Kurtarma işlemi. Hava reküperatörü: nedir ve nasıl çalışır

Bu yazıda, geri kazanım katsayısı gibi bir ısı transfer özelliğini ele alacağız. Isı değişimi sırasında bir ısı taşıyıcısının diğerinin kullanım derecesini gösterir. Geri kazanım faktörü, ısı geri kazanım faktörü, ısı değişim verimliliği veya termal verimlilik olarak adlandırılabilir.

Makalenin ilk bölümünde, ısı transferi için evrensel ilişkiler bulmaya çalışacağız. En genel fiziksel prensiplerden türetilebilirler ve herhangi bir ölçüm gerektirmezler. İkinci bölümde, gerçek hava perdeleri için ısı transferinin ana özelliklerine gerçek geri kazanım katsayılarının bağımlılıklarını veya daha önce “Isı perdesi gücü” makalelerinde ele alınan “su-hava” ısı değişim üniteleri için ayrı ayrı sunacağız. soğutucu ve havanın keyfi akış hızlarında. Deneysel verilerin yorumlanması” ve “Rastgele soğutma sıvısı ve hava akış hızlarında ısı perdesi gücü. “İklim Dünyası” dergisi tarafından sırasıyla 80 ve 83. sayılarda yayınlanan ısı transferi sürecinin değişmezleri”. Katsayıların ısı değiştiricinin özelliklerine nasıl bağlı olduğu ve ayrıca ısı taşıyıcıların akış hızlarından nasıl etkilendikleri gösterilecektir. Isı transferinin bazı paradoksları, özellikle, ısı taşıyıcıların akış hızlarında büyük bir fark ile geri kazanım katsayısının yüksek değerinin paradoksu açıklanacaktır. Basitleştirmek için, havadan havaya ısı eşanjörleri örneği kullanılarak geri kazanım kavramı ve nicel tanımının (katsayı) anlamı ele alınacaktır. Bu, fenomenin anlamına bir yaklaşım tanımlamamıza izin verecek ve bu, daha sonra "su - hava" dahil olmak üzere herhangi bir değiş tokuşa genişletilebilir. Hava-hava ısı eşanjör ünitelerinde, temelde su-hava ısı eşanjörlerine yakın olan hem çapraz akımlar hem de ısı eşanjör ortamının karşı akımları düzenlenebileceğine dikkat edilmelidir. Geri kazanım katsayılarının yüksek değerlerini belirleyen karşı akımlar durumunda, pratik ısı transferi modelleri daha önce tartışılanlardan biraz farklı olabilir. Evrensel ısı transferi yasalarının genel olarak her tür ısı değişim ünitesi için geçerli olması önemlidir. Makalenin gerekçesinde, ısı transferi sırasında enerjinin korunduğunu varsayacağız. Bu, vücut sıcaklığının değeri nedeniyle termal ekipmanın gövdesinden radyasyon gücü ve ısı taşınımının, faydalı ısı transferinin gücüne kıyasla küçük olduğu ifadesine eşdeğerdir. Ayrıca taşıyıcıların ısı kapasitesinin sıcaklıklarına bağlı olmadığını varsayıyoruz.

YÜKSEK KURTARMA KATSAYISI NE ZAMAN ÖNEMLİDİR?

Belirli bir miktarda termal gücü aktarma yeteneğinin, herhangi bir termal ekipmanın ana özelliklerinden biri olduğunu varsayabiliriz. Bu yetenek ne kadar yüksek olursa, ekipman o kadar pahalı olur. Geri kazanım faktörü teoride %0 ile %100 arasında ve pratikte genellikle %25 ile %95 arasında değişebilir. Sezgisel olarak, yüksek bir geri kazanım faktörünün yanı sıra yüksek gücü iletme yeteneğinin, ekipmanın yüksek tüketici niteliklerini ifade ettiği varsayılabilir. Bununla birlikte, gerçekte, böyle doğrudan bir ilişki gözlemlenmez, her şey ısı transferini kullanma koşullarına bağlıdır. Yüksek derecede ısı geri kazanımı ne zaman önemlidir ve ne zaman ikincildir? Isı veya soğuğun alındığı soğutma sıvısı sadece bir kez kullanılıyorsa, yani döngüye girmiyorsa ve kullanımdan hemen sonra geri dönüşü olmayan bir şekilde dış ortama boşaltılıyorsa, bu ısının verimli kullanımı için bir ısı kaynağı kullanılması arzu edilir. yüksek kurtarma faktörüne sahip cihaz. Örnekler, ısı taşıyıcı devresini kapatmanın imkansız olduğu jeotermal tesisatların bir bölümünün, açık rezervuarların, teknolojik aşırı ısı kaynaklarının ısı veya soğuk kullanımını içerir. Isıtma şebekesinde hesaplama sadece su akışı ve doğrudan suyun sıcaklık değeri üzerinden yapıldığında yüksek geri kazanım önemlidir. Havadan havaya ısı eşanjörleri için bu, ısı değişiminden hemen sonra dış ortama giren egzoz havasından gelen ısının kullanılmasıdır. Diğer bir sınırlayıcı durum ise, soğutucunun kendisinden alınan enerjiye göre kesin olarak ödenmesi durumunda gerçekleşir. Bu, bir ısı tedarik ağı için ideal bir seçenek olarak adlandırılabilir. O zaman geri kazanım katsayısı gibi bir parametrenin hiç önemli olmadığı söylenebilir. Taşıyıcının dönüş sıcaklığındaki kısıtlamalarla birlikte, geri kazanım katsayısı da anlamlıdır. Belirli koşullar altında daha düşük bir ekipman geri kazanım faktörünün istendiğini unutmayın.

KURTARMA KATSAYISI BELİRLENMESİ

Geri kazanım faktörünün tanımı birçok başvuru kılavuzunda verilmiştir (örneğin, , ). İki ortam 1 ve 2 arasında ısı alışverişi yapılırsa (Şekil 1),

sırasıyla ısı kapasiteleri c 1 ve c 2 (J/kgxK olarak) ve kütle akış oranları g 1 ve g 2 (kg/s olarak) olan, ısı değişimi geri kazanım katsayısı iki eşdeğer oran olarak temsil edilebilir:

\u003d (c 1 g 1) (T 1 - T 1 0) / (cg) dak (T 2 0 - T 1 0) \u003d (c 2 g 2) (T 2 0 - T 2) / (cg) dk ( T 2 0 - T 1 0). (bir)

Bu ifadede T 1 ve T 2 bu iki ortamın son sıcaklıklarıdır, T 1 0 ve T 2 0 başlangıç ​​sıcaklıklarıdır ve (cg) min, so- bu ortamların termal eşdeğeri (W / K) olarak adlandırılan g 1 ve g 2 akış hızlarında, (cg) min = min((s 1 g 1), (s 2 g 2)). Katsayıyı hesaplamak için, her biri toplam ısı transfer gücünü (2) ifade eden payları eşit olduğundan, ifadelerden herhangi biri kullanılabilir.

