Rekuperacija toplote v prezračevalnih sistemih: princip delovanja in možnosti. Rekuperatorji toplote za prezračevanje - kaj so in kako delujejo? Rekuperacija zraka v industrijskih prostorih

V procesu prezračevanja iz prostora se ne izkorišča le odpadni zrak, ampak tudi del toplotne energije. Pozimi to vodi do povečanja računov za energijo.

Zmanjšanje neupravičenih stroškov, ne v škodo izmenjave zraka, bo omogočilo rekuperacijo toplote v prezračevalnih sistemih centraliziranega in lokalnega tipa. Za regeneracijo toplotne energije se uporabljajo različni tipi toplotnih izmenjevalnikov - rekuperatorji.

V članku so podrobno opisani modeli enot, njihove oblikovne značilnosti, načela delovanja, prednosti in slabosti. Navedene informacije bodo pomagale pri izbiri najboljše možnosti za ureditev prezračevalnega sistema.

V prevodu iz latinščine rekuperacija pomeni povračilo ali povratnico. V zvezi z reakcijami izmenjave toplote je rekuperacija značilna kot delni povratek energije, porabljene za tehnološko dejanje z namenom uporabe v istem procesu.

Lokalni rekuperatorji so opremljeni z ventilatorjem in ploščnim izmenjevalnikom toplote. "Tukav" dovoda je izoliran z materialom, ki absorbira hrup. Krmilna enota za kompaktne klimatske naprave je nameščena na notranji steni

Značilnosti decentraliziranih prezračevalnih sistemov z rekuperacijo:

učinkovitosti – 60-96%;
nizka zmogljivost- naprave so zasnovane tako, da zagotavljajo izmenjavo zraka v prostorih do 20-35 m²;
dostopna cena in širok nabor enot, od običajnih stenskih ventilov do avtomatiziranih modelov z večstopenjskim filtrirnim sistemom in možnostjo prilagajanja vlažnosti;
enostavnost namestitve- za zagon niso potrebni kanali, lahko to storite sami.
Pomembna merila za izbiro stenskega dovoda zraka: dovoljena debelina stene, zmogljivost, učinkovitost toplotnega izmenjevalnika, premer zračnega kanala in temperatura črpanega medija
Zaključki in koristen video na to temo
Primerjava delovanja naravnega prezračevanja in prisilnega sistema z rekuperacijo:

Načelo delovanja centraliziranega toplotnega izmenjevalnika, izračun učinkovitosti:

Naprava in delovanje decentraliziranega toplotnega izmenjevalnika z uporabo stenskega ventila Prana kot primer:

Približno 25-35% toplote zapusti prostor skozi prezračevalni sistem. Za zmanjšanje izgub in učinkovito rekuperacijo toplote se uporabljajo rekuperatorji. Klimatska oprema vam omogoča uporabo energije odpadnih mas za ogrevanje vhodnega zraka.
Imate kaj za dodati, ali imate vprašanja o delovanju različnih prezračevalnih rekuperatorjev? Prosimo, pustite komentarje na publikacijo, delite svoje izkušnje z upravljanjem takšnih naprav. Kontaktni obrazec je v spodnjem bloku.

Vsi vedo, da obstaja veliko različnih sistemov za prezračevanje prostora. Najpreprostejši med njimi so sistemi odprtega tipa (naravni), na primer z uporabo okna ali okna.

Toda ta način prezračevanja absolutno ni ekonomičen. Poleg tega morate za učinkovito prezračevanje imeti stalno odprto okno ali prisotnost prepiha. Zato bo ta vrsta prezračevanja izjemno neučinkovita. Za prezračevanje stanovanjskih prostorov se vse pogosteje uporablja dovodno prezračevanje z rekuperacijo toplote.

Preprosto povedano, obnovitev je identična besedi "ohranitev". Rekuperacija toplote je proces shranjevanja toplotne energije. To je posledica dejstva, da tok zraka, ki zapusti prostor, hladi ali segreva zrak, ki vstopa v notranjost. Shematično je postopek obnovitve mogoče predstaviti na naslednji način:

Prezračevanje z rekuperacijo toplote poteka po načelu, da morajo biti tokovi ločeni glede na konstrukcijske značilnosti toplotnega izmenjevalnika, da se prepreči mešanje. Vendar na primer rotacijski toplotni izmenjevalniki ne omogočajo popolne izolacije dovodnega zraka od izpušnega zraka.

Odstotek izkoristka toplotnega izmenjevalnika se lahko giblje od 30 do 90%. Za posebne instalacije je ta številka lahko 96 % prihranka energije.

Kaj je rekuperator zraka

Toplotni izmenjevalec zrak-zrak je po svoji zasnovi enota za rekuperacijo toplote izhodne zračne mase, ki omogoča najučinkovitejšo uporabo toplote ali mraza.

Zakaj izbrati prezračevanje z rekuperacijo toplote

Prezračevanje, ki temelji na rekuperaciji toplote, ima zelo visoko učinkovitost. Ta kazalnik se izračuna iz razmerja med toploto, ki jo toplotni izmenjevalnik dejansko proizvede, in največjo količino toplote, ki jo je mogoče le shraniti.

Kakšne so vrste rekuperatorjev zraka

Do danes lahko prezračevanje z rekuperacijo toplote izvaja pet vrst rekuperatorjev:

Lamela, ki ima kovinsko strukturo in ima visoko stopnjo prepustnosti vlage;
Rotacijski;
vrsta komore;
Rekuperator z vmesnim toplotnim nosilcem;
Toplotne cevi.

Prezračevanje hiše z rekuperacijo toplote z uporabo prve vrste toplotnih izmenjevalnikov omogoča, da dohodni zračni tokovi z vseh strani tečejo okoli veliko kovinskih plošč s povečano toplotno prevodnostjo. Učinkovitost rekuperatorjev te vrste se giblje od 50 do 75%.

Značilnosti naprave ploščnih toplotnih izmenjevalcev

Zračne mase se ne dotikajo;
Vse podrobnosti so določene;
Brez premikajočih se strukturnih elementov;
Ne tvori kondenzata;
Ni mogoče uporabiti kot razvlaževalnik zraka.

Značilnosti rotacijskih toplotnih izmenjevalcev

Rotacijski tip rekuperatorjev ima oblikovne značilnosti, s pomočjo katerih pride do prenosa toplote med dovodnimi in izhodnimi kanali rotorja.

Rotacijski toplotni izmenjevalniki so pokriti s folijo.

