Wykorzystanie ciepła systemowego do napędu układów chłodniczych – cz. I
Dynamiczny wzrost zapotrzebowania na chłód coraz silniej obciąża system elektroenergetyczny, zwłaszcza w okresach letnich szczytów. Artykuł przedstawia ograniczenia konwencjonalnych rozwiązań oraz kierunki rozwoju technologii pozwalających na efektywne i niskoemisyjne wytwarzanie chłodu w budynkach.
Zapewnienie chłodu dla celów klimatyzacji budynków stanowi aktualnie kluczowe wyzwanie dla współczesnego budownictwa. Nie jest to problem bardzo widoczny w kontekście szeroko dyskutowanych zagadnień związanych z zaopatrzeniem budynków w moc grzewczą i elektryczną. Należy podkreślić, że kwestie nowoczesnych rozwiązań układów klimatyzacji w budynkach z wielu powodów nabierają coraz bardziej istotnego znaczenia nie tylko ze względu na rosnące upowszechnienie ich stosowania w warunkach krajowych. Kluczowym tematem jest bowiem zapewnienie efektywnej ekonomicznie technologii wytwarzania chłodu oraz obróbki powietrza w układach klimatyzacji. Ze względu na stosunkowo wysoką konsumpcję energii elektrycznej niezbędnej do napędu układów chłodniczych aspekt ten stanowi jeden z kluczowych problemów w kontekście stosowania systemów klimatyzacyjnych w budynkach. Należy również podkreślić, że wykorzystywane w tym obszarze rozwiązania techniczne powinny mieć charakter perspektywiczny, tj. opierać się na technologiach uwzględniających strategiczne kierunki rozwoju, zgodnych z zasadami niskoemisyjności, bezpieczeństwa środowiskowego oraz racjonalnego gospodarowania zasobami energetycznymi. Wiele konwencjonalnych rozwiązań nie spełnia wskazanych uwarunkowań, dlatego przy wyborze rozwiązań perspektywicznych konieczne jest rozpatrzenie innowacyjnych technologii w tym zakresie. Szczególną uwagę należy przy tym zwrócić na układy wytwarzania chłodu, które charakteryzują się najwyższą konsumpcją energii na potrzeby na- pędu oraz mogą stanowić zagrożenie dla środowiska. Właśnie te zagadnienia stanowią zasadniczy przedmiot rozważań niniejszego artykułu.
>>> Air Conditioning in a Single-Family Home
>>> System free-coolingu w klimatyzacji
>>> Klimatyzacja ekologiczna vs. konwencjonalna
>>> Bezprzewodowe systemy wentylacyjno-klimatyzacyjne
Fot. © areyouben – stock.adobe.com
Z oczywistych względów, z punktu widzenia zużycia mocy elektrycznej do napędu układów chłodniczych obsługujących systemy klimatyzacyjne, aspekt ten ma kluczowe znaczenie. W zdecydowanej większości układów klimatyzacyjnych o strukturze scentralizowanej układy chłodnicze wytwarzają wodę lodową, która następnie kierowana jest do centrali klimatyzacyjnej, gdzie zachodzi proces obróbki powietrza (rys. 1). Typowymi parametrami wody lodowej stosowanymi w warunkach krajowych systemów klimatyzacji dla zapewnienia komfortu cieplnego są: temperatura na zasilaniu centrali klimatyzacyjnej wynosząca 6°C oraz na powrocie 12°C, czasem stosowana temperatura zasilania równa 7°C oraz powrotu 14°C. Tak niskie parametry wody lodowej wynikają przede wszystkim z uwarunkowań pełnej obróbki powietrza, zatem nie tylko uzyskania pożądanej temperatury w pomieszczeniu, ale również wilgotności względnej powietrza. Oznacza to, że zasadnicza część regulacji wilgotności względnej powietrza uzyskiwana jest drogą chłodniczej obróbki powietrza, która jest sposobem konwencjonalnym, ale bardzo energochłonnym.
Rys. 1. Współpraca układu chłodniczego z centralą klimatyzacyjną przy ewentualnym wykorzystaniu ciepła sieciowego do obróbki powietrza w nagrzewnicy. Rys. Kamil Śmierciew
W dalszej części artykułu:
Aktualne uwarunkowania w zakresie stosowania substancji roboczych w układach chłodniczych
>>> Cały artykuł dostępny jest w numerze 3/2026 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.
>>> Członkowie Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa mają dostęp do miesięcznika przez portal członkowski >>>
Dariusz Butrymowicz
Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej
Jerzy Gagan
Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej
Kamil Śmierciew
Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej
Krzysztof Nazimek
Klimor sp. z o.o.
Literatura
[1] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/573 z dnia 7 lutego 2024 r. w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych,
zmieniające dyrektywę (UE) 2019/1937 i uchylające rozporządzenie (UE) nr 517/2014.