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

(2)'deki ikinci eşitlik, ısıl işlemler için termodinamiğin birinci yasası olarak adlandırılan ısı transferi sırasında enerjinin korunumu yasasının bir ifadesi olarak düşünülebilir. (1)'deki iki eşdeğer tanımdan herhangi birinde, dört değişim sıcaklığından sadece üçünün mevcut olduğu görülebilir. Belirtildiği gibi, kullanımdan sonra soğutuculardan biri atıldığında değer önemli hale gelir. Bundan, (1)'deki iki ifadeden seçim her zaman, bu taşıyıcının hesaplama ifadesinden hariç tutulan son sıcaklığı olacak şekilde yapılabilir. Örnekler verelim.

a) Egzoz havası ısı geri kazanımı

Gerekli değeri yüksek olan bir ısı eşanjörünün iyi bilinen bir örneği, besleme havasını ısıtmak için tahliye havası ısı eşanjörüdür (Şekil 2).

Egzoz havası T odasının, sokak T st'nin ve ısı eşanjöründe ısıtıldıktan sonra besleme havasının T pr sıcaklığını belirlersek, o zaman, iki hava akışından aynı ısı kapasitesi değeri verilirse (bunlar, eğer hemen hemen aynıdır). nem ve hava sıcaklığına olan küçük bağımlılıkları ihmal ediyoruz), aşağıdakiler için iyi bilinen bir ifade elde edebilirsiniz:

G pr (T pr - T st) / g dak (T odası - T st). (3)

Bu formülde gmin, besleme havasında g ve egzoz havasında g çıkış olmak üzere iki ikinci akış hızının en küçük g min \u003d dk (g giriş, g çıkış) değerini belirtir. Besleme havası akışı egzoz hava akışını geçmediğinde, formül (3) basitleştirilir ve = (T pr - T st) / (T odası - T st) formuna indirgenir. Formül (3)'te dikkate alınmayan sıcaklık, egzoz havasının ısı eşanjöründen geçtikten sonraki sıcaklığıdır T'.

b) Bir hava perdesinde veya keyfi bir su-hava ısıtıcısında geri kazanım

çünkü herkes için seçenekler değeri önemli olmayabilecek tek sıcaklık, dönüş suyu sıcaklığı Tx'tir, geri kazanım faktörü ifadesinden çıkarılmalıdır. Hava perdesi - T tarafından ısıtılan hava perdesi T 0 çevresindeki havanın sıcaklığını ve ısı eşanjörüne T g giren sıcak suyun sıcaklığını belirlersek, (Şekil 3), şunu elde ederiz:

Cg (T - T 0) / (cg) dk (Tg - T 0). (dört)

Bu formülde c havanın ısı kapasitesi, g ikinci kütle hava akışıdır.

(cg) min gösterimi en küçük değer havadan cg ve sudan W G termal eşdeğerleri, W - suyun ısı kapasitesi, G - suyun ikinci kütle akış hızı: (cg) min = min ((cg), (c W G)). Hava akışı nispeten küçükse ve hava eşdeğeri su eşdeğerini geçmiyorsa, formül de basitleştirilmiştir: \u003d (T - T 0) / (T g - T 0).

KURTARMA KATSAYISININ FİZİKSEL ANLAMI

Isı geri kazanım katsayısının değerinin, güç transferinin termodinamik verimliliğinin nicel bir ifadesi olduğu varsayılabilir. Isı transferi için bu verimliliğin termodinamiğin ikinci yasası ile sınırlandığı ve bu yasa aynı zamanda azalmayan entropi yasası olarak da bilinir.

Bununla birlikte, - bu, yalnızca iki ısı alışverişi ortamının termal eşdeğerlerinin eşitliği durumunda, azalmayan entropi anlamında gerçekten termodinamik verim olduğu gösterilebilir. Eşdeğerlerin eşitsizliğinin genel durumunda, mümkün olan maksimum teorik değer = 1, Clausius'un aşağıdaki gibi formüle edilen varsayımından kaynaklanmaktadır: Bu transferle." Bu tanımdaki diğer değişiklikler, örneğin klimaların çalıştığı ters Carnot çevriminde sistem üzerinde yapılan çalışmalardır. Su, hava ve diğerleri gibi ortamlarla ısı alışverişi sırasında pompaların ve fanların ihmal edilebilir düzeyde ürettikleri göz önüne alındığında küçük işısı değişiminin enerjileri ile karşılaştırıldığında, böyle bir ısı transferi ile Clausius varsayımının şu şekilde yerine getirildiğini varsayabiliriz: yüksek derece kesinlik.

Hem Clausius'un postulatının hem de entropinin azalmaması ilkesinin, sadece termodinamiğin ikinci yasasının farklı biçimlerde kapalı sistemler için formülleri olduğuna inanılsa da, bu böyle değildir. Eşdeğerliklerini çürütmek için, genellikle ısı transferinde çeşitli kısıtlamalara yol açabileceklerini göstereceğiz. Isı kapasiteleri eşitse, iki hava akışının kütle akış oranlarının eşitliğini ifade eden, iki değişim ortamının eşit termal eşdeğerleri durumunda bir havadan havaya reküperatör düşünün ve = (T pr - T st ) / (T odası - T st). Kesinlik için, oda sıcaklığı T oda \u003d 20 ° C ve sokak sıcaklığı T sokak \u003d 0 ° C olsun. Havanın neminden kaynaklanan gizli ısısını tamamen görmezden gelirsek, aşağıdaki gibi (3)'ten itibaren, besleme havası sıcaklığı T pr \u003d 16 o C bir geri kazanım katsayısına karşılık gelir = 0.8 ve T pr = 20 o C'de 1 değerine ulaşacaktır (Atılan havanın sıcaklıkları bu durumlarda cadde T' sırasıyla 4 o C ve 0 o C olacaktır). Bu durumda tam olarak 1'in maksimum olduğunu gösterelim. Sonuçta, besleme havası T pr \u003d 24 ° C sıcaklığa sahip olsa ve T ' = -4 ° C sokağa atılsa bile, o zaman termodinamiğin birinci yasası (enerjinin korunumu yasası) olmazdı. ihlal edilmek. Her saniye E = cg 24 o C Joule enerji sokak havasına aktarılacak ve oda havasından aynı miktar alınacak ve bu durumda 1,2 veya %120'ye eşit olacaktır. Bununla birlikte, böyle bir ısı transferi kesinlikle imkansızdır, çünkü bu durumda sistemin entropisi azalacaktır, ki bu termodinamiğin ikinci yasası tarafından yasaklanmıştır.

Gerçekten de, entropi S'nin tanımına göre, değişimi, dS = dQ / T (sıcaklık Kelvin cinsinden ölçülür) ilişkisi ile toplam gaz enerjisindeki Q bir değişiklik ile ilişkilidir ve sabit bir gaz basıncında dQ = mcdT olduğu verilir. , m gaz kütlesidir, s (veya genellikle p ile belirtildiği gibi) - sabit basınçta ısı kapasitesi, dS \u003d mc dT / T. Böylece, S = mc ln(T 2 / T 1), burada T 1 ve T 2 ilk ve son gaz sıcaklıklarıdır. Formül (3)'ün gösteriminde, besleme havasının entropisindeki ikinci bir değişiklik için, Spr = cg ln(Tpr / Tul) elde ederiz, sokak havası ısınırsa pozitiftir. Egzoz havasının entropisini değiştirmek için Sout = c g · ln(T / Troom). 1 saniyede tüm sistemin entropisindeki değişim:

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

Tüm durumlar için T st \u003d 273K, T odası \u003d 293K'yı dikkate alacağız. = 0.8 için (3), T pr = 289K ve (2)'den T' = 277K, toplam entropi değişimini hesaplamamıza izin verecek S = 0.8 = 8 10 –4 cg. = 1'de benzer şekilde T pr = 293K ve T' = 273K elde ederiz ve beklendiği gibi entropi S = 1 = 0 olarak kalır. Varsayımsal durum = 1.2, T pr = 297K ve T' = 269K'ya karşılık gelir ve hesaplama entropide azalmayı gösteriyor: S = 1.2 = –1.2 10 –4 cg. Bu hesaplama, özellikle c = 1,2 ve genel olarak herhangi bir > 1 için bu işlemin imkansızlığı için ayrıca S nedeniyle bir gerekçe olarak kabul edilebilir.< 0.

Dolayısıyla, iki ortamın eşit termal eşdeğerlerini sağlayan akış hızlarında (aynı ortamlar için bu eşit akış hızlarına karşılık gelir), geri kazanım katsayısı, = 1'in sınırlayıcı entropi korunum durumunu belirlemesi anlamında değişim verimliliğini belirler. Clausius'un postulatı ve entropinin azalmaması ilkesi böyle bir durum için eşdeğerdir.

Şimdi havadan havaya ısı değişimi için eşit olmayan hava akış oranlarını düşünün. Örneğin, besleme havasının kütle akış hızı 2g ve egzoz havasının kütle akış hızı g olsun. Bu tür maliyetlerde entropiyi değiştirmek için şunu elde ederiz:

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

= 1 için aynı başlangıç ​​sıcaklıklarında T st = 273 K ve T oda = 293 K, (3) kullanılarak, g pr / g min = 2 olduğundan T pr = 283 K elde ederiz. O zaman enerjinin korunumu yasasından (2) T' = 273K değerini elde ederiz. Bu sıcaklık değerlerini (6)'da yerine koyarsak, entropide tam bir değişiklik için S = 0.00125cg > 0 elde ederiz. Yani, en uygun durumda bile c = 1, süreç termodinamik olarak optimal olmayan hale gelir, entropide bir artışla oluşur ve bunun bir sonucu olarak, eşit maliyetli alt kasanın aksine, her zaman geri döndürülemez.

Bu artışın ölçeğini tahmin etmek için, yukarıda ele alınan eşit maliyetlerin değiş tokuşu için geri kazanım katsayısını bulalım, öyle ki, bu değiş tokuşun sonucu olarak, ='de 2 faktörü ile farklılık gösteren maliyetlerle aynı entropi değeri üretilir. 1. Başka bir deyişle, ideal koşullar altında farklı maliyetlerin değişiminin termodinamik optimal olmayanlığını tahmin ediyoruz. Her şeyden önce, entropideki değişimin kendisi çok az şey söylüyor, entropideki değişimin S / E oranını ısı değişimi ile aktarılan enerjiye göre düşünmek çok daha bilgilendirici. Yukarıdaki örnekte, entropi S = 0.00125cg arttığında aktarılan enerjinin E = cg pr (T pr - T ul) = 2c g 10K olduğu göz önüne alındığında. Böylece, S / E oranı = 6.25 10 -5 K -1. Geri kazanım katsayısı = 0.75026'nın eşit akışlarda aynı değişim "kalitesine" yol açtığını görmek kolaydır ... Gerçekten de, aynı başlangıç ​​sıcaklıklarında T ul = 273K ve T odası = 293K ve eşit akışlarda, bu katsayı şuna karşılık gelir: sıcaklıklar T pr = 288K ve T' = 278K. (5)'i kullanarak, S = 0.000937сg entropisindeki değişimi elde ederiz ve E = сg(T pr - T ul) = сg 15K olduğunu dikkate alarak S / Е = 6.25 10 –5 K -1 elde ederiz. Dolayısıyla, termodinamik kalite açısından, = 1'deki ve iki farklı akıştaki ısı transferi, aynı akışlarla = 0.75026 ...'daki ısı transferine karşılık gelir.

Bir soru daha sorulabilir: Bu hayali sürecin entropi artışı olmadan gerçekleşmesi için farklı akış hızlarına sahip varsayımsal değişim sıcaklıkları ne olmalıdır?

= 1.32 için aynı başlangıç ​​sıcaklıklarında T st = 273 K ve T oda = 293 K, (3) kullanılarak, T pr = 286.2 K ve enerji korunumu yasasından (2) T' = 266.6 K elde edilir. Bu değerleri (6)'da değiştirirsek, entropideki tam bir değişiklik için cg(2ln(286.2 / 273) + ln(266.6 / 293)) 0 elde ederiz. Enerjinin korunumu yasası ve olmayanlar yasası - bu sıcaklıklar için azalan entropi sağlanır, ancak T' = 266,6 K başlangıç ​​sıcaklık aralığına ait olmadığı için değişim imkansızdır. Bu, enerjiyi daha soğuk bir ortamdan ısıtılmış bir ortama aktararak Clausius'un varsayımını doğrudan ihlal ederdi. Sonuç olarak, bu süreç imkansızdır, tıpkı diğerlerinin sadece entropinin korunumu ile değil, herhangi bir ortamın son sıcaklıkları başlangıç ​​sıcaklık aralığının (T st, T odası) ötesine geçtiğinde artmasıyla bile imkansız olduğu gibi.

Değişim ortamının eşit olmayan termal eşdeğerlerini sağlayan maliyetlerde, ısı transferi süreci temelde geri döndürülemez ve en verimli ısı transferi durumunda bile sistemin entropisinde bir artışla ilerler. Bu düşünceler aynı zamanda farklı ısı kapasitelerine sahip iki ortam için de geçerlidir, önemli olan tek şey bu ortamların termal eşdeğerlerinin çakışıp örtüşmediğidir.

