Rekuperacija toplote v prezračevalnih sistemih: princip delovanja in možnosti. Vrste rekuperatorjev ter njihove prednosti in slabosti Učinkovitost rekuperacije
Prezračevalni sistemi v najnovejše različice niso več omejeni na standardni nabor funkcij, od katerih je glavna posodobitev zračnega okolja. Na primer, z uporabo tehnoloških filtrov oprema zmanjša vsebnost škodljivih delcev v prostoru in prepreči vdor vonjav. Izboljšujejo se tudi pri uravnavanju mikroklime, kar je še posebej ugodno z vidika varčevanja z energijo. Za zagotovitev te možnosti se uporabljajo dovodne in odvodne enote z rekuperacijo pretoka zraka. Delovanje takšnih sistemov temelji na obdelavi toplotnih tokov, ki prehajajo skozi elemente prezračevalne enote. Posledično uporabnik prejme ne le svež, ampak tudi naravno ogret zrak.
Kakšno je načelo okrevanja?
Proces rekuperacije poteka v ozadju interakcije zračnih tokov z različnimi temperaturami. To pomeni, da ogrevani tokovi oddajajo svojo toploto hladnim in tako tvorijo optimalno temperaturno ravnovesje. Rekuperacija je prenos toplote na svež zrak, ki se izvaja v posebnem izmenjevalniku toplote. Obstajajo različne stopnje učinkovitosti ta proces. Na primer, odprto okno kaže ničelno učinkovitost. V tem primeru se dovodni tokovi ne segrejejo, ampak znižajo temperaturo zraka v samem prostoru. Lahko rečemo, da je to proces, ki je nasproten okrevanju.
Povprečna stopnja učinkovitosti se giblje v območju 30-90%. Optimalna stopnja doseže 60 %, sistemi, ki kažejo stopnjo nad 80 %, pa veljajo za najbolj produktivne. Najučinkovitejša rekuperacija je proces izmenjave toplote, pri katerem segrevanje dovodnih tokov doseže raven, ki ustreza odstranjenemu zraku. Ampak celo sodobne tehnologije ne dosežejo 100% učinkovitosti.
Rekuperator v prezračevalnem sistemu
Načelo rekuperacije je v prezračevalnem sistemu izvedeno v obliki površinskega prenosnika toplote. Sam proces distribucije toplote se izvaja s pomočjo stene, ki ločuje dva nasprotno usmerjena toka. Regeneratorji imajo podobno napravo, vendar je sistem rekuperacije drugačen, saj zračni kanali ostanejo enaki skozi celotno obdobje delovanja. Moram reči, da klimatska oprema lahko služi ne le zračnim okoljem. Tako se rekuperacija uporablja tudi pri delu s plini, tekočinami itd. Obstajajo tudi različne izvedbene sheme. Najpogostejši so rebrasti, cevasti in ploščati modeli. Hkrati so zagotovljeni različni pristopi k oblikovanju pretočnih kanalov - na primer lahko ločimo naprave z neposrednim tokom, protitokom in prečnim tokom.
Križni ploščni izmenjevalnik toplote
V takšnih napravah se običajno uporabljajo membranske predelne stene, zaradi katerih je zagotovljena učinkovita rekuperacija. Značilnost sistema je, da ko se zrak odstrani, odvečna vlaga pride tudi na ulico. Dovodni in odvodni sistem z rekuperacijo je tudi odporen proti zmrzali, kar dosežemo brez posebnih grelnikov. Ta prednost omogoča uporabo opreme s prečno diafragmo v pogojih temperaturni režim do -35 °C.
Takšne instalacije se uporabljajo tako pri zagotavljanju stanovanjskih zgradb kot v skladiščih, kjer se pričakuje vzdrževanje velikih površin. Razširjene so postale tudi v kmetijstvo- na primer pri ureditvi perutninskih hiš, skladišč zelenjave in živinorejskih farm. Ker rekuperacija toplote v izvedbah s prečnimi membranami omogoča tudi učinkovito hlajenje poleti, ta sistem povpraševanje je tudi v predelovalni industriji.
Sistemi rebrastih plošč
Naprava takšnega izmenjevalnika toplote zagotavlja prisotnost rebrastih tankostenskih plošč, izdelanih z visokofrekvenčnim varjenjem. Kovinske plošče tvorijo strukturo z izmenično razporeditvijo predelnih sten, zasukanih za 90 stopinj. Zaradi te sheme se doseže visoka temperatura grelnega medija, minimalna stopnja upora in optimalno razmerje med površino televizijske prenosne površine in težo toplotnega izmenjevalnika. Poleg tega so klimatske naprave z rekuperacijo toplote z rebrastimi ploščami vzdržljive in poceni. Praksa uporabe potrjuje, da lahko takšni sistemi prihranijo približno 40% To pomeni, da so stroški ogrevanja čim manjši, saj Svež zrak se učinkovito ogreva z odstranjenimi tokovi.
Rotacijski modeli
Značilnosti takšnih naprav vključujejo nizke stroške in precej visoko zmogljivost. Čeprav glede na indikatorje ogrevanja svežega zraka to možnost slabša od zasnove plošče z dvojno kaseto. Kljub preprosti konfiguraciji delovnih elementov ima rotacijska zbiralna enota nepopolno porazdelitev zračnih tokov. Obstaja določeno tveganje, da svež zrak mešati z odstranjenim, zaradi česar bo trpela kakovost prezračevanja kot takega. Slabosti takšnih sistemov vključujejo potrebo po pogostem vzdrževanju, kar je še posebej neugodno pri uporabi v stanovanjskih prostorih. Vendar pa je sam postopek ogrevanja precej učinkovit.
Direktni-protitočni sistemi
Značilnost te vrste rekuperatorjev je cevasta struktura, katere elementi so tankostenski varjeni elementi. Med delovanjem tovrstne napeljave nastane obstenski vrtinec, ki poveča prenos toplote, hkrati pa se z večanjem upora v zračnem kanalu uniči. Najpogosteje se takšni sistemi uporabljajo v industriji, kjer je potrebno občutljivo segrevanje enega od delovnih medijev. Prav tako se v strojništvu za odvajanje in rekuperacijo toplote uporablja oprema za istotočno-protitočno delovanje. Povpraševanje je tudi po gospodinjski napajalni enoti s tovrstno rekuperacijo - priporočljivo jo je vgraditi v zrakotesne prostore. plastična okna, kot tudi v ekoloških hišah.
Takšni rekuperatorji so praviloma integrirani v en sam zračni kanal, kar zagotavlja nizko porabo energije, kompaktne dimenzije z možnostjo skrite vgradnje, visoko zmogljivost in zanesljivost opreme med delovanjem.
Rekuperatorji za energetsko varčne hiše
Sam koncept prezračevalnih sistemov, ki zagotavljajo pasivno ogrevanje svežega zraka, je usmerjen v znižanje stroškov ogrevanja. A z vidika opreme je rekuperacija tudi okolju prijazen način normalizacije mikroklime. Proizvajalci proizvajajo posebne linije, ki uporabljajo varne in učinkovite materiale v smislu predelave. Še posebej, najnovejši modeli dobite tristopenjske izmenjevalnike toplote iz neporoznih ultratankih membran. Takšna naprava odpravlja potrebo po električnih grelnikih zraka.
Poleg enakomernega prenosa toplote takšne naprave učinkovito delujejo tudi z vlago. Zagotavljajo popolno vrnitev vlage v prostor s popolno izključitvijo kondenzatorjev. Posledično prezračevanje z rekuperacijo odpravlja tudi vgradnjo drenažnih sistemov.
Avtomatika za rekuperatorje
V smeri elektronskega polnjenja se razvijajo tudi dovodni in izpušni sistemi. Da bi optimizirali porazdelitev tokov, proizvajalci enotam dobavljajo možnost samodejnega prilagajanja položaja medkanalnih pregrad. Naprednejši modeli omogočajo tudi nastavitev načini hitrosti, prikaz temperaturnih indikatorjev in nadzor stopnje kontaminacije filtrov z alarmom. Poleg tega sodobno prezračevanje z rekuperacijo omogoča krmiljenje zunanjega kanalskega grelnika brez priklopa naprav drugih proizvajalcev v proces. To pomeni, da je v tem primeru zagotovljeno dodatno segrevanje zraka na optimalno hitrost.
Filtri v rekuperatorjih
Kot vsi sodobni sistemi prezračevanje, modeli z rekuperacijo predlagajo vključitev čistilnih naprav v zasnovo. Ker prenos toplote vključuje maksimalno zmanjšanje pretoka odhajajočega in vbrizganega zraka, filtri v tem primeru igrajo posebno vlogo pomembno vlogo. Najpogosteje se v samih zračnih kanalih uporabljajo filtri tipa F7, ki izključujejo prehod delcev velikosti 0,5 mikronov. G3 so manj pogosti, vendar bo morda potreben tak dodatek, odvisno od zasnove. Za lažje vzdrževanje je rekuperacijski sistem pogosto opremljen s filtri iz plastike in posebnih vlaken - takšne elemente je enostavno sprati in stresati. Kot že omenjeno, sodobni modeli so opremljeni tudi z indikatorji, ki določajo trenutek zamenjave filtra.
Prednosti rekuperatorjev
Tehnologije, uporabljene v sistemih za dovod in rekuperacijo izpušnih plinov, zmanjšajo porabo energije in izboljšajo ergonomijo klimatske opreme. V praksi lahko uporabnik takšne instalacije občuti tudi izboljšanje mikroklime. Rekuperacija toplote seveda ni tako učinkovita glede ogrevalne funkcije kot posebne grelne enote, vendar njeno delovanje ne zahteva dodatne porabe energije. Vključitev pomožnih ogrevalnih sredstev v sisteme vam omogoča uravnoteženje povečanja temperaturnega režima in prihrankov pri stroških energije. V splošnem po izračunih strokovnjakov uporaba rekuperacije omogoča znižanje stroškov ogrevanja za 10-15 %.
Slabosti rekuperatorjev
Takšni sistemi imajo dve resni pomanjkljivosti. Najprej je to zaledenitev toplotnih izmenjevalcev pozimi. Zaradi tega se mnogi uporabniki pritožujejo zaradi okvare opreme že v prvih tednih delovanja v zmrzali. Vendar si proizvajalci prizadevajo izboljšati zaščitne lastnosti opreme z dobavo naprav z vzdržljivimi ventilatorji. Druga slabost, ki jo imajo klimatske naprave z rekuperacijo, je njihovo hrupno delovanje. To še posebej velja za rotacijske modele. Hkrati si razvijalci prizadevajo zagotoviti nove modele z izboljšanimi sredstvi za izolacijo, tako da je na trgu mogoče najti tudi možnosti z nizko stopnjo hrupa.
Kaj upoštevati pri izbiri agregata z rekuperatorjem?
Potrošnik, ki se odloči za vgradnjo takšnega sistema v svoj dom, se mora osredotočiti na zmogljivost, dizajn in funkcionalnost sistema. Indikator učinkovitosti torej določa možnost prezračevanja v prostoru določenega območja. Enako pomemben je dizajn, v katerem je oprema izdelana. Na primer, enota za rekuperacijo toplote s cevnimi elementi omogoča priročno namestitev z minimalne zahteve na prosti prostor. Kar zadeva funkcionalnost, vpliva tako na sposobnost uravnavanja mikroklime v prostoru kot na ergonomske lastnosti sistema.
Zaključek
Delovanje tradicionalnih prezračevalnih sistemov ne daje niti kančka funkcije varčevanja z energijo. Praviloma gre za požrešne masivne instalacije, ki pomembno prispevajo k povečanju stroškov vzdrževanja doma. Glede na to je rekuperacija skorajda revolucionaren pristop k proizvodnji klimatske opreme, ki vključuje racionalno uporabo že porabljene toplotne energije. Če v standardni sistem zrak se segreje, ko vstopi v prostor ogrevalna oprema, potem vam rekuperacija omogoča prvotno povečanje temperature dovodnih tokov brez priključitve posebnih grelnikov. Seveda imajo takšne instalacije svoje pomanjkljivosti, vendar se proizvajalci z njimi uspešno borijo in izboljšujejo zasnovo rekuperatorjev.
V povezavi z rastjo tarif za primarne vire energije postaja okrevanje bolj pomembno kot kdaj koli prej. V klimatskih napravah z rekuperacijo toplote se običajno uporabljajo naslednje vrste izmenjevalnikov toplote:
- ploščni ali prečni izmenjevalnik toplote;
- rotacijski izmenjevalnik toplote;
- rekuperatorji z vmesnim nosilcem toplote;
- Toplotna črpalka;
- rekuperator komornega tipa;
- rekuperator s toplovodnimi cevmi.
Načelo delovanja
Načelo delovanja katerega koli izmenjevalnika toplote v klimatskih napravah je naslednje. Zagotavlja izmenjavo toplote (v nekaterih modelih - in izmenjavo hladu ter izmenjavo vlage) med pretokom dovodnega in izpušnega zraka. Proces izmenjave toplote lahko poteka neprekinjeno - skozi stene izmenjevalnika toplote, s pomočjo freona ali vmesnega nosilca toplote. Izmenjava toplote je lahko tudi periodična, kot pri rotacijskem in komornem toplotnem izmenjevalniku. Posledično se odsesani odvodni zrak ohladi in s tem segreje svež dovodni zrak. Postopek hlajenja v nekaterih modelih rekuperatorjev poteka v topli sezoni in vam omogoča zmanjšanje stroškov energije za klimatske sisteme zaradi določenega hlajenja dovodnega zraka, ki se dovaja v prostor. Izmenjava vlage poteka med izpušnim in dovodnim zračnim tokom, kar vam omogoča vzdrževanje vlažnosti v zaprtih prostorih, ki je za človeka prijetna vse leto, brez uporabe kakršnih koli dodatnih naprav - vlažilcev zraka in drugih.
Ploščni ali prečni izmenjevalnik toplote.
Toplotno prevodne plošče rekuperativne površine so izdelane iz tanke kovinske (material - aluminij, baker, nerjaveče jeklo) folije ali ultratankega kartona, plastike, higroskopske celuloze. Tok dovodnega in odvodnega zraka se premika skozi številne majhne kanale, ki jih tvorijo te toplotno prevodne plošče, v vzorcu protitoka. Stik in mešanje tokov, njihovo onesnaženje sta praktično izključena. V zasnovi izmenjevalnika toplote ni gibljivih delov. Razmerje učinkovitosti 50-80%. Na površini plošč v toplotnem izmenjevalniku iz kovinske folije lahko kondenzira vlaga zaradi razlike v temperaturi zračnih tokov. V topli sezoni ga je treba preusmeriti v kanalizacijski sistem stavbe skozi posebej opremljen drenažni cevovod. V hladnem vremenu obstaja nevarnost zmrzovanja te vlage v toplotnem izmenjevalniku in njegove mehanske poškodbe (odmrznitev). Poleg tega nastali led močno zmanjša učinkovitost izmenjevalnika toplote. Zato toplotni izmenjevalniki s kovinskimi toplotno prevodnimi ploščami pri delovanju v hladni sezoni zahtevajo občasno odmrzovanje s pretokom 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 izmenjevalnika toplote skozi dodatni ventil (bypass). Čas odmrzovanja je v povprečju od 5 do 25 minut. Toplotni izmenjevalnik s toplotno prevodnimi ploščami iz ultratankega kartona in plastike ni podvržen zmrzovanju, saj pride do izmenjave vlage tudi skozi te materiale, vendar ima še eno pomanjkljivost - ni ga mogoče uporabiti za prezračevanje prostorov z visoko vlažnostjo, da bi da jih posušimo. Ploščni izmenjevalnik toplote se lahko vgradi v dovodni in izpušni sistem v navpičnem in vodoravnem položaju, odvisno od zahtev za dimenzije prezračevalne komore. Ploščni izmenjevalniki toplote so najpogostejši zaradi svoje relativne preprostosti zasnove in nizkih stroškov.
Rotacijski rekuperator.
Ta vrsta je druga najbolj razširjena za lamelno. Toplota iz enega zračnega toka v drugega se prenaša skozi valjast votel boben, ki se vrti med izpušnim in dovodnim delom, imenovan rotor. Notranja prostornina rotorja je napolnjena 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 procesa okrevanja. Razmerje učinkovitosti 75-90%. Učinkovitost rekuperatorja je odvisna od temperatur tokov, njihove hitrosti in hitrosti rotorja. S spreminjanjem hitrosti rotorja lahko spremenite učinkovitost. Zmrzovanje vlage v rotorju je izključeno, ni pa 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 izmenjevalniki toplote ne zahtevajo velikih količin električne energije, omogočajo razvlaževanje zraka v prostorih z visoko vlažnostjo. Zasnova rotacijskih izmenjevalnikov toplote je bolj zapletena od ploščnih izmenjevalnikov toplote, njihovi stroški in obratovalni stroški pa so višji. Vendar pa so klimatske naprave z rotacijskimi izmenjevalniki toplote zelo priljubljene zaradi visoke učinkovitosti.
Rekuperatorji z vmesnim nosilcem toplote.
Hladilna tekočina je običajno voda oz vodne raztopine glikoli. Tak izmenjevalnik toplote je sestavljen iz dveh izmenjevalnikov toplote, ki sta med seboj povezana s cevovodi z obtočno črpalko in armaturami. Eden izmed toplotnih izmenjevalnikov je nameščen v kanalu z odvodnim tokom zraka in od njega sprejema toploto. Preko toplotnega nosilca se toplota prenaša s pomočjo črpalke in cevi do drugega izmenjevalnika toplote, ki se nahaja v kanalu dovodnega zraka. Dovodni zrak absorbira to toploto in se segreva. Mešanje tokov je v tem primeru popolnoma izključeno, vendar je zaradi prisotnosti vmesnega nosilca toplote 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, da se toplotni izmenjevalniki v izpušni in dovodni enoti lahko nahajajo na razdalji drug od drugega. Namestitev izmenjevalnikov toplote, črpalke in cevi je lahko navpična ali vodoravna.
Toplotna črpalka.
Relativno nedavno se je pojavil zanimiva sorta toplotni izmenjevalnik z vmesnim nosilcem toplote - tako imenovani. termodinamični toplotni izmenjevalnik, v katerem igrajo vlogo tekoči toplotni izmenjevalci, cevi in črpalka hladilnik deluje v načinu toplotne črpalke. To je neke vrste kombinacija izmenjevalnika toplote in toplotne črpalke. Sestavljen je iz dveh freonskih izmenjevalnikov toplote - uparjalnika-hladilnika zraka in kondenzatorja, cevovodov, termostatskega ventila, kompresorja in 4-potnega ventila. Toplotni izmenjevalniki se nahajajo v dovodnih in izpušnih kanalih, kompresor je potreben za kroženje freona, ventil pa preklaplja pretok hladilnega sredstva glede na sezono in omogoča prenos toplote iz izpušnega zraka v 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 pa zmogljivosti sistema omogočajo, da več klimatskih naprav deluje v različnih režimih (ogrevanje/hlajenje) hkrati. Pretvorbeni faktor toplotne črpalke COP lahko doseže vrednosti 4,5-6,5.
Rekuperator s toplovodnimi cevmi.
Po principu delovanja je izmenjevalnik toplote s toplotnimi cevmi podoben izmenjevalniku toplote z vmesnim nosilcem toplote. Edina razlika je v tem, da v zračnih tokovih niso nameščeni izmenjevalniki toplote, temveč t.i toplotne cevi ali bolje rečeno termosifonov. Strukturno so to hermetično zaprti deli bakrene rebraste cevi, napolnjeni v notranjosti s posebej izbranim freonom z nizkim vreliščem. En konec cevi v izpušnem toku se segreje, freon na tem mestu vre in prenese toploto, prejeto iz zraka, na drugi konec cevi, ki ga piha dovodni zrak. Pri tem freon znotraj cevi kondenzira in prenaša toploto na zrak, ki se segreje. Medsebojno mešanje tokov, njihovo onesnaženje in prenos vonjav so popolnoma izključeni. Premičnih elementov ni, cevi so v tokovih postavljene samo navpično ali pod rahlim naklonom, tako da se freon zaradi gravitacije giblje znotraj cevi od hladnega konca proti vročemu. 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.
Notranji volumen (komora) takega izmenjevalnika toplote je z loputo razdeljen na dve polovici. Loputa se občasno premakne in s tem spremeni smer gibanja tokov odvodnega in dovodnega zraka. Odpadni zrak segreva eno polovico komore, nato pa loputa sem usmerja dovodni zrak, ki se segreva iz segretih sten komore. Ta postopek se občasno ponavlja. Razmerje učinkovitosti doseže 70-80%. Toda v zasnovi so gibljivi deli, zato obstaja velika verjetnost medsebojnega mešanja, onesnaženja tokov in prenosa vonjav.
Izračun učinkovitosti rekuperatorja.
AT Tehnične specifikacije Rekuperativne prezračevalne enote številnih proizvajalcev običajno dajejo dve vrednosti koeficienta rekuperacije - glede na temperaturo zraka in njegovo entalpijo. Izračun učinkovitosti toplotnega izmenjevalnika se lahko izvede s temperaturo ali zračno entalpijo. Pri izračunu po temperaturi se upošteva navidezna toplota zraka, po entalpiji pa še vlažnost zraka (njegova relativna vlažnost). Izračun entalpije velja za natančnejšega. Za izračun so potrebni začetni podatki. Pridobimo 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 rešetke (od koder vstopa obdelan zunanji zrak v prostor). Formula za izračun učinkovitosti rekuperacije toplote glede na temperaturo je naslednja:
Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), kje
- Kt– faktor učinkovitosti toplotnega izmenjevalnika glede na temperaturo;
- T1– temperatura zunanjega zraka, oC;
- T2 je temperatura odpadnega zraka (tj. zraka v prostoru), °C;
- T4– temperatura dovodnega zraka, oC.
Entalpija zraka je vsebnost toplote zraka, tj. količina toplote, ki jo vsebuje, glede na 1 kg suhega zraka. Entalpijo določimo z i-d diagram stanja vlažnega zraka, ki nanj nanese točke, ki ustrezajo izmerjeni temperaturi in vlažnosti v prostoru, na prostem in dovodnega zraka. Formula za izračun učinkovitosti rekuperacije entalpije je naslednja:
Kh = (H4 - H1) / (H2 - H1), kje
- Kh– faktor učinkovitosti toplotnega izmenjevalnika z entalpijo;
- H1– entalpija zunanjega zraka, kJ/kg;
- H2– entalpija izpušnega zraka (tj. zraka v prostoru), kJ/kg;
- H4– entalpija dovodnega zraka, kJ/kg.
Ekonomska upravičenost uporabe klimatskih naprav z rekuperacijo.
Kot primer vzemimo študijo izvedljivosti uporabe prezračevalnih enot z rekuperacijo v dovodnih in izpušnih prezračevalnih sistemih za prodajalne avtomobilov.
Začetni podatki:
- objekt - prodajalna avtomobilov s skupno površino 2000 m2;
- povprečna višina prostorov je 3-6 m, sestavljena iz dveh razstavnih dvoran, pisarniškega prostora in postaje Vzdrževanje(STO);
- za dovodno in izpušno prezračevanje teh prostorov prezračevalne enote kanalski tip: 1 enota s pretokom zraka 650 m3/h in porabo energije 0,4 kW in 5 enot s pretokom zraka 1500 m3/h in porabo energije 0,83 kW.
- zagotovljeno območje temperatur zunanjega 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 dovodni enoti. tradicionalni tip(ki jo sestavljajo povratni ventil, kanalski filter, ventilator in električni grelnik zraka) s pretokom zraka 650 oziroma 1500 m3/h. Hkrati se stroški električne energije štejejo za 5 rubljev na 1 kWh.
Zunanji zrak mora biti segret 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 izobarna toplotna kapaciteta zraka. Cp = 1000kJ/kg*K;
- T- razlika med temperaturami zraka na izhodu iz grelnika zraka in 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 \u003d 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 naprav z rekuperacijo toplote v hladni sezoni namesto tradicionalnih z električnimi grelniki zraka omogoča zmanjšanje stroškov energije z enako količino dobavljenega zraka za več kot 20-krat in s tem zmanjšanje stroškov in s tem povečanje dobiček prodajalca avtomobilov. Poleg tega uporaba naprav z rekuperacijo omogoča zmanjšanje finančnih stroškov potrošnika za nosilce energije za ogrevanje prostorov v hladni sezoni in za njihovo klimatizacijo v topli sezoni za približno 50%.
Da bo bolj jasno, naredimo primerjavo. finančno analizo poraba energije dovodnih in izpušnih prezračevalnih sistemov avtomobilskih salonov, opremljenih s kanalskimi enotami za rekuperacijo toplote in tradicionalnimi enotami z električnimi grelniki zraka.
Začetni podatki:
Sistem 1.
Instalacije 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 kanalske dovodne in izpušne prezračevalne enote - 1 enota. s pretokom 650m3/uro in 5 enotami. s pretokom 1500m3/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 * uro;
- 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.
Sprejemamo obdobje uporabe ogrevanja v prezračevalnih sistemih 150 delovnih dni na leto po 9 ur. Dobimo 150 * 9 = 1350 ur.
Poraba energije naprav z rekuperacijo bo: 4,55 * 1350 = 6142,5 kW
Obratovalni stroški bodo: 5 rubljev * 6142,5 kW = 30712,5 rubljev. ali relativno (na skupno površino avtomobilske hiše 2000 m2) izraz 30172,5/2000 = 15,1 rubljev/m2.
Poraba energije tradicionalnih sistemov bo: 99,21 * 1350 = 133933,5 kW Operativni stroški bodo: 5 rubljev * 133933,5 kW = 669667,5 rubljev. ali v relativnem (na skupno površino avtohiše 2000 m2) izraz 669667,5 / 2000 = 334,8 rubljev / m2.