Učinkovitost do 85%;
Varčuje z električno energijo;
Uporabimo za razvlaževanje prostora;
Mešanje do 3% zraka iz različnih tokov, v povezavi s katerimi se lahko prenašajo vonjave;
Kompleksna mehanska zasnova.

Dovodno in izpušno prezračevanje z rekuperacijo toplote, ki temelji na komornih toplotnih izmenjevalcih, se uporablja izjemno redko, saj ima številne pomanjkljivosti:

Učinkovitost do 80%;
Mešanje prihajajočih tokov, v zvezi s katerim se poveča prenos vonjav;
gibljivi deli konstrukcije.

Rekuperatorji na osnovi vmesnega toplotnega nosilca imajo v svoji zasnovi vodno-glikolno raztopino. Včasih lahko navadna voda deluje kot taka hladilna tekočina.

Značilnosti rekuperatorjev z vmesnim toplotnim nosilcem

Izjemno nizek izkoristek do 55 %;
Mešanje zračnih tokov je popolnoma izključeno;
Področje uporabe - velika proizvodnja.

Prezračevanje z rekuperacijo toplote, ki temelji na toplotnih ceveh, je pogosto sestavljeno iz obsežnega sistema cevi, ki vsebujejo freon. Tekočina pri segrevanju izhlapi. V nasprotnem delu toplotnega izmenjevalnika se freon ohladi, zaradi česar se pogosto tvori kondenz.

Značilnosti rekuperatorjev s toplotnimi cevmi

Brez gibljivih delov;
Možnost onesnaženja zraka z vonjavami je popolnoma izključena;
Povprečni indeks učinkovitosti je od 50 do 70%.

Do danes se proizvajajo kompaktne enote za rekuperacijo zračnih mas. Ena od glavnih prednosti mobilnih toplotnih izmenjevalnikov je odsotnost potrebe po zračnih kanalih.

Glavni cilji rekuperacije toplote

Prezračevanje, ki temelji na rekuperaciji toplote, se uporablja za vzdrževanje zahtevane ravni vlažnosti in temperature v zaprtih prostorih.
Za zdravje kože. Presenetljivo imajo sistemi za rekuperacijo toplote pozitiven učinek na človeško kožo, ki je nenehno vlažna in tveganje izsušitve je minimalno.
Da se izognete izsušitvi pohištva in škripanju tal.
Za povečanje verjetnosti statične elektrike. Vsi ne poznajo teh meril, vendar se s povečano statično napetostjo plesen in glive razvijajo veliko počasneje.

Pravilno izbrano dovodno in izpušno prezračevanje z rekuperacijo toplote za vaš dom vam bo omogočilo znatno prihranek pri ogrevanju pozimi in klimatizaciji poleti. Poleg tega ima ta vrsta prezračevanja ugoden učinek na človeško telo, zaradi česar boste manj bolni, tveganje za nastanek glivic v hiši pa bo čim manjše.

V tem članku bomo obravnavali takšno značilnost prenosa toplote kot koeficient izkoristka. Prikazuje stopnjo uporabe enega toplotnega nosilca drugega med izmenjavo toplote. Faktor rekuperacije se lahko imenuje faktor rekuperacije toplote, učinkovitost izmenjave toplote ali toplotna učinkovitost.

V prvem delu članka bomo poskušali najti univerzalne odnose za prenos toplote. Lahko jih izpeljemo iz najbolj splošnih fizikalnih načel in ne zahtevajo nobenih meritev. V drugem delu bomo predstavili odvisnosti realnih koeficientov rekuperacije od glavnih značilnosti prenosa toplote za prave zračne zavese ali posebej za enote toplotne izmenjave voda-zrak, ki smo jih obravnavali že v člankih »Moč toplotne zavese pri poljubnem pretoku hladilne tekočine in zraka. Interpretacija eksperimentalnih podatkov« in »Moč toplotne zavese pri poljubnih hitrostih pretoka hladilne tekočine in zraka. Invariante procesa prenosa toplote", ki jo je objavila revija "Climate World" v številkah 80 oziroma 83. Prikazano bo, kako so koeficienti odvisni od lastnosti toplotnega izmenjevalnika, pa tudi kako nanje vplivajo pretoki toplotnih nosilcev. Pojasnjeni bodo nekateri paradoksi prenosa toplote, zlasti paradoks visoke vrednosti koeficienta rekuperacije z veliko razliko v pretokih toplotnih nosilcev. Za poenostavitev bomo na primeru toplotnih izmenjevalnikov zrak-zrak obravnavali sam koncept rekuperacije in pomen njegove kvantitativne opredelitve (koeficienta). To nam bo omogočilo, da opredelimo pristop k pomenu pojava, ki ga lahko nato razširimo na katero koli izmenjavo, vključno z "voda - zrak". Opozoriti je treba, da je v enotah za izmenjavo toplote zrak-zrak lahko organizirana tako navzkrižna toka, ki sta v osnovi blizu toplotnih izmenjevalnikov voda-zrak, kot protitokovi medijev za izmenjavo toplote. V primeru protitokov, ki določajo visoke vrednosti rekuperacijskih koeficientov, se lahko praktični vzorci prenosa toplote nekoliko razlikujejo od prej obravnavanih. Pomembno je, da univerzalni zakoni prenosa toplote na splošno veljajo za vse vrste enot za izmenjavo toplote. V obrazložitvi članka bomo domnevali, da se pri prenosu toplote ohranja energija. To je enakovredno trditvi, da sta moč sevanja in toplotna konvekcija iz telesa toplotne opreme zaradi vrednosti temperature telesa majhni v primerjavi z močjo uporabnega prenosa toplote. Predvidevamo tudi, da toplotna zmogljivost nosilcev ni odvisna od njihove temperature.

KDAJ JE POMEMBEN VISOK KOEFICIENT OZDRAVLJENJA?

Domnevamo lahko, da je sposobnost prenosa določene količine toplotne moči ena glavnih značilnosti katere koli toplotne opreme. Višja kot je ta sposobnost, dražja je oprema. Faktor okrevanja se v teoriji lahko giblje od 0 do 100 %, v praksi pa pogosto od 25 do 95 %. Intuitivno je mogoče domnevati, da visok faktor obnovitve, pa tudi sposobnost prenosa velike moči, pomenita visoke potrošniške lastnosti opreme. Vendar v resnici takšne neposredne povezave ni opaziti, vse je odvisno od pogojev za uporabo prenosa toplote. Kdaj je pomembna visoka stopnja rekuperacije toplote in kdaj sekundarna? Če se hladilna tekočina, iz katere se jemlje toplota ali mraz, uporabi samo enkrat, torej ni zankasta in se takoj po uporabi nepovratno izpusti v zunanje okolje, potem je za učinkovito rabo te toplote zaželeno uporabiti naprava z visokim faktorjem obnovitve. Primeri vključujejo uporabo toplote ali mraza dela geotermalnih naprav, odprtih rezervoarjev, virov tehnološke presežne toplote, kjer ni mogoče zapreti krogotoka toplotnega nosilca. Visoka rekuperacija je pomembna, kadar se v ogrevalnem omrežju izračuna samo pretok vode in vrednost temperature direktne vode. Pri toplotnih izmenjevalnikih zrak-zrak je to izraba toplote odpadnega zraka, ki takoj po izmenjavi toplote preide v zunanje okolje. Drug omejevalni primer se uresniči, ko se hladilna tekočina plača strogo glede na odvzeto energijo. To lahko imenujemo idealna možnost za omrežje za oskrbo s toploto. Potem je mogoče trditi, da tak parameter, kot je koeficient izterjave, sploh ni pomemben. Čeprav je z omejitvami povratne temperature nosilca smiseln tudi koeficient izkoristka. Upoštevajte, da je pod določenimi pogoji zaželen nižji faktor obnovitve opreme.

DOLOČANJE KOEFICIENTA IZTERJA

Opredelitev faktorja obnovitve je podana v številnih referenčnih priročnikih (na primer , ). Če se toplota izmenjuje med dvema medijema 1 in 2 (slika 1),

ki imata toplotni kapaciteti c 1 in c 2 (v J / kgxK) in masni pretok g 1 in g 2 (v kg / s), lahko koeficient rekuperacije toplote predstavimo kot dve enakovredni razmerji:

\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). (ena)

V tem izrazu sta T 1 in T 2 končni temperaturi teh dveh medijev, T 1 0 in T 2 0 sta začetni, (cg) min pa je najmanjša od obeh vrednosti imenujemo toplotni ekvivalent teh medijev (W / K) pri pretokih g 1 in g 2 , (cg) min = min((s 1 g 1), (s 2 g 2)). Za izračun koeficienta lahko uporabimo katerega koli od izrazov, saj so njihovi števci, od katerih vsak izraža skupno moč prenosa toplote (2), enaki.

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

Drugo enakost v (2) lahko obravnavamo kot izraz zakona o ohranjanju energije pri prenosu toplote, ki se pri toplotnih procesih imenuje prvi zakon termodinamike. Vidimo lahko, da so v kateri koli od dveh enakovrednih definicij v (1) prisotne le tri od štirih izmenjevalnih temperatur. Kot je navedeno, vrednost postane pomembna, ko eno od hladilnih tekočin po uporabi zavržemo. Iz tega sledi, da je izbira med dvema izrazoma v (1) vedno mogoča tako, da je iz računskega izraza izključena končna temperatura tega nosilca. Dajmo primere.

a) Rekuperacija toplote odvodnega zraka

Znan primer toplotnega izmenjevalnika z visoko zahtevano vrednostjo je toplotni izmenjevalnik odvodnega zraka za ogrevanje dovodnega zraka (slika 2).

Če označimo temperaturo izpušnega zraka T sobe, ulice T st in dovodnega zraka po segrevanju v toplotnem izmenjevalniku T pr, potem ob enaki vrednosti toplotnih kapacitet dveh zračnih tokov (so skoraj enaki, če zanemarimo majhne odvisnosti od vlažnosti in temperature zraka), lahko dobite dobro znan izraz za:

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

V tej formuli gmin označuje najmanjši g min \u003d min (g v, g iz) od dveh sekundnih stopenj pretoka g v dovodnem zraku in g ven v izpušnem zraku. Ko pretok dovodnega zraka ne presega pretoka izpušnega zraka, se formula (3) poenostavi in zmanjša na obliko = (T pr - T st) / (T soba - T st). Temperatura, ki ni upoštevana v formuli (3), je temperatura T' izpušnega zraka po prehodu skozi toplotni izmenjevalnik.

b) Rekuperacija v zračni zavesi ali poljubnem grelniku voda-zrak

Ker je v vseh možnih primerih edina temperatura, katere vrednost morda ni pomembna, temperatura povratne vode Tx, jo je treba izključiti iz izraza za faktor izkoristka. Če označimo temperaturo zraka okoli zračne zavese T 0, ki ga ogreva zračna zavesa - T, in temperaturo tople vode, ki vstopa v toplotni izmenjevalnik T g, (slika 3), dobimo:

Cg (T - T 0) / (cg) min (T g - T 0). (4)

V tej formuli je c toplotna zmogljivost zraka, g je drugi masni pretok zraka.

Oznaka (cg) min je najmanjša vrednost zraka cg in vode s toplotnimi ekvivalenti W G, c W je toplotna zmogljivost vode, G je drugi masni pretok vode: (cg) min \u003d min ((cg) , (c W G)). Če je pretok zraka relativno majhen in zračni ekvivalent ne presega vodnega ekvivalenta, je tudi formula poenostavljena: \u003d (T - T 0) / (T g - T 0).

FIZIČNI POMEN KOEFICIENTA IZTERJAVE

Domnevamo lahko, da je vrednost koeficienta rekuperacije toplote kvantitativni izraz termodinamične učinkovitosti prenosa moči. Znano je, da je ta učinkovitost pri prenosu toplote omejena z drugim zakonom termodinamike, ki je znan tudi kot zakon nepadajoče entropije.

Lahko pa se pokaže, da - to je v resnici termodinamični izkoristek v smislu nezmanjšajoče entropije le v primeru enakosti toplotnih ekvivalentov dveh medijev, ki izmenjujeta toploto. V splošnem primeru neenakosti ekvivalentov je največja možna teoretična vrednost = 1 posledica Clausiusovega postulata, ki je formuliran takole: »Toplote ni mogoče prenesti s hladnejšega na toplejše telo, ne da bi hkrati pridružene druge spremembe. s tem prenosom." V tej definiciji so druge spremembe delo, ki se izvaja na sistemu, na primer v obratnem Carnotovem ciklu, na podlagi katerega delujejo klimatske naprave. Glede na to, da črpalke in ventilatorji pri izmenjavi toplote z nosilci, kot so voda, zrak in drugi, izvajajo na njih zanemarljivo delo v primerjavi z energijami izmenjave toplote, lahko domnevamo, da je s takšno izmenjavo toplote Clausiusov postulat izpolnjen z visoko stopnjo natančnosti.