GERİ ALMA KATSAYISI 1/2 İLE MİNİMUM ISI TRANSFER KALİTESİNİN PARADOKSU

Bu paragrafta, sırasıyla 0, 1/2 ve 1 geri kazanım katsayılarına sahip üç ısı transferi durumunu ele alıyoruz. Bazı farklı T 1 0 ve T 2 0 başlangıç ​​sıcaklıklarına sahip eşit ısı kapasitelerine sahip ısı eşanjör ortamının eşit akışlarının ısı eşanjörlerinden geçmesine izin verin. 1'lik bir geri kazanım faktörü ile, iki ortam basitçe sıcaklık değerlerini değiştirir ve son sıcaklıklar, ilk T 1 = T 2 0 ve T 2 = T 1 0 değerlerini yansıtır. Açıktır ki, bu durumda entropi değişmez S = 0, çünkü çıkıştaki aynı ortam, girişteki ile aynı sıcaklıklara sahiptir. 1/2'lik bir geri kazanım faktörü ile, her iki ortamın son sıcaklıkları, başlangıç ​​sıcaklıklarının aritmetik ortalamasına eşit olacaktır: T 1 = T 2 = 1/2 (T 1 0 + T 2 0). Tersinir olmayan bir sıcaklık eşitleme işlemi gerçekleşecektir ve bu, entropi S > 0'daki bir artışa eşdeğerdir. Geri kazanım katsayısı 0 olduğunda, ısı transferi olmaz. Yani, T 1 \u003d T 1 0 ve T 2 \u003d T 2 0 ve son durumun entropisi değişmeyecek, bu da sistemin son durumuna benzer, geri kazanım katsayısı 1'e eşit. c \u003d 1 durumu, c \u003d 0 durumuyla aynıdır, ayrıca benzetme yoluyla, durumun = 0.9'un, c = 0.1, vb. durumla aynı olduğu gösterilebilir. Bu durumda, c = 0.5 durumu, tüm olası katsayılardan entropideki maksimum artış. Görünüşe göre, = 0,5, minimum kalitede ısı transferine karşılık gelir.

Tabii ki, bu doğru değil. Paradoksun açıklaması, ısı transferinin bir enerji değişimi olduğu gerçeğiyle başlamalıdır. Isı transferi sonucunda entropi belirli bir miktar artarsa, ısı transferinin 1 J veya 10 J olmasına bağlı olarak ısı transferinin kalitesi değişecektir. Aslında, ısı eşanjöründeki üretimi), ancak değişim entropisinin bu durumda aktarılan enerjiye E oranı.Açıkçası, çeşitli sıcaklık grupları için, bu miktarlar = 0,5 için hesaplanabilir. = 0 için bu oranı hesaplamak daha zordur, çünkü bu 0/0 formunun bir belirsizliğidir. Bununla birlikte, pratikte bu oranın çok küçük değerlerde alınmasıyla elde edilebilecek olan 0'daki oranın yeniden dağılımını almak kolaydır, örneğin, 0.0001. Tablo 1 ve 2'de, bu değerleri sıcaklık için çeşitli başlangıç ​​koşulları için sunuyoruz.

Herhangi bir değer için ve ev sıcaklık aralıklarında T st ve T br (T br / T st x olduğunu varsayacağız)

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

Gerçekten de, T odası \u003d T caddesini (1 + x) belirlersek, 0< x

Grafik 1'de, T ul = 300K T oda = 380K sıcaklıkları için bu bağımlılığı gösteriyoruz.

Bu eğri, grafikte ayırt edilemeyecek kadar yakın olmasına rağmen, yaklaşık (7) ile tanımlanan düz bir çizgi değildir. Formül (7), ısı transferinin kalitesinin = 0'da tam olarak minimum olduğunu gösterir. S / E ölçeği için bir tahmin daha yapalım. 2 (T1< 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 ve keyfi bir soğutma sıvısı akış hızı oranında.

ISI TAŞIYICILARIN FARKLI GİDERLERİ ALTINDA ISI AKTARIM KALİTESİNDEKİ DEĞİŞİMLER

Isı taşıyıcıların akış hızlarının n kat farklı olduğunu ve ısı transferinin mümkün olan en yüksek kalitede (=1) gerçekleştiğini varsayacağız. Bu, eşit maliyetlerle hangi kalitede ısı alışverişine karşılık gelir? Bu soruyu cevaplamak için, çeşitli maliyet oranları için S / E değerinin = 1'de nasıl davrandığına bakalım. Maliyet farkı n = 2 için, bu uyum zaten 3. maddede hesaplanmıştır: = 1 n=2, aynı akışlar için = 0.75026…'ya tekabül eder. Tablo 3'te, 300K ve 350K'lik bir sıcaklık seti için, farklı değerler için aynı ısı kapasitesine sahip soğutucu akışkanların eşit akış hızlarında entropideki nispi değişimi sunuyoruz.

Tablo 4'te ayrıca, sadece mümkün olan en yüksek ısı transfer verimliliğinde (=1) farklı akış oranları n için entropideki nispi değişimi ve eşit akış hızları için aynı kalite ile sonuçlanan karşılık gelen verimleri sunuyoruz.

Elde edilen bağımlılığı (n) grafik 2'de sunalım.

Maliyetlerde sonsuz bir farkla, 0,46745'lik sonlu bir sınıra eğilimlidir... Bunun evrensel bir bağımlılık olduğu gösterilebilir. Maliyet oranı yerine termal eşdeğerlerin oranını kastediyorsak, herhangi bir ortam için herhangi bir başlangıç ​​sıcaklığında geçerlidir. Grafikte satır 3 ile gösterilen bir hiperbol ile de tahmin edilebilir. mavi renkli:

'(n) 0,4675+ 0,5325/n. (sekiz)

Kırmızı çizgi, tam ilişkiyi (n) gösterir:

Rastgele bir n>1 ile bir değiş tokuşta eşit olmayan maliyetler gerçekleşirse, göreli entropi üretimi anlamında termodinamik verimlilik azalır. Üst tahminini türetmeden veriyoruz:

Bu oran 0 veya 1'e yakın n>1 için tam eşitlik eğiliminde olup, ara değerler için birkaç yüzdelik mutlak hatayı geçmez.

Makalenin sonu "İKLİM DÜNYASI" dergisinin sonraki sayılarından birinde sunulacaktır. Gerçek ısı değişim ünitelerinin örnekleri üzerinde, geri kazanım katsayılarının değerlerini bulacağız ve bunların ünitenin özelliklerine göre nasıl belirlendiğini ve ısı taşıyıcıların akış hızları ile ne kadar olduğunu göstereceğiz.

EDEBİYAT

1. Pukhov A. hava. Deneysel verilerin yorumlanması. // İklim dünyası. 2013. Sayı 80. S. 110.
2. Pukhov A. C. Soğutucunun keyfi akış hızlarında termal perdenin gücü ve hava. Isı transferi sürecinin değişmezleri. // İklim dünyası. 2014. Sayı 83. S. 202.
3. Case V.M., Londra A. L. Kompakt ısı eşanjörleri. . M.: Enerji, 1967. S. 23.
4. Wang H. Temel formüller ve veriler mühendisler için ısı transferi. . M.: Atomizdat, 1979. S. 138.
5. Kadomtsev B. B. Dinamikler ve bilgi // Uspekhi fizicheskikh nauk. T. 164. 1994. No. 5 Mayıs 453.

Pukhov Alexey Vyacheslavovich,
Teknik direktör
Tropik Hat şirketi

Herkes odanın havalandırılması için çok çeşitli sistemler olduğunu bilir. Bunların en basiti, örneğin bir pencere veya pencere kullanan açık tip sistemlerdir (doğal).

Ancak bu havalandırma yöntemi kesinlikle ekonomik değildir. Ek olarak, etkili havalandırma için sürekli açık bir pencereye veya bir cereyan varlığına sahip olmanız gerekir. Bu nedenle, bu tür havalandırma son derece verimsiz olacaktır. Konut havalandırması için giderek daha fazla kullanılıyor cebri havalandırmaısı geri kazanımı ile.

