سیستم های بازیابی حرارت(هیتریکاوری):

سیستم های هیتریکاوری به طور معمول گرما را بین هوای اتاق تخلیه و خارج تبادل می کند. این سیستم ممکن است برای تبادل گرما فقط محسوس یا گرمای محسوس و نهان طراحی شود. 
 

شکل 1:  مبدل حرارتی صفحه متقاطع

این فرآیند  نشانگر افزایش گرمای معقول هوای ورودی است که می تواند در مبدل حرارتی صفحه متقاطع ، چرخ حرارتی (ترمیمی) یا چرخشی در اطراف سیم پیچ اتفاق بیفتد. این فرآیند
 بسته به دمای هوای متضاد یک فرایند اساسی گرم کردن یا سرمایش معقول است. 

مبدل حرارتی معقول ، ((εS = ṁO (θB - θO) / ṁR (θR - θO) ، که در آن O و ṁR نرخ جریان جرم هوای مربوطه در دمای هوای داخل و θO ، θR دمای اتاق و θB دمای هوا در فضای باز هستند. 

با توجه به شکل 1 ، اگر دمای هوای ورودی (θO) ، زیر دمای نقطه شبنم هوای استخراج شده (θRdp) باشد ، احتمالاً در هوایی که از فضای اشغال شده وارد می شود مقادیر چگالشی وجود دارد ، بنابراین باعث افزایش تبادل گرما می شود. اما ، در مورد صفحه مبدل حرارتی غیرقابل نفوذ ساده ، بخار آب منتقل نمی شود.
 


 

هیتریکاوری

کد محصول :10035

 




 


کاهش مصرف انرژی در ساختمانها نه تنها یک مسئله اقتصادی است بلکه به طور فزاینده ای با فرصتها برای کاهش تقاضا در منبع انرژی اصلی (و شبکه های توزیع) و همچنین کاهش تأثیرات زیست محیطی چرخه زندگی در ارتباط است. در این مقاله CPD با استفاده از مبدلهای حرارتی صفحه ، بازیابی حرارت در سیستمهای تهویه مکانیکی را در نظر گرفته و نحوه مقایسه عملکرد گرمایش سالانه با استفاده از داده های آب و هوایی بنزین را نشان می دهد.
 
 

سیستم های بازیابی حرارت(هیتریکاوری):

شکل 2: مقطعی از طریق مبدل حرارتی صفحه ضد جریان و جریان متقاطع متراکم و به گرمای بازیابی اضافه می کند. در سال های اخیر ، مبدل حرارتی صفحه ساده جریان متقابل برای ارائه یک مؤلفه ضد جریان اضافی ، ساخته شده است ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.

متاسفانه شرکت ها اقدام به واردکردن دستگاه تصفیه هوا بازاری و نه تخصصی به دلیل صرفاً قیمت پائین آن کردند که به دلیل عملکرد ضعیف این دستگاهها که فقط ظاهر یک دستگاه تصفیه هوا را دارند، صدمات جبران ناپذیری به خریداران و بیماران وارد شد.

شکل 2: مقطعی از طریق مبدل حرارتی صفحه ضد جریان و جریان متقابل

با توجه به سطح، مبادله گرما افزایش یافته و در نتیجه اثربخشی نیز افزایش می یابد. (همانند افت فشار هوا). کارفرما اثر تبادل گرمای معقول فصلی 85٪ را گزارش می کند. چنین فرایندی (شکل تقریباً) در شکل 3 نشان داده شده است ، که در آن چگالی ناشی از هوای تخلیه دمای لامپ خشک، هوای ورودی را بیشتر می کند.

مقاومت اضافی در برابر جریان هوا به انرژی لازم برای فن (W) نیاز دارد:

قدرت = Q⋅ΔΡ / ηfan

در جایی که Q جریان هوا است (m3⋅s-1) ، افت فشار اضافی از طریق دستگاه Pa) ΔΡ ) و ηfan درایو و بازده موتور کل فن است. این انرژی الکتریکی مستقیم دیگری خواهد بود که احتمالاً هزینه بیشتری دارد - و دو برابر اثر کربن دارد - از هر نوع گرمایش گاز طبیعی که جبران پذیر هست یا هرگونه سیو هوای خنک (به دلیل ضریب عملکرد (COP)) ، برق الکتریکی در تبرید مصرف به طور معمول کمتر از نیمی از خنک کننده تحویل خواهد بود). دستگاه هیتریکاوری گرما همچنین برای جلوگیری از انتقال حرارت ناخواسته به هوای ورودی در شرایط تابستانی نیاز به گذرگاه نیز دارد.

شکل 3: مبدل صفحه با تراکم در هوای خروجی اتاق


کاربرد:
در این ماژول CPD،یک نمونه ساده از ساختمان برای بررسی تأثیر بازیابی گرما در یک کاربرد بسیار متداول تهویه در انگلستان (بدون خنک کننده) استفاده خواهد شد. این نمونه ای از یک روش مقایسه ای است که ممکن است مورد استفاده قرار گیرد - می توان آن را به سرعت در یک صفحه گسترده که به آسانی قابل گسترش است برای کشف حساسیت های دیگر ، از جمله تجزیه و تحلیل NPV ، توسعه داد. این ساختمان یک فروشگاه کوچک دارای 20 متر عرض ، 10.2 متر عمق و 3 متر ارتفاع از کف تا سقف است که در مجاورت یک جاده شلوغ در حومه لندن واقع شده است. این ساختمان دارای پنجره های سه جداره (و درها) در امتداد 50٪ از دیوار بلند جنوبی است و طی دو سال گذشته ساخته شده است.


هوای گرمایش و تهویه توسط یک سیستم تهویه مکانیکی تهیه می شود تا حداقل دمای 21 درجه سانتیگراد را حفظ کند. اشغال یک نفر ، 24 ساعت شبانه روز و نورپردازی باعث افزایش گرمای 10 طبقه W⋅m-2 طبقه می شود که از تجهیزات دیگر استفاده نمی شود. با توجه به مواد ذخیره شده در ساختمان ، تهویه کامل هوای تازه با سرعت حداقل شش تغییر هوا در ساعت مورد نیاز است. داده های ساختمان مورد نیاز برای انجام محاسبات از دست دادن گرما در جدول 1 آورده شده است.

جدول 1: داده های ساختمان نمونه

سیستم هیتریکاوری اغلب در واحدهای انتقال هوا بسته بندی شده (مشابه آنچه در شکل 4 نشان داده شده است )، که برای نصب در قسمت های خالی سقف ها طراحی شده است.

 


شکل 4: مبدل صفحه با تراکم در هوای اتاق تخلیه

برای بررسی ساختمان و استفاده از بازیابی گرما با جزئیات نیاز به یک بسته شبیه سازی پویا دارد. با این حال ، با استفاده از داده های دما در فضای باز و همراه با ضریب افت گرمای ساختمان و سود فرض شده ، می توان یک مطالعه مقایسه ای معقول انجام داد. 

 

جدول 2: انرژی گرمایش تهویه 

دمای تأمین شده حاصل در ستون های دو و چهار جدول 3 آورده شده است. مجموع انرژی مورد استفاده در طول یک سال (مربوط به هر باند) به صورت زیر محاسبه می شود:

ساعتهایی که در هر سال x ṁ CP اتفاق می افتد (θS - θO) که θO دمای هوای میانی باند متوسط در فضای باز است. سپس اینها جمع می شوند تا کل انرژی گرمایش تهویه مورد استفاده در هر سال را به دست آورند - بنابراین ، در این حالت ، با توجه به دستاوردهای تصادفی ،برای سیستم هوای کامل تازه 102،828 کیلووات ساعت خواهد بود.

با ایجاد یک مورد پایه (نشان داده شده در جدول 3) ممکن است تأثیر افزودن دستگاه بازیابی گرما مانند جدول 4 ارزیابی شود.

 

جدول 4: انرژی گرمایش تهویه با 50٪ بازیابی حرارت معقول مؤثر

از آنجایی که میزان جریان توده ذخیره و خلاصه شده برابر است . 
θB دمای هوای خارج شده از دستگاه ، که وارد کویل بعدی می شود ،که از روش زیر تعیین شود:


(θB = θO + εS (θR - θO

که در آن θO دمای هوا باند متوسط ​​در فضای باز است. این کار برای 50٪ بازده حرارت ، εS از 50٪ انجام شده است و در ستون دو جدول 4 نشان داده شده است. (شکل 50٪ نماینده بازده فصلی یک مبدل حرارتی صفحه متوسط ​​است.

مقدار انرژی مصرفی طی یک سال (مربوط به هر باند) محاسبه می شود ، اما این بار فقط نیاز به گرمایش از θB تا دمای تأمین ، θS دارد.

قدرت اضافی فن (Wh) لازم برای غلبه بر مقاومت مبدل حرارتی و فیلتر هوای برگشت اضافی ممکن است از:

(Q⋅ΔΡ / ηfan) x ساعت کار.

برای مبدل حرارتی جریان متقاطع ، افت فشار 100Pa (برای هر یک از مسیرهای جریان و بازگشت) معمولی است و یک فیلتر پانل 30Pa را اضافه می کند. راندمان فن مربوط به نوع فن و مكانيسم موتور / درايو است - در اين مثال مقدار 70٪ استفاده شده است اگرچه موتورهاي EC مستقر در محور، مستقيم مي توانند به 90٪ تقريباً نياز داشته باشند. .

بنابراین مصرف انرژی اضافی سالانه = (1.02 x (100 + 100 + 30) /0.7) x 8766/1000 = 2938 kWh. این انرژی الکتریکی خواهد بود ، در حالی که صرفه جویی در انرژی گرمایش می تواند صرفه جویی در گاز یا برق (یا سایر سوخت ها) باشد ، بسته به روشی که برای گرمایش در سایت استفاده می شود.

مبدل حرارتی ضد جریان / جریان متقابل را می توان دقیقاً با همان روش جریان متقابل مورد بررسی قرار داد اما با راندمان اصلاح شده به 0.85 (85٪) و افت فشار تا 150Pa افزایش یافت. نتایج حاصل از آنالیز ، به همراه سایرین ، در شکل 5 خلاصه شده است.

 

شکل 5: خلاصه انرژی گرمایش سالانه تأمین شده توسط سیستم های تهویه و انرژی اضافی فن مورد نیاز برای غلبه بر مقاومت دستگاه بازیابی حرارت

مصرف انرژی سالانه ممکن است برای تأمین صرفه جویی در هزینه تقریبی ساده (از نظر انرژی گرمایش کمتر از انرژی اضافی فن دیگر) استفاده شود ، همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است.

 

شکل 6: صرفه جویی در هزینه تقریباً با استفاده از بازیابی گرما برای سیستمی که از بخاری گازی استفاده می کند و از سیستم گرمایش برقی استفاده می کند

توجه به این نکته حائز اهمیت است که این مدل ساده مبتنی بر یک برنامه 24 ساعته و دستاوردهای کم گاه به گاه است. در سایر کاربردهای شغلی 10 ساعته و مشاغل بالاتر و تجهیزات بیشتر ، پس انداز آن چندان چشمگیر نخواهد بود. استفاده از ابزار سازگاری مانند SBEM یا ترجیحا نرم افزار مدل سازی پویا ، همراه با داده های عملکردی که به طور مستقل تأیید شده اند ، تصویری کامل تر از کل تأثیر زندگی یک دستگاه بازیابی گرما ارائه می دهد.

استفاده صحیح از این فناوری ساده می تواند انعطاف پذیری را در طراحی ساختمان افزایش دهد ، در حالی که هنوز هم اهداف کربن سخت را برآورده می کند. اندازه سیستم های گرمایشی همراه نیز ممکن است کاهش یابد ، پس انداز هم در هزینه و هم در هزینه های نصب.