Vonios kambario pertvarkymo ekspertų bendruomenė

atkūrimo procesas. Oro rekuperatorius: kas tai yra ir kaip jis veikia

Šiame straipsnyje mes apsvarstysime tokią šilumos perdavimo charakteristiką kaip atkūrimo koeficientas. Tai rodo vieno šilumos nešiklio naudojimo laipsnį kito šilumos mainų metu. Atkūrimo koeficientas gali būti vadinamas šilumos atgavimo koeficientu, šilumos mainų efektyvumu arba terminiu efektyvumu.

Pirmoje straipsnio dalyje pabandysime surasti universalius šilumos perdavimo ryšius. Jie gali būti išvesti iš pačių bendriausių fizinių principų ir nereikalauja jokių matavimų. Antroje dalyje pateiksime realių atkūrimo koeficientų priklausomybes nuo pagrindinių šilumos perdavimo charakteristikų tikroms oro užuolaidoms arba atskirai šilumos mainų mazgams „vanduo – oras“, apie kurias jau buvo kalbama straipsniuose „Šilumos užuolaidos galia at. savavališkas aušinimo skysčio ir oro srautas. Eksperimentinių duomenų interpretavimas“ ir „Šilumos užuolaidos galia esant savavališkiems aušinimo skysčio ir oro srautams. Šilumos perdavimo proceso invariantai“, paskelbtas žurnalo „Climate World“ atitinkamai 80 ir 83 numeriuose. Bus parodyta, kaip koeficientai priklauso nuo šilumokaičio charakteristikų, taip pat kaip juos veikia šilumnešių srautai. Bus paaiškinti kai kurie šilumos perdavimo paradoksai, ypač didelės atgavimo koeficiento reikšmės paradoksas su dideliu šilumos nešėjų srautų skirtumu. Supaprastinus, pati rekuperacijos sąvoka ir jos kiekybinio apibrėžimo (koeficiento) reikšmė bus nagrinėjama naudojant oras-oras šilumokaičių pavyzdį. Tai leis mums apibrėžti požiūrį į reiškinio prasmę, kuri vėliau gali būti išplėsta į bet kokius mainus, įskaitant „vanduo – oras“. Pažymėtina, kad oras-oras šilumos mainų mazguose gali būti organizuojamos tiek kryžminės srovės, kurios iš esmės yra artimos vandens-oras šilumokaičiams, tiek šilumokaičių priešpriešinės srovės. Priešpriešinių srovių, kurios lemia dideles atkūrimo koeficientų vertes, atveju praktiniai šilumos perdavimo modeliai gali šiek tiek skirtis nuo anksčiau aptartų. Svarbu, kad universalūs šilumos perdavimo dėsniai galiotų bet kokio tipo šilumos mainų įrenginiams. Straipsnio motyvuose manysime, kad perduodant šilumą išsaugoma energija. Tai prilygsta teiginiui, kad šiluminės įrangos kūno spinduliuotės galia ir šilumos konvekcija dėl kūno temperatūros vertės yra mažos, palyginti su naudingosios šilumos perdavimo galia. Taip pat darome prielaidą, kad nešiklių šiluminė talpa nepriklauso nuo jų temperatūrų.

KADA SVARBU AUKŠTAS ATSIGYMO KOEFICIENTAS?

Galime manyti, kad galimybė perduoti tam tikrą šiluminės galios kiekį yra viena iš pagrindinių bet kurios šiluminės įrangos savybių. Kuo didesnė ši galimybė, tuo brangesnė įranga. Atkūrimo koeficientas teoriškai gali svyruoti nuo 0 iki 100%, o praktiškai dažnai nuo 25 iki 95%. Intuityviai galima daryti prielaidą, kad didelis atkūrimo koeficientas, taip pat galimybė perduoti didelę galią, reiškia aukštas vartotojiškas įrangos savybes. Tačiau iš tikrųjų tokio tiesioginio ryšio nepastebima, viskas priklauso nuo šilumos perdavimo naudojimo sąlygų. Kada didelis šilumos atgavimo laipsnis yra svarbus, o kada antraeilis? Jei aušinimo skystis, iš kurio imama šiluma ar šaltis, naudojamas tik vieną kartą, tai yra, jis nėra kilpinis, o iškart po panaudojimo negrįžtamai išleidžiamas į išorinę aplinką, tai norint efektyviai naudoti šią šilumą, pageidautina naudoti aparatai su dideliu atkūrimo koeficientu. Pavyzdžiui, šilumos ar šalčio naudojimas iš dalies geoterminių įrenginių, atvirų rezervuarų, technologinio šilumos pertekliaus šaltinių, kur neįmanoma uždaryti šilumnešio kontūro. Didelis atgavimas svarbus, kai šilumos tinkle skaičiuojamas tik vandens srautas ir tiesioginio vandens temperatūros vertė. Oras-oras šilumokaičiams tai yra išmetamo oro šilumos panaudojimas, kuris iškart po šilumos mainų patenka į išorinę aplinką. Kitas ribojantis atvejis realizuojamas, kai už aušinimo skystį mokama griežtai pagal iš jo paimamą energiją. Tai gali būti vadinama idealiu šilumos tiekimo tinklo variantu. Tada galima teigti, kad toks parametras kaip atkūrimo koeficientas visiškai nesvarbus. Nors, atsižvelgiant į nešiklio grįžtamosios temperatūros apribojimus, atkūrimo koeficientas taip pat yra prasmingas. Atminkite, kad tam tikromis sąlygomis pageidautinas mažesnis įrangos atkūrimo koeficientas.

ATKREIPIMO KOEFICIENTO NUSTATYMAS

Atkūrimo koeficiento apibrėžimas pateiktas daugelyje informacinių vadovų (pvz., , ). Jei šiluma keičiasi tarp dviejų terpių 1 ir 2 (1 pav.),

kurių šilumos talpa c 1 ir c 2 (J / kgxK) ir masės srautai g 1 ir g 2 (kg / s), šilumos perdavimo atkūrimo koeficientas gali būti pavaizduotas kaip du lygiaverčiai santykiai:

\u003d (c 1 g 1) (T 1 - T 1 0) / (cg) min (T 2 0 - T 1 0) \u003d (c 2 g 2) (T 2 0 - T 2) / (cg) min ( T 2 0 - T 1 0). (vienas)

Šioje išraiškoje T 1 ir T 2 yra galutinės šių dviejų terpių temperatūros, T 1 0 ir T 2 0 yra pradinės, o (cg) min yra mažiausia iš dviejų terpių reikšmių. vadinamas šių terpių terminiu ekvivalentu (W / K), kai srautas g 1 ir g 2, (cg) min = min((s 1 g 1), (s 2 g 2)). Koeficientui apskaičiuoti galima naudoti bet kurią iš išraiškų, nes jų skaitikliai, kurių kiekvienas išreiškia bendrą šilumos perdavimo galią (2), yra lygūs.

W \u003d (c 1 g 1) (T 1 - T 1 0) \u003d (c 2 g 2) (T 2 0 - T 2). (2)

Antroji lygybė (2) gali būti laikoma energijos tvermės šilumos perdavimo metu dėsnio, kuris šiluminiams procesams vadinamas pirmuoju termodinamikos dėsniu, išraiška. Galima pastebėti, kad bet kuriame iš dviejų lygiaverčių (1) apibrėžimų yra tik trys iš keturių mainų temperatūrų. Kaip minėta, vertė tampa reikšminga, kai po naudojimo vienas iš aušinimo skysčių išmetamas. Iš to išplaukia, kad pasirinkimas iš dviejų (1) išraiškų visada gali būti atliktas taip, kad į skaičiavimo išraišką būtų neįtraukta galutinė šio nešiklio temperatūra. Pateikime pavyzdžių.

a) Ištraukiamo oro šilumos atgavimas

Gerai žinomas aukštos reikalingos vertės šilumokaičio pavyzdys yra ištraukiamo oro šilumokaitis, skirtas tiekiamo oro šildymui (2 pav.).

Jei nurodome šalinamo oro T patalpą, gatvę T st ir tiekiamo oro temperatūrą po šildymo šilumokaityje T pr, tada, esant vienodai dviejų oro srautų šiluminių pajėgumų vertei (jie yra beveik vienodi, jei mes nepaisome mažų priklausomybių nuo drėgmės ir oro temperatūros), galite gauti gerai žinomą išraišką:

G pr (T pr - T st) / g min (T kambarys - T st). (3)

Šioje formulėje gmin reiškia mažiausią g min \u003d min (g in, g out) iš dviejų antrojo srauto g tiekiamo oro ir g išeinančio oro srauto. Kai tiekiamo oro srautas neviršija išmetamo oro srauto, formulė (3) supaprastinama ir sumažinama iki formos = (T pr - T st) / (T kambarys - T st). Temperatūra, į kurią (3) formulėje neatsižvelgiama, yra išmetamo oro temperatūra T', praeinant per šilumokaitį.

b) Rekuperacija oro užuolaidoje arba savavališkame vandens-oro šildytuve

Nes visiems galimybės vienintelė temperatūra, kurios reikšmė gali būti nereikšminga, yra grįžtamojo vandens temperatūra T x, ji turėtų būti neįtraukta į regeneravimo koeficiento išraišką. Jei nurodysime oro aplink oro užuolaidą temperatūrą T 0, šildomą oro užuolaida - T, ir karšto vandens, patenkančio į šilumokaitį, temperatūrą T g, (3 pav.), gausime:

Cg (T - T 0) / (cg) min (T g - T 0). (keturi)

Šioje formulėje c yra oro šiluminė talpa, g yra antroji masės oro srautas.

Žymėjimas (cg) min yra mažiausia vertė iš oro cg ir vandens su W G šiluminiais ekvivalentais, kai W - vandens šiluminė talpa, G - antrasis vandens masės srautas: (cg) min = min ((cg), (c W G)). Jei oro srautas yra palyginti mažas ir oro ekvivalentas neviršija vandens ekvivalento, formulė taip pat supaprastinama: \u003d (T - T 0) / (T g - T 0).

FIZINĖ ATGAVIMO KOEFICIENTO PRASMĖ

Galima daryti prielaidą, kad šilumos atgavimo koeficiento reikšmė yra kiekybinė galios perdavimo termodinaminio efektyvumo išraiška. Yra žinoma, kad šilumos perdavimo efektyvumą riboja antrasis termodinamikos dėsnis, kuris taip pat žinomas kaip nemažėjančios entropijos dėsnis.

Tačiau galima įrodyti, kad - tai iš tikrųjų yra termodinaminis efektyvumas nemažėjančios entropijos prasme tik dviejų šilumą keičiančių terpių šiluminių ekvivalentų lygybės atveju. Bendruoju ekvivalentų nelygybės atveju didžiausia galima teorinė reikšmė = 1 yra dėl Clausijaus postulato, kuris suformuluotas taip: „Šiluma negali būti perduota iš šaltesnio kūno į šiltesnį, jei tuo pačiu metu nėra kitų pokyčių. su šiuo perkėlimu“. Šiame apibrėžime kiti pakeitimai yra sistemos darbas, pavyzdžiui, atvirkštiniame Carnot cikle, kurio pagrindu veikia oro kondicionieriai. Atsižvelgiant į tai, kad siurbliai ir ventiliatoriai šilumos mainų metu su tokiomis terpėmis kaip vanduo, oras ir kt. gamina nežymiai smulkus darbelis lyginant su šilumos mainų energijomis, galime daryti prielaidą, kad esant tokiam šilumos perdavimui, Clausiaus postulatas išsipildo su aukštas laipsnis tikslumu.

Nors įprasta manyti, kad ir Clausijaus postulatas, ir nemažėjančios entropijos principas yra tik antrojo termodinamikos dėsnio formuluotės uždaroms sistemoms, kurios skiriasi forma, taip nėra. Norėdami paneigti jų lygiavertiškumą, parodysime, kad jie paprastai gali sukelti įvairius šilumos perdavimo apribojimus. Apsvarstykite rekuperatorių oras-oras, kai dviejų mainų terpių šiluminiai ekvivalentai yra vienodi, o tai, jei šiluminės talpos yra vienodos, reiškia dviejų oro srautų masės srautų lygybę ir = (T pr - T st ) / (T kambarys - T g.). Tikslumui palikime kambario temperatūrą T kambaryje \u003d 20 ° C ir gatvės temperatūrą T gatvėje \u003d 0 ° C. Jei visiškai nepaisysime latentinės oro šilumos, kuri atsiranda dėl jo drėgmės, tada, kaip nurodyta toliau. iš (3) tiekiamo oro temperatūra T pr \u003d 16 o C atitinka regeneravimo koeficientą = 0,8, o esant T pr = 20 o C ji pasieks 1 reikšmę. gatvėje šiais atvejais T' bus atitinkamai 4 o C ir 0 o C). Parodykime, kad tiksliai = 1 yra didžiausias šiuo atveju. Galų gale, net jei tiekiamo oro temperatūra būtų T pr \u003d 24 ° C ir būtų išmestas į gatvę T ' = -4 ° C, tada pirmasis termodinamikos dėsnis (energijos tvermės dėsnis) nebūtų būti pažeistas. Kas sekundę E = cg 24 o C Į gatvės orą bus perduodami džauliai energijos ir tiek pat paimama iš patalpos oro, šiuo atveju ji bus lygi 1,2, arba 120%. Tačiau toks šilumos perdavimas neįmanomas būtent dėl ​​to, kad tokiu atveju sistemos entropija sumažės, o tai draudžia antrasis termodinamikos dėsnis.

Iš tiesų, pagal entropijos S apibrėžimą, jos pokytis yra susijęs su bendros dujų Q energijos pokyčiu santykiu dS = dQ / T (temperatūra matuojama kelvinais), ir atsižvelgiant į tai, kad esant pastoviam dujų slėgiui dQ = mcdT, m yra dujų masė, s (arba kaip dažnai žymima p) - šiluminė talpa esant pastoviam slėgiui, dS \u003d mc dT / T. Taigi S = mc ln(T 2 / T 1), kur T 1 ir T 2 yra pradinė ir galutinė dujų temperatūra. Formulės (3) žymėjime antrajam tiekiamo oro entropijos pokyčiui gauname Spr = cg ln(Tpr / Tul), jei gatvės oras įkaista, tai teigiamas. Norėdami pakeisti ištraukiamo oro entropiją Sout = c g · ln(T / Troom). Visos sistemos entropijos pokytis per 1 sekundę:

S \u003d S pr + S vyt \u003d cg (ln (T pr / T st) + ln (T ' / T kambarys)). (5)

Visais atvejais laikysime T st \u003d 273K, T kambarys \u003d 293K. Jei = 0,8 iš (3), T pr = 289K ir iš (2) T’ = 277K, tai leis mums apskaičiuoti bendrą entropijos pokytį S = 0,8 = 8 10 –4 cg. Esant = 1, panašiai gauname T pr = 293K ir T' = 273K, o entropija, kaip ir tikėtasi, išlieka S = 1 = 0. Hipotetinis atvejis = 1,2 atitinka T pr = 297K ir T' = 269K, o skaičiavimas rodo entropijos sumažėjimą: S = 1,2 = –1,2 10 –4 cg. Šis skaičiavimas gali būti laikomas šio proceso neįmanomumo pagrindimu c = 1,2, o apskritai bet kuriam > 1 ir dėl S< 0.

Taigi, esant srautui, kuris suteikia vienodus dviejų terpių šiluminius ekvivalentus (identiškoms terpėms tai atitinka vienodus srautus), rekuperacijos koeficientas lemia mainų efektyvumą ta prasme, kad = 1 nustato ribinį entropijos išsaugojimo atvejį. Klausijaus postulatas ir nemažėjančios entropijos principas tokiam atvejui yra lygiaverčiai.

Dabar apsvarstykite nevienodus oro srauto greičius šilumos mainams oras-oras. Tegul, pavyzdžiui, tiekiamo oro masės srautas yra 2g, o ištraukiamo - g. Norėdami pakeisti entropiją tokiomis sąnaudomis, gauname:

S \u003d S pr + S vyt \u003d 2s g ln (T pr / T st) + s g ln (T ' / T kambarys). (6)

Jei = 1 esant toms pačioms pradinėms temperatūroms T st = 273 K ir T kambarys = 293 K, naudojant (3) gauname T pr = 283 K, nes g pr / g min = 2. Tada iš energijos tvermės dėsnio (2) gauname reikšmę T ' = 273K. Jei šias temperatūros reikšmes pakeisime (6), tai visiškai pasikeitus entropijai, gauname S = 0,00125 cg > 0. Tai yra, net ir palankiausiu atveju c = 1, procesas tampa termodinamiškai neoptimalus, tai įvyksta padidėjus entropijai ir dėl to, skirtingai nei poskyryje su vienodomis sąnaudomis, visada yra negrįžtama.

Norėdami įvertinti šio padidėjimo mastą, suraskime rekuperacijos koeficientą vienodų kaštų mainams, kurie jau buvo nagrinėti aukščiau, kad dėl šio pasikeitimo būtų gauta tokia pati entropijos vertė kaip ir sąnaudoms, kurios skiriasi 2 kartus, kai = 1. Kitaip tariant, įvertiname termodinaminį skirtingų kaštų mainų neoptimalumą idealiomis sąlygomis. Visų pirma, pats entropijos pokytis mažai ką pasako, daug informatyviau yra atsižvelgti į entropijos pokyčio ir šilumos mainų perduodamos energijos santykį S / E. Atsižvelgiant į tai, kad aukščiau pateiktame pavyzdyje, kai entropija padidėja S = 0,00125cg, perduodama energija yra E = cg pr (T pr - T ul) = 2c g 10K. Taigi, santykis S / E = 6,25 10 -5 K -1. Nesunku pastebėti, kad atkūrimo koeficientas = 0,75026 lemia tą pačią mainų „kokybę“ esant vienodiems srautams... Iš tiesų, esant toms pačioms pradinėms temperatūroms T ul = 273K ir T room = 293K ir vienodiems srautams, šis koeficientas atitinka temperatūra T pr = 288K ir T' = 278K. Naudodami (5) gauname entropijos pokytį S = 0,000937сg ir atsižvelgdami į tai, kad E = сg(T pr - T ul) = сg 15K, gauname S / Е = 6,25 10 –5 K -1 . Taigi, termodinaminės kokybės požiūriu šilumos perdavimas esant = 1 ir esant du kartus skirtingiems srautams atitinka šilumos perdavimą esant = 0,75026 ... esant identiškiems srautams.

Galima užduoti dar vieną klausimą: kokios turėtų būti hipotetinės mainų temperatūros su skirtingais srauto greičiais, kad šis įsivaizduojamas procesas vyktų nepadidėjus entropijai?

Jei = 1,32, esant toms pačioms pradinėms temperatūroms T st = 273 K ir T kambarys = 293 K, naudodamiesi (3), gauname T pr = 286,2 K ir iš energijos tvermės dėsnio (2) T' = 266,6 K. Jei šias reikšmes pakeisime (6), tada visiškam entropijos pokyčiui gausime cg(2ln(286.2 / 273) + ln(266.6 / 293)) 0. Energijos tvermės dėsnis ir ne dėsnis - mažėjanti entropija šioms temperatūroms yra patenkinama, tačiau pasikeitimas neįmanomas, nes T' = 266,6 K nepriklauso pradiniam temperatūros diapazonui. Tai tiesiogiai pažeistų Clausiaus postulatą, perkeliant energiją iš šaltesnės aplinkos į šildomą. Vadinasi, šis procesas yra neįmanomas, kaip ir kiti neįmanomi ne tik išsaugant entropiją, bet net jai padidėjus, kai kurios nors terpės galutinės temperatūros peržengia pradinį temperatūrų diapazoną (T st, T room).

Esant sąnaudoms, kurios suteikia nevienodus mainų terpės šiluminius ekvivalentus, šilumos perdavimo procesas iš esmės yra negrįžtamas ir vyksta didėjant sistemos entropijai, net ir esant efektyviausiam šilumos perdavimui. Šie svarstymai galioja ir dviem skirtingos šiluminės talpos terpėms; svarbu tik tai, ar šių terpių šiluminiai ekvivalentai sutampa, ar ne.

MINIMALIOS ŠILUMOS PERDAVIMO KOKYBĖS PARADOKSAS SU REGISTRAVIMO KOEFICIENTU 1/2

Šioje pastraipoje nagrinėjame tris šilumos perdavimo atvejus, kurių atkūrimo koeficientai yra atitinkamai 0, 1/2 ir 1. Tegul per šilumokaičius praeina vienodi srautai vienodos šiluminės talpos šilumą keičiančių terpių su tam tikromis skirtingomis pradinėmis temperatūromis T 1 0 ir T 2 0. Kai atkūrimo koeficientas yra 1, dvi terpės tiesiog keičia temperatūros vertes, o galutinės temperatūros atspindi pradines T 1 = T 2 0 ir T 2 = T 1 0 . Akivaizdu, kad entropija šiuo atveju S = 0 nesikeičia, nes tos pačios terpės išėjimo angoje turi tokią pačią temperatūrą kaip ir įėjimo angoje. Kai atkūrimo koeficientas yra 1/2, abiejų terpių galutinės temperatūros bus lygios pradinių temperatūrų aritmetiniam vidurkiui: T 1 = T 2 = 1/2 (T 1 0 + T 2 0). Vyks negrįžtamas temperatūros išlyginimo procesas, ir tai prilygsta entropijos padidėjimui S > 0. Esant atkūrimo koeficientui 0, šilumos perdavimo nėra. Tai yra, T 1 \u003d T 1 0 ir T 2 \u003d T 2 0, o galutinės būsenos entropija nepasikeis, o tai yra panaši į galutinę sistemos būseną, kurios atkūrimo koeficientas lygus 1. būsena c \u003d 1 yra identiška būsenai c \u003d 0, taip pat pagal analogiją galima parodyti, kad būsena = 0,9 yra identiška būsenai c = 0,1 ir tt Šiuo atveju būsena c = 0,5 atitiks maksimalus entropijos padidėjimas nuo visų galimų koeficientų. Matyt, = 0,5 atitinka minimalios kokybės šilumos perdavimą.

Žinoma, tai netiesa. Paradokso paaiškinimas turėtų prasidėti tuo, kad šilumos perdavimas yra energijos mainai. Jei dėl šilumos perdavimo entropija padidėjo tam tikru dydžiu, tada šilumos perdavimo kokybė skirsis priklausomai nuo to, ar šiluma buvo perduota tuo pačiu metu 1 J ar 10 J. Teisingiau laikyti ne absoliutų entropija S (tiesą sakant, jos susidarymas šilumokaityje), tačiau entropijos kitimo santykis su perduodama energija E. Akivaizdu, kad įvairiems temperatūrų rinkiniams šias reikšmes galima apskaičiuoti = 0,5. Sunkiau apskaičiuoti šį santykį = 0, nes tai yra 0/0 formos neapibrėžtis. Tačiau nesunku priimti santykio perskirstymą ties 0, o tai praktiškai galima gauti imant šį santykį labai mažomis reikšmėmis, pavyzdžiui, 0,0001. 1 ir 2 lentelėse pateikiame šias vertes įvairioms pradinėms temperatūros sąlygoms.



Esant bet kokioms vertėms ir esant namų ūkio temperatūrų intervalams T st ir T br (laikysime, kad T br / T st x

S / E (1 / T st - 1 / T kambarys) (1 -). (7)

Iš tiesų, jei nurodysime T kambarį \u003d T gatvę (1 + x), 0< x

1 diagramoje parodyta ši priklausomybė nuo temperatūrų T ul = 300K T kambarys = 380K.



Ši kreivė nėra tiesė, apibrėžta aproksimacija (7), nors ji yra pakankamai artima jai, kad grafike jos nesiskiria. Formulė (7) rodo, kad šilumos perdavimo kokybė yra minimali, tiksliai esant = 0. Padarykime dar vieną skalės S / E įvertį. Pateiktame pavyzdyje nagrinėjame dviejų šilumos rezervuarų, kurių temperatūra T 1 ir T, jungtį. 2 (T 1< T 2) теплопроводящим стержнем. Показано, что в стержне на единицу переданной энергии вырабатывается энтропия 1/Т 1 –1/Т 2 . Это соответствует именно минимальному качеству теплообмена при рекуперации с = 0. Интересное наблюдение заключается в том, что по физическому смыслу приведенный пример со стержнем интуитивно подобен теплообмену с = 1/2 , поскольку в обоих случаях происходит выравнивание температуры к среднему значению. Однако формулы демонстрируют, что он эквивалентен именно случаю теплообмена с = 0, то есть теплообмену с наиболее низким качеством из всех возможных. Без вывода укажем, что это же минимальное качество теплообмена S / E = 1 / Т 1 0 –1 / Т 2 0 в точности реализуется для ->0 ir savavališku aušinimo skysčio srauto santykiu.

ŠILUMOS PERDAVIMO KOKYBĖS POKYČIAI ESANT SKIRTINGŲ ŠILUMNEŠIŲ IŠLAIDŲ

Laikysime, kad šilumnešių debitai skiriasi n kartų, o šilumos perdavimas vyksta kuo kokybiškiau (= 1). Kokią šilumos mainų kokybę vienodomis sąnaudomis tai atitiks? Norėdami atsakyti į šį klausimą, pažiūrėkime, kaip S / E vertė elgiasi esant = 1 esant įvairiems išlaidų santykiams. Kainų skirtumui n = 2, šis atitikimas jau buvo apskaičiuotas 3 punkte: = 1 n=2 atitinka = 0,75026… tiems patiems srautams. 3 lentelėje, esant 300 K ir 350 K temperatūrų rinkiniui, pateikiame santykinį entropijos pokytį esant vienodam tos pačios šiluminės talpos aušinimo skysčių srautui skirtingoms vertėms.



4 lentelėje taip pat pateikiamas santykinis entropijos pokytis esant skirtingiems srauto santykiams n tik esant didžiausiam įmanomam šilumos perdavimo efektyvumui (= 1) ir atitinkami naudingumo koeficientai, lemiantys vienodą kokybę esant vienodiems srautams.



Gautą priklausomybę (n) pateiksime 2 grafike.



Esant begaliniam kaštų skirtumui, jis linkęs į baigtinę 0,46745 ribą... Galima parodyti, kad tai yra universali priklausomybė. Jis galioja esant bet kuriai pradinei temperatūrai bet kuriai terpei, jei vietoj sąnaudų santykio turime omenyje šiluminių ekvivalentų santykį. Jį taip pat galima aproksimuoti hiperbole, kuri grafike pažymėta 3 eilute mėlynos spalvos:



„(n) 0,4675+ 0,5325/n. (aštuonios)

Raudona linija rodo tikslų ryšį (n):

Jei mainuose su savavališku n>1 realizuojami nevienodi kaštai, tai termodinaminis efektyvumas santykinės entropijos susidarymo prasme mažėja. Pateikiame viršutinį jo įvertinimą be išvedimo:

Šis santykis paprastai yra lygus n>1, artimas 0 arba 1, o tarpinėms reikšmėms jis neviršija kelių procentų absoliučios paklaidos.

Straipsnio pabaiga bus pristatyta viename iš kitų žurnalo „KLIMATO PASAULIS“ numerių. Naudodamiesi realių šilumos mainų įrenginių pavyzdžiais, surasime regeneravimo koeficientų reikšmes ir parodysime, kiek jas lemia įrenginio charakteristikos, o kiek šilumos nešėjų srautai.

LITERATŪRA

  1. Puhovas A. oro. Eksperimentinių duomenų interpretavimas. // Klimato pasaulis. 2013. Nr. 80. P. 110.
  2. Puhovas A. C. Šiluminės užuolaidos galia esant savavališkiems aušinimo skysčio srautams ir oro. Šilumos perdavimo proceso invariantai. // Klimato pasaulis. 2014. Nr 83. P. 202.
  3. Byla V. M., Londonas A. L. Kompaktiški šilumokaičiai. . M.: Energija, 1967. S. 23.
  4. Wang H. Pagrindinės formulės ir duomenys apie šilumos perdavimas inžinieriams. . M.: Atomizdat, 1979. S. 138.
  5. Kadomcevas B. B. Dinamika ir informacija // Uspekhi fizicheskikh nauk. T. 164. 1994. Nr. gegužės 5 d S. 453.

Puchovas Aleksejus Viačeslavovičius,
Techninis direktorius
Kompanija Tropic Line

Visi žino, kad yra daugybė patalpų vėdinimo sistemų. Paprasčiausios iš jų yra atviro tipo sistemos (natūralios), pavyzdžiui, naudojant langą ar langą.

Tačiau šis vėdinimo būdas yra visiškai neekonomiškas. Be to, norint efektyviai vėdinti, reikia nuolat atidaryti langą arba skersvėjų. Todėl tokio tipo vėdinimas bus itin neefektyvus. Vis dažniau naudojamas gyvenamųjų patalpų vėdinimui priverstinė ventiliacija su šilumos atgavimu.

Paprastais žodžiais tariant, atkūrimas yra identiškas žodžiui „konservavimas“. Šilumos atgavimas yra šilumos energijos kaupimo procesas. Taip yra dėl to, kad iš kambario išeinantis oro srautas vėsina arba šildo į vidų patenkantį orą. Schematiškai atkūrimo procesą galima pavaizduoti taip:

Vėdinimas su šilumos atgavimu vyksta pagal principą, kad srautai turi būti atskirti pagal konstrukcines šilumokaičio ypatybes, kad būtų išvengta maišymosi. Tačiau, pavyzdžiui, sukamieji šilumokaičiai nesuteikia galimybės visiškai izoliuoti tiekiamo oro nuo šalinamo oro.

Šilumokaičio efektyvumo procentas gali svyruoti nuo 30 iki 90%. Specialiuose įrenginiuose šis skaičius gali sutaupyti 96 % energijos.

Kas yra oro rekuperatorius

Pagal savo konstrukciją oras-oras šilumokaitis yra išeinančios oro masės šilumos atgavimo įrenginys, leidžiantis racionaliausiai panaudoti šilumą ar šaltį.

Kodėl verta rinktis rekuperacinę ventiliaciją

Vėdinimas, kurio pagrindas yra šilumos atgavimas, pasižymi labai dideliu efektyvumu. Šis indikatorius apskaičiuojamas pagal šilumos, kurią realiai pagamina šilumokaitis, santykį su maksimaliu šilumos kiekiu, kurį galima tik sukaupti.

Kokie yra oro rekuperatorių tipai

Iki šiol vėdinimą su šilumos atgavimu gali atlikti penkių tipų rekuperatoriai:

  1. Plokštelė, kuri turi metalo konstrukcija ir turi aukštas lygis drėgmės pralaidumas;
  2. Rotary;
  3. kameros tipas;
  4. Rekuperatorius su tarpiniu šilumnešiu;
  5. Šilumos vamzdžiai.

Namo vėdinimas su šilumos rekuperacija naudojant pirmojo tipo šilumokaičius leidžia iš visų pusių įeinantiems oro srautams tekėti aplink daug padidinto šilumos laidumo metalinių plokščių. Tokio tipo rekuperatorių efektyvumas svyruoja nuo 50 iki 75%.

Plokštelinių šilumokaičių įrenginio savybės

  • Oro masės nesiliečia;
  • Visos detalės yra fiksuotos;
  • Nėra judančių konstrukcinių elementų;
  • nesudaro kondensato;
  • Negali būti naudojamas kaip kambario sausintuvas.

Rotacinių šilumokaičių savybės

Rotorinio tipo rekuperatoriai turi konstrukcines savybes, kurių pagalba vyksta šilumos perdavimas tarp rotoriaus tiekimo ir išėjimo kanalų.

Rotaciniai šilumokaičiai yra padengti folija.

  • Efektyvumas iki 85%;
  • Taupo elektros energiją;
  • Kreipkimės į patalpos sausinimą;
  • Sumaišoma iki 3% oro iš skirtingų srautų, dėl kurių gali sklisti kvapai;
  • Sudėtingas mechaninis dizainas.

Tiekimo ir ištraukiamoji ventiliacija su šilumos atgavimu, remiantis kameriniai rekuperatoriai, naudojamas itin retai, nes turi daug trūkumų:

  • Efektyvumas iki 80%;
  • Ateinančių srautų maišymas, dėl kurio padidėja kvapų perdavimas;
  • judančios konstrukcijos dalys.

Rekuperatoriai, kurių pagrindą sudaro tarpinis šilumnešis, turi vandens-glikolio tirpalą. Kartais paprastas vanduo gali veikti kaip toks aušinimo skystis.

Rekuperatorių su tarpiniu šilumnešiu savybės

  • Itin mažas efektyvumas iki 55%;
  • Oro srautų maišymas visiškai neleidžiamas;
  • Taikymo sritis – didelio masto gamyba.

Šilumos rekuperacinis vėdinimas, pagrįstas šilumos vamzdžiais, dažnai susideda iš didelės vamzdžių sistemos, kurioje yra freono. Kaitinamas skystis išgaruoja. Priešingoje šilumokaičio dalyje freonas atšąla, dėl to dažnai susidaro kondensatas.

Rekuperatorių su šilumos vamzdžiais savybės

  • Nėra judančių dalių;
  • Visiškai atmetama galimybė užteršti orą kvapais;
  • Vidutinis efektyvumo indeksas yra nuo 50 iki 70%.

Šiuo metu išleistas kompaktiški vienetai atsigavimui oro masės. Vienas iš pagrindinių mobiliųjų šilumokaičių privalumų yra tai, kad nereikia ortakių.

Pagrindiniai šilumos atgavimo tikslai

  1. Norint palaikyti reikiamą drėgmės ir temperatūros lygį patalpose, naudojama šilumos atgavimu pagrįsta vėdinimas.
  2. Odos sveikatai. Keista, kad šilumos atgavimo sistemos teigiamai veikia žmogaus odą, kuri yra nuolat drėkinama ir sumažinama išsausėjimo rizika.
  3. Kad neišdžiūtų baldai ir negirgžėtų grindys.
  4. Padidinti statinės elektros tikimybę. Ne visi žino šiuos kriterijus, tačiau padidėjus statinei įtampai pelėsiai ir grybai vystosi daug lėčiau.

Teisingai parinkta tiekiamoji ir ištraukiamoji ventiliacija su šilumos atgavimu Jūsų namams leis ženkliai sutaupyti šildymui žiemą ir oro kondicionavimui vasarą. Be to, tokio tipo vėdinimas turi teigiamą poveikį Žmogaus kūnas, nuo kurio mažiau sirgsite, o ir grybelio atsiradimo namuose rizika bus sumažinta iki minimumo.

Atsigavimas yra maksimalaus energijos kiekio grąžinimo procesas. Vėdinimo atveju rekuperacija yra šilumos energijos perdavimo iš šalinamo oro į tiekiamo oro procesas. Yra daug Įvairios rūšys rekuperatoriai ir šiame straipsnyje pakalbėsime apie kiekvieną iš jų. Kiekvienas šilumokaičių tipas yra savaip geras ir turi unikalių privalumų, tačiau bet kuris iš jų leis sutaupyti bent 50%, o dažniau iki 95% tiekiamo oro šildymo žiemą.

Labai įdomus yra šilumos perdavimo procesas iš šalinamo oro į tiekiamą orą. Toliau mes pradėsime ardyti kiekvieno tipo oro rekuperatorių, kad galėtumėte lengviau suprasti, kas tai yra ir kokio rekuperatoriaus jums reikia.

Populiariausias rekuperatorių tipas, tiksliau vėdinimo įrenginiai su plokšteliniu šilumokaičiu. Jis įgijo populiarumą dėl paties šilumokaičio konstrukcijos paprastumo ir patikimumo.

Veikimo principas paprastas – šilumokaičio šilumokaityje susikerta du oro srautai (išmetimo ir tiekimo), tačiau taip, kad juos atskirtų sienelės. Dėl to šie srautai nesimaišo. Šiltas oras šildo šilumokaičio sienas, o sienos šildo tiekiamą orą. Plokštelinių šilumokaičių efektyvumas (plokštinio šilumokaičio efektyvumas) matuojamas procentais ir atitinka:

Rekuperatorių metaliniams ir plastikiniams šilumokaičiams 45-78%.

60-92% plokšteliniams šilumokaičiams su celiulioziniais higroskopiniais šilumokaičiais.

Tokį efektyvumo šuolį celiuliozinių rekuperatorių kryptimi lemia, pirma, drėgmės grįžimas per rekuperatoriaus sieneles iš šalinamo oro į tiekiamąjį orą, antra, dėl latentinės šilumos perdavimo toje pačioje drėgme. Išties rekuperatoriuose vaidmenį atlieka ne paties oro, o jame esančios drėgmės šiluma. Oras be drėgmės turi labai mažą šiluminę galią, o drėgmė yra vanduo ... su žinoma didele šilumos talpa.

Visiems rekuperatoriams, išskyrus celiuliozę, privaloma nuimti drenažą. Tie. planuojant šilumokaičio įrengimą reikia atsiminti, kad reikalingas ir kanalizacijos tiekimas.

Taigi pliusai:

1. Dizaino paprastumas ir patikimumas.

2. Didelis efektyvumas.

3. Papildomų elektros vartotojų trūkumas.

Ir, žinoma, minusai:

1. Tokio šilumokaičio veikimui į jį turi būti tiekiamas ir išmetimas. Jei sistema sukurta nuo nulio, tai nėra minusas. Bet jei sistema jau yra, o įtekėjimas ir išmetimas yra nutolę, geriau taikyti.

2. Kada minusinės temperatūrosšilumokaičio šilumokaitis gali užšalti. Norint jį atitirpinti, reikia arba nutraukti arba sumažinti oro tiekimą iš gatvės, arba naudoti aplinkkelio vožtuvą, leidžiantį tiekiamam orui apeiti šilumokaitį, kol jį atitirpdo išmetamas oras. Šiuo atitirpinimo režimu visas šaltas oras patenka į sistemą aplenkdamas šilumokaitį ir jam sušildyti reikia daug elektros energijos. Išimtis yra celiuliozės plokšteliniai šilumokaičiai.

3. Iš esmės šie rekuperatoriai nesugrąžina drėgmės ir tiekiamas oras į patalpas yra per sausas. Išimtis yra celiuliozės plokšteliniai šilumokaičiai.

Antras pagal populiarumą rekuperatorių tipas. Dar... Didelis efektyvumas, neužšąla, kompaktiškesnis nei lamelės, ir netgi grąžina drėgmę. Kai kurie pliusai.

Rotorinis šilumokaitis pagamintas iš aliuminio, suvyniotas sluoksniais ant rotoriaus, vienas lapas plokščias, o kitas zigzagas. Kad oras praeitų. Jis varomas elektrine pavara per diržą. Šis „būgnas“ sukasi ir kiekviena jo dalis įkaista, kai praeina pro išmetimo zoną, o tada atvėsta, kai pereina į įtekėjimo zoną, taip perduodama šilumą tiekiamam orui.

Apsaugai nuo oro perpildymo naudojamas valymo sektorius.

Naujas ir nelabai žinomas oro rekuperatorių tipas. Stogo šilumokaičiuose iš tikrųjų naudojami plokšteliniai šilumokaičiai, o kartais ir rotoriniai šilumokaičiai, tačiau nusprendėme juos padaryti atskiru šilumokaičių tipu, nes. stogo šilumokaitis yra specifinis atskiras vaizdas vėdinimo įrenginiai su šilumokaičiu.

Stogo šilumokaičiai tinka didelėms vieno tūrio patalpoms ir yra dizaino, montavimo ir eksploatavimo paprastumo viršūnė. Jai sumontuoti užtenka padaryti reikiamą langą pastato stoge, įdėti specialų apkrovą paskirstantį „stiklą“ ir į jį įstatyti stogo šilumokaitį. Viskas paprasta. Oras paimamas iš po lubų patalpoje, o pagal kliento pageidavimą - iš po lubų arba į darbuotojų ar lankytojų kvėpavimo zoną prekybos centrai.

Rekuperatorius su tarpiniu šilumnešiu:

O tokio tipo rekuperatoriai tinka esamoms vėdinimo sistemoms „įtekėjimas atskirai – išmetimas atskirai“.

Na, arba jei neįmanoma pastatyti naujos vėdinimo sistemos su bet kokio tipo šilumokaičiu, kuris apima įtekėjimo ir išmetimo tiekimą į vieną patalpą. Tačiau verta prisiminti, kad tiek plokšteliniai, tiek rotaciniai šilumokaičiai turi didesnį efektyvumą nei glikolio.

Bet kuriai uždarai erdvei reikalingas kasdienis vėdinimas, tačiau kartais to nepakanka patogiam ir maloniam mikroklimatui sukurti. Šaltuoju metų laiku, kai langai atidaromi vėdinimo režimu, šiluma greitai pasišalina, o tai veda prie papildomos išlaidosšildymui. Vasarą daugelis naudojasi oro kondicionieriais, tačiau kartu su atvėsusiu oru prasiskverbia ir karštas oras iš gatvės.

Norint subalansuoti temperatūrą ir padaryti orą gaivesnį, buvo išrastas toks prietaisas kaip oro rekuperatorius. AT žiemos laikas leidžia neprarasti kambario šilumos, o vasarą karštis neleidžia į patalpą patekti karštam orui.

Kas yra rekuperatorius?

Išvertus iš lotynų kalbos žodis rekuperatorius reiškia - grąžinimo kvitas arba grąžinimas, kalbant apie orą, tai reiškia šiluminės energijos grąžinimą, kuri kartu su oru nunešama per vėdinimo sistemą. Toks prietaisas kaip oro rekuperatorius susidoroja su vėdinimo užduotimi, subalansuodamas du oro srautus.

Prietaiso veikimo principas labai paprastas, dėl temperatūrų skirtumo vyksta šilumos mainai, dėl to susilygina oro temperatūra. Šilumokaitis turi dviejų kamerų šilumokaitį, per jas praleidžia išmetamųjų ir tiekiamo oro srautus. Susikaupęs kondensatas, kuris susidaro dėl temperatūrų skirtumo, automatiškai pašalinamas iš šilumokaičio.

Rekuperacinė sistema leidžia ne tik vėdinti orą patalpoje, ženkliai sutaupo šildymo išlaidas, nes efektyviai sumažina šilumos nuostolius. Rekuperatorius yra pajėgus sutaupyti daugiau nei 2/3šilumos išeinančios iš patalpos, o tai reiškia, kad įrenginys pakartotinai panaudoja šiluminę energiją viename technologiniame cikle.

Įrenginių klasifikacija

Rekuperatoriai skiriasi šilumnešių judėjimo schemomis ir konstrukcija bei paskirtimi. Ar yra kelių tipų rekuperatoriai?

  1. lamelinis
  2. Rotary
  3. Vandens
  4. Prietaisai, kuriuos galima pastatyti ant stogo.

Plokšteliniai šilumokaičiai

Jie laikomi labiausiai paplitusiais, nes jų kaina yra maža, tačiau jie yra gana veiksmingi. Įrenginio viduje esantis šilumokaitis susideda iš vieno ar kelių vario arba aliuminio plokštės, plastikiniai, labai patvari celiuliozė, jie yra stacionarios būklės. Į prietaisą patekęs oras praeina per eilę kasečių ir nesimaišo, veikimo metu vienu metu vyksta aušinimo ir šildymo procesas.

Prietaisas yra labai kompaktiškas ir patikimas, praktiškai nesugenda. Plokšteliniai rekuperatoriai veikia nenaudojant energijos, o tai yra svarbus privalumas. Prietaiso trūkumai – esant šaltam orui, lamelės modelis negali veikti, drėgmės mainai neįmanomas dėl išmetimo įrenginio užšalimo. Jo išmetimo kanalai surenka kondensatą, kuris užšąla esant minusinei temperatūrai.

Rotaciniai šilumokaičiai

Toks prietaisas maitinamas elektra, jo mentės iš vieno ar dviejų rotorių eksploatacijos metu turi suktis po kurio seka oro judėjimas. Paprastai jie yra cilindro formos su tvirtai sumontuotomis plokštėmis ir viduje esančiu būgneliu.Jis yra verčiamas suktis oro srautais, iš pradžių išeina kambario oras, o vėliau, keičiant kryptį, grįžta iš gatvės.

Reikėtų pažymėti, kad sukamieji įtaisai yra didesni, bet Jie yra daug efektyvesni nei lėkštiniai. Jie puikiai tinka dideliems kambariams – salėms, prekybos centrams, ligoninėms, restoranams, todėl jų pirkti namams nepraktiška. Iš trūkumų verta paminėti brangią tokių įrenginių priežiūrą, nes jie sunaudoja daug elektros energijos, nėra lengva montuoti dėl didelių gabaritų ir yra brangūs. Montavimui reikalinga vėdinimo kamera dėl didelio rotacinio šilumokaičio dydžio.

Šilumokaičio vanduo ir dedamas ant stogo

Recirkuliaciniai įrenginiai perduoda šiluminę energiją į tiekiamą šilumokaitį kelių šilumnešių - vandens, antifrizo ir kt. Šis prietaisas labai panašus į plokštelinius šilumokaičius, tačiau skiriasi tuo, kad yra labai panašus į vandens sistemašildymas. Trūkumas yra mažas efektyvumas ir dažna priežiūra.

Šilumokaitis, kuris gali būti dedamas ant stogo, taupo erdvę patalpoje. Jo efektyvumas yra ne daugiau kaip 68 proc., jam nereikia eksploatacinių išlaidų, visas šias savybes galima priskirti šio tipo privalumams. Minusas toks, kad tokį šilumokaitį sunku montuoti, jam reikia specialios tvirtinimo sistemos. Dažniausiai šis tipas naudojamas objektams pramoniniam naudojimui.

Natūrali vėdinimas turi būti suprojektuotas ir įrengtas bet kuriame gyvenamajame name, tačiau tam visada įtakos turi oro sąlygos, priklausomai nuo metų laiko, nuo to priklauso vėdinimo stiprumas. Jei žiemą vėdinimo sistema veikia efektyviai esant šalčiui, tai vasarą ji praktiškai neveikia.

Gyvenamojo pastato sandarumas galima sumažinti pagerinus natūralų vėdinimą, tačiau apčiuopiamą rezultatą tai duos tik šaltuoju metų laiku. Taip pat yra neigiama pusė, pavyzdžiui, šiluma išeis iš gyvenamojo namo, o įeinantis šaltas oras pareikalaus papildomo šildymo.

Kad toks vėdinimo procesas namo šeimininkams per daug nekainuotų, būtina panaudoti iš patalpos pašalinto oro šilumą. Būtina padaryti priverstinę oro cirkuliaciją. Norėdami tai padaryti, nutiesiamas tiekiamo ir ištraukiamo oro kanalų tinklas, tada montuojami ventiliatoriai. Per jas oras bus tiekiamas į atskiras patalpas ir toks procesas nebus siejamas su oro sąlygomis. Specialiai tam šviežių ir užteršto oro masių sankirtoje įrengiamas šilumokaitis.

Ką suteikia oro rekuperatorius?

Rekuperacinė sistema leidžia sumažinti įeinančio ir išmetamo oro susimaišymo procentą. Šį procesą atlieka įrenginyje esantys separatoriai. Dėl srauto energijos perdavimo į ribą vyksta šilumos mainai, purkštukai praeis lygiagrečiai arba kertasi. Atkūrimo sistema turi daug teigiamų savybių.

  1. Specialaus tipo grotelės prie oro įleidimo angos apsaugo nuo dulkių, vabzdžių, žiedadulkių ir net bakterijų iš išorės.
  2. Išvalytas oras patenka į kambarį.
  3. Iš patalpos išeina užterštas oras, kuriame gali būti kenksmingų komponentų.
  4. Be cirkuliacijos, tiekimo purkštukai valomi ir pašildomi.
  5. Skatina geresnį ir sveikesnį miegą.

Teigiamos sistemos savybės leidžia ją naudoti patalpose įvairių tipų sukurti patogesnes temperatūros sąlygas. Labai dažnai jie naudojami pramoninėse patalpose, kur būtina vėdinti didelę erdvę. Tokiose vietose būtina palaikyti pastovią oro temperatūrą, šią užduotį atlieka galintys veikti rotoriniai šilumokaičiai esant temperatūrai iki +650°C.

Išvada

Reikiamą gryno ir švaraus oro su normalia drėgme balansą gali užtikrinti tiekimas ir ištraukiamoji ventiliacija. Įsirengę rekuperatorių, galite išspręsti daugybę problemų, susijusių su energijos išteklių taupymu.

Renkantis oro rekuperatorių savo namams, reikia atsižvelgti į gyvenamojo ploto plotą, drėgmės laipsnį jame ir įrenginio paskirtį. Būtinai reikėtų atkreipti dėmesį į įrenginio kainą ir įrengimo galimybę, jo efektyvumą, nuo ko priklausys viso namo vėdinimo kokybė.

Kai eksploatuojami vėdinimo įrenginiai gyvenamieji pastatai arba pramonines patalpas taupant išleistas lėšas, jau projektavimo stadijose būtina numatyti energiją taupančių įrenginių, vadinamų tiekimo ir ištraukimo vėdinimo sistemomis, naudojančiomis šiluminės energijos atgavimo procesus, įrengimą.

Pats prietaisas, vadinamas „rekuperatoriumi“, yra tam tikro tipo šilumokaičiai, susidedantys iš dvigubų sienelių, praleidžiančių tiek šaltą, tiek išmetimą. šiltas oras. Pagrindinės rekuperatorių charakteristikos yra jų efektyvumas, kuris daugeliu atvejų priklauso nuo kai kurių svarbių parametrų:

  • šilumokaičio konstrukcijos metalo sudėtis;
  • bendras kontakto su oro srovėmis plotas;
  • praleidžiamo oro masių (tiekimo ir išmetimo) tūrio santykis.

Apskritai ventiliacinių šilumokaičių skirtumus lemia ir daugelis kitų faktorių, kurie įeina į konkrečių tipų rekuperatorius.

Rekuperatorių rūšių klasifikacija

Oro rekuperatoriai gana dažnai komplektuojami ne tik su šilumokaičiu, bet ir su dviem ventiliatoriais, skirti atskirai šalinti švarų ir šalinamą orą. Be to, siekiant pagerinti tiekiamo oro kokybę, į šiuos įrenginius gali būti įtrauktos įvairios techninės priemonės. Remiantis tuo, šilumokaičiai skirstomi į šiuos tipus pagal naudojamą aušinimo skystį, konstrukciją arba aušinimo skysčio srauto modelį:

      Plokštelinis šilumokaitis (dar vadinamas kryžminiu tašku) yra populiariausias šilumokaičių tipas dėl kompaktiško dizaino paprastumo, palyginti mažos kainos ir patikimumo. Šio tipo įrangą sudaro kasečių rinkinys, atskirtas tiekimo ir šalinimo oro srautų kanalais iš cinkuoto metalo. Šių įrenginių efektyvumas gali siekti vidutiniškai iki 70 proc. ir naudoti nereikia elektros energija. Pagrindiniai tokių vėdinimo sistemų pranašumai yra šie:

      • padidėjęs efektyvumas (našumo lygis);
      • elektros energijos vartotojų trūkumas;
      • patogus ir lengvas montavimas;
      • veikia be triukšmo.

      Pagrindinis jų trūkumas yra galimas šilumokaičio užšalimas dėl perteklinio kondensato susidarymo ant plokštelių. Siekiant kiek įmanoma pašalinti šį trūkumą, buitiniame šilumokaityje yra įrengtos kondensato skysčio surinkimo angos (kondensato rinktuvai). Vienintelės išimtys yra celiulioziniai šilumokaičiai.

      Plokštelinis šilumokaitis, kurio veikimo principas yra gana patogus ir paprastas ir pagrįstas dviejų oro masių srautų (tiekimo ir išmetimo) susikirtimu be maišymo šilumokaityje, turi pakankamą efektyvumą dėl efektyvumo indekso, matuojamas procentais ir gali atitikti šias vertes:

      • 45-78% - naudojant plastikinius arba metalinius šilumokaičius;
      • 60-92% - naudojant plokštelinius šilumokaičius su celiulioziniu higroskopiniu šilumokaičiu.

      Ortakinį plokštelinį šilumokaitį galima naudoti patalpose, kuriose įeinančio oro grynumui keliami aukšti reikalavimai ir standartai. Vėdinimo sistemos įrenginį galima įsigyti kaip baigtas įrenginys, ir padaryti.

      Remiantis plokšteliniais vėdinimo įrenginiais, taip pat yra membraninis šilumokaitis, leidžiantis vienu metu keisti drėgmę ir šilumą, kad nereikėtų sukurti papildomo Drenažo sistema kondensato pertekliui pašalinti. Membraninės plokštės turi selektyvų pralaidumą, dėl kurio praeina vandens molekulės ir sulaikomos dujų molekulės.

      1. Rotorinis šilumokaitis, kurio veikimo principas pagrįstas rotacinio šilumokaičio sukimu tam tikru ir pastoviu greičiu, yra cilindro formos konstrukcija, kurios viduje tankiai išsidėstę gofruoto metalo sluoksniai. Įmontuotas būgnas, darydamas sukimosi judesius, iš pradžių praleidžia šildomą orą, po kurio tiekiamas šaltas oras. Dėl to gofruoti sluoksniai palaipsniui vėsinami arba pašildomi, o dalis šilumos perduodama šalto oro srautui. Tokios vėdinimo sistemos turi daug privalumų, tarp kurių yra:
        • dalinis drėgmės grąžinimas (nereikia);
        • galimybė valdyti rotorių sukimosi greitį;
        • kompaktiškas dizainas ir montavimas.

        Be privalumų, rotoriniai šilumokaičiai turi didelių trūkumų – jiems reikia naudoti elektros energiją, sumontuoti papildomus filtravimo komponentus ir turi judančius elementus.

        Rotacinio šilumokaičio efektyvumas gali siekti 60-85%, todėl jie naudojami sistemose, kurioms būdingi dideli oro srautai.

      2. Glikolio šilumokaitis yra vienas iš instaliacijų su tarpiniais šilumnešiais atstovų, leidžiantis sujungti dvi atskiras vėdinimo sistemas. Ši įranga idealiai tinka esamoms vėdinimo sistemoms, veikiančioms atskirai viena nuo kitos atnaujinti.Glikolio šilumokaitis, kurio veikimo principas pagrįstas šildymo šilumokaičio su antifrizo tiekimu įrengimu (vandens-glikolio tirpalo cirkuliacija). ), dažnai apskaičiuojamas individualiai. Pagrindinės tokių įrenginių charakteristikos yra šios:
        • galimybė reguliuoti sistemą naudojant įmontuotą automatiką ir aušinimo skysčio cirkuliacijos greitį;
        • įrenginio veikimas esant minusinei temperatūrai, nereikia atitirpinti;
        • kelių įtekėjimo ir vieno išmetimo pajungimas arba atvirkščiai;
        • judančių dalių trūkumas;
        • tarpas tarp išmetimo ir įtekėjimo gali siekti iki 800m.

        Pagrindinis trūkumas yra mažas darbo efektyvumas – 45-60%.

      3. Vandens šilumokaitis yra oro šilumokaičiai, naudojami tiekimo ir išmetimo sistemose. Tokio prietaiso veikimo mechanizmas yra dėl šilumos perdavimo per vandenį. Tokiu atveju šilumokaičiai gali būti išdėstyti nutolusiu atstumu, naudojant šilumą izoliuotus vamzdynus. Ši aplinkybė yra pagrindinis taikymo tikslas - ventiliacijos linijų prijungimas. Vandens rekuperatoriai dėl žemų naudingumo koeficientų ir dažnos priežiūros poreikio naudojami gana retai.

      Pagrindiniai rekuperatorių pasirinkimo kriterijai

      Renkantis tinkamą ir optimalų efektyvumo požiūriu šilumokaitį, reikia atsižvelgti į šiuos kriterijus:

      • atkūrimo lygis (energijos taupymas) - priklausomai nuo gamintojo ir modelio, šis parametras turėtų būti 40-85% diapazone;
      • sanitariniai ir higieniniai rodikliai - galimybė kontroliuoti įeinančio oro gryninimo laipsnį ir kokybę;
      • energijos vartojimo efektyvumas – energijos vartojimo svarba;
      • eksploatacinės charakteristikos – bendras tarnavimo laikas, įrangos tinkamumas eksploatuoti remonto darbai, minimalios priežiūros poreikis;
      • tinkama kaina.

      Atsižvelgiant į visus šiuos rodiklius, išsirinkti kokybiškiausius ir efektyviausius pagal našumą rekuperatorių tipus nebus labai sunku norintiems tiek susikurti, tiek patobulinti esamą vėdinimo sistemą.

Norėdami pasidalinti su draugais:
Panašūs įrašai