Čeprav je splošno prepričanje, da sta tako Clausiusov postulat kot načelo nezmanjšanja entropije le formulacije drugega zakona termodinamike za zaprte sisteme, ki so različni po obliki, ni tako. Da bi ovrgli njihovo enakovrednost, bomo pokazali, da lahko na splošno vodijo do različnih omejitev pri prenosu toplote. Razmislite o rekuperatorju zrak-zrak v primeru enakih toplotnih ekvivalentov dveh izmenjevalnih medijev, kar, če sta toplotni kapaciteti enaki, pomeni enakost masnih pretokov dveh zračnih tokov in = (T pr - T st ) / (T soba - T st). Za gotovost naj bo sobna temperatura T sob = 20 ° C in ulična temperatura T ulica = 0 ° C. Če popolnoma zanemarimo latentno toploto zraka, ki je posledica njegove vlažnosti, potem, kot sledi iz (3) temperatura dovodnega zraka T pr = 16 o C ustreza koeficientu izkoristka = 0,8, pri T pr = 20 o C pa bo dosegla vrednost 1. (Temperature zraka, izpuščenega v ulica v teh primerih bo T' 4 o C oziroma 0 o C). Pokažimo, da je točno = 1 maksimum za ta primer. Konec koncev, tudi če bi imel dovodni zrak temperaturo T pr \u003d 24 ° C in bi bil vržen na ulico T ' = -4 ° C, potem prvi zakon termodinamike (zakon ohranjanja energije) ne bi bil biti kršen. Vsako sekundo se na ulični zrak prenese E = cg 24 o C Joulov energije, enaka količina pa bo odvzeta iz zraka v prostoru, v tem primeru pa bo enaka 1,2 ali 120%. Vendar je tak prenos toplote nemogoč ravno zato, ker se bo v tem primeru entropija sistema zmanjšala, kar prepoveduje drugi zakon termodinamike.

Dejansko je v skladu z definicijo entropije S njena sprememba povezana s spremembo celotne energije plina Q z razmerjem dS = dQ / T (temperatura se meri v Kelvinih) in glede na to, da je pri konstantnem tlaku plina dQ = mcdT , m je masa plina, s (ali kot se pogosto označuje s p) - toplotna zmogljivost pri konstantnem tlaku, dS \u003d mc dT / T. Tako je S = mc ln(T 2 / T 1), kjer sta T 1 in T 2 začetna in končna temperatura plina. V zapisu formule (3) za drugo spremembo entropije dovodnega zraka dobimo Spr = cg ln(Tpr / Tul), če se ulični zrak segreje, je pozitiven. Za spremembo entropije izpušnega zraka Sout = c g · ln(T / Troom). Sprememba entropije celotnega sistema v 1 sekundi:

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

Za vse primere bomo upoštevali T st \u003d 273K, T soba \u003d 293K. Za = 0,8 iz (3), T pr = 289K in iz (2) T’ = 277K, kar nam bo omogočilo izračun celotne spremembe entropije S = 0,8 = 8 10 –4 cg. Pri = 1 dobimo podobno T pr = 293K in T' = 273K, entropija pa po pričakovanjih ostane S = 1 = 0. Hipotetični primer = 1,2 ustreza T pr = 297K in T' = 269K, izračun kaže zmanjšanje entropije: S = 1,2 = –1,2 10 –4 cg. Ta izračun lahko štejemo za utemeljitev nezmožnosti tega procesa zlasti c = 1,2 in na splošno za katero koli > 1 tudi zaradi S< 0.

Torej, pri pretokih, ki zagotavljajo enake toplotne ekvivalente dveh medijev (pri enakih medijih to ustreza enakim pretokom), koeficient rekuperacije določa učinkovitost izmenjave v smislu, da = 1 določa mejni primer ohranjanja entropije. Clausiusov postulat in načelo nepadajoče entropije sta za tak primer enakovredna.

Zdaj razmislite o neenakih hitrostih pretoka zraka za izmenjavo toplote zrak-zrak. Naj bo na primer masni pretok dovodnega zraka 2g in pretok izpušnega zraka g. Za spremembo entropije pri takih stroških dobimo:

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

Za = 1 pri enakih začetnih temperaturah T st = 273 K in T sob = 293 K z uporabo (3) dobimo T pr = 283 K, saj je g pr / g min = 2. Nato iz zakona o ohranjanju energije (2) dobimo vrednost T ' = 273K. Če te temperaturne vrednosti nadomestimo v (6), potem za popolno spremembo entropije dobimo S = 0,00125cg > 0. To pomeni, da tudi v najugodnejšem primeru c = 1 proces postane termodinamično neoptimalen, pojavlja se s povečanjem entropije in je kot posledica tega, za razliko od podprimera z enakimi stroški, vedno nepovraten.

Za oceno obsega tega povečanja poiščemo koeficient rekuperacije za zamenjavo enakih stroškov, ki smo že obravnavali zgoraj, tako da se kot rezultat te izmenjave ustvari enaka entropijska vrednost kot pri stroških, ki se razlikujejo za faktor 2 pri = 1. Z drugimi besedami, ocenjujemo termodinamično neoptimalnost izmenjave različnih stroškov v idealnih pogojih. Prvič, sama sprememba entropije malo pove, veliko bolj informativno je upoštevati razmerje S / E spremembe entropije na energijo, ki se prenaša s toplotno izmenjavo. Če upoštevamo, da je v zgornjem primeru, ko se entropija poveča za S = 0,00125cg, prenesena energija E = cg pr (T pr - T ul) = 2c g 10K. Tako je razmerje S / E = 6,25 10 -5 K -1. Preprosto je videti, da koeficient izkoristka = 0,75026 vodi do enake »kakovostne« izmenjave pri enakih pretokih ... Dejansko pri enakih začetnih temperaturah T ul = 273 K in T sob = 293 K in enakih pretokih ta koeficient ustreza temperaturah T pr = 288K in T' = 278K. S pomočjo (5) dobimo spremembo entropije S = 0,000937сg in ob upoštevanju, da je E = сg(T pr - T ul) = сg 15K, dobimo S / Е = 6,25 10 –5 K -1 . Torej, v smislu termodinamične kakovosti, prenos toplote pri = 1 in pri dvakrat različnih pretokih ustreza prenosu toplote pri = 0,75026 ... z enakimi pretoki.

Lahko se zastavi še eno vprašanje: kakšne bi morale biti hipotetične izmenjalne temperature z različnimi hitrostmi pretoka, da bi ta namišljeni proces potekal brez povečanja entropije?

