Glavna svrha ispušne ventilacije je uklanjanje ispušnog zraka iz servisiranih prostorija. Ispušna ventilacija, u pravilu, radi zajedno s dovodnim zrakom, koji je zauzvrat odgovoran za opskrbu čisti zrak.
Kako bi prostorija imala povoljnu i zdravu mikroklimu, potrebno je izraditi kompetentan dizajn sustava razmjene zraka, izvršiti odgovarajući izračun i ugraditi potrebne jedinice u skladu sa svim pravilima. Prilikom planiranja morate imati na umu da o tome ovisi stanje cijele zgrade i zdravlje ljudi koji se u njoj nalaze.
Najmanje pogreške dovode do činjenice da se ventilacija prestaje nositi sa svojom funkcijom kako bi trebala, u sobama se pojavljuju gljivice, uništavaju se ukrasni i građevinski materijali, a ljudi počinju oboljevati. Stoga se ni u kojem slučaju ne može podcijeniti važnost ispravnog proračuna ventilacije.
Glavni parametri ispušne ventilacije
Ovisno o tome koje funkcije ventilacijski sustav obavlja, postojeće instalacije se obično dijele na:
- Ispušni. Potreban za unos ispušnog zraka i njegovo uklanjanje iz prostorije.
- Opskrba. Osigurajte dovod svježeg čistog zraka s ulice.
- Dovod i ispuh. Istodobno se uklanja stari ustajali zrak i uvodi novi zrak u prostoriju.
Ispušne jedinice se uglavnom koriste u proizvodnji, uredima, skladištima i drugim sličnim prostorima. Nedostatak ispušne ventilacije je da će bez istodobne instalacije opskrbnog sustava raditi vrlo loše.
Ako se više zraka izvuče iz prostorije nego što uđe, stvara se propuh. Stoga je sustav opskrbe i ispuha najučinkovitiji. Pruža maksimum ugodnim uvjetima kako u stambenim prostorijama, tako iu industrijskim i radnim prostorijama.
Suvremeni sustavi opremljeni su raznim dodatni uređaji, koji pročišćavaju zrak, griju ili hlade ga, vlaže i ravnomjerno raspoređuju po prostorima. Stari zrak se bez ikakvih poteškoća izbacuje kroz napu.
Prije nego što nastavite s uređenjem ventilacijskog sustava, morate ozbiljno pristupiti procesu njegovog izračuna. Izravni proračun ventilacije usmjeren je na određivanje glavnih parametara glavnih komponenti sustava. Samo određivanjem najprikladnijih karakteristika možete napraviti takvu ventilaciju koja će u potpunosti ispuniti sve zadatke koji su joj dodijeljeni.
Tijekom proračuna ventilacije, parametri kao što su:
- Potrošnja.
- Radni tlak.
- Snaga grijača.
- Površina poprečnog presjeka zračnih kanala.
Po želji možete dodatno izračunati potrošnju energije za rad i održavanje sustava.
Natrag na indeks
Korak po korak upute za određivanje performansi sustava
Proračun ventilacije počinje određivanjem njegovog glavnog parametra - performansi. Jedinica mjerenja učinka ventilacije je m³/h. Da bi se izračun protoka zraka ispravno izvršio, morate znati sljedeće podatke:
- Visina prostorija i njihova površina.
- Glavna namjena svake sobe.
- Prosječan broj ljudi koji će biti u prostoriji u isto vrijeme.
Za izračun trebat će vam sljedeći uređaji:
- Rulet za mjerenja.
- Papir i olovka za bilješke.
- Kalkulator za izračune.
Da biste izvršili izračun, morate znati takav parametar kao što je učestalost izmjene zraka po jedinici vremena. Ovu vrijednost postavlja SNiP u skladu s vrstom prostora. Za stambene, industrijske i administrativne prostore, parametar će varