Pisarne v poslovni coni Campus Kronberg so v celoti klimatizirane (1,5-kratna zamenjava zraka), opremljene s stropnimi integriranimi hladilnimi sistemi, okni, ki se lahko odprejo, zunanjimi sistemi za zaščito pred soncem in sobno avtomatizacijo, poleg tega je za njih je značilna visoka prilagodljivost glede izrabe prostora in sposobnost prilagajanja organizacijskim in funkcionalnim procesom.

Parno vlaženje nadomešča v vlažilnike vdelane filtre s satjem
Pri upravljanju sistemov za prezračevanje in klimatizacijo, ko so zunanje temperature nizke, je še posebej pomembno, da zvišate vlažnost zunanjega zraka, ki se vsesava v sistem klimatizacije na nadzorovan način.

Samo dovajanje dovolj vlažnega zraka lahko prepreči suhost dovajanega zraka v prostorih in trajno zagotoviti zdravo in prijetno vlažnost zraka z več kot 30–40 % relativne vlažnosti. Sistemi za klimatizacijo v 12.000 m2 veliki stavbi Gamma v poslovni coni Campus Kronberg zahtevajo dovajanje zraka z zmogljivostjo 54.000 m3/h (64.800 kg/h). Ustrezni prostorninski pretok izpušnih plinov je razdeljen na dva dela.

Zato sta bila izbrana dva modela parnih vlažilnikov na plinski pogon iz serije »GS« podjetja Condair GmbH, Garching, vsak z nazivnim izhodnim pretokom pare 200 l/h. Poleg tega je vgrajen sistem za pripravo vode s povratno osmozo iz serije »AX« (razsoljevanje), z maksimalnim izhodnim pretokom 500 l/h, in sistemom za distribucijo pare »Jumbo Esco«, ki jo enakomerno razporeja po prečnem prerezu klimatske naprave (slike 3–5). Namestitev novega sistema je izvedlo podjetje Bilfinger HSG Facility Management Rhein-Main GmbH iz mesta Hanau.

Kako tehnologija za parno vlaženje deluje?
V primerjavi s klasičnimi sistemi za vlaženje, ima patentiran sistem za parno vlaženje »Condair GS«, ki je narejen iz nerjavečega jekla, edinstveno prodajno prednost: V tem sistemu se lahko kurilni plin, ki se sprošča pri nastajanju pare v delu klimatske naprave za izstopni zrak, doda pred rekuperacijo toplote. Tehnološka in higienska varnost tega postopka sta potrjeni s strani nemškega združenja plinske in vodne stroke (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches, DVGW). Zaradi te inovacije parno vlaženje v centralnih klimatskih napravah postaja bolj učinkovito in bolj ekonomično.

V parnih vlažilnikih je pitna voda, ki je bila prej zmehčana v stroju za mehčanje in povratno osmozo, razsoljena in demineralizirana pri temperaturi približno 100 °C. Pri modelih serije »Condair GS«, energija, ki je potrebna za to, prihaja iz zgorevanja plina. Prej je bilo treba odpadni plin, ki nastane v tem postopku, izpuščati na prosto preko voda za izpušne pline in ločenega dimnika na strehi. To je bil zelo drag postopek. Po mnenju združenja DVGW se izpušni plini, ki nastanejo pri ustvarjanju pare, lahko zdaj dodajo odpadnemu zraku iz stavbe in odvajajo na prosto preko klimatskega sistema. Ta postopek ima tri prednosti:

- V primerjavi s prejšnjo rešitvijo (vlaženje zraka z vodo z uporabo vlažilnikov s satjem) sistem za parno vlaženje, ki deluje predvsem v hladnih in suhih letnih časih, zmanjša porabo baterijskega grelca v klimatski napravi in poveča učinkovitost ogrevanja.

- Ker ločen dimnik zdaj ni več potreben za odvajanje izpušnih plinov, to pomeni, da je namestitev sistema bistveno enostavnejša in zniža stroške naložbe.

- Poleg tega vroči izpušni plini iz parnega vlaženja povečajo temperaturo pretoka izpušnih plinov. To poveča vsebnost toplote odpadnega zraka in več toplote se lahko prenese v predgrevanje okoliškega zraka v postopku rekuperacije toplote v klimatski napravi.

Raven dodatne količine toplote, ki jo lahko rekuperiramo z mešanjem izpušnih plinov, je odvisna od načina obratovanja parnega vlažilnika (polna ali delna obremenitev). Količina pare, ki je potrebna za vlaženje zraka glede na pogoje obratovanja (temperatura in vlažnost zraka v okolici, ciljna vlažnost dovedenega zraka), je natančno nadzorovana in dodana okoliškemu zraku v klimatski napravi prek distribucijskega sistema.