Za = 1,32 pri enakih začetnih temperaturah T st = 273 K in T sob = 293 K z uporabo (3) dobimo T pr = 286,2 K in iz zakona o ohranjanju energije (2) T’ = 266,6 K. Če te vrednosti nadomestimo v (6), potem za popolno spremembo entropije dobimo cg(2ln(286,2 / 273) + ln(266,6 / 293)) 0. Zakon o ohranjanju energije in zakon ne - padajoča entropija pri teh temperaturah je izpolnjena, vendar je zamenjava nemogoča, ker T' = 266,6 K ne spada v začetno temperaturno območje. To bi neposredno kršilo Clausiusov postulat, prenos energije iz hladnejšega okolja v ogrevano. Posledično je ta proces nemogoč, tako kot so drugi nemogoči ne le z ohranjanjem entropije, ampak tudi z njenim povečanjem, ko končne temperature katerega koli medija presežejo začetno temperaturno območje (T st, T sobno).

Pri stroških, ki zagotavljajo neenake toplotne ekvivalente izmenjevalnega medija, je proces prenosa toplote v osnovi nepovraten in poteka s povečanjem entropije sistema tudi v primeru najučinkovitejšega prenosa toplote. Ta razmišljanja veljajo tudi za dva medija različnih toplotnih kapacitet, pomembno je le, ali se toplotni ekvivalenti teh medijev ujemajo ali ne.

PARADOKS MINIMALNE KAKOVOSTI PRENOSA TOPLOTE S KOEFICIENTOM REKUPERACIJE 1/2

V tem odstavku obravnavamo tri primere prenosa toplote s koeficienti rekuperacije 0, 1/2 oziroma 1. Skozi toplotne izmenjevalnike naj potekajo enaki tokovi toplotnih medijev enakih toplotnih kapacitet z različnimi začetnimi temperaturami T 1 0 in T 2 0. S faktorjem obnovitve 1 oba medija preprosto izmenjujeta temperaturne vrednosti in končne temperature odražajo začetne T 1 = T 2 0 in T 2 = T 1 0 . Očitno se entropija v tem primeru ne spremeni pri S = 0, ker imajo isti medij na izstopu enake temperature kot na vstopu. S faktorjem izkoristka 1/2 bosta končni temperaturi obeh medijev enaki aritmetični sredini začetnih temperatur: T 1 = T 2 = 1/2 (T 1 0 + T 2 0). Potekel bo nepovraten proces izenačevanja temperature, kar je enakovredno povečanju entropije S > 0. Pri koeficientu rekuperacije 0 ni prenosa toplote. To pomeni, da T 1 = T 1 0 in T 2 = T 2 0, entropija končnega stanja pa se ne bo spremenila, kar je podobno končnemu stanju sistema s koeficientom rekuperacije, enakim 1. Kot je stanje c \u003d 1 je identično stanju c \u003d 0, tudi po analogiji je mogoče pokazati, da je stanje = 0,9 identično stanju c = 0,1 itd. V tem primeru bo stanje c = 0,5 ustrezalo največje povečanje entropije od vseh možnih koeficientov. Očitno = 0,5 ustreza prenosu toplote minimalne kakovosti.

Seveda to ni res. Razlaga paradoksa bi se morala začeti z dejstvom, da je prenos toplote izmenjava energije. Če se entropija zaradi prenosa toplote poveča za določeno količino, se bo kakovost prenosa toplote razlikovala glede na to, ali je bila toplota prenesena 1 J ali 10 J. Pravilneje je, da ne upoštevamo absolutne spremembe entropije S (v pravzaprav njegova proizvodnja v toplotnem izmenjevalniku), vendar je razmerje entropije spremembe do prenesene energije E v tem primeru. Očitno je za različne nize temperatur te vrednosti mogoče izračunati za = 0,5. Težje je izračunati to razmerje za = 0, ker je to negotovost v obliki 0/0. Vendar pa je enostavno vzeti prerazporeditev razmerja na 0, kar je v praksi mogoče dobiti tako, da to razmerje vzamemo pri zelo majhnih vrednostih, na primer 0,0001. V tabelah 1 in 2 predstavljamo te vrednosti za različne začetne pogoje za temperaturo.

Za vse vrednosti in pri temperaturnih območjih gospodinjstva T st in T br (predpostavljamo, da je T br / T st x

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

Dejansko, če označimo T sobo \u003d T ulico (1 + x), 0< x

Na grafu 1 prikazujemo to odvisnost za temperature T ul = 300K T sobna = 380K.

Ta krivulja ni ravna črta, opredeljena z aproksimacijo (7), čeprav ji je dovolj blizu, da jih na grafu ni mogoče razlikovati. Formula (7) kaže, da je kakovost prenosa toplote minimalna ravno pri = 0. Naredimo še eno oceno lestvice S/E. V primeru, podanem v , obravnavamo povezavo dveh toplotnih rezervoarjev s temperaturama T 1 in T 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 in pri poljubnem razmerju pretokov hladilne tekočine.

SPREMEMBE KAKOVOSTI PRENOSA TOPLOTE PRI RAZLIČNIH STROŠKIH TOPLOTNIH NOSILOV

Predvidevamo, da se pretoki toplotnih nosilcev razlikujejo za n-krat, prenos toplote pa poteka z najvišjo možno kakovostjo (= 1). Kakšni kakovosti izmenjave toplote z enakimi stroški bo to ustrezalo? Da bi odgovorili na to vprašanje, poglejmo, kako se vrednost S / E obnaša pri = 1 za različna razmerja stroškov. Za razliko v stroških n = 2 je bila ta korespondenca že izračunana v točki 3: = 1 n=2 ustreza = 0,75026… za iste tokove. V tabeli 3 za niz temperatur 300K in 350K predstavljamo relativno spremembo entropije pri enakih pretokih hladilnih tekočin enake toplotne kapacitete za različne vrednosti.

V tabeli 4 predstavljamo tudi relativno spremembo entropije za različna pretočna razmerja n le pri najvišji možni učinkovitosti prenosa toplote (= 1) in ustrezne izkoristke, ki imajo za posledico enako kakovost za enake pretoke.

Dobljeno odvisnost (n) predstavimo na grafu 2.

