KIERUNKI ZMIAN DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII

Transkrypt

1 NOWOCZESNE SYSTEMY CHŁODZENIA -NIEUCHRONNE ZMIANY ORAZ KIERUNKI ROZWOJU mgr inż. Witold Skrzypulec POZNAŃ - WROCŁAW SWEGON AIR ACADEMY

2 KIERUNKI ZMIAN DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII 2

3 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE Podstawowe działania ekologiczne związane z branżą chłodniczą: 1. Wycofywanie czynników szkodliwych dla środowiska -substancji zubażających warstwę ozonową SZWO (CFC i HCFC np. R22) 2. Ograniczanie i kontrola zużycia czynników zaliczanych do fluorowanych gazów cieplarnianych (F-gazy np. HCF) 3. Wprowadzanie w coraz szerszym zakresie czynników naturalnych (węglowodory, CO 2, NH 3 itp.) 3

4 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE Chłodnictwo i klimatyzacja generacje czynników ziębniczych: CFC HCFC HFC CO 2,HC HC(czynniki naturalne) Produkcja pianek i systemów do pianek : CFC HCFC HFC CO 2, HC(m (m.in. cyklopentan) Ochronap.poż.: Halony HCFC HFC mgławodna Aerozole: CFC HFC Substancje CFC i HCFC mają podwójny negatywny wpływ - niszczą warstwę ozonową w stratosferze oraz są gazami cieplarnianymi w troposferze. 4

5 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE LEGISLACJA Warstwa ozonowa Efekt cieplarniany Substancje kontrolowane Protokół Montrealski Rozporządzenie (WE) nr 1005/2009 (przekształcenie 2037/2000) Protokół z Kyoto Rozporządzenie (WE) nr 842/2006 Gazy cieplarniane Wewnętrzne prawo krajowe 5

6 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE WARSTWA OZONOWA USA HCFC -142b (R142b) HCFC-22 (R22) zakaz produkcji i importu nowych urządzeń ziębniczych zawierających czynniki HCFC-22 i HCFC-142b czynniki HCFC-22, HCFC-142b mogą być stosowane tylko do serwisu istniejących urządzeń zakaz sprzedaży i stosowania HCFC-22, HCFC-142b z wyjątkiem przebudowy lub naprawy urządzeń ziębniczych ograniczenia stosowania HCFC-22, HCFC-142b tylko do serwisu urządzeń ziębniczych i klimatyzacyjnych zakaz stosowania pierwotnych (nowych) czynników HCFC-22 i HCFC-142b do serwisu urządzeń ziębniczych do serwisu mogą być wykorzystywane tylko te czynniki HCFC-22, HCFC-142b które pochodzą z odzysku lub wcześniej zostały zmagazynowane UE wszystkie HCFC (w tym również R22) zakaz wprowadzania na rynek wszelkich nowych urządzeń ziębniczych zawierających czynniki HCFC czynniki HCFC mogą być wykorzystywane tylko do serwisu istniejących urządzeń zakaz stosowania pierwotnych (nowych) czynników HCFC do serwisu istniejących urządzeń do serwisu urządzeń mogą być używane tylko czynniki HCFC pochodzące z odzysku całkowity zakaz stosowania wszelkich (także pochodzących z odzysku) czynników HCFC do serwisu i naprawy urządzeń Zakładany harmonogram wycofywania czynników HCFC na terenie Unii Europejskiej (od roku przystąpienia Polski do UE) oraz czynników HCFC-22 i HCFC-142b na terenie Stanów Zjednoczonych na podstawie danych EPA i UE 6

7 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE WARSTWA OZONOWA 1 stycznia 2015 roku następuje całkowity zakaz na terenie UE stosowania wszelkich czynników z grupy HCFC szacowany rozkład kosztów Duże instalacje chłodnicze 3% Przemysłowe instalacje chłodnicze 89% Duże systemy klimatyzacyjne 8% Na podstawie analizy [9] określono szacunkowe zakładane koszty poniesione przez końcowych użytkowników instalacji w zależniości od daty całkowitego wycofania czynników HCFC W Polsce obecnie według różnych szacunków w instalacjach chłodniczych znajduje się około ton najbardziej rozpowszechnionego czynnika z grupy HCFC czyli R22. 7

8 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE Obowiązki operatora urządzeń zawierających F-gazy EFEKT CIEPLARNIANY Zgodnie z założeniami polskiej ustawy w przypadku braku możliwości ustalenia operatora, o którym mowa w art. 2 ust. 6 rozporządzenia(we) nr 842/2006,... za zobowiązania operatora odpowiada właściciel urządzenia lub systemu ochrony przeciwpożarowej - uznano, że zapisy w takiej formie pomogą w egzekwowaniu przepisów, w przypadkach trudności w ustaleniu, kto jest operatorem urządzenia. 8

9 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE EFEKT CIEPLARNIANY Obowiązki operatora urządzeń zawierających F-gazy zgodnie z rozporządzeniem (WE) nr 842/2006, m.in. to: zapobieganie wyciekom gazów; spowodowanie, w jak najkrótszym czasie, naprawy każdego wykrytego wycieku; spowodowanie, aby taka naprawa była prowadzona przez personel certyfikowany; instalowanie systemów wykrywania wycieków; prowadzenie dokumentacji; spowodowanie, aby odzysk był dokonywany przez odpowiednio wykwalifikowany personel. 9

10 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE EFEKT CIEPLARNIANY Wymogi wobec osób wykonujących czynności związane z urządzeniami zawierającymi F-gazy Czynności związane ze stacjonarnymi urządzeniami chłodniczymi, klimatyzacyjnymi i pompami ciepła mogą być wykonywane wyłącznie przez personel i przedsiębiorstwa z odpowiednimi certyfikatami zgodnie z rozporządzeniem Komisji(WE) nr 303/2008: Instalacja (instalowanie) Konserwacja lub serwisowanie Kontrola szczelności Odzysk 10

11 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE EFEKT CIEPLARNIANY Wszystko wskazuje na to, że certyfikaty tymczasowe straciły swoją ważność z dniem 4 lipca 2011 r. zatem osoby, nie posiadające po tej dacie nowego ważnego certyfikatu F-gazowego, w świetle przepisów prawa europejskiego praktycznie nie mają możliwości legalnego wykonywania zawodu na terenie całej Unii Europejskiej. 11

12 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE EFEKT CIEPLARNIANY Należy brać pod uwagę możliwość, że w momencie przyjęcia polskiej ustawy może zaistnieć sytuacja, gdzie praktycznie z dnia na dzień organy Inspekcji Ochrony Środowiska, będą mogły egzekwować w Polsce już całość przepisów, wynikających z rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 842/2006 i polskiej ustawy, łącznie z wprowadzonym systemem kar. 12

13 DZIAŁANIA PRO-EKOLOGICZNE KIERUNKI ROZWOJU Urządzenia chłodnicze przyczyniają się do efektu cieplarnianego na dwa sposoby: przez bezpośrednie emisję gazów o wysokim potencjale efektu cieplarnianego(czynników chłodniczych) oraz pośrednio przez zużywanie energii napędowej(elektrycznej). 13

14 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII Wzrost kosztów energii, konkurencja na światowych rynkach i wymagania środowiskowe stymulują ciągłe zmiany oraz udoskonalanie istniejących rozwiązań czego efektem jest m.in. 1. Podnoszenie efektywności energetycznej urządzeń. 2. Stosowanie systemów z zastosowaniem chłodzenia swobodnego (tzw. free-cooling). 3. Układy odzysku ciepła skraplania. 4. Całkowicie nowe oraz innowacyjne rozwiązania i technologie w chłodnictwie m.in. takie jak: termoakustyka, efekt magnetokaloryczny, rury wiroweranque'aczy nowoczesne izolacje typu VIP. 14

15 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII Efektywność energetyczna w kontekście ciągłego wzrostu kosztów energii staje się jednym z najważniejszych celów jakie obecnie stoją przed branżą chłodniczo-klimatyzacyjną. Polityka Unii Europejskiej skierowana jest na tworzenie mechanizmów prawnych symulujących obszary o potencjalnie dużym udziale w oszczędności energii. 15

16 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII DYREKTYWY W Unii Europejskiej przyjęty został cały pakiet aktów prawnych (dyrektyw) mający na celu podniesienie efektywności energetycznej urządzeń oraz infrastruktury odnoszących się do zagadnień takich jak: Charakterystyki energetyczne budynków Efektywność końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych Ekoprojektowaniewyrobów wykorzystujących energię Etykiety energetyczne urządzeń domowych Znakowanie energetyczne urządzeń biurowych Energia elektryczna i ciepło (wysoko sprawna kogeneracja) 16

17 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII EFEKTYWNOŚĆ Jednym z pierwszych konkretnych działań w Europie w tym kierunku było powołanie organizacji Eurovent Certification, która dokonuje niezależnych badań urządzeń chcących brać udział w danym programie producentów dostępnych na rynku europejskim rozpoczęcie badań certyfikacyjnych dane mocy akustycznej -2002EERorazCOP klasy energetyczne(>12kw) -2006ESEER 17

18 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII EFEKTYWNOŚĆ Przeprowadzone badania wykazały, że wskaźnik efektywności energetycznej EER (Energy Efficiency Ratio) nie pozwala na ocenę rzeczywistych warunków pracy - czyli zmiennych obciążeń systemu klimatyzacji w ciągu całego sezonu a jedynie szczytowe obciążenie urządzeń. Aby urealnić wskaźniki efektywności energetycznej wytwornic wody lodowej Eurovent wprowadził w 2006 roku zintegrowany sezonowy wskaźnik efektywności energetycznej ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio) dla całej gamy certyfikowanych agregatów wody lodowej w trybie chłodzenia(bez funkcji pompy ciepła). Dzięki temu stworzone zostało narzędzie, które daje możliwość znacznie bardziej realistycznej oceny i porównania efektywności tego typu urządzeń. 18

