Amoniak ako ekologický zdroj chladu a tepla v civilných budovách
Časopis TZB Haustechnik V posledných rokoch sme svedkami dynamických zmien vo viacerých odvetviach hospodárstva. Jednou z najvýraznejších tém súčasnosti je znižovanie energetickej náročnosti procesov a technológií. Významnú úlohu v tejto oblasti zohráva aj civilný sektor, ktorý sa podieľa na značnej časti celkovej spotreby energie.
Efektívna výroba tepla a chladu pre civilné budovy je odvetvie energetiky, kde sa čím ďalej, tým viac prihliada nielen na energetickú efektívnosť, ale aj na obnoviteľné zdroje energie. Pri návrhu technických riešení na výrobu chladu a tepla by malo byť prioritou zvoliť tie najefektívnejšie a najekologickejšie dostupné riešenia.
Realita však stále ukazuje, že investori sa často rozhodujú predovšetkým na základe vstupných investičných nákladov a uprednostňujú cenovo dostupnejšie, no energeticky neefektívnejšie alternatívy.
V poslednom období sa však tento prístup postupne mení a čoraz viac investorov a prevádzkovateľov začína využívať moderné technológie, ktoré prinášajú dlhodobé energetické aj ekologické benefity. Významnú úlohu v tomto procese zohrávajú aj progresívni projektanti, ktorí aktívne sledujú technologické trendy a dokážu presvedčiť investorov a prevádzkovateľov o výhodách efektívnejších riešení na základe odborných argumentov.
Aj vďaka tomu sa vývoj pri zabezpečovaní výroby tepla a chladu pre civilné budovy vyznačuje novými prístupmi. Čoraz väčšiu pozornosť získavajú riešenia využívajúce ekologické chladivá, ako sú R717 (amoniak) a jeho zmesi, napríklad R723.
Využívanie ekologických chladív je v posledných rokoch čoraz populárnejšie. Nejde pritom len o technologický trend, ale aj o prirodzenú reakciu na postupné obmedzovanie syntetických chladív a snahu hľadať udržateľnejšie alternatívy.
Spočiatku zmenu poháňala predovšetkým ochrana životného prostredia, v súčasnosti sa však čoraz viac ukazuje aj významný prínos týchto riešení z hľadiska energetickej efektívnosti. Tento argument je podstatnou zložkou mozaiky dokonalého umeleckého diela.
V nadväznosti na to však treba zdôrazniť, že neexistuje dokonalé chladivo vhodné na všetky aplikácie. Preto je dôležité ku každému projektu pristupovať individuálne a zohľadniť jeho technické, energetické aj prevádzkové požiadavky. Takýmto spôsobom možno navrhnúť optimálne riešenie, ktoré najlepšie vyhovuje konkrétnym podmienkam danej aplikácie.
Využívanie amoniaku v civilnej sfére
Využívanie amoniaku ako chladiva je v civilnej sfére stále pomerne ojedinelé aj napriek tomu, že ide o ekologické chladivo s viac ako storočnou históriou používania v chladiacej technike. Tradične sa uplatňuje najmä vo veľkých priemyselných chladiacich systémoch, kde vyniká vysokou energetickou účinnosťou, spoľahlivosťou a dlhodobou prevádzkovou stabilitou.
Aké sú teda jeho nevýhody? Toxicita. Tá sa však prejavuje až pri relatívne vysokých koncentráciách. Amoniak má zároveň pri bežnom tlaku a teplote charakteristický prenikavý, ostrý, dráždivý zápach. Ten je už aj pri minimálnych neškodných koncentráciách pre náš čuch veľmi nepríjemný – a to je výhoda, akú nemá žiadne iné chladivo.
Prípadný únik je detegovaný aj obyčajnými zmyslovými schopnosťami človeka, čo zásadne uľahčuje jeho zistenie a umožňuje bezpečné opustenie ohrozenej zóny. V plynnom stave je amoniak ľahší ako vzduch, čo zároveň uľahčuje jeho odvetranie z priestoru.
Realizácia s amoniakom v novom administratívnom sídle
Zadanie investora znelo jasne: vybudovať zdroj tepla a chladu pre nové administratívne sídlo spoločnosti. Podstatné však bolo, aby bol čo najefektívnejší a najekologickejší. Život by bol nudný, keby sme stále robili to isté – táto výzva pre nás predstavovala skvelú príležitosť a my sme za ňu veľmi vďační.
Investor požadoval inštaláciu zdroja tepla a chladu priamo na podlaží budovy, v blízkosti kancelárskych priestorov. To kládlo zvýšené nároky najmä na bezpečnosť prevádzky, kompaktnosť zariadenia a minimalizáciu náplne chladiva. Z toho dôvodu bolo ako zdroj tepla a chladu inštalované tepelné čerpadlo/chladič Twineco® 100P s chladivom R723 s extrémne nízkou náplňou primárneho chladiva – len 2,5 kg.
Chladiaci okruh pracuje na princípe priameho odparu chladiva R723 cez EEV ventil, ktorý priamo nastrekuje chladivo do celozvareného doskového výparníka. Rovnako aj konštrukcia kondenzátora je celozvarená s viacerými doskami.
Chladivo R723 má výborné termodynamické vlastnosti, na základe čoho sa ukázalo ako najefektívnejšia voľba. Z hľadiska bezpečnosti predstavuje náplň chladiva v objeme 2,5 kg minimálne riziko pre prevádzku zariadenia.
Zariadenie Twineco® 100P s chladivom R723 (obr. 1) predstavuje primárny zdroj chladu a tepla pre administratívne priestory budovy. Systém je navrhnutý ako nepriame chladenie a vykurovanie. Distribúcia chladu a tepla v jednotlivých priestoroch je zabezpečená prostredníctvom stropných rozvodov. Vykurovanie vybraných častí objektu je doplnené aj o klasické radiátorové vykurovacie telesá.
Jednou z požiadaviek investora bolo zabezpečenie chladenia a vykurovania v rovnakom čase. Na odoberanie odpadového tepla alebo chladu slúži adiabatický vzduchový chladič inštalovaný na streche budovy.
V prípade veľmi nízkej vonkajšej teploty a na účely efektívneho odmrazovania vzduchového chladiča sú do systému inštalované elektrokotly. Twineco® 100P sa vďaka plynulej regulácii výkonu dokáže dokonale prispôsobiť momentálnym energetickým potrebám budovy. Zariadenie obsahuje piestový kompresor Goeldner, čo predstavuje najefektívnejšie riešenie na výrobu tepla tepelným čerpadlom.
V strojovni (obr. 3) sú nainštalované snímače úniku amoniaku a teploty, ktoré nepretržite sledujú stav priestoru. Ak senzory zachytia zvýšenú koncentráciu amoniaku, automaticky sa spúšťa vetranie strojovne. Pri prekročení nastavených teplotných limitov sa aktivuje chladenie vetraním. Ak však vetranie nestačí na dosiahnutie požadovanej teploty, systém automaticky prepne na chladiaci režim fancoilov.
Viac informácií a ďalší obsah nájdete aj na YouTube kanáli.
Text a foto: ABC Food Machinery spol. s r. o.