Z neskončno razliko v stroških teži k končni meji 0,46745 ... Lahko se pokaže, da je to univerzalna odvisnost. Velja pri vseh začetnih temperaturah za kateri koli medij, če namesto razmerja stroškov mislimo na razmerje toplotnih ekvivalentov. Lahko ga aproksimiramo tudi s hiperbolo, ki je v grafu 3 označena z modro črto:

„(n) 0,4675+ 0,5325/n. (osem)

Rdeča črta označuje natančno razmerje (n):

Če se pri izmenjavi s poljubnim n>1 realizirajo neenaki stroški, se termodinamična učinkovitost v smislu proizvodnje relativne entropije zmanjša. Podajamo njegovo zgornjo oceno brez izpeljave:

To razmerje teži k natančni enakosti za n>1 blizu 0 ali 1, za vmesne vrednosti pa ne presega absolutne napake nekaj odstotkov.

Zaključek članka bo predstavljen v eni izmed naslednjih številk revije "KLIMATSKI SVET". Na primerih dejanskih toplotnih izmenjevalnikov bomo našli vrednosti koeficientov rekuperacije in pokazali, kako jih določajo značilnosti enote in koliko pretoki toplotnih nosilcev.

LITERATURA

Pukhov A. zrak. Interpretacija eksperimentalnih podatkov. // Podnebni svet. 2013. št. 80. str. 110.
Pukhov A. C. Moč toplotne zavese pri poljubnih pretokih hladilne tekočine in zrak. Invariante procesa prenosa toplote. // Podnebni svet. 2014. št. 83. str. 202.
Primer V. M., London A. K. Kompaktni toplotni izmenjevalci. . M.: Energija, 1967. S. 23.
Wang H. Osnovne formule in podatki o prenos toplote za inženirje. . M.: Atomizdat, 1979. S. 138.
Kadomcev B. B. Dinamika in informacije // Uspekhi fizicheskikh nauk. T. 164. 1994. Št. 5. maja S. 453.

Puhov Aleksej Vjačeslavovič,
Tehnični direktor
Podjetje Tropic Line

V zvezi z rastjo tarif za primarne energetske vire postaja okrevanje pomembnejše kot kdaj koli prej. V klimatskih napravah z rekuperacijo toplote se običajno uporabljajo naslednje vrste toplotnih izmenjevalcev:

ploščni ali navzkrižni toplotni izmenjevalnik;
rotacijski toplotni izmenjevalec;
rekuperatorji z vmesnim toplotnim nosilcem;
Toplotna črpalka;
rekuperator komornega tipa;
rekuperator s toplotnimi cevmi.

Načelo delovanja

Načelo delovanja katerega koli toplotnega izmenjevalnika v klimatskih napravah je naslednje. Zagotavlja izmenjavo toplote (v nekaterih modelih - in izmenjavo hladu, pa tudi izmenjavo vlage) med dovodnim in izpušnim zračnim tokom. Proces izmenjave toplote lahko poteka neprekinjeno - skozi stene toplotnega izmenjevalnika, s pomočjo freona ali vmesnega toplotnega nosilca. Izmenjava toplote je lahko tudi periodična, kot pri rotacijskem in komornem izmenjevalniku toplote. Posledično se odsesani odvodni zrak ohladi in segreje svež dovodni zrak. Postopek hladne izmenjave v nekaterih modelih rekuperatorjev poteka v topli sezoni in vam omogoča zmanjšanje stroškov energije za klimatske sisteme zaradi nekaj hlajenja dovodnega zraka, ki se dovaja v prostor. Izmenjava vlage poteka med tokovi izpušnega in dovodnega zraka, kar vam omogoča, da vzdržujete vlažnost v prostoru, ki je udobna za človeka vse leto, brez uporabe dodatnih naprav - vlažilnikov in drugih.

Ploščati ali pretočni toplotni izmenjevalnik.

Toplotno prevodne plošče rekuperativne površine so izdelane iz tanke kovinske (material - aluminij, baker, nerjaveče jeklo) folije ali ultra tankega kartona, plastike, higroskopne celuloze. Tok dovodnega in izpušnega zraka se premika skozi številne majhne kanale, ki jih tvorijo te toplotno prevodne plošče, v vzorcu protitoka. Stik in mešanje tokov, njihovo onesnaževanje so praktično izključeni. V zasnovi toplotnega izmenjevalnika ni gibljivih delov. Razmerje učinkovitosti 50-80%. V toplotnem izmenjevalniku iz kovinske folije lahko zaradi razlike v temperaturi zračnih tokov na površini plošč kondenzira vlaga. V topli sezoni ga je treba preusmeriti v kanalizacijski sistem stavbe preko posebej opremljenega drenažnega cevovoda. V hladnem vremenu obstaja nevarnost zmrzovanja te vlage v izmenjevalniku toplote in njegove mehanske poškodbe (odmrzovanje). Poleg tega nastali led močno zmanjša učinkovitost toplotnega izmenjevalnika. Zato toplotni izmenjevalniki s kovinskimi toplotno prevodnimi ploščami med delovanjem v hladni sezoni zahtevajo občasno odmrzovanje s tokom toplega izpušnega zraka ali uporabo dodatnega vodnega ali električnega grelnika zraka. V tem primeru se dovodni zrak sploh ne dovaja ali pa se dovaja v prostor mimo toplotnega izmenjevalnika preko dodatnega ventila (bypass). Čas odmrzovanja je v povprečju 5 do 25 minut. Toplotni izmenjevalnik s toplotno prevodnimi ploščami iz ultra tankega kartona in plastike ni podvržen zmrzovanju, saj poteka tudi izmenjava vlage skozi te materiale, vendar ima še eno pomanjkljivost - ni ga mogoče uporabiti za prezračevanje prostorov z visoko vlažnostjo. da jih posušim. Ploščni toplotni izmenjevalec se lahko vgradi v dovodni in izpušni sistem v navpičnem in vodoravnem položaju, odvisno od zahtev glede dimenzij prezračevalne komore. Plošni toplotni izmenjevalniki so najpogostejši zaradi relativne preprostosti zasnove in nizkih stroškov.

Rotacijski rekuperator.