19 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII FREE-COOLING Chłodzenie swobodne (free-cooling) czyli darmowy chłód jest sposobem wykorzystania niskiej temperatury powietrza zewnętrznego do chłodzenia, bez angażowania sprężarek chłodniczych, dzięki czemu uzyskuje się wymierne oszczędności zużycia energii przy zastosowaniu tego typu rozwiązań m.in. w układach klimatyzacyjnych czy przemysłowych, gdzie konieczne jest odprowadzanie zysków ciepła przez większą część roku. Ogólnie systemy chłodzenia swobodnego z punktu widzenia wymiany ciepła w pomieszczeniu można podzielić na: systemybezpośrednie systemypośrednie 19

20 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII FREE-COOLING free-cooling czyli tzw. darmowe chłodzenie nie jest ideą samą w sobie, tylko powinno przynosić odpowienio wymierne korzyści w postaci oszczędności energii. Jest to związane z możliwie wysoką temperaturą otoczenia dla której system free-coolingu przejmuje znaczącą część obciążenia cieplnego budynku odciążając agregat chłodniczy. 20

21 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII FREE-COOLING Obecnie jest wiele tego typu rozwiązań stosowanych m.in. w agregatach wody lodowej od systemów najprostszych, gdzie dodatkowy wymiennik dla free-coolingu jest montowany bezpośrednio na skraplaczu, poprzez rozwiązania gdzie ciecz obiegowa jest schładzana z wykorzystaniem czynnika chłodniczego, który jest przetłaczany za pomocą specjalnych pomp obiegowych po rozwiązania agregatów z rozbudowanymi modułowymi oddzielnymi sekcjami wymienników przeznaczonych do free-coolingu dającymi możliwość zaprojektowania i dostosowania do potrzeb danej strefy klimatycznej oraz charakterystyki energetycznej budynku sprawność systemu chłodzenia swobodnego (tj. temperatury otoczenia od której taki układ jest w stanie pokryć 100% zapotrzebowania na moc chłodniczą) 21

22 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII ODZYSK CIEPŁA Ciepło skraplania (często nawet kilkaset kw) może być z bezpośrednio wykorzystane do ogrzewania ciepłej wody użytkowej, lub w systemach regulacji wilgotności jako układ nagrzewnic wtórnych. W okresie letnim w trakcie pracy agregatów chłodniczych, odzyskana energia skraplania pozwala na odpowiednie podgrzanie i uzyskanie darmowego ciepła, gdzie w klasycznych systemach, podczas eksploatacji budynku trzeba dodatkowo zużyć energię na ogrzewanie i ponieść tego koszty. 22

23 OGRANICZANIE ZUŻYCIA ENERGII KIERUNKI ROZWOJU Obecnie prowadzone są na świecie bardzo intensywne prace ukierunkowane na całkowicie nowe oraz innowacyjne rozwiązania i technologie w chłodnictwie m.in. takie jak: - termoakustyka, - efektmagnetokaloryczny, - rury wirowe Ranque'a, - nowoczesne izolacje typu VIP. 23

24 BIBLIOGRAFIA 1. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1005/2009 z dnia 16 września 2009 r. w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową (wersja przekształcona). 2. Rozporządzenie (WE) nr 842/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 roku w sprawie niektórych fluorowanych gazów cieplarnianych. 3. Rozporządzenie Komisji (WE) nr 303/2008 z dnia 2 kwietnia 2008 r. ustanawiające, na mocy rozporządzenia WE) nr 842/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady minimalne wymagania i warunki dotyczące wzajemnego uznawania certyfikacji przedsiębiorców i personelu w odniesieniu do stacjonarnych urządzeń chłodniczych, klimatyzacyjnych i pomp ciepła zawierających fluorowane gazy cieplarniane. 4. PN-EN Instalacje ziębnicze i pompy ciepła. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska. 5. H. Ullrich; Technika Chłodnicza Poradnik Tom 1 i 2; IPPU MASTA Gdańsk Materiały informacyjne ze stron internetowych U.S. Environmental Protection Agency (EPA) 7. W. Skrzypulec: Retrofit konieczność czy wolny wybór. Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna. 1/2009. Bibliogr. 9 poz., rys., tab. 8. Założenia Do projektu ustawy o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych; Ministerstwo Środowiska, projekt z dnia 27 sierpnia 2010r. 9. Supply and Demand of Recycled Hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) in Existing Refrigeration and Air Conditioning Equipment Beyond 2009: Analysis of Regulatory Phaseout Scenarios; Confidential report prepared for the European Commission; Final Report sierpień 2006r; 24

25 Dziękuję za uwagę mgr inż. Witold Skrzypulec 25