Návrh a instalace adiabatického chlazení: projektové zásady, které rozhodují o úspěchu

Pokud jste se rozhodli pro adiabatický chladič přinášíme vám přehled základních pravidel, které je nutné dodržet pro správnou funkci zařízení. Jde o enormně jednoduché a účinné zařízení. I zde však hraje kvalita projektu zásadní roli v tom, zda bude systém skutečně fungovat s deklarovanou účinností.
Návrh a instalace adiabatického chlazení: projektové zásady, které rozhodují o úspěchu

Zkušenosti z realizací ukazují, že většina problémů nevzniká na straně technologie samotné, ale ve fázi návrhu. Poddimenzovaný průtok vzduchu, nedostatečný odvod vzduchu z objektu nebo nesprávné rozmístění jednotek mohou snížit účinnost systému o desítky procent. Moderní adiabatické chlazení proto nelze navrhovat pouze podle plochy haly nebo instalovaného chladicího výkonu. Projekt musí vždy vycházet z objemu budovy, tepelných zisků, venkovních klimatických podmínek a požadované kvality vnitřního prostředí.

Adiabatické chlazení se navrhuje jinak než klimatizace

První zásadní rozdíl spočívá v samotném principu technologie. Klasická klimatizace je navrhována primárně podle potřebného chladicího výkonu v kW. Projektant stanovuje tepelnou zátěž objektu a následně vybírá zdroj chladu, který je schopen tento výkon pokrýt.

Adiabatické chlazení naopak pracuje s objemovým průtokem vzduchu.

Chladicí efekt vzniká přívodem velkého množství čerstvého vzduchu ochlazeného odparem vody. Návrh proto vychází z intenzity větrání a schopnosti odvést z budovy přebytečné teplo.

Zjednodušeně lze říci, že:

  • klimatizace pracuje s chladem,
  • adiabatika pracuje se vzduchem.

Právě nepochopení tohoto rozdílu bývá nejčastější příčinou chybného návrhu.

První krok: výpočet tepelných zisků

Každý projekt musí začínat bilančním výpočtem.

Je nutné stanovit:

Vnější tepelné zisky (např.):

  • solární zátěž střešního pláště
  • oslunění fasád
  • prostup tepla konstrukcemi

Vnitřní tepelné zisky(např.):

  • technologické procesy a rozvody,
  • výrobní stroje,
  • osvětlení,
  • zaměstnanci

Právě vnitřní tepelné zisky bývají ve výrobních halách dominantní. Není výjimkou, že představují více než 70 % celkové tepelné zátěže objektu. Proto může mít výrobní hala o stejné velikosti zcela odlišné nároky na chlazení podle typu výroby. Tepelné zisky budou zohledněny při stanovení výměny vzduchu (čím vyšší zisky tím vyšší potřeba výměny vzduchu).

 

Druhý krok: analýza klimatických podmínek

Výkon adiabatického chlazení je přímo závislý na stavu venkovního vzduchu.

Pro návrh jsou důležité především:

  • návrhová venkovní teplota,
  • relativní vlhkost,

Teoretická hranice adiabatického chlazení je dána mokrou teplotou venkovního vzduchu. Čím je vzduch sušší, tím většího poklesu teploty lze dosáhnout. Pro české klimatické podmínky lze v letním období běžně očekávat pokles přiváděného vzduchu přibližně o 5–12 °C.

Závislost teploty přiváděného vzduchu na vnitřní teplotě a relativní vlhkosti (projekční manuál)

 

Klíčový parametr: objemový průtok vzduchu

U adiabatiky rozhoduje především množství vzduchu přiváděného do objektu. Projektanti obvykle pracují s počtem výměn vzduchu za hodinu.