Ta vrsta je druga najbolj razširjena za lamelarno. Toplota iz enega zračnega toka v drugega se prenaša skozi cilindrični votel boben, ki se vrti med izpušnim in dovodnim delom, imenovan rotor. Notranji volumen rotorja je napolnjen s tesno zapakirano kovinsko folijo ali žico, ki igra vlogo vrtljive površine za prenos toplote. Material folije ali žice je enak materialu ploščnega toplotnega izmenjevalnika - baker, aluminij ali nerjaveče jeklo. Rotor ima vodoravno os vrtenja pogonske gredi, ki jo vrti elektromotor s koračno ali invertersko regulacijo. Motor se lahko uporablja za nadzor postopka okrevanja. Razmerje učinkovitosti 75-90%. Učinkovitost rekuperatorja je odvisna od temperature tokov, njihove hitrosti in vrtljajev rotorja. S spreminjanjem hitrosti rotorja lahko spremenite učinkovitost. Zamrzovanje vlage v rotorju je izključeno, vendar ni mogoče popolnoma izključiti mešanja tokov, njihove medsebojne kontaminacije in prenosa vonjav, saj so tokovi v neposrednem stiku med seboj. Možno je mešanje do 3%. Rotacijski toplotni izmenjevalniki ne zahtevajo velikih količin električne energije, omogočajo razvlaževanje zraka v prostorih z visoko vlažnostjo. Zasnova rotacijskih toplotnih izmenjevalnikov je bolj zapletena od ploščnih toplotnih izmenjevalcev, njihovi stroški in obratovalni stroški pa so višji. Vendar pa so klimatske naprave z rotacijskimi toplotnimi izmenjevalniki zelo priljubljene zaradi visoke učinkovitosti.

Rekuperatorji z vmesnim toplotnim nosilcem.

Hladilna tekočina je najpogosteje voda ali vodne raztopine glikolov. Tak toplotni izmenjevalec je sestavljen iz dveh toplotnih izmenjevalcev, ki sta med seboj povezana s cevovodoma z obtočno črpalko in armaturami. Eden od toplotnih izmenjevalcev je nameščen v kanalu s pretokom izpušnega zraka in iz njega sprejema toploto. Toplota se preko toplotnega nosilca s pomočjo črpalke in cevi prenaša do drugega toplotnega izmenjevalnika, ki se nahaja v dovodnem zračnem kanalu. Dovodni zrak absorbira to toploto in se segreje. Mešanje tokov je v tem primeru popolnoma izključeno, vendar je zaradi prisotnosti vmesnega toplotnega nosilca faktor učinkovitosti te vrste rekuperatorjev relativno nizek in znaša 45-55%. Na učinkovitost lahko vpliva črpalka, ki vpliva na hitrost hladilne tekočine. Glavna prednost in razlika med toplotnim izmenjevalnikom z vmesnim toplotnim nosilcem in toplotnim izmenjevalnikom s toplotno cevjo je v tem, da se toplotni izmenjevalci v izpušnih in dovodnih enotah lahko nahajajo na razdalji drug od drugega. Montažni položaj za toplotne izmenjevalnike, črpalko in cevovod je lahko navpičen ali horizontalen.

Toplotna črpalka.

Pred kratkim se je pojavil zanimiv tip rekuperatorja z vmesnim hladilnim sredstvom - t.i. termodinamični toplotni izmenjevalec, pri katerem vlogo tekočih toplotnih izmenjevalnikov, cevi in črpalke igra hladilni stroj, ki deluje v načinu toplotne črpalke. To je nekakšna kombinacija toplotnega izmenjevalnika in toplotne črpalke. Sestavljen je iz dveh freonskih toplotnih izmenjevalnikov - hladilnika uparjalnik-zračni in kondenzatorja, cevovodov, termostatskega ventila, kompresorja in 4-potnega ventila. Toplotni izmenjevalniki so nameščeni v dovodnih in izpušnih zračnih kanalih, kompresor je potreben za zagotavljanje kroženja freona, ventil pa preklaplja pretoke hladilnega sredstva glede na letni čas in omogoča prenos toplote iz izpušnega zraka na dovodni zrak in obratno. Hkrati je lahko dovodni in izpušni sistem sestavljen iz več dovodnih in ene izpušne enote večje zmogljivosti, ki jih združuje en hladilni krog. Hkrati zmogljivosti sistema omogočajo, da več klimatskih naprav deluje v različnih načinih (ogrevanje/hlajenje) hkrati. Faktor pretvorbe toplotne črpalke COP lahko doseže vrednosti 4,5-6,5.

Rekuperator s toplotnimi cevmi.

Po principu delovanja je toplotni izmenjevalec s toplotnimi cevmi podoben toplotnemu izmenjevalniku z vmesnim toplotnim nosilcem. Edina razlika je v tem, da v zračne tokove niso nameščeni toplotni izmenjevalci, ampak tako imenovane toplotne cevi ali natančneje termosifoni. Strukturno so to hermetično zaprti odseki bakrene rebraste cevi, v notranjosti napolnjeni s posebej izbranim freonom z nizkim vreliščem. En konec cevi v izpušnem toku se segreje, freon na tem mestu zavre in prenese toploto, ki jo prejme iz zraka, na drugi konec cevi, ki ga piha dovodni zračni tok. Tu se freon znotraj cevi kondenzira in prenaša toploto na zrak, ki se segreje. Vzajemno mešanje tokov, njihovo onesnaževanje in prenos vonjav so popolnoma izključeni. Ni gibljivih elementov, cevi so nameščene v tokove le navpično ali pod rahlim naklonom, tako da se freon zaradi gravitacije premika znotraj cevi od hladnega do vročega. Razmerje učinkovitosti 50-70%. Pomemben pogoj za zagotavljanje delovanja njegovega delovanja: zračni kanali, v katerih so nameščeni termosifoni, morajo biti nameščeni navpično drug nad drugim.

Rekuperator komornega tipa.

Notranja prostornina (komora) takšnega toplotnega izmenjevalnika je z loputo razdeljena na dve polovici. Loputa se občasno premika in s tem spreminja smer gibanja tokov odvodnega in dovodnega zraka. Izpušni zrak segreje polovico komore, nato loputa usmeri tok dovodnega zraka sem in se segreje iz ogrevanih sten komore. Ta postopek se občasno ponavlja. Razmerje učinkovitosti doseže 70-80%. Toda v zasnovi so gibljivi deli, zato obstaja velika verjetnost medsebojnega mešanja, kontaminacije tokov in prenosa vonjav.

Izračun učinkovitosti rekuperatorja.

V tehničnih značilnostih rekuperacijskih prezračevalnih enot mnogih proizvajalcev sta praviloma podani dve vrednosti koeficienta rekuperacije - temperatura zraka in njegova entalpija. Izračun izkoristka toplotnega izmenjevalnika se lahko izvede s temperaturo ali zračno entalpijo. Pri izračunu po temperaturi se upošteva navidezna toplotna vsebnost zraka, po entalpiji pa se upošteva tudi vsebnost vlage v zraku (njegova relativna vlažnost). Izračun entalpije velja za natančnejšega. Za izračun so potrebni začetni podatki. Pridobivamo jih z merjenjem temperature in vlažnosti zraka na treh mestih: v zaprtih prostorih (kjer prezračevalna enota omogoča izmenjavo zraka), na prostem in v prerezu dovodne zračne rešetke (od koder v prostor vstopa obdelan zunanji zrak). Formula za izračun učinkovitosti rekuperacije toplote po temperaturi je naslednja:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), kje

Kt– faktor učinkovitosti toplotnega izmenjevalnika glede na temperaturo;
T1– zunanja temperatura zraka, oC;
T2 je temperatura odpadnega zraka (tj. zraka v prostoru), °C;
T4– temperatura dovodnega zraka, oC.

