Zapotrzebowanie na energię oraz koszty klimatyzacji w układzie z recyrkulacją i rekuperatorem dla pomieszczenia czystego

W artykule przedstawiono analizę jednostkowego zapotrzebowania na energię użytkową, końcową oraz pierwotną, a także jednostkowych kosztów obróbki termodynamicznej powietrza układu klimatyzacji z wymiennikiem krzyżowym lub przeciwprądowym oraz recyrkulacją powietrza dla pomieszczenia czystego klasy ISO7. Jako narzędzie analizy wykorzystano model symulacyjny działania układu klimatyzacyjnego w ciągu całego roku, przyjmując dwa przypadki regulacji wilgotności względnej: ϕp=45% oraz ϕp=40÷50%, a także dwa warianty zabezpieczenia wymiennika odzysku ciepła przed oszronieniem: wariant 1 – z nagrzewnicą wstępną elektryczną i wariant 2 – z obejściem („by-pass”) rekuperatora. Przemiany powietrza w modelu symulacyjnym realizowano zgodnie z algorytmami energooptymalnej obróbki termodynamicznej. Wyniki obliczeń wskazują, iż zastosowanie nagrzewnicy wstępnej elektrycznej przed wymiennikiem do odzysku ciepła, pozwala uzyskać zmniejszenie zapotrzebowania na energię pierwotną o 8,8÷11% oraz zmniejszenie jednostkowych kosztów obróbki termodynamicznej powietrza o 6,4÷8,6% – zależnie od przedziału wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu – w stosunku do zastosowania obejścia rekuperatora.

---

The article presents an analysis of the unit demand for usable, final and primary energy as well as the unit costs of air conditioning system thermodynamic treatment with a cross-flow or counter-flow heat exchanger and air recirculation for a clean room of ISO7 class. As a tool in the optimization procedure, simulation model of the air conditioning system operation during the whole year was formulated and used, assuming two cases of relative humidity regulation: ϕp = 45% and ϕp = 40÷50%. It was also assumed two variants of the heat exchanger protection against frost: variant 1 – with electric pre-heater and variant 2 – with „by-pass” of the recuperator. Air changes in the simulation model were carried out in according to the algorithms of energy-optimal thermodynamic treatment. The calculation results show that the use of an electric pre-heater before the heat recovery exchanger allows to reduce the demand for primary energy by 8,8÷11%. It also allows to reduce the unit costs of thermodynamic air treatment by 6,4÷6,6% – depending on the relative humidity range of air in the room – relative to the use of a recuperator „by-pass”.