Basit bir deyişle, kurtarma "koruma" kelimesiyle aynıdır. Isı geri kazanımı, termal enerjinin depolanması işlemidir. Bunun nedeni, odadan çıkan hava akışının içeri giren havayı soğutması veya ısıtmasıdır. Şematik olarak, kurtarma işlemi aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

Isı geri kazanımlı havalandırma, karışmayı önlemek için akışların ısı eşanjörünün tasarım özellikleri ile ayrılması gerektiği ilkesine göre gerçekleşir. Ancak örneğin döner ısı eşanjörleri besleme havasını egzoz havasından tamamen izole etmeyi mümkün kılmaz.

Isı eşanjörünün verim yüzdesi %30 ila %90 arasında değişebilir. Özel kurulumlar için bu rakam %96 enerji tasarrufu olabilir.

hava reküperatörü nedir

Havadan havaya ısı eşanjörü tasarımı gereği, çıkış hava kütlesinin ısı geri kazanımı için bir ünitedir ve bu, ısının veya soğuğun en verimli şekilde kullanılmasını sağlar.

Neden ısı geri kazanımlı havalandırmayı seçmelisiniz?

Isı geri kazanımı esasına dayanan havalandırma çok yüksek bir verime sahiptir. Bu göstergeısı eşanjörünün fiilen ürettiği ısının yalnızca depolanabilecek maksimum ısı miktarına oranı ile hesaplanır.

Hava reküperatör çeşitleri nelerdir

Bugüne kadar, ısı geri kazanımlı havalandırma, beş tip reküperatör tarafından gerçekleştirilebilir:

1. olan levha, metal yapı ve sahip yüksek seviye nem geçirgenliği;
2. Döner;
3. oda tipi;
4. Ara ısı taşıyıcılı reküperatör;
5. Isı boruları.

Birinci tip ısı eşanjörleri kullanılarak ısı geri kazanımlı bir evin havalandırılması, her taraftan gelen hava akışlarının artan termal iletkenliğe sahip birçok metal plakanın etrafından akmasına izin verir. Bu tip reküperatörlerin verimliliği %50 ile %75 arasında değişmektedir.

Plakalı eşanjör cihazının özellikleri

• Hava kütleleri temas etmez;
• Tüm ayrıntılar sabittir;
• Hareketli yapısal elemanlar yok;
• Kondensat oluşturmaz;
• Oda nem alma cihazı olarak kullanılamaz.

Döner ısı eşanjörlerinin özellikleri

Döner tip reküperatörler, rotorun besleme ve çıkış kanalları arasında ısı transferinin gerçekleştiği tasarım özelliklerine sahiptir.

Döner ısı eşanjörleri folyo ile kaplanmıştır.

• % 85'e varan verimlilik;
• Elektrik tasarrufu sağlar;
• Odanın nem alma işlemine başvuralım;
• Kokuların iletilebileceği bağlantılı olarak farklı akışlardan gelen havanın %3'e kadar karıştırılması;
• Karmaşık mekanik tasarım.

Isı geri kazanımlı besleme ve egzoz havalandırması, oda reküperatörleri, birçok dezavantajı olduğu için çok nadiren kullanılır:

• %80'e varan verimlilik;
• Koku iletiminin arttığı bağlantılı olarak yaklaşan akışların karıştırılması;
• yapının hareketli parçaları.

Bir ara ısı taşıyıcıya dayalı reküperatörler, tasarımlarında bir su-glikol çözeltisine sahiptir. Bazen sıradan su böyle bir soğutucu görevi görebilir.

Ara ısı taşıyıcılı reküperatörlerin özellikleri

• %55'e varan son derece düşük verimlilik;
• Hava akımlarının karıştırılması tamamen hariç tutulmuştur;
• Uygulama kapsamı - büyük ölçekli üretim.

Isı borularına dayalı ısı geri kazanımlı havalandırma, genellikle freon içeren kapsamlı bir boru sisteminden oluşur. Sıvı ısıtıldığında buharlaşır. Isı eşanjörünün karşı tarafında, freon soğur ve bunun sonucunda sıklıkla yoğuşma oluşur.

Isı borulu reküperatörlerin özellikleri

• Hareketli parça yok;
• Kokularla hava kirliliği olasılığı tamamen dışlanmıştır;
• Ortalama verimlilik endeksi %50 ila %70 arasındadır.

Şu anda yayınlandı kompakt üniteler kurtarma için hava kütleleri. Mobil ısı eşanjörlerinin ana avantajlarından biri, hava kanallarına ihtiyaç duyulmamasıdır.

Isı geri kazanımının ana hedefleri

1. İç mekanlarda gerekli nem ve sıcaklık seviyesini korumak için ısı geri kazanımına dayalı havalandırma kullanılır.
2. Cilt sağlığı için. Şaşırtıcı bir şekilde, ısı geri kazanım sistemleri, sürekli nemlenen ve kuruma riskini en aza indiren insan cildi üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir.
3. Mobilyaların kurumasını ve zeminin gıcırdamasını önlemek için.
4. Statik elektrik olasılığını artırmak için. Herkes bu kriterleri bilmiyor, ancak artan statik voltaj ile küf ve mantarlar çok daha yavaş gelişir.

doğru seçilmiş besleme ve egzoz havalandırması eviniz için ısı geri kazanımı ile kışın ısıtma, yazın ise klimadan önemli ölçüde tasarruf etmenizi sağlar. Ek olarak, bu tür havalandırmanın olumlu bir etkisi vardır. insan vücudu, daha az hasta olacağınız ve evdeki mantar riski en aza indirilecektir.

Kurtarma maksimum enerji miktarını geri döndürme işlemidir. Havalandırmada geri kazanım, ısı enerjisinin egzoz havasından besleme havasına aktarılması işlemidir. Çok var Çeşitli türler reküperatörler ve bu yazıda her biri hakkında konuşacağız. Her tip ısı eşanjörü kendi yolunda iyidir ve benzersiz avantajlara sahiptir, ancak bunlardan herhangi biri kışın besleme havası ısıtmasında en az %50 ve daha sık olarak %95'e kadar tasarruf etmenizi sağlayacaktır.

Egzoz havasından besleme havasına ısı transferi süreci çok ilginçtir. Daha sonra, ne olduğunu ve ne tür bir geri kazanıcıya ihtiyacınız olduğunu daha kolay anlayabilmeniz için her bir hava reküperatör tipini sökmeye başlayacağız.

En popüler reküperatör tipi veya daha doğrusu plakalı eşanjörlü klima santralleri. Isı eşanjörünün tasarımının sadeliği ve güvenilirliği nedeniyle popülerliğini kazanmıştır.

Çalışma prensibi basittir - ısı eşanjörünün ısı eşanjöründe iki hava akışı (egzoz ve besleme) kesişir, ancak duvarlarla ayrılacak şekilde. Sonuç olarak, bu akışlar karışmaz. Sıcak hava, ısı eşanjörünün duvarlarını ısıtır ve duvarlar besleme havasını ısıtır. Plakalı ısı eşanjörlerinin verimliliği (bir plakalı ısı eşanjörünün verimliliği) yüzde olarak ölçülür ve şuna karşılık gelir:

Reküperatörlerin metal ve plastik ısı eşanjörleri için %45-78.

