességátvitel, főként magasabb relatív nedvességtartalomnál A molekuláris pórusméretek széles eloszlása Az adszorpciója nem szelektív, ellentétben a HX1 és HM1 rotorokkal Eventus már nem használ szilikagélt Légkezelőgépek energiahatékonysága 37 Légkezelőgépek energiahatékonysága Szorpciós rotorok Molekuláris szűrő HX1, HM1 mesterséges zeolit szorpciós anyagok • Funkcionális anyagcsoportok • Gyakran használt adszorbens anyag a vegyiparban • Szabályos molekulaszerkezet meghatározott molekuláris pórusátmérővel • Légkezelésben 3-10 Å molekuláris pórusméretű adszorbert használnak • Vízkezelésben 2,7 Å molekuláris pórusméretűt • Használt adszorbens anyagok különböző mesterséges zeolitok AIO4 és SIO4 3A HM1, HX1 • Igen magas nedvességátvitel • HM1 nagyon szelektív adszorbens,csak a vízmolekulákat engedi át a baktériumok fennakadnak, ezért lehet higiénikus tanúsítása Légkezelőgépek energiahatékonysága 38 Légkezelőgépek energiahatékonysága Szorpciós rotorok Szorpciós hővisszanyerők előnyei • 20-40 %-kal alacsonyabb hűtési teljesítmény szükséges a légkezelőgépekhez • Jelentős energiamegtakarítás nyáron • Nedvesítési kapacitás megtakarítása télen • Kisebb nedvesítési teljesítményből adódóan energiamegtakarítás télen • Jobb minőségű levegő (nagyobb páratartalom) télen Légkezelőgépek energiahatékonysága 39 TCO - teljes birtoklási költség 10 000 m3/h térfogatáramot biztosító Rosenberg Airbox légkezelőgép blokksémája Légkezelőgépek energiahatékonysága 40 TCO - teljes birtoklási költség Légkezelőgépek energiahatékonysága 41 TCO - teljes birtoklási költség Légkezelőgépek energiahatékonysága 42 TCO - teljes birtoklási költség Légkezelőgépek energiahatékonysága 43 TCO - teljes birtoklási költség Légkezelőgépek energiahatékonysága 44 TCO - teljes birtoklási költség Légkezelőgépek energiahatékonysága 45 TCO - teljes birtoklási költség Légkezelőgépek energiahatékonysága 46 TCO - teljes birtoklási költség Energiahatékonysági összehasonlítás Rosenberg sztenderd építőelemes, centrifugál ventilátoros, keresztáramú hővisszanyerővel szerelt 10000 m3/h légkezelőgép különböző felépítései között Sorszá m KCs50/ Pos1. KCs50/ Pos2. KCs50/ Pos3. KCs50/ Pos4. KCs50/ Pos5. Géptípus AirboxS4013R AirboxS4013R AirboxS4013R AirboxS4013Q AirboxS4013Q Nincs ilyen kivitel! KCs50/ AirboxS40Pos6. 13Q Névl. Keresztmet Keresztmetszeti szet sebesség RLT osztály EUROVENT osztály Eladási ár Árnövekmény 1,4m2 2,2m/s B D 9.063.-€ 0.-€ 1,4m2 2,2m/s B C 9.343.-€ 280.-€ 2,2m/s B B 9.926.-€ 863.-€ B A A C 1,7m/s A B 10.201.-€ 1.138.-€ 1,7m/s A A 11.055.-€ 1.992.-€ A+ B A+ A 11.205.-€ 2.142.-€ 1,4m2 Nincs ilyen kivitel! Nincs ilyen kivitel! 1,8m2 1,8m2 Nincs ilyen kivitel! 1,8m2 1,7m/s Légkezelőgépek energiahatékonysága 47 TCO – teljes birtoklási költség Légkezelőgépeink, az Eurovent és az RLT alapján különböző energetikai osztályok szerint készített összehasonlítása látható az ábrán, amelyen bemutatható a teljes birtoklási költség (TCO - Total Cost of Ownership). A TCO a beruházási költségből, a hővisszanyerőn elért energianyereségből és a hatékony motorok energiaköltségéből tevődik össze. A magasabb energiaosztályú gépeknél alacsonyabb üzemeltetési költség adódik, ezért a beruházás hamarabb megtérül. 3,500,000 Ft 10 000 m3/h légszállítású Rosenberg Airbox légkezelőgépek összehasonlítása 3,000,000 Ft 2,500,000 Ft 2,000,000 Ft 1,500,000 Ft Airbox S40 13R (RLT B, EUROVENT D) Airbox S40 13R (RLT B, EUROVENT C) 1,000,000 Ft Airbox S40 13R (RLT B, EUROVENT B) Airbox S40 13Q (RLT A, EUROVENT B) 500,000 Ft Airbox S40 13Q (RLT A, EUROVENT A) Airbox S40 13Q (RLT A+, EUROVENT A) 0 Ft 0 év 1 év 2 év 3 év 4 év 5 év 6 év Légkezelőgépek energiahatékonysága 7 év 8 év 9 év 10 év 48 Köszönöm megtisztelő figyelmüket !