Entalpija zraka je vsebnost toplote zraka, t.j. količina toplote, ki jo vsebuje, glede na 1 kg suhega zraka. Entalpijo določimo s pomočjo i-d diagrama stanja vlažnega zraka, pri čemer se nanj postavijo točke, ki ustrezajo izmerjeni temperaturi in vlažnosti v prostoru, na prostem in dovodnem zraku. Formula za izračun izkoristka entalpije je naslednja:

Kh = (H4 - H1) / (H2 - H1), kje

Kh– faktor izkoristka toplotnega izmenjevalnika po entalpiji;
H1– entalpija zunanjega zraka, kJ/kg;
H2– entalpija izpušnega zraka (tj. prostorski zrak), kJ/kg;
H4– entalpija dovodnega zraka, kJ/kg.

Ekonomska izvedljivost uporabe klimatskih naprav z rekuperacijo.

Za primer vzemimo študijo izvedljivosti za uporabo prezračevalnih enot z rekuperacijo v dovodnih in izpušnih prezračevalnih sistemih za avtohiše.

Začetni podatki:

objekt - prodajalna avtomobilov s skupno površino 2000 m2;
povprečna višina prostorov je 3-6 m, sestavljajo ga dve razstavni dvorani, pisarniški prostor in bencinski servis (SRT);
za dovodno in izpušno prezračevanje teh prostorov so bile izbrane prezračevalne enote kanalskega tipa: 1 enota s pretokom zraka 650 m3/uro in porabo energije 0,4 kW ter 5 enot s pretokom zraka 1500 m3/uro in poraba energije 0,83 kW.
zajamčeni razpon zunanjih temperatur zraka za kanalske instalacije je (-15…+40) °C.

Za primerjavo porabe energije bomo izračunali moč kanalskega električnega grelnika zraka, ki je potreben za ogrevanje zunanjega zraka v hladni sezoni v klasični dovodni enoti (sestavljeni iz povratnega ventila, kanalskega filtra, ventilatorja in električnega zračnika). grelnik) s pretokom zraka 650 oziroma 1500 m3/h. Hkrati se šteje, da je cena električne energije 5 rubljev na 1 kWh.

Zunanji zrak mora biti ogrevan od -15 do +20°C.

Izračun moči električnega grelnika zraka se izvede po enačbi toplotne bilance:

Qn \u003d G * Cp * T, W, kje:

Qn– moč grelnika zraka, W;
G- masni pretok zraka skozi grelnik zraka, kg/s;
sre je specifična izobarična toplotna kapaciteta zraka. Cp = 1000 kJ/kg*K;
T- razlika med temperaturami zraka na izstopu iz grelnika zraka in na vstopu.

T \u003d 20 - (-15) \u003d 35 ° C.

1. 650 / 3600 = 0,181 m3/s

p = 1,2 kg/m3 je gostota zraka.

G = 0,181*1,2 = 0,217 kg/s

Qn = 0, 217 * 1000 * 35 \u003d 7600 W.

2. 1500 / 3600 = 0,417 m3/s

G=0,417*1,2=0,5kg/s

Qn \u003d 0,5 * 1000 * 35 \u003d 17500 W.

Tako uporaba kanalskih inštalacij z rekuperacijo toplote v hladni sezoni namesto tradicionalnih z električnimi grelniki zraka omogoča zmanjšanje stroškov energije z enako količino dovedenega zraka za več kot 20-krat in s tem zmanjšanje stroškov in s tem povečati dobiček prodajalne avtomobilov. Poleg tega uporaba naprav z rekuperacijo omogoča zmanjšanje finančnih stroškov potrošnika za energetske nosilce za ogrevanje prostorov v hladni sezoni in za njihovo klimatizacijo v topli sezoni za približno 50%.

Za večjo jasnost bomo naredili primerjalno finančno analizo porabe energije dovodnih in izpušnih prezračevalnih sistemov v prostorih avtohiše, opremljenih s kanalskimi enotami za rekuperacijo toplote in tradicionalnimi enotami z električnimi grelniki zraka.

Začetni podatki:

Sistem 1.

Naprave z rekuperacijo toplote s pretokom 650 m3 / h - 1 enota. in 1500 m3/uro - 5 enot.

Skupna poraba električne energije bo: 0,4 + 5 * 0,83 = 4,55 kW * h.

Sistem 2.

Tradicionalne dovodne in izpušne prezračevalne enote - 1 enota. s pretokom 650m3/uro in 5 enot. s pretokom 1500 m3/uro.

Skupna električna moč naprave pri 650 m3/h bo:

ventilatorji - 2 * 0,155 \u003d 0,31 kW * h;
avtomatizacija in pogoni ventilov - 0,1 kWh;
električni grelnik zraka - 7,6 kWh;

Skupaj: 8,01 kWh.

Skupna električna moč naprave pri 1500 m3/uro bo:

ventilatorji - 2 * 0,32 \u003d 0,64 kW * ura;
avtomatizacija in pogoni ventilov - 0,1 kWh;
električni grelnik zraka - 17,5 kWh.

Skupaj: (18,24 kW * h) * 5 \u003d 91,2 kW * h.

Skupaj: 91,2 + 8,01 \u003d 99,21 kWh.

Obdobje uporabe ogrevanja v prezračevalnih sistemih sprejemamo 150 delovnih dni na leto po 9 ur. Dobimo 150 * 9 = 1350 ur.

Poraba energije obratov z rekuperacijo bo: 4,55 * 1350 = 6142,5 kW

Obratovalni stroški bodo: 5 rubljev * 6142,5 kW = 30712,5 rubljev. ali v razmerju (na skupno površino avtohiše 2000 m2) izraz 30172,5/2000 = 15,1 rubljev/m2.

Poraba energije tradicionalnih sistemov bo: 99,21 * 1350 = 133933,5 kW Obratovalni stroški bodo: 5 rubljev * 133933,5 kW = 669667,5 rubljev. ali v razmerju (na skupno površino avtohiše 2000 m2) izraz 669667,5 / 2000 = 334,8 rubljev/m2.