Selüloz higroskopik ısı eşanjörlü plakalı eşanjörler için %60-92.

Selüloz reküperatörleri yönünde verimlilikte böyle bir sıçrama, ilk olarak, nemin reküperatörün duvarlarından egzoz havasından besleme havasına geri dönmesinden ve ikinci olarak, aynı nemde gizli ısının transferinden kaynaklanmaktadır. Gerçekten de, reküperatörlerde rol, havanın ısısı tarafından değil, içerdiği nemin ısısı tarafından oynanır. Nemsiz havanın ısı kapasitesi çok düşüktür ve nem sudur ... bilinen yüksek ısı kapasitesine sahiptir.

Selüloz hariç tüm reküperatörler için drenajın çıkarılması zorunludur. Şunlar. bir ısı eşanjörünün kurulumunu planlarken, bir kanalizasyon kaynağının da gerekli olduğunu hatırlamanız gerekir.

Yani profesyoneller:

1. Tasarımın sadeliği ve güvenilirliği.

2. Yüksek verimlilik.

3. Ek elektrik tüketicilerinin olmaması.

Ve elbette, eksileri:

1. Böyle bir ısı eşanjörünün çalışması için, ona hem besleme hem de egzoz sağlanmalıdır. Sistem sıfırdan tasarlanmışsa, bu bir eksi değildir. Ancak sistem zaten mevcutsa ve içeri akış ve egzoz mesafeli ise uygulamak daha iyidir.

2. Ne zaman Sıfırın altındaki sıcaklıkısı eşanjörünün ısı eşanjörü donabilir. Buzu çözmek için, ya sokaktan gelen hava beslemesinin kesilmesi ya da azaltılması ya da besleme havasının egzoz havası tarafından çözülürken ısı eşanjörünü atlamasına izin veren bir baypas valfinin kullanılması gerekir. Bu buz çözme modu ile tüm soğuk hava, ısı eşanjörünü atlayarak sisteme girer ve ısıtmak için çok fazla elektrik gerekir. Bunun istisnası, selüloz plakalı ısı eşanjörleridir.

3. Temel olarak, bu reküperatörler nemi geri döndürmez ve tesise verilen hava çok kurudur. Bunun istisnası, selüloz plakalı ısı eşanjörleridir.

İkinci en popüler reküperatör türü. Yine de... Yüksek verimli, donmaz, lamellardan daha kompakt ve hatta nem geri verir. Bazı artılar.

Döner ısı eşanjörü, bir levha düz ve diğer zikzak ile rotor üzerine katmanlar halinde sarılmış alüminyumdan yapılmıştır. Havanın geçmesi için. Bir kayış üzerinden bir elektrikli tahrik ile tahrik edilir. Bu "tambur" döner ve egzoz bölgesinden geçerken her bir parçası ısınır ve daha sonra giriş bölgesine hareket ederek soğur, böylece ısıyı besleme havasına aktarır.

Hava taşmalarına karşı koruma sağlamak için bir tahliye sektörü kullanılır.

Yeni ve pek bilinmeyen bir hava reküperatör tipi. Çatı ısı eşanjörleri aslında plakalı eşanjörler ve bazen de döner eşanjörler kullanır, ancak biz onları ayrı bir tür eşanjör yapmaya karar verdik çünkü. çatı ısı eşanjörü belirli bir ayrı görünümısı eşanjörlü klima santralleri.

Çatı ısı eşanjörleri, büyük tek hacimli odalar için uygundur ve tasarım, kurulum ve çalıştırma kolaylığının zirvesidir. Takmak için binanın çatısına gerekli pencereyi yapmak, yükü dağıtan özel bir "cam" koymak ve içine bir çatı ısı eşanjörü koymak yeterlidir. Her şey basit. Odada tavanın altından hava alınır ve müşterinin isteğine göre ister tavanın altından ister çalışanların veya ziyaretçilerin nefes alma bölgesine hava alınır. alışveriş merkezleri.

Ara ısı taşıyıcılı reküperatör:

Ve bu tip reküperatörler, mevcut havalandırma sistemleri için "ayrı akan - ayrı egzoz" için uygundur.

Peki, ya da bir odaya giriş ve egzoz sağlamayı içeren herhangi bir ısı eşanjörü ile yeni bir havalandırma sistemi inşa etmek imkansızsa. Ancak hem plakalı hem de döner ısı eşanjörlerinin glikol olanlardan daha yüksek verimliliğe sahip olduğunu hatırlamakta fayda var.

Herhangi bir kapalı alan günlük havalandırmaya ihtiyaç duyar, ancak bazen bu rahat ve hoş bir mikro iklim oluşturmak için yeterli değildir. Soğuk mevsimde, pencereler havalandırma modunda açıldığında, ısı hızla ayrılır ve bu da İlave maliyetısıtma için. Yazın birçok kişi klima kullanıyor ancak soğutulan havanın yanı sıra sokaktan gelen sıcak hava da içeri giriyor.

Sıcaklığı dengelemek ve havayı daha taze hale getirmek için hava reküperatörü gibi bir cihaz icat edilmiştir. AT kış zamanı oda ısısını kaybetmemenizi sağlar ve yaz sıcağında sıcak havanın odaya girmesine izin vermez.

Reküperatör nedir?

Latince'den çevrilmiş, reküperatör kelimesi şu anlama gelir - iade makbuzu veya iade, hava ile ilgili olarak, havalandırma sistemi aracılığıyla hava ile taşınan termal enerjinin geri dönüşü anlamına gelir. Hava reküperatörü gibi bir cihaz, iki hava akışını dengeleyerek havalandırma göreviyle baş eder.

Cihazın çalışma prensibi çok basittir, sıcaklık farkından dolayı ısı değişimi gerçekleşir, buna bağlı olarak hava sıcaklığı eşitlenir. Isı eşanjöründe iki odacıklı bir ısı eşanjörü vardır, bunlar egzozdan geçer ve içinden hava akışı sağlar. Sıcaklık farkından dolayı oluşan birikmiş yoğuşma, eşanjörden otomatik olarak uzaklaştırılır.

Geri kazanım sistemi sadece odadaki havayı havalandırmakla kalmaz, aynı zamanda ısı kaybını etkili bir şekilde azalttığı için ısıtma maliyetlerinden önemli ölçüde tasarruf sağlar. Reküperatör yetenekli 2/3'ten fazla tasarruf edin odadan çıkan ısı, bu da cihazın termal enerjiyi tek bir teknolojik döngüde yeniden kullandığı anlamına gelir.

Cihaz sınıflandırması

Reküperatörler, ısı taşıyıcıların hareket şemalarında ve tasarımlarında olduğu kadar amaçlarında da farklılık gösterir. Birkaç çeşit reküperatör var mı?

1. katmanlı
2. Döner
3. sucul
4. Çatıya yerleştirilebilen cihazlar.

