Стандартные оконные блоки и сплит-системы доминируют на рынке жилых помещений, но у них есть свои ограничения. Они потребляют значительное количество электроэнергии и выделяют тепло непосредственно в окружающее пространство. Для крупных коммерческих помещений, таких как офисные здания, такой подход становится неэффективным. Решение часто заключается в переносе основной нагрузки с отдельных комнат на централизованные системы. Здесь выделяются два основных метода: контуры охлажденной воды и технологии градирен.
Объяснение систем с охлажденной водой
Представьте себе весь блок кондиционирования, расположенный на крыше или спрятанный за зданием. Это и есть основная концепция системы с охлажденной водой. Эта центральная установка охлаждает воду до точного диапазона от 40 до 45 градусов по Фаренгейту (от 4,4 до 7,2 градусов по Цельсию).
После охлаждения эта холодная вода поступает по изолированным трубам к различным воздухообрабатывающим агрегатам по всему зданию. Эти агрегаты действуют подобно испарительным змеевикам в вашей домашней сплит-системе, но в увеличенном масштабе. Вода циркулирует, поглощая тепло из воздуха внутри помещения. Если трубы хорошо изолированы, расстояние становится неважным. Вы можете прокладывать эти линии на большие расстояния без значительной потери охлаждающей способности.
Эта система универсальна. Она работает как массивная холодильная петля, охватывающая все здание.
Технология градирен
Традиционные блоки кондиционирования используют воздух для отвода тепла от конденсаторных змеевиков компрессора. В крупных коммерческих установках этот подход с воздушным охлаждением часто заменяется градирней.
Вот как она работает. Градирня создает поток холодной воды, который проходит через теплообменник. Эта вода охлаждает горячие конденсаторные змеевики главного чиллера. Градирня нагнетает воздух через распыляемую воду. Часть этой воды испаряется. Фазовый переход из жидкого состояния в газообразное отводит тепло от оставшейся воды, значительно охлаждая поток.
Этот метод не лишен недостатков. Необходимо регулярно добавлять воду в систему, чтобы восполнить потери, вызванные испарением. Фактическая охлаждающая мощность также сильно зависит от внешних факторов. Высокая влажность и низкое атмосферное давление могут снизить эффективность.
Ночное охлаждение и хранение льда
Рост стоимости электроэнергии и экологические проблемы побудили застройщиков изучать альтернативные методы охлаждения. Одним из перспективных вариантов является технология ночного охлаждения или использования льда.
Эта система работает иначе, чем стандартный кондиционер. Она замораживает воду в лед в ночное время. Почему ночью? Общественный спрос на электроэнергию в это время минимален. Тарифы на энергию дешевле. Лед хранится в резервуарах. В самую жаркую часть дня система использует тающий лед для охлаждения воздуха внутри помещений.
Потребление энергии действительно имеет место. Но основная нагрузка приходится на время, когда энергосистема испытывает наименьшее напряжение. Это снижает пиковую нагрузку на энергетическую инфраструктуру. Это экономит деньги. Это снижает нагрузку на сеть.
Геотермальное отопление и охлаждение
Еще одним набирающим популярность вариантом является геотермальное отопление. Температура земли на глубине около 6 футов (1,8 метра) остается довольно постоянной. В течение всего года она варьируется от 45 до 75 градусов по Фаренгейту (от 7,2 до 23,8 градусов по Цельсию).
Геотермальное охлаждение использует эту стабильную температуру грунта в качестве теплоотводника или источника тепла. Вместо того чтобы генерировать холод с помощью электроэнергии, вы перемещаете существующее тепло. Наиболее распространенным типом для жилых помещений является замкнутая система.
Полиэтиленовые трубы закапываются под землю. Эти трубы заполняются жидкой смесью. Зимой жидкость поглощает тепло от земли. Она переносит это тепло в здание. Летом система меняет режим работы. Она извлекает тепло из вашего дома и отводит его под землю. Грунт поглощает избыточное тепло.
Солнечные кондиционеры
Для тех, кто ищет настоящую энергоэффективность, на рынок выходят кондиционеры с солнечным питанием. Технология все еще совершенствуется. Есть нюансы, требующие доработки.
Тем не менее, рыночный потенциал очевиден. Около 5 процентов всей электроэнергии, потребляемой в США, идет на питание систем кондиционирования. Это огромный объем энергопотребления. Застройщики реагируют на этот спрос. Они создают устройства, которые полагаются на солнечный свет, а не на электросеть.
Этот сдвиг касается не только экономии денег. Речь идет о сокращении углеродного следа при охлаждении зданий. Системы с охлажденной водой справляются с масштабными задачами. Градирни обеспечивают отвод тепла. Ночное хранение сглаживает кривую спроса. Геотермальные системы используют тепло земли. Солнечные системы используют энергию неба. Каждый метод предлагает свой путь к снижению счетов за электроэнергию.
Какая система подходит для вашего конкретного климата? Какая обеспечивает наилучшую окупаемость инвестиций в рамках вашего бюджета? Ответы зависят от вашего местоположения, возраста здания и того, насколько вы цените первоначальные затраты по сравнению с долгосрочной экономией.
Технология существует. Инфраструктура присутствует. Вопрос лишь в том, готовы ли вы изменить то, как ваш дом справляется с жарой.