Orientačně lze uvažovat:

Doporučené hodnoty výměny vzduchu podle zátěže - tepelných zisků (projekční manuál)

Příklad:

Výrobní hala:

  • plocha 4 000 m²
  • výška 8 m (výška distribučních elementů 5 m)
  • Požadovaná výměna (lehká zámečnická výroba - střední zátěž): 13 h⁻¹

Čistý objem prostoru pro chlazení: 5 x 4 000 = 20 000 m³

Potřebný průtok:  20 000 × 13 = 260 000 m³/h

Na základě hodinového průtoku vzduchu je možné určit počet a velikost adiabatických jednotek.

Stanovení počtu jednotek

Jednotky mají v manuálu pro instalaci a údržbu definovaný hodinový průtok vzduchu:

AD14 V: max. 13 000 m3/h

AD20 L:max. 20 000 m3/h

AD30 V: max.  27 000 m3/h

V - Stropní instalace (Vertikal)

L- Nástěná instalace (Lateral)

Příklad:

Potřebný průtok: 260 000 m³/h

Počet jednotek = potřebný průtok vzduchu / maximální průtok vzduchu = 260 000 / 27 000 = 9,6 =) 10 jednotek

Návrh distribuce vzduchu

Dodání správného množství vzduchu je naprosto klíčové. Neméně důležité je také zajistit jeho rovnoměrnou distribuci.

Při návrhu je nutné sledovat:

  • dosah proudění a směr proudění
  • rychlost vzduchu v pobytové zóně,
  • eliminaci mrtvých zón.

V praxi se používají tři základní varianty:

  • Přímé vyfukování do haly - nejčastější a ekonomicky nejvýhodnější řešení. Používá se zejména u výrobních hal, skladů, logistických center.
  • Textilní distribuční systémy - vhodné tam, kde je požadována velmi rovnoměrná distribuce vzduchu.
  • Klasické vzduchotechnické potrubí - používá se při členitých dispozicích nebo při požadavku na zónovou regulaci.

Nejpodceňovanější část projektu: odvod vzduchu

Zatímco klimatizace většinou pracuje s recirkulací, adiabatický systém neustále přivádí čerstvý vzduch.Každý kubík přiváděného vzduchu musí mít možnost opustit objekt.

Pokud tomu tak není:

  • vzniká přetlak,
  • narůstá vlhkost,
  • snižuje se účinnost chlazení,
  • zhoršuje se proudění.

V dobře navrženém systému bývá odvod vzduchu stejně důležitý jako samotný adiabatický chladič. Systém zahrnuje přivádění ochlazovaného vzduchu do prostoru a odvod alespoň 80% z toho prostřednictvím přirozených větracích otvorů nebo systému nuceného odsávání. Odvod nejméně  80% přiváděného vzduchu je nezbytné pro zajištění předpokládané výměny vzduchu, pro zajištění chladicího účinku a pro zabránění zvýšení procenta relativní vlhkosti v prostoru.

Odvod nižšího množství vzduchu, než jaké bylo přivedeno (ale ne méně než 80%), umožňuje udržovat ochlazovaný prostor v mírném přetlaku ve srovnání s vnějším prostředím, což zabraňuje vnějšímu horkému vzduchu vniknout do prostoru přirozenou cestou otvory. Na odvod odpadního vzduchu je třeba počítat s otvory o velikosti zhruba 1 m2 na 1000 m3 vzduchu.

 Je důležité, aby větrací otvory (okna, dveře, brány, střešní okna, ...) nebyly soustředěny na jednom místě nebo pouze na jedné straně prostoru, ale aby byly rozmístěny v celé budově, aby umožňovaly větrání a chlazení celého prostoru a nejen jeho části. Nejlepšího výsledku dosáhneme, pokud můžeme otvory umístit ve stropu jako světlíky nebo střešní okna: pomocí těchto otvorů je možné „odvádět“ velké množství teplého vzduchu, který se běžně hromadí a usazuje se pod střechou.

Pokud již jsou v prostoru v provozu systémy nuceného odsávání, musí být jejich kapacita zohledněna a odečtena od výpočtu potřebných otvorů/výústků. Je nutné zajistit správnou rovnováhu mezi množstvím vzduchu přiváděného a odváděného z prostoru.

Projektový návrh proto musí vždy řešit:

  • stavební otvory - přirozené větrání
  • střešní ventilátory,
  • gravitační klapky,
  • ventilační žaluzie,
  • střešní světlíky s funkcí větrání.

Volba a umístění jednotek

Střešní instalace

Výhody:

  • nejlepší distribuce vzduchu,
  • minimální zábor prostoru,
  • kratší trasy rozvodů.

Fasádní instalace

Výhody:

  • jednodušší instalace do stávajících budov,
  • nižší nároky na statiku a stavební úpravy,

Voda jako provozní médium

Voda potřebná pro provoz chladiče může být čerpána přímo z místního vodovodní sítě. Není nutné žádné změkčování vody, protože chladič zajišťuje pravidelné naprogramované proplachování vnitřních obvodů, aby se zabránilo tvorbě usazenin vodního kamene a krystalizace minerálních solí obsažených ve vodě. Pokud víte, že máte zvláště tvrdou vodu, můžete naprogramovat častější proplachování.

Klíčové je dodržení dvou jednoduchých parametrů:

  • Hydraulický rozvod musí zajistit minimální průtok 7 l/min pro každou jednotku při tlaku 1,5 ÷ 3 bar (maximální povolený tlak: 6 bar).
  • Hydraulický rozvod musí být vybavena vhodným filtrem, který zabrání průniku pevných prvků, jako je písek a nečistoty
  • Hydraulický rozvod musí jít vypustit před začátkem zimní sezóny, aby nedošlo k poškození zamrznutím.

 

 

 

Automatická regulace jako součást systému

Adiabatický chladič musí být vybaven vlastním řídícím systémem. K dispozici jsou tři varianty regulace:

  • Lokální ovládání EVO pro každou jednotku – umožňuje manuální, nebo plně automatický provoz zařízení. Je vybaven týdenním programátorem a umožňuje signalizaci stavu a provozní diagnostiku.

 

  • Skupinové ovládání EVO-ODSPS035 - společné ovládání až 5 chladicích jednotek prostřednictvím jednoho ovladače. Výhodné pro chlazení výrobních hal o větších rozměrech, kde je zapotřebí většího počtu průmyslových chladicích jednotek.

 

  • Centrální řízení ovladačem QBO10 s možností implementace do MaR - nezávislé ovládání až 16 chladičů

Nejčastější chyby při návrhu

V reálném provozu se setkáváme s třemi zásadními problémy:

Poddimenzovaná výměna vzduchu

Jde o nejčastější chybu. Jednotka nemá dostatečný průtok vzduchu. Investor očekává výkon odpovídající klimatizaci, ale systém není schopen dostatečně odvést tepelné zisky ven z objektu.

Chybějící odvod vzduchu

Technicky správně navržená jednotka, která pracuje do přetlaku. V budově roste vlhkost a jednotka nemá chladící výkon.

Nevhodná distribuce vzduchu

Jednotka je správně dimenzována, má dostatečný odvod vzduchu, ale není správně umístěna. Vznikají přehřáté zóny, průvan a nelze plně využít výkon instalovaných jednotek.

 

Závěr: dobrá adiabatika začíná u projektu

Zkušenosti s adiabatickým chlazením ukazují, že mezi průměrnou a špičkovou realizací více než značka, rozhoduje kvalita projekční přípravy.

Správný návrh musí řešit současně:

  • tepelné zisky,
  • klimatická data,
  • požadovaný průtok vzduchu,
  • distribuci vzduchu,
  • odvod vzduchu,
  • kvalitu vody,
  • systém regulace.

Teprve kombinace všech těchto faktorů umožní dosáhnout toho, co je hlavním důvodem investice do adiabatického chlazení – vysokého tepelného komfortu při minimálních provozních nákladech. Řešíte projekt s adiabatickým chlazením, ohraďte se na naše specialisty nebo vyzkoušejte náš konfigurátor.

 

X
Robur logo

Nezávazná poptávka