Plakalı ısı eşanjörleri

Fiyatları düşük olduğu için en yaygın olarak kabul edilirler, ancak oldukça etkilidirler. Cihazın içinde bulunan ısı eşanjörü bir veya daha fazla parçadan oluşur. bakır veya alüminyum levhalar, plastik, çok dayanıklı selüloz, durağan haldedirler. Cihaza giren hava bir dizi kasetten geçer ve karışmaz, çalışma sırasında aynı anda soğutma ve ısıtma işlemi gerçekleşir.

Cihaz çok kompakt ve güvenilirdir, pratik olarak başarısız olmaz. Plakalı reküperatörler güç tüketimi olmadan çalışır, bu da önemli bir avantajdır. Cihazın dezavantajları arasında - soğuk havalarda, katmanlı model çalışamaz, egzoz cihazının donması nedeniyle nem değişimi imkansızdır. Egzoz kanalları, sıfırın altındaki sıcaklıklarda donan yoğuşmayı toplar.

Döner ısı eşanjörleri

Böyle bir cihaz elektrikle çalışır, bıçakları bir veya iki rotordan çalışma sırasında dönmelidir hava hareketi takip eder. Genellikle silindirik bir şekle sahiptirler, plakaları sıkıca monte edilir ve içinde bir tambur bulunur.Hava akımları ile dönmeye zorlanırlar, önce oda havası çıkar ve daha sonra yön değiştirerek hava sokaktan geri gelir.

Döner cihazların daha büyük olduğuna dikkat edilmelidir, ancak Onlar çok daha verimli plakalı olanlardan daha. Salonlar, alışveriş merkezleri, hastaneler, restoranlar gibi geniş odalar için harikadırlar, bu nedenle onları ev için satın almak pratik değildir. Dezavantajları arasında, bu tür cihazların pahalı bakımına dikkat etmek önemlidir, çünkü çok fazla elektrik tüketirler, hacimli olmaları nedeniyle kurulumları kolay değildir ve pahalıdır. Kurulum için, döner ısı eşanjörünün büyük boyutu nedeniyle bir havalandırma odası gereklidir.

Eşanjör suyu ve çatıya yerleştirilmiş

Devridaim cihazları, su, antifriz, vb. Gibi çeşitli ısı taşıyıcıların yardımıyla termal enerjiyi besleme ısı eşanjörüne aktarır. Bu cihaz performans olarak plakalı ısı eşanjörlerine çok benzer, ancak çok benzer olması bakımından farklılık gösterir. su sistemiısıtma. Dezavantajı düşük verimlilik ve sık bakımdır.

Çatıya yerleştirilebilen ısı eşanjörü, odada yerden tasarruf sağlar. Verimliliği maksimum %68, işletme maliyetlerine ihtiyaç duymaz, tüm bu nitelikler bu türün avantajlarına bağlanabilir. Dezavantajı, böyle bir ısı eşanjörünün montajının zor olması, özel bir montaj sistemi gerektirmesidir. Çoğu zaman bu tür nesneler için kullanılır Endüstriyel kullanım.

Doğal havalandırma, herhangi bir konut binasında tasarlanmalı ve kurulmalıdır, ancak yılın zamanına bağlı olarak her zaman hava koşullarından etkilenir, havalandırmanın gücü buna bağlıdır. Kışın, havalandırma sistemi donda verimli çalışıyorsa, yazın pratikte çalışmaz.

Bir konut binasının sıkılığı doğal havalandırmayı iyileştirerek azaltılabilir, ancak yalnızca soğuk mevsimde somut bir sonuç verecektir. Ayrıca birde şu var olumsuz taraförneğin, ısı bir konut binasını terk edecek ve gelen soğuk hava ilave ısıtma gerektirecektir.

Böyle bir havalandırma işleminin ev sahipleri için çok maliyetli olmaması için odadan çıkarılan havanın ısısını kullanmak gerekir. Cebri hava sirkülasyonu yapmak gereklidir. Bunu yapmak için, bir besleme ve egzoz havası kanalları ağı düzenlenir, ardından fanlar kurulur. Hava, bunlar aracılığıyla ayrı odalara sağlanacak ve böyle bir işlem hava koşulları ile ilişkilendirilmeyecektir. Özellikle bunun için taze ve kirli hava kütlelerinin kesiştiği yere bir ısı eşanjörü kurulur.

Hava reküperatörü ne sağlar?

Geri kazanım sistemi, gelen ve egzoz havasının karışma yüzdesini en aza indirmeye izin verir. Cihaz içerisinde bulunan seperatörler bu işlemi gerçekleştirir. Akış enerjisinin sınıra aktarılması nedeniyle ısı alışverişi meydana gelir, jetler paralel veya çapraz geçer. Kurtarma sistemi vardır birçok olumlu özellik.

1. Hava girişindeki özel bir ızgara türü, tozu, böcekleri, polenleri ve hatta bakterileri dışarıdan tutar.
2. Arıtılmış hava odaya girer.
3. Kirli hava, zararlı bileşenler içerebilecek odadan çıkar.
4. Sirkülasyona ek olarak, besleme jetleri temizlenir ve ısıtılır.
5. Daha iyi ve sağlıklı uykuyu teşvik eder.

Sistemin olumlu özellikleri, iç mekanlarda kullanılmasını mümkün kılar. çeşitli tipler Daha rahat sıcaklık koşulları oluşturmak için. Çok sık olarak, geniş bir alanın havalandırılmasının gerekli olduğu endüstriyel tesislerde kullanılırlar. Bu tür yerlerde sabit bir hava sıcaklığını korumak gerekir, bu görev çalışabilen döner ısı eşanjörleri tarafından gerçekleştirilir. +650 ° C'ye kadar sıcaklıklarda.

Çözüm

Normal nem ile gerekli taze ve temiz hava dengesi, besleme ve egzoz havalandırması. Bir reküperatör kurarak, enerji kaynaklarının tasarrufuyla ilgili birçok sorunu çözebilirsiniz.

Eviniz için bir hava geri kazanım cihazı seçerken, yaşam alanının alanını, içindeki nem derecesini ve cihazın amacını dikkate almalısınız. Cihazın maliyetine ve tüm evin havalandırma kalitesinin bağlı olacağı kurulum olasılığına, verimliliğine kesinlikle dikkat etmelisiniz.

Havalandırma ünitelerini çalıştırırken Konut inşaatları veya endüstriyel tesisler harcanan paradan tasarruf etmek için, ısı enerjisi geri kazanım süreçleri kullanılarak besleme ve egzoz havalandırma sistemleri adı verilen enerji tasarruflu ekipmanların kurulumunun daha tasarım aşamasında sağlanması gerekmektedir.

"Reküperatör" olarak adlandırılan cihazın kendisi, hem soğuk beslemeyi hem de egzozu geçen çift duvardan oluşan belirli bir ısı eşanjörü türüdür. sıcak hava. Reküperatörlerin ana özellikleri, çoğu durumda bazı önemli parametrelere bağlı olan verimliliğini içerir:

• ısı eşanjörü yapısının metal bileşimi;
• hava akımlarıyla toplam temas alanı;
• geçilebilir hava kütlelerinin hacminin oranı (egzoz beslemesi).

Genel olarak, havalandırma ısı eşanjörleri arasındaki farklar, belirli türdeki reküperatörlerin içerdiği diğer birçok faktör tarafından da belirlenir.

Reküperatörlerin tür sınıflandırması

Hava reküperatörleri genellikle sadece bir ısı eşanjörü ile değil, aynı zamanda temiz ve egzoz havasının ayrı olarak çıkarılması için iki fan ile donatılmıştır. Ayrıca verilen havanın kalitesini artırmak için bu cihazlara çeşitli teknik cihazlar dahil edilebilir. Buna dayanarak, ısı eşanjörleri kullanılan soğutma sıvısına, soğutma sıvılarının tasarımına veya akış düzenine göre aşağıdaki tiplere göre sınıflandırılır:

Plakalı ısı değiştirici (aynı zamanda çapraz nokta olarak da adlandırılır), kompakt tasarım basitliği, nispeten düşük maliyeti ve güvenilirliği nedeniyle en popüler ısı değiştirici türüdür. Bu tip ekipman, galvanizli metalden yapılmış besleme ve egzoz hava akış kanallarıyla ayrılmış bir dizi kasetten oluşur. Bu cihazların verimi ortalama %70'e kadar ulaşabilmektedir. ve kullanmaya gerek yok elektrik enerjisi. Bu tür havalandırma sistemlerinin başlıca avantajları şunlardır:

• artan verimlilik (performans seviyesi);
• elektrik enerjisi tüketicilerinin eksikliği;
• rahat ve kolay kurulum;
• gürültüsüz çalışma.

Ana dezavantajları, plakalar üzerinde aşırı kondensat oluşumunun bir sonucu olarak ısı eşanjörünün olası donmasıdır. Bu dezavantajı mümkün olduğunca ortadan kaldırmak için, ev tipi ısı eşanjörü, yoğuşma sıvısını toplamak için çıkışlarla (yoğuşma toplayıcıları) donatılmıştır. Tek istisna, selüloz ısı eşanjörleridir.

Çalışma prensibi oldukça uygun ve basit olan ve iki hava kütlesi akışının (besleme ve egzoz) ısı eşanjöründe karışmadan kesişmesine dayanan plakalı ısı eşanjörü, verimlilik endeksi nedeniyle yeterli verime sahiptir, yüzde olarak ölçülür ve aşağıdaki değerlere karşılık gelebilir:

• %45-78 - plastik veya metal ısı eşanjörleri kullanırken;
• %60-92 - selüloz higroskopik ısı eşanjörüne sahip plakalı ısı eşanjörleri kullanırken.

Kanal plakalı ısı eşanjörü, gelen havanın saflığına ilişkin yüksek gereksinimlerin ve standartların uygulandığı odalarda kullanılabilir. Havalandırma sisteminin cihazı için şu şekilde satın alınabilir: bitmiş cihaz, ve yap .

Plakalı klima santralleri bazında ek bir klima santrali oluşturma ihtiyacını ortadan kaldırmak için aynı anda nem ve ısı değişimine izin veren membranlı ısı eşanjörü de bulunmaktadır. drenaj sistemi fazla kondensi çıkarmak için. Membran plakalar, su moleküllerinin geçtiği ve gaz moleküllerinin tutulduğu bağlantılı olarak seçici geçirgenliğe sahiptir.

1. Çalışma prensibi döner ısı eşanjörünün belirli ve sabit bir hızda dönmesine dayanan döner ısı eşanjörü, içinde oluklu metal katmanlarının yoğun olarak bulunduğu silindirik bir yapıdır. Dönme hareketleri yapan yerleşik tambur, başlangıçta ısıtılmış havayı, ardından soğuk havayı besler. Sonuç olarak, oluklu tabakalar kademeli olarak soğutulur veya ısıtılır ve ısının bir kısmı soğuk hava akışına aktarılır. Bu tür havalandırma sistemlerinin bir dizi avantajı vardır, bunlar arasında:
   • kısmi nem dönüşü (gerek yok);
   • rotorların dönüş hızını kontrol etme yeteneği;
   • kompakt tasarım ve kurulum.

   Avantajlarının yanı sıra, döner ısı eşanjörlerinin önemli dezavantajları vardır - elektrik kullanımını, ek filtre bileşenlerinin kurulumunu gerektirir ve hareketli elemanlara sahiptirler.

   Döner bir ısı eşanjörünün verimliliği %60-85 olabilir, bu nedenle yüksek hava debisi ile karakterize edilen sistemlerde kullanılırlar.

2. Glikol ısı eşanjörü, iki ayrı havalandırma sistemini bağlamanıza izin veren ara ısı taşıyıcılı kurulumların temsilcilerinden biridir. Bu ekipman, birbirinden ayrı çalışan mevcut havalandırma sistemlerinin yükseltilmesi için idealdir.Çalışma prensibi, antifriz beslemeli bir ısıtma ısı eşanjörünün kurulumuna dayanan bir glikol ısı eşanjörü (bir su-glikol çözeltisinin sirkülasyonu) ), genellikle ayrı ayrı hesaplanır. Bu tür kurulumların temel özellikleri şunları içerir:
   • sistemi yerleşik otomasyon ve soğutma sıvısının dolaşım hızı kullanarak ayarlama yeteneği;
   • buz çözmeye gerek kalmadan ünitenin sıfırın altındaki sıcaklıklarda çalışması;
   • birkaç giriş ve bir egzoz bağlantısı veya tam tersi;
   • hareketli parçaların eksikliği;
   • egzoz ve içeri akış arasındaki boşluk 800m'ye kadar ulaşabilir.

   Ana dezavantaj, işin düşük verimliliğidir -% 45-60.

3. Sulu ısı eşanjörü, besleme ve egzoz sistemlerinde kullanılan bir tür hava ısı eşanjörüdür. Böyle bir cihazın etki mekanizması, ısının su yoluyla aktarılmasından kaynaklanmaktadır. Bu durumda, ısı eşanjörleri, ısı yalıtımlı boru hatları kullanılarak uzak bir mesafeye yerleştirilebilir. Bu durum, uygulamanın ana amacıdır - havalandırma hatlarının bağlantısı. Su reküperatörleri, verimlerinin düşük olması ve sık bakım gerektirmeleri nedeniyle oldukça nadir kullanılmaktadır.

İyileştirici seçimi için ana kriterler

Uygun ve optimum verimli bir ısı eşanjörü seçerken aşağıdaki kriterlere uyulmalıdır:

• geri kazanım seviyesi (enerji tasarrufu) - üreticiye ve modele bağlı olarak bu parametre %40-85 aralığında olmalıdır;
• sıhhi ve hijyenik göstergeler - gelen havanın saflaştırma derecesini ve kalitesini kontrol etme yeteneği;
• enerji verimliliği - enerji tüketiminin önemi;
• performans özellikleri - genel hizmet ömrü, performans için ekipman uygunluğu onarım işi, minimum bakım ihtiyacı;
• yeterli maliyet.

Tüm bu göstergeler göz önüne alındığında, performans açısından en kaliteli ve verimli reküperatör türlerini seçmek, mevcut havalandırma sistemini hem oluşturmak hem de iyileştirmek isteyenler için çok zor olmayacaktır.