Dodatna uporaba toplote izpušnih plinov
V parnih vlažilnikih, ki jih uporabljajo v poslovni coni Campus Kronberg, se lahko ustvari največ 400 kg pare/uro. Pri tem se med gorenje ustvari približno 540 kg/h izpušnih plinov. Z dodajanjem teh izpušnih plinov se odpadni zrak (36.000 kg/h) segreje za približno 45 kW ali okoli 4,5 K. Od 45 kW dodane izhodne toplote se približno med 29 kW (HRE = 65 %) in 34 kW (HRE = 75 %) prenese na hladni okoliški zrak, odvisno od kakovosti postopka rekuperacije toplote v klimatski napravi (rekuperacija toplote = HRE) in načina obratovanja (z/brez kondenza na strani odpadnega zraka). Ti podatki vključujejo tudi kondenzacijsko toploto. V uporabljenem sistemu za kombinirano kroženje (HRE = 40 %) je količina prenesene toplote pri obratovanju sistema za parno vlaženje in kondenzacijo z največjo močjo približno 18 kW. To zmanjša obremenitev grelnika zraka, ki je nameščen dolvodno od naprave za rekuperacijo toplote klimatske naprave.

Nima vpliva na kakovost dovajanega zraka
Ker se v klimatskem sistemu, ki je uporabljen v poslovni coni Campus Kronberg, uporablja sistem za rekuperacijo toplote s kombiniranim kroženjem, sta pretoka za okoliški dovajani zrak in odpadni zrak popolnoma ločena in izpušni plini iz parnega vlaženja ne morejo vstopiti v dovajan zrak. Vendar pa bi bilo zanimivo videti, kako bi se to stanje spremenilo, če bi za rekuperacijo toplote v klimatski napravi uporabili rotacijski ali ploščati toplotni izmenjevalnik.

Standarda DIN EN 13779 »Prezračevanje nestanovanjskih stavb« in v VDI 6022 »Higienske zahteve za klimatske sisteme in naprave«, zahtevata, da se kakovost vsesanega zunanjega zraka v klimatsko napravo ne sme poslabšati v sistemu za rekuperacijo toplote. Če so v izhodnem zraku prisotni izpušni plini, ki nastanejo, ko obratuje plinsko parno vlaženje, se postavlja vprašanje, ali in v kolikšni meri se lahko kakovost odpadnega zraka in morda tudi kakovost dovajanega zraka poslabšata zaradi manjšega prenosa v sistemu za rekuperacijo toplote. Pri tem morate uporabiti scenarij za najslabši možni primer pri obratovanju z največjo možno izhodno močjo pare in največjim izpustom izpušnih plinov.

Delež izpušnih plinov je neznatno majhen
V uporabljenem sistemu za klimatizacijo zraka v poslovni coni Campus Kronberg je maksimalni pretok izpušnih plinov 540 kg/h. To pomeni, da je masni delež izpušnih plinov v pretoku izhodnega zraka (36.000 kg/h) ali 1,5 %. Zaradi mešanja so plini zgorevanja tako močno razredčeni, da mešanica zračnega pretoka ni razvrščena med izpušne pline in se lahko preko klimatskega sistema brez težav izpusti na prosto. Pri domnevani stopnji uhajanja in pri rekuperaciji toplote največ 10 % (v najslabšem primeru), v skladu s smernicami združenja VDI 3803 list 5 »Tehnologija prezračevanja in klimatizacije – rekuperacija toplote«, torej v najslabšem primeru v zvezi z mogočim prenosom pri polni količini zraka in največji izhodni količini pare je največja količina 54 kg/h. Če teh 54 kg/h izpušnih plinov preide na stran za dovod zraka v klimatski napravi in se pomeša s pretokom 64.800 m3/h zraka iz okolice, bo to pomenilo, da bo delež izpušnih plinov neznatno nizkih 0,083 %. Ker imajo sistemi za rekuperacijo toplote, ki se uporabljajo danes, stopnje puščanja, ki so bistveno nižje od 10 %, na primer v najslabšem primeru je bila predpostavljena največja količina izpušnih plinov, bo v resnici prenos izpušnih plinov v dovajani zrak večinoma bistveno nižji od izračunane vrednosti, ki je 0,083 %, in v nobenem primeru ne bo imel vpliva na kakovost dovajanega zraka.

Strokovni članek, objavljen v CCI 2014/številka 11: Poslovna cona Campus Kronberg uporablja odpadno toploto iz parnih vlažilnikov Condair - avtor Patrick Winnen, prodajni oddelek, Condair GmbH