El propósito principal de la ventilación de escape es eliminar el aire de escape de las instalaciones atendidas. La ventilación por extracción, por regla general, funciona junto con el aire de suministro, que, a su vez, es responsable de suministrar aire limpio.
Para que la habitación tenga un microclima favorable y saludable, es necesario elaborar un diseño competente del sistema de intercambio de aire, realizar el cálculo apropiado e instalar las unidades necesarias de acuerdo con todas las reglas. Al planificar, debe recordar que la condición de todo el edificio y la salud de las personas que se encuentran en él dependen de ello.
Los errores más pequeños conducen al hecho de que la ventilación deja de cumplir con su función como debería, aparecen hongos en las habitaciones, se destruyen la decoración y los materiales de construcción y las personas comienzan a enfermarse. Por lo tanto, la importancia del cálculo correcto de la ventilación no puede subestimarse en ningún caso.
Los principales parámetros de la ventilación por extracción.
Dependiendo de las funciones que realice el sistema de ventilación, las instalaciones existentes generalmente se dividen en:
- Escape. Requerido para la entrada de aire de escape y su eliminación de la habitación.
- Suministro. Proporcionar suministro de aire fresco y limpio desde la calle.
- Suministro y escape. Al mismo tiempo, se elimina el aire viciado y se introduce aire nuevo en la habitación.
Las unidades de escape se utilizan principalmente en producción, oficinas, almacenes y otros locales similares. La desventaja de la ventilación por extracción es que sin la instalación simultánea de un sistema de suministro, funcionará muy mal.
Si sale más aire de la habitación del que entra, se forman corrientes de aire. Por lo tanto, el sistema de suministro y escape es el más eficiente. Proporciona el máximo condiciones confortables tanto en locales residenciales, como en locales de tipo industrial y laboral.
Los sistemas modernos están equipados con varios dispositivos adicionales, que purifican el aire, lo calientan o lo enfrían, lo humedecen y lo distribuyen uniformemente por todo el local. El aire viejo es expulsado a través de la campana sin ninguna dificultad.
Antes de continuar con la disposición del sistema de ventilación, debe abordar seriamente el proceso de su cálculo. El cálculo directo de la ventilación tiene como objetivo determinar los parámetros principales de los componentes principales del sistema. Solo al determinar las características más adecuadas, puede hacer que la ventilación cumpla con todas las tareas asignadas.
Durante el cálculo de la ventilación, parámetros tales como:
- Consumo.
- Presión operacional.
- Potencia del calentador.
- Área de sección transversal de los conductos de aire.
Si lo desea, puede calcular adicionalmente el consumo de energía para la operación y mantenimiento del sistema.
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Instrucciones paso a paso para determinar el rendimiento del sistema
El cálculo de la ventilación comienza con la determinación de su parámetro principal: el rendimiento. La unidad dimensional de rendimiento de la ventilación es m³/h. Para que el cálculo del flujo de aire se realice correctamente, debe conocer la siguiente información:
- La altura del local y su superficie.
- El propósito principal de cada habitación.
- El número promedio de personas que estarán en la habitación al mismo tiempo.
Para hacer el cálculo, necesitará los siguientes dispositivos:
- Ruleta para las medidas.
- Papel y lápiz para notas.
- Calculadora para cálculos.
Para realizar el cálculo, debe conocer un parámetro como la frecuencia de intercambio de aire por unidad de tiempo. SNiP establece este valor de acuerdo con el tipo de local. Para locales residenciales, industriales y administrativos, el parámetro variará. También debe tener en cuenta puntos como la cantidad de calentadores y su potencia, la cantidad promedio de personas.
Para locales domésticos, la tasa de intercambio de aire utilizada en el proceso de cálculo es 1. Al calcular la ventilación para locales administrativos, utilice el valor de intercambio de aire igual a 2-3, dependiendo de las condiciones específicas. Directamente, la frecuencia de renovación del aire indica que, por ejemplo, en una habitación doméstica, el aire se renovará por completo 1 vez en 1 hora, lo que es más que suficiente en la mayoría de los casos.
El cálculo del rendimiento requiere la disponibilidad de datos como la cantidad de intercambio de aire por frecuencia y número de personas. Será necesario tomar gran importancia y, ya a partir de él, seleccione la potencia adecuada de ventilación por extracción. El cálculo de la tasa de intercambio de aire se realiza mediante una fórmula simple. Basta con multiplicar el área de la habitación por la altura del techo y el valor de la multiplicidad (1 para el hogar, 2 para administrativo, etc.).
Para calcular el intercambio de aire por el número de personas, la cantidad de aire consumida por 1 persona se multiplica por el número de personas en la habitación. En cuanto al volumen de aire consumido, en promedio, como mínimo actividad física 1 persona consume 20 m³/h, con actividad media esta cifra sube a 40 m³/h, y con actividad alta ya es de 60 m³/h.
Para que quede más claro, podemos dar un ejemplo de cálculo para un dormitorio común con un área de 14 m². Hay 2 personas en el dormitorio. El techo tiene una altura de 2,5 m Condiciones bastante estándar para un apartamento urbano simple. En el primer caso, el cálculo mostrará que el intercambio de aire es de 14x2,5x1=35 m³/h. Al realizar el cálculo según el segundo esquema, verás que ya es igual a 2x20 = 40 m³/h. Es necesario, como ya se señaló, tomar un valor mayor. Por tanto, concretamente en este ejemplo, el cálculo se realizará por el número de personas.
Las mismas fórmulas se utilizan para calcular el consumo de oxígeno para todas las demás habitaciones. En conclusión, queda por sumar todos los valores, obtener el rendimiento general y elegir equipo de ventilación en base a estos datos.
Los valores estándar para el rendimiento de los sistemas de ventilación son:
- De 100 a 500 m³/h para apartamentos residenciales ordinarios.
- De 1000 a 2000 m³/h para casas particulares.
- De 1000 a 10000 m³/h para nave industrial.
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Determinación de la potencia del calentador
Para que el cálculo del sistema de ventilación se realice de acuerdo con todas las reglas, es necesario tener en cuenta la potencia del calentador de aire. Esto se hace si, en combinación con la ventilación de escape, se organiza la ventilación de suministro. Se instala un calentador para que el aire que viene de la calle se caliente y entre a la habitación ya tibio. Imprescindible en climas fríos.
El cálculo de la potencia del calentador de aire se determina teniendo en cuenta valores como el flujo de aire, temperatura requerida temperatura mínima del aire de salida y de entrada. Los últimos 2 valores están aprobados en SNiP. De acuerdo a esto documento normativo, la temperatura del aire en la salida del calentador debe ser de al menos 18°. La temperatura mínima del aire exterior debe especificarse de acuerdo con la región de residencia.
Los sistemas de ventilación modernos incluyen reguladores de rendimiento. Dichos dispositivos están diseñados específicamente para que pueda reducir la tasa de circulación de aire. En climas fríos, esto reducirá la cantidad de energía consumida por el calentador de aire.
Para determinar la temperatura a la que el dispositivo puede calentar el aire, se utiliza una fórmula simple. Según ella, debe tomar el valor de la potencia de la unidad, dividirlo por el flujo de aire y luego multiplicar el valor resultante por 2.98.
Por ejemplo, si el flujo de aire en la instalación es de 200 m³/h, y el calentador tiene una potencia de 3 kW, al sustituir estos valores en la fórmula anterior, obtendrá que el dispositivo calentará el aire. por un máximo de 44 °. Es decir, si en horario de invierno será -20° afuera, entonces el calentador de aire seleccionado podrá calentar oxígeno hasta 44-20=24°.
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Presión de funcionamiento y sección transversal del conducto
El cálculo de la ventilación implica la determinación obligatoria de parámetros tales como la presión de funcionamiento y la sección transversal de los conductos de aire. Un sistema eficiente y completo incluye distribuidores de aire, conductos de aire y productos en forma. Al determinar la presión de trabajo, se deben tener en cuenta los siguientes indicadores:
- La forma tubos de ventilación y su sección.
- Configuración de ventiladores.
- El número de transiciones.
El cálculo de un diámetro adecuado se puede realizar utilizando las siguientes relaciones:
- Para un edificio residencial, una tubería con un área de sección transversal de 5,4 cm² será suficiente para 1 m de espacio.
- Para garajes privados: una tubería con una sección transversal de 17,6 cm² por 1 m² de área.
Un parámetro como la velocidad del flujo de aire está directamente relacionado con la sección transversal de la tubería: en la mayoría de los casos, la velocidad se selecciona en el rango de 2,4-4,2 m / s.
Por lo tanto, al calcular la ventilación, ya sea un sistema de escape, suministro o suministro y escape, se deben tener en cuenta una serie de parámetros importantes. La eficiencia de todo el sistema depende de la corrección de esta etapa, así que tenga cuidado y paciencia. Si lo desea, puede determinar adicionalmente el consumo de energía para el funcionamiento del sistema que se está organizando.
Hoy en día, la conservación de la energía es una prioridad en el desarrollo de la economía mundial. Agotamiento de las reservas naturales de energía, aumento en el costo del calor y energía eléctrica inevitablemente nos lleva a la necesidad de desarrollar todo el sistema medidas encaminadas a mejorar la eficiencia de las instalaciones consumidoras de energía. En este contexto, la reducción de pérdidas y la reutilización de la energía térmica consumida se convierte en una herramienta eficaz para solucionar el problema.
En el contexto de una búsqueda activa de reservas para ahorrar combustible y recursos energéticos, el problema de la mejora adicional de los sistemas de aire acondicionado como grandes consumidores de energía térmica y eléctrica está atrayendo cada vez más la atención. Las medidas para mejorar la eficiencia de los intercambiadores de calor y masa, que forman la base del subsistema de tratamiento de aire politrópico, cuyos costos operativos alcanzan el 50% de todos los costos para la operación de SCR, deben desempeñar un papel importante en la solución de este problema. .
La utilización de la energía térmica de las emisiones de ventilación es uno de los métodos clave para ahorrar recursos energéticos en los sistemas de aire acondicionado y ventilación de edificios y estructuras para diversos fines. En la fig. 1 muestra los principales esquemas de recuperación de calor extraer aire vendido en el mercado de equipos de ventilación modernos.
Un análisis del estado de producción y uso de los equipos de recuperación de calor en el extranjero indica una tendencia hacia el uso predominante de recirculación y cuatro tipos de utilizadores de calor de aire de escape: rotativos regenerativos, recuperadores de placas, basados en tubos de calor y con portador de calor intermedio. El uso de estos dispositivos depende de las condiciones de funcionamiento de los sistemas de ventilación y aire acondicionado, consideraciones económicas, posición relativa centros de suministro y escape, capacidades operativas.
En mesa. 1 mostrado análisis comparativo varios esquemas para la recuperación de calor del aire de escape. Entre los principales requisitos por parte del inversor para las plantas de recuperación de calor, cabe destacar: precio, costes de explotación y eficiencia en el trabajo. Las soluciones más económicas se caracterizan por la simplicidad del diseño y la ausencia de partes móviles, lo que permite distinguir entre los esquemas presentados la instalación con un intercambiador de calor de flujo cruzado (Fig. 2) como la más adecuada para condiciones climáticas Parte europea de Rusia y Polonia.
Estudios recientes en el campo de la creación de nuevas plantas de recuperación de calor para sistemas de aire acondicionado y la mejora de las existentes, indican una clara tendencia en el desarrollo de nuevos soluciones constructivas intercambiadores de calor de placas(Fig. 3), el momento decisivo en la elección es la posibilidad de asegurar un funcionamiento sin problemas de la instalación en condiciones de condensación de humedad a temperatura exterior negativa.
La temperatura del aire exterior, a partir de la cual se observa la formación de escarcha en los conductos de aire de escape, depende de los siguientes factores: la temperatura y la humedad del aire de escape, la relación entre los caudales de aire de suministro y de escape y las características de diseño. Tengamos en cuenta la peculiaridad del funcionamiento de los intercambiadores de calor a temperaturas del aire exterior negativas: cuanto mayor sea la eficiencia del intercambio de calor, mayor será el riesgo de formación de escarcha en la superficie de los canales de aire de escape.
A este respecto, la baja eficiencia del intercambio de calor en un intercambiador de calor de flujo cruzado puede ser una ventaja en términos de reducción del riesgo de formación de hielo en las superficies de los canales de aire de escape. Seguridad modos seguros generalmente asociado con la implementación de las siguientes medidas tradicionales para evitar la congelación de la boquilla: apagar periódicamente el suministro de aire exterior, desviarlo o precalentamiento, cuya implementación ciertamente reduce la eficiencia de la recuperación de calor del aire de escape.
Una de las formas de resolver este problema es la creación de intercambiadores de calor en los que la congelación de las placas esté ausente o se produzca a más temperaturas bajas aire. Una característica del funcionamiento de los intercambiadores de calor aire-aire es la posibilidad de implementar procesos de transferencia de calor y masa en modos de transferencia de calor "seco", enfriamiento y secado simultáneos del aire extraído con condensación en forma de rocío y escarcha en el toda o parte de la superficie de intercambio de calor (Fig. 4).
El uso racional del calor de condensación, cuyo valor alcanza el 30% bajo ciertos modos de funcionamiento de los intercambiadores de calor, permite aumentar significativamente el rango de cambios en los parámetros del aire exterior, en el que la formación de hielo en el intercambiador de calor superficies de las placas no se produce. Sin embargo, la solución al problema de determinar modos óptimos el funcionamiento de los intercambiadores de calor en consideración, correspondiente a ciertas condiciones operativas y climáticas, y el área de su conveniente aplicación, requiere estudios detallados de transferencia de calor y masa en los canales de empaque, teniendo en cuenta los procesos de condensación y formación de escarcha.
Se eligió el análisis numérico como principal método de investigación. También tiene la menor laboriosidad y le permite determinar las características e identificar los patrones del proceso en función del procesamiento de información sobre la influencia de los parámetros iniciales. Por lo tanto, los estudios experimentales de los procesos de transferencia de calor y masa en los dispositivos considerados se realizaron en un volumen mucho menor y, principalmente, para verificar y corregir las dependencias obtenidas como resultado del modelado matemático.
En la descripción físico-matemática de la transferencia de calor y masa en el recuperador en estudio, se prefirió el modelo de transferencia unidimensional (modelo ε-NTU). En este caso, el flujo de aire en los canales de empaque se considera como un flujo de líquido con velocidad, temperatura y potencial de transferencia de masa constantes en su sección transversal, igual a los valores de masa promedio. Para mejorar la eficiencia de la recuperación de calor en intercambiadores de calor modernos Se utiliza aleteo de la superficie de la boquilla.
El tipo y ubicación de las nervaduras afecta significativamente la naturaleza de los procesos de transferencia de calor y masa. El cambio de temperatura a lo largo de la altura de la nervadura conduce a la implementación de varias opciones para los procesos de transferencia de calor y masa (Fig. 5) en los canales del aire de escape, lo que complica significativamente el modelado matemático y el algoritmo para resolver el sistema de diferencial ecuaciones
Las ecuaciones del modelo matemático de los procesos de transferencia de calor y masa en un intercambiador de calor de flujo cruzado se implementan en un sistema de coordenadas ortogonales con los ejes OX y OY paralelos a los flujos de aire frío y caliente, respectivamente, y los ejes Z1 y Z2. , perpendicular a la superficie de las placas de empaque en los canales de aire de suministro y escape (Fig. 6), respectivamente.
De acuerdo con los supuestos de este modelo ε-NTU, la transferencia de calor y masa en el intercambiador de calor en estudio se describe mediante ecuaciones diferenciales de balances de calor y materia, compiladas para flujos de aire y boquillas que interactúan, teniendo en cuenta el calor de la transición de fase. y la resistencia térmica de la capa de escarcha resultante. Para obtener una solución inequívoca, el sistema de ecuaciones diferenciales se complementa con condiciones de contorno que establecen los valores de los parámetros de los medios intercambiados en las entradas a los canales correspondientes del recuperador.
El problema no lineal formulado no puede resolverse analíticamente, por lo que la integración del sistema de ecuaciones diferenciales se realizó por métodos numéricos. Una cantidad bastante grande de experimentos numéricos realizados en el modelo ε-NTU permitió obtener una matriz de datos que se utilizó para analizar las características del proceso e identificar sus patrones generales.
De acuerdo con las tareas de estudiar el funcionamiento del intercambiador de calor, la elección de los modos estudiados y los rangos de variación de los parámetros de los flujos de intercambio se llevó a cabo para que los procesos reales de transferencia de calor y masa en el empaque en valores negativos temperatura del aire exterior, así como las condiciones de flujo de los modos de funcionamiento más peligrosos de los equipos de recuperación de calor desde el punto de vista de la operación.
Presentado en la fig. 7-9 los resultados del cálculo de los modos de operación del aparato en estudio, típicos para condiciones climáticas con una baja temperatura de diseño del aire exterior en período de invierno estaciones, nos permiten juzgar sobre la posibilidad cualitativamente esperada de la formación de tres zonas de calor activo y transferencia de masa en los canales del aire de escape (Fig. 6), que difieren en la naturaleza de los procesos que ocurren en ellos.
Un análisis de los procesos de transferencia de calor y masa que ocurren en estas zonas permite evaluar posibles formas de capturar efectivamente el calor del aire de ventilación eliminado y reducir el riesgo de formación de escarcha en los canales del empaque del intercambiador de calor en base a uso racional Calor de transición de fase. Con base en el análisis realizado, se establecieron las temperaturas límite del aire exterior (Tabla 2), por debajo de las cuales se observa la formación de escarcha en los conductos de aire de escape.
conclusiones
Se presenta un análisis de varios esquemas para la utilización del calor de las emisiones de ventilación. Se señalan las ventajas y desventajas de los esquemas considerados (existentes) para utilizar el calor del aire de escape en instalaciones de ventilación y aire acondicionado. En base al análisis realizado, se propone un esquema con un intercambiador de calor de placas de flujo cruzado:
- sobre la base de un modelo matemático, se desarrolló un algoritmo y un programa de cálculo informático para los principales parámetros de los procesos de transferencia de calor y masa en el intercambiador de calor en estudio;
- se ha establecido la posibilidad de formación de varias zonas de condensación de humedad en los canales de la boquilla del intercambiador de calor, dentro de las cuales la naturaleza de los procesos de transferencia de calor y masa cambia significativamente;
- el análisis de las regularidades obtenidas permite establecer los modos racionales de operación de los dispositivos estudiados y las áreas de su uso racional para diversas condiciones climáticas del territorio ruso.
SÍMBOLOS E ÍNDICES
Leyenda: h reb — altura de la costilla, m; l costilla - longitud de la costilla, m; t es la temperatura, °C; d es el contenido de humedad del aire, kg/kg; ϕ—humedad relativa del aire, %; δ costilla es el espesor de la costilla, m; δin es el espesor de la capa de escarcha, m.
Índices: 1 — aire exterior; 2 - aire eliminado; e - en la entrada a los canales de la boquilla; rb - costilla; en - escarcha, o - en la salida de los canales de la boquilla; rocío - punto de rocío; sat es el estado de saturación; w es la pared del canal.
Consumo de calor para calefacción norma sanitaria suministro de aire en métodos modernos protección térmica de las estructuras de cerramiento están en edificios residenciales hasta un 80% de carga de calor en aparatos de calefacción, y en edificios públicos y administrativos - más del 90%. Por lo tanto, los sistemas de calefacción que ahorran energía en diseños modernos Los edificios solo se pueden crear si
Utilización del calor del aire de escape para calentar el estándar sanitario del aire de suministro.
También experiencia exitosa en Edificio Administrativo en Moscú, plantas de reciclaje con bomba de circulación del refrigerante intermedio - anticongelante.
Cuando las unidades de suministro y escape están ubicadas a una distancia de más de 30 m entre sí, el sistema de eliminación con bomba de circulación de anticongelante es el más racional y económico. Si están ubicados cerca, aún más solución efectiva. Por lo tanto, en regiones climáticas con inviernos suaves, cuando la temperatura del aire exterior no cae por debajo de -7 ° C, los intercambiadores de calor de placas son muy utilizados.
En la fig. 1 muestra un diagrama estructural de un intercambiador de calor de recuperación de calor de placas (la transferencia de calor se realiza a través de una pared de separación). Aquí se muestra (Fig. 1, a) un intercambiador de calor "aire-aire" ensamblado a partir de canales de placa, que puede estar hecho de chapa delgada de acero galvanizado, aluminio, etc.
Foto 1.a - canales laminares, en los que el aire de escape L y ingresa desde arriba de las paredes divisorias de los canales, y el aire de suministro horizontal L p.n.; b - canales tubulares, en los que el aire de escape L y pasa desde arriba en los tubos, y el aire de suministro pasa horizontalmente en el espacio anular L p.n.
Los canales laminares están encerrados en una carcasa con bridas para la conexión a los conductos de aire de suministro y escape.
En la fig. 1, b muestra un intercambiador de calor “aire-aire” fabricado con elementos tubulares, que también pueden ser de aluminio, acero galvanizado, plástico, vidrio, etc. Los tubos se fijan en las placas tubulares superior e inferior, lo que forma canales para el paso del aire de escape. Las paredes laterales y las placas tubulares forman el marco del intercambiador de calor, con secciones de fachada abiertas, que están conectadas al conducto de aire de suministro L a.s.
Debido a la superficie desarrollada de los canales y la disposición de las boquillas de aire turbulento en ellos, en tales intercambiadores de calor "aire-aire", se logra una alta eficiencia térmica θ t bp (hasta 0.75), y este es el principal ventaja de tales dispositivos.
La desventaja de estos recuperadores es la necesidad de precalentar el aire de suministro en los calentadores eléctricos a una temperatura no inferior a -7 °C (para evitar la congelación del condensado en el lado del aire de escape húmedo).
En la fig. 2 muestra el diagrama estructural de la unidad de suministro y escape con un intercambiador de calor de aire de escape de placas L y para calentar el aire exterior de suministro L a.s. Las unidades de suministro y escape se fabrican en una sola carcasa. Los filtros 1 y 4 se instalan primero en la entrada del suministro exterior L p.n. y el escape retirado L cerca del aire. Ambos flujos de aire purificado por el funcionamiento de los ventiladores de suministro 5 y escape 6 pasan a través del intercambiador de calor de placas 2, donde el la energía del aire de escape calentado L y se transfiere al suministro frío L b.s.
Figura 2. Esquema estructural del suministro y unidades de escape con un intercambiador de calor de placas con un conducto de aire de derivación para el suministro de aire fresco:1 - filtro de aire en unidad de suministro; 2 - intercambiador de calor de utilización de placas; 3 - brida para conectar la ruta de aire para la entrada de aire de escape; 4 - filtro de bolsillo para limpiar el aire de escape L y; 5 - ventilador de suministro con motor eléctrico en un marco; 6- extractor de aire con un motor eléctrico en un marco; 7 - paleta que recoge la humedad condensada de los canales de paso de aire de escape; 8 - tubería de drenaje de condensado; 9 - canal de aire de derivación para paso suministrar aire L b.s.; 10 - accionamiento automático de válvulas de aire en el canal de derivación; 11 - calentador para recalentamiento del aire de suministro, alimentado agua caliente
Por regla general, el aire de salida tiene un alto contenido de humedad y una temperatura de punto de rocío de al menos +4 °C. Cuando el aire exterior frío con una temperatura inferior a +4 °C ingresa a los canales del intercambiador de calor 2, se establecerá una temperatura en las paredes divisorias en la que el vapor de agua se condensará en una parte de la superficie de los canales desde la dirección del movimiento del aire de escape eliminado.
El condensado resultante, bajo la influencia del flujo de aire L y, se drenará intensamente a la bandeja 7, desde donde se descargará a la alcantarilla (o tanque de almacenamiento) a través de la tubería conectada al ramal 8.
El intercambiador de calor de placas se caracteriza por la siguiente ecuación para el balance de calor del calor transferido al aire de suministro exterior:
donde Q tu es la energía térmica utilizada por el aire de suministro; L y, L p.n - costos de escape calentado y suministro de aire exterior, m 3 / h; ρ y, ρ p.n - densidades específicas de escape calentado y aire de suministro exterior, kg / m 3; I y 1 e I y 2 - entalpía inicial y final del aire de escape calentado, kJ/kg; t n1 y t n2, s p - temperaturas inicial y final, ° С, y capacidad calorífica, kJ / (kg · ° С), del aire de suministro externo.
A bajas temperaturas iniciales del aire exterior t n.x ≈ t n1 en las paredes divisorias de los canales, el condensado que cae del aire de escape no tiene tiempo de drenarse en la bandeja 7, sino que se congela en las paredes, lo que conduce a un estrechamiento del área de flujo y aumenta la resistencia aerodinámica al paso del aire de escape. Este aumento resistencia aerodinámica es percibido por el sensor, que envía un comando al accionamiento 10 para abrir las válvulas de aire en el canal de derivación (bypass) 9.
Las pruebas de los intercambiadores de calor de placas en el clima ruso mostraron que cuando la temperatura del aire exterior cae a t n.x ≈ t n1 ≈ -15 ° С, válvulas de aire en el bypass 9 están completamente abiertos y todo el aire fresco L pn pasa, sin pasar por los canales de placas del intercambiador de calor 2.
Calentamiento de aire fresco L p.n. de t n.x a t p.n. En este modo, Q tu, calculado de acuerdo con la ecuación (9.10), es igual a cero, ya que solo el aire de escape pasa a través del intercambiador de calor conectado 2 e I y 1 ≈ I y 2, es decir no hay recuperación de calor.
El segundo método para evitar la congelación del condensado en los canales del intercambiador de calor 2 es el precalentamiento eléctrico del aire de suministro desde t n.x hasta t n1 = -7 °C. Bajo las condiciones de diseño del período frío del año en el clima de Moscú, el aire de suministro frío en el calentador eléctrico debe calentarse por ∆t t.el = t n1 - t n.x = -7 + 26 = 19 °С. El calentamiento del aire exterior de suministro en θ t p.n = 0.7 y t y1 = 24 °С será t p.n = 0.7 (24 + 7) - 7 = 14.7 °С o ∆t t.u \u003d 14.7 + 7 \u003d 21.7 ° С.
El cálculo muestra que en este modo el calentamiento en el intercambiador de calor y en el calentador es prácticamente el mismo. El uso de bypass o precalentamiento eléctrico reduce significativamente la eficiencia térmica de los intercambiadores de calor de placas en los sistemas suministro y ventilación de escape en el clima ruso.
Para eliminar esta deficiencia, los especialistas nacionales desarrollaron método original Descongelación rápida y periódica de los intercambiadores de calor de placas mediante el calentamiento del aire de escape que se extrae, lo que garantiza un funcionamiento fiable y energéticamente eficiente de las unidades durante todo el año.
En la fig. 3 muestra un diagrama esquemático de la planta para la recuperación de calor del aire de escape X para calentar el aire exterior de suministro L p.n.s. eliminación rápida canales de congelación 2 para mejorar el paso del aire de escape a través del intercambiador de calor de placas 1.
El intercambiador de calor 1 de los conductos de aire 3 está conectado a la vía de suministro de aire exterior L p.n, y los conductos de aire 4 a la vía de paso del aire extraído L y.
figura 3 diagrama de circuito aplicaciones de un intercambiador de calor de placas en el clima de Rusia: 1 - intercambiador de calor de placas; 2 - canales laminares para el paso del aire exterior de suministro frío Lpn y el aire de escape caliente L y; 3 - conductos de aire de conexión para el paso de aire fresco L p.n.; 4 - conductos de aire de conexión para el paso del aire de escape eliminado L y; 5 - calentador en el flujo de aire de escape L y en la entrada a los canales 2 intercambiador de calor de placas 1.6 - válvula automática en la tubería de suministro agua caliente G w g; 7 - conexión eléctrica; 8 - sensor para controlar la resistencia del flujo de aire en los canales 2 para el paso del aire de escape L y; 9 - drenaje de condensado
A bajas temperaturas del aire exterior de suministro (t n1 = t n. x ≤ 7 °C), a través de las paredes de los canales lamelares 2, el calor del aire de escape se transfiere completamente al calor correspondiente a la ecuación de balance de calor [ ver. Fórmula 1)]. Se produce una disminución de la temperatura del aire de escape con abundante condensación de humedad en las paredes de los canales lamelares. Parte del condensado tiene tiempo para drenar desde los canales 2 y se elimina a través de la tubería 9 hacia el alcantarillado (o tanque de almacenamiento). Sin embargo, la mayor parte del condensado se congela en las paredes de los canales 2. Esto provoca un aumento en la caída de presión ∆Р у en el flujo de aire de escape medido por el sensor 8.
Cuando ∆Р y aumenta al valor establecido, seguirá un comando desde el sensor 8 a través de una conexión de cable 7 para abrir la válvula automática 6 en la tubería para suministrar agua caliente G w g a los tubos del calentador 5 instalado en el conducto de aire 4 para la entrada del aire de escape extraído en el intercambiador de calor de placas 1. Cuando se abre la válvula automática 6, el agua caliente G w g entrará en los tubos del calentador 5, lo que provocará un aumento en la temperatura del aire de escape t y 1 a 45 -60 ° C.
Al pasar a través de los canales 2 del aire extraído con una temperatura alta, habrá una rápida descongelación de las paredes de los canales de escarcha y el condensado resultante drenará a través de la tubería 9 hacia la alcantarilla (o hacia el tanque de almacenamiento de condensado) .
Después de descongelar el glaseado, la diferencia de presión en los canales 2 disminuirá y el sensor 8 enviará un comando para cerrar la válvula 6 a través de la conexión 7 y se detendrá el suministro de agua caliente al calentador 5.
Considere el proceso de recuperación de calor en el diagrama I-d, que se muestra en la fig. cuatro
Figura 4 Construcción en el diagrama I-d del modo de operación en el clima de Moscú de una planta de utilización con un intercambiador de calor de placas y su descongelación según un nuevo método (según el esquema en la Fig. 3). U 1 -U 2 - modo de diseño de extracción de calor del aire de escape eliminado; H 1 - H 2 - calefacción con el aire exterior de entrada reciclado de calor en el modo de diseño; U 1 - U bajo 1 - calentamiento del aire de escape en el modo de descongelación a partir de la formación de hielo de los canales laminares para el paso del aire eliminado; Y 1. tiempo: los parámetros iniciales del aire eliminado después de la liberación de calor para descongelar el hielo en las paredes de los canales lamelares; H 1 -H 2 - calentamiento del aire de suministro en el modo de descongelación del intercambiador de calor de placas
Evaluemos la influencia del método de descongelación de los intercambiadores de calor de placas (según el esquema de la Fig. 3) en la eficiencia térmica de los modos de recuperación de calor del aire de escape utilizando el siguiente ejemplo.
EJEMPLO 1. Condiciones iniciales: En un gran edificio industrial y administrativo de Moscú (t n.x = -26 °С), se instaló una unidad de recuperación de calor (TUU) en el sistema de ventilación de suministro y extracción basada en un intercambiador de calor de placas recuperativo (con un indicador θ t p.n = 0,7). El volumen y los parámetros del aire de escape eliminado durante el proceso de enfriamiento son: L y \u003d 9000 m 3 / h, t y1 \u003d 24 ° C, I y 1 \u003d 40 kJ / kg, t r. y1 \u003d 7 ° C, d y1 \u003d 6, 2 g/kg (ver construcción en el diagrama I-d en la Fig. 4). El caudal de aire exterior de impulsión L p.n = 10.000 m 3 /h. El intercambiador de calor se descongela aumentando periódicamente la temperatura del aire de escape, como se muestra en el diagrama de la Fig. 3.
Requerido: Establecer la eficiencia térmica de los modos de recuperación de calor utilizando un nuevo método de descongelación periódica de las placas del aparato.
Solución: 1. Calcule la temperatura del aire de suministro calentado por el calor utilizable en las condiciones de diseño del período frío del año en t n.x = t n1 = -26 °С:
2. Calculamos la cantidad de calor utilizado para la primera hora de operación de la unidad de recuperación, cuando la congelación de los canales de la placa no afectó la eficiencia térmica, pero aumentó la resistencia aerodinámica en los canales para pasar el aire de escape:
3. Después de una hora de funcionamiento de la TUU en las condiciones invernales calculadas, se acumuló una capa de escarcha en las paredes de los canales, lo que provocó un aumento de la resistencia aerodinámica ∆Р y. definamos número posible hielo en las paredes de los canales para el paso del aire de escape a través del intercambiador de calor de placas, formado dentro de una hora. A partir de la ecuación de balance de calor (1) calculamos la entalpía del aire de escape enfriado y secado:
Para el ejemplo considerado, según la fórmula (2), obtenemos:
En la fig. 4 muestra la construcción en el diagrama I-d de los modos de calentamiento del aire de suministro (proceso H 1 - H 2) por el calor recuperado del aire de escape (proceso Y 1 - Y 2). Al trazar en el diagrama I-d, se obtuvieron los parámetros restantes del aire de escape enfriado y seco (ver punto U 2): t y2 \u003d -6.5 ° C, d y2 \u003d 2.2 g / kg.
4. La cantidad de condensado que ha caído del aire de escape se calcula mediante la fórmula:
Usando la fórmula (4), calculamos la cantidad de frío gastado para bajar la temperatura del hielo: Q = 45 4.2 6.5 / 3.6 = 341 W h La siguiente cantidad de frío se gasta en la formación de hielo:
La cantidad total de energía gastada en la formación de hielo en la superficie de separación de los intercambiadores de calor de placas será:
6. A partir de la construcción en el diagrama I-d (Fig. 4), se puede ver que durante el movimiento a contracorriente a lo largo de los canales de las placas del suministro L pn y el escape L en los flujos de aire en la entrada al intercambiador de calor de placas, el más frío el aire exterior pasa a través del aire de escape enfriado a temperaturas negativas. Es en esta parte del intercambiador de calor de placas donde se observan formaciones intensas de escarcha y escarcha, que bloquearán los canales para el paso del aire de escape. Esto provocará un aumento en la resistencia aerodinámica.
Al mismo tiempo, el sensor de control dará un comando para abrir la válvula automática de entrada de agua caliente a los tubos del intercambiador de calor, montado en el conducto de escape hasta el intercambiador de calor de placas, lo que asegurará el calentamiento del aire de escape. a una temperatura t s.l.1 = +50 °C.
El flujo de aire caliente en los canales laminares aseguró la descongelación del condensado congelado en 10 minutos, que se elimina en forma líquida al alcantarillado (al tanque de almacenamiento). Durante 10 minutos de calentamiento del aire de escape, se gastó la siguiente cantidad de calor:
o por la fórmula (5) obtenemos:
7. El calor suministrado en el calentador 5 (Fig. 3) se gasta parcialmente en la fusión del hielo, que, según los cálculos del párrafo 5, requerirá Q t.ras = 4,53 kWh de calor. Para la transferencia de calor al aire de suministro desde el calor gastado en el calentador 5 para calentar el aire de escape, permanecerá el siguiente calor:
8. La temperatura del aire de extracción calentado después del consumo de parte del calor para descongelar se calcula mediante la fórmula:
Para el ejemplo considerado, según la fórmula (6), obtenemos:
9. El aire de escape calentado en el calentador 5 (ver Fig. 3) contribuirá no solo a descongelar los depósitos de condensación, sino también a aumentar la transferencia de calor al aire de suministro a través de las paredes divisorias de los canales laminares. Calcule la temperatura del aire de suministro calentado:
10. La cantidad de calor transferido para calentar el aire de suministro durante 10 minutos de descongelación se calcula mediante la fórmula:
Para el modo considerado, según la fórmula (8), se obtiene:
El cálculo muestra que en el modo de descongelación considerado no hay pérdidas de calor, ya que parte del calor de calefacción del aire de escape Q t.u = 12,57 kW h se transfiere al calentamiento adicional del aire de suministro L pn a una temperatura t n2.raz = 20 ,8 °С, en lugar de t í2 = +9 °С cuando se usa solo el calor del aire de escape con una temperatura t у1 = +24 °С (ver punto 1).
Parte 1. Dispositivos de recuperación de calor.
Aprovechamiento del calor residual gases de combustión
hornos tecnológicos.
Los hornos de proceso son los mayores consumidores de energía en refinerías y plantas petroquímicas, en metalurgia, así como en muchas otras industrias. En las refinerías, queman entre el 3% y el 4% de todo el petróleo procesado.
La temperatura media de los gases de combustión a la salida del horno, por regla general, supera los 400 °C. La cantidad de calor que se lleva con los gases de combustión es del 25 al 30% del calor total liberado durante la combustión del combustible. Por lo tanto, la utilización del calor de los gases de combustión de los hornos de proceso es extremadamente importante.
A temperaturas de los gases de combustión superiores a 500 °C, se deben utilizar calderas de calor residual - KU.
A una temperatura de los gases de combustión inferior a 500 °C, se recomienda utilizar calentadores de aire - VP.
más grande efecto economico se logra en presencia de una unidad de dos unidades que consta de un CHP y un VP (los gases se enfrían en la CHU a 400 °C y entran en el calentador de aire para un mayor enfriamiento); se usa más a menudo en empresas petroquímicas cuando alta temperatura gases de combustión
Calderas de residuos.
A El calor de los gases de combustión KU se utiliza para producir vapor de agua. La eficiencia del horno aumenta en 10 - 15.
Las calderas de calor residual se pueden construir en la cámara de convección del horno o de forma remota.
Calderas remotas Los recicladores se dividen en dos tipos:
1) calderas tipo tubo de gas;
2) calderas de tipo discontinuo-convectivo.
La elección del tipo requerido se realiza en función de la presión requerida del vapor resultante. Los primeros se utilizan en la producción de vapor relativamente baja presión- 14 - 16 atm., el segundo - para generar vapor con una presión de hasta 40 atm. (sin embargo, están diseñados para una temperatura inicial de los gases de combustión de unos 850 °C).
La presión del vapor generado debe seleccionarse teniendo en cuenta si todo el vapor se consume en la propia planta o si hay un exceso que debe ser enviado a la red general de la planta. En este último caso, la presión del vapor en el tambor de la caldera debe tomarse de acuerdo con la presión del vapor en la red general de la planta para descargar el exceso de vapor a la red y evitar estrangulamientos antieconómicos en su salida a la red de baja presión.
Las calderas de calor residual del tipo de tubos de gas son estructuralmente similares a los intercambiadores de calor "tubo en tubo". Los gases de combustión pasan a través de la tubería interna y se genera vapor de agua en el espacio anular. Varios de estos dispositivos están ubicados en paralelo.
Las calderas de calor residual del tipo de convección discontinua tienen un diseño más complejo. Un diagrama esquemático del funcionamiento de una KU de este tipo se muestra en la fig. 5.4.
Utiliza circulación de agua natural y presenta la configuración CHP más completa con un economizador y un sobrecalentador.
Diagrama esquemático del funcionamiento de la caldera de calor residual.
tipo de paquete convectivo
El agua purificada químicamente (CPW) ingresa a la columna del desaireador para eliminar los gases disueltos en ella (principalmente oxígeno y dióxido de carbono). El agua fluye por las placas y fluye a contracorriente hacia ella. un gran número de vapor de agua. El agua se calienta con vapor a 97 - 99 °C y, debido a la disminución de la solubilidad de los gases con el aumento de la temperatura, la mayoría de ellos se liberan y descargan desde la parte superior del desaireador a la atmósfera. El vapor, cediendo su calor al agua, se condensa. El agua desaireada del fondo de la columna es tomada por la bomba y bombeada presión requerida. El agua pasa a través del serpentín del economizador, en el que se calienta casi hasta el punto de ebullición del agua a una presión dada, y entra al tambor (separador de vapor). El agua en el separador de vapor tiene una temperatura igual al punto de ebullición del agua a una presión dada. Por los serpentines de generación de vapor circula agua por diferencia de densidad (circulación natural). En estos serpentines parte del agua se evapora y la mezcla líquido-vapor vuelve al tambor. El vapor de agua saturado se separa de la fase líquida y se descarga desde la parte superior del tambor hacia el serpentín del sobrecalentador. En el sobrecalentador, el vapor saturado se sobrecalienta a la temperatura deseada y se descarga al consumidor. Parte del vapor resultante se utiliza para desairear el agua de alimentación.
La confiabilidad y eficiencia de la operación de CU depende en gran medida de organización adecuada régimen hídrico. En caso de operación incorrecta, se forma intensamente incrustaciones, se produce corrosión de las superficies de calentamiento, se produce contaminación por vapor.
La escala es un depósito denso que se forma cuando el agua se calienta y se evapora. El agua contiene bicarbonatos, sulfatos y otras sales de calcio y magnesio (sales de dureza) que, al calentarse, se convierten en bicarbonatos y precipitan. La escala, que tiene varios órdenes de magnitud de conductividad térmica más baja que el metal, conduce a una disminución en el coeficiente de transferencia de calor. Debido a esto, se reduce la potencia del flujo de calor a través de la superficie de intercambio de calor y, por supuesto, se reduce la eficiencia de la operación KU (se reduce la cantidad de vapor generado). La temperatura de los humos extraídos de la caldera aumenta. Además, se produce un sobrecalentamiento de las bobinas y su daño debido a una disminución de capacidad de carga convertirse en.
Para evitar la formación de incrustaciones, se utiliza agua pretratada como agua de alimentación (se puede tomar en centrales térmicas). Además, se realizan purgas continuas y periódicas del sistema (eliminación de parte del agua). La purga evita el aumento de la concentración de sal en el sistema (el agua se evapora constantemente, pero las sales que contiene no lo hacen, por lo que la concentración de sal aumenta). La purga continua de la caldera suele ser del 3 al 5 % y depende de la calidad del agua de alimentación (no debe superar el 10 %, ya que la pérdida de calor está asociada a la purga). Durante el funcionamiento de la CU alta presión trabajando con circulación forzada de agua, además se utiliza fosfatado intracaldera. Al mismo tiempo, los cationes de calcio y magnesio, que forman parte de los sulfatos que forman incrustaciones, se unen a los aniones fosfato, formando compuestos poco solubles en agua y precipitan en el espesor del volumen de agua de la caldera, en forma de lodos que se pueden eliminar fácilmente al soplar.
Oxígeno disuelto en el agua de alimentación dióxido de carbono causar corrosión de las paredes internas de la caldera, y la tasa de corrosión aumenta con el aumento de la presión y la temperatura. La desaireación térmica se utiliza para eliminar los gases del agua. Asimismo, una medida de protección contra la corrosión es mantener una velocidad en las tuberías a la que no se puedan retener burbujas de aire en su superficie (por encima de 0,3 m/s).
En relación con el aumento de la resistencia hidráulica de la vía del gas y la disminución de la fuerza de tiro natural, se hace necesario instalar un extractor de humos (tiro artificial). En este caso, la temperatura de los humos no debe superar los 250 °C para evitar la destrucción de este aparato. Pero cuanto más baja es la temperatura de los humos, más potente es necesario tener un extractor de humos (aumenta el consumo de electricidad).
El período de recuperación de CU por lo general no excede un año.
Calentadores de aire. Se utilizan para calentar el aire suministrado al horno para la combustión de combustible. El calentamiento del aire permite reducir el consumo de combustible en el horno (la eficiencia aumenta en un 10 - 15%).
La temperatura del aire después del calentador de aire puede alcanzar los 300 - 350 °C. Esto ayuda a mejorar el proceso de combustión, aumenta la integridad de la combustión del combustible, lo cual es una ventaja muy importante cuando se utilizan combustibles líquidos de alta viscosidad.
Además, las ventajas de los calentadores de aire en comparación con CHP son la simplicidad de su diseño, la seguridad de operación, la no necesidad de instalar equipos adicionales (desaireadores, bombas, intercambiadores de calor, etc.). Sin embargo, los calentadores de aire, con la proporción actual de precios de combustible y vapor, resultan menos económicos que la cogeneración (nuestro precio del vapor es muy alto: 6 veces más alto por 1 GJ). Por lo tanto, es necesario elegir un método para utilizar el calor de los gases de combustión, basado en situación específica en una determinada planta, planta, etc.
Se utilizan dos tipos de calentadores de aire: 1) recuperativo(transferencia de calor a través de la pared); 2) regenerador(almacenamiento de calor).
Parte 2. Utilización del calor de las emisiones de ventilación
Se consume una gran cantidad de calor para calentar y ventilar edificios y estructuras industriales y municipales. Para ciertas industrias (principalmente industria de la luz) estos costos alcanzan el 70 - 80% o más de la demanda total de calor. En la mayoría de las empresas y organizaciones, no se utiliza el calor del aire extraído de los sistemas de ventilación y aire acondicionado.
En general, la ventilación se usa mucho. Los sistemas de ventilación se construyen en apartamentos, Instituciones públicas(escuelas, hospitales, clubes deportivos, piscinas, restaurantes), locales industriales etc. Para diversos fines, se puede utilizar diferentes tipos sistema de ventilación. Por lo general, si el volumen de aire que debe reemplazarse en la habitación por unidad de tiempo (m 3 / h) es pequeño, entonces ventilación natural. Dichos sistemas se implementan en todos los apartamentos y en la mayoría de las instituciones y organizaciones públicas. En este caso, se utiliza el fenómeno de la convección: el aire caliente (tiene una densidad reducida) sale a través orificios de ventilación y se descarga a la atmósfera, y en su lugar, por filtraciones en ventanas, puertas, etc., frío fresco (más alta densidad) aire de la calle. En este caso, las pérdidas de calor son inevitables, ya que es necesario calentar el aire frío que ingresa a la habitación. gasto adicional refrigerante Por lo tanto, el uso de incluso las estructuras y materiales de aislamiento térmico más modernos en la construcción no puede eliminar por completo pérdida de calor. En nuestros apartamentos, el 25 - 30% de las pérdidas de calor están asociadas con el funcionamiento de la ventilación, en todos los demás casos este valor es mucho mayor.
Sistemas de ventilación forzada (artificial) se utilizan cuando se requiere un intercambio intensivo de grandes volúmenes de aire, lo que generalmente se asocia con la prevención de un aumento en la concentración sustancias peligrosas(nocivo, tóxico, peligroso para incendios y explosiones, con olor desagradable) en interiores. La ventilación forzada se implanta en naves industriales, almacenes, almacenes de productos agrícolas, etc.
Son usados sistemas ventilación forzada tres tipos:
sistema de suministros consta de un soplador que sopla aire fresco en la habitación, un conducto de suministro de aire y un sistema para la distribución uniforme del aire en el volumen de la habitación. El exceso de volumen de aire se desplaza a través de fugas en ventanas, puertas, etc.
Sistema de escape consiste en un ventilador que bombea aire de la habitación a la atmósfera, un conducto de escape y un sistema para eliminar uniformemente el aire del volumen de la habitación. El aire fresco en este caso se aspira a la habitación a través de varias fugas o sistemas de suministro especiales.
Sistemas combinados son sistemas combinados de ventilación de suministro y escape. Se utilizan, por regla general, cuando se requiere un intercambio de aire muy intenso en habitaciones grandes; mientras que el consumo de calor para calefacción aire fresco máximo.
El uso de sistemas de ventilación natural y escape y suministro de ventilación no permite que el calor del aire de salida se utilice para calentar el aire fresco que entra en la habitación. Mientras opera sistemas combinados es posible utilizar el calor de las emisiones de ventilación para calentar parcialmente el aire de suministro y reducir el consumo de energía térmica. Dependiendo de la diferencia de temperatura entre el aire interior y exterior, el consumo de calor para calentar aire fresco puede reducirse entre un 40 y un 60 %. El calentamiento se puede realizar en intercambiadores de calor regenerativos y recuperativos. Son preferibles los primeros, ya que tienen menores dimensiones, consumo de metal y resistencia hidráulica, tienen mayor eficiencia y larga vida útil (20 - 25 años).
Los conductos de aire están conectados a intercambiadores de calor, y el calor se transfiere directamente de aire a aire a través de una pared de separación o boquilla de acumulación. Pero en algunos casos existe la necesidad de separar los conductos de aire de suministro y escape en una distancia considerable. En este caso, se puede implementar un esquema de intercambio de calor con un refrigerante circulante intermedio. En la fig. 5.5.
Esquema de intercambio de calor con un refrigerante circulante intermedio:
1 - conducto de aire de escape; 2 - conducto de aire de suministro; 3.4 - acanalado
bobinas tubulares; 5 - tuberías de circulación de refrigerante intermedio
(soluciones acuosas concentradas de sales: las salmueras generalmente se usan como un portador de calor intermedio en tales sistemas); 6 - bomba; 7 - bobina para
calentamiento adicional de aire fresco con vapor o agua caliente
El sistema funciona de la siguiente manera. Aire caliente(+ 25 °C) se elimina de la habitación a través del conducto de escape 1 a través de la cámara en la que está instalada la batería con aletas 3 . El aire lava la superficie exterior del serpentín y transfiere calor al portador de calor intermedio frío (salmuera) que fluye dentro del serpentín. El aire se enfría a 0 °C y se libera a la atmósfera, y la salmuera se calienta a 15 °C a través de tuberías de circulación. 5 entra en la cámara de calentamiento de aire fresco en el conducto de aire de suministro 2 . Aquí refrigerante intermedio cede calor al aire fresco, calentándolo de -20 °C a + 5 °C. El portador de calor intermedio en sí se enfría de + 15 °С a - 10 °С. La salmuera enfriada ingresa a la entrada de la bomba y regresa al sistema para su recirculación.
El aire de suministro fresco, calentado hasta + 5 °C, puede introducirse inmediatamente en la habitación y calentarse a la temperatura requerida (+ 25 °C) usando radiadores de calefacción convencionales, o puede calentarse directamente en sistema de ventilación. Para ello, se instala un tramo adicional en el conducto de aire de impulsión, en el que se coloca una batería de aletas. Un portador de calor caliente fluye dentro de los tubos (agua de calentamiento o vapor de agua), y el aire lava la superficie exterior de la bobina y se calienta hasta + 25 ° C, después de lo cual se distribuye aire fresco caliente en el volumen de la habitación.
El uso de este método tiene una serie de ventajas. En primer lugar, debido a la alta velocidad del aire en la sección de calefacción, el coeficiente de transferencia de calor es significativamente (varias veces) mayor en comparación con los radiadores de calefacción convencionales. Esto conduce a una reducción significativa en el consumo total de metal del sistema de calefacción, una disminución en los costos de capital. En segundo lugar, la habitación no está llena de radiadores de calefacción. En tercer lugar, se logra una distribución uniforme de las temperaturas del aire en el volumen de la habitación. Y cuando se usan radiadores de calefacción en habitaciones grandes, es difícil garantizar un calentamiento uniforme del aire. En áreas locales, el aire puede tener una temperatura significativamente más alta o más baja de lo normal.
El único inconveniente es que la resistencia hidráulica de la vía de aire y el consumo de energía para el accionamiento del ventilador de suministro aumentan ligeramente. Pero las ventajas son tan significativas y evidentes que en la gran mayoría de los casos se puede recomendar el precalentamiento del aire directamente en el sistema de ventilación.
Para asegurar la posibilidad de recuperación de calor en el caso de utilizar suministro o sistemas de escape ventilación por separado, es necesario organizar una salida de aire centralizada o suministro de aire, respectivamente, a través de conductos de aire especialmente montados. En este caso, es necesario eliminar todas las grietas y fugas para excluir el soplado incontrolado o la fuga de aire.
Los sistemas de intercambio de calor entre el aire extraído de la habitación y el aire fresco se pueden usar no solo para calentar el aire de suministro en la estación fría, sino también para enfriarlo en el verano si la habitación (oficina) está equipada con acondicionadores de aire. El enfriamiento a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente siempre se asocia con altos costos de energía (electricidad). Por lo tanto, es posible reducir el consumo de energía para mantener una temperatura agradable en la habitación durante la temporada de calor preenfriando el aire fresco descargado con aire frío.
WER Térmico.
Los WER térmicos incluyen el calor físico de los gases de escape de las calderas y hornos industriales, los productos principales o intermedios, otros residuos de la producción principal, así como el calor de los fluidos de trabajo, el vapor y el agua caliente que se han utilizado en procesos tecnológicos y energéticos. unidades. Los intercambiadores de calor, las calderas de calor residual o los agentes de calor se utilizan para utilizar los SER térmicos. La recuperación de calor de las corrientes de proceso de desecho en los intercambiadores de calor puede pasar a través de la superficie que los separa o por contacto directo. Los SER térmicos pueden presentarse en forma de flujos de calor concentrados o en forma de calor disipado en el medio ambiente. En la industria, los flujos concentrados representan el 41% y el calor disipado el 59%. Las corrientes concentradas incluyen el calor de los gases de combustión de hornos y calderas, aguas residuales instalaciones tecnologicas y vivienda y sector comunal. Los WER térmicos se dividen en alta temperatura (con una temperatura del portador superior a 500 °C), temperatura media (a temperaturas de 150 a 500 °C) y baja temperatura (a temperaturas inferiores a 150 °C). Cuando se utilizan instalaciones, sistemas, dispositivos de baja potencia, los flujos de calor que se sustraen de ellos son pequeños y dispersos en el espacio, lo que dificulta su aprovechamiento por baja rentabilidad.
¿Sueñas que la casa tenga un microclima saludable y que ninguna habitación huela a humedad y humedad? Para que la casa sea realmente cómoda, incluso en la etapa de diseño, es necesario realizar un cálculo de ventilación competente.
Si durante la construcción de la casa te pierdes esto punto importante, en el futuro tendrás que resolver una serie de problemas: desde quitar el moho en el baño hasta nuevas reparaciones e instalar un sistema de conductos de aire. De acuerdo, no es muy agradable ver viveros de moho negro en la cocina en el alféizar de la ventana o en los rincones de la habitación de los niños, y volver a sumergirse en ellos. trabajo de reparación.
En nuestro artículo hemos recopilado materiales útiles sobre el cálculo de los sistemas de ventilación, tablas de referencia. Se dan fórmulas ilustraciones visuales y verdadero ejemplo para locales de usos diversos y cierta area se muestra en el vídeo.
A cálculos correctos y correcta instalación, la ventilación de la vivienda se realiza de forma adecuada. Esto significa que el aire de la vivienda será fresco, con una humedad normal y sin olores desagradables.
Si se observa la imagen opuesta, por ejemplo, congestión constante en el baño u otros fenómenos negativos, entonces debe verificar el estado del sistema de ventilación.
Galería de imágenes
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Rodillo #1. Información útil de acuerdo con los principios de funcionamiento del sistema de ventilación:
Rodillo #2. Junto con el aire de escape, el calor también sale de la casa. Aquí, los cálculos de las pérdidas de calor asociadas con la operación del sistema de ventilación se demuestran claramente:
El cálculo correcto de la ventilación es la base para su buen funcionamiento y la garantía de un microclima favorable en una casa o apartamento. Conocer los parámetros básicos en los que se basan dichos cálculos permitirá no solo diseñar correctamente el sistema de ventilación durante la construcción, sino también corregir su condición si cambian las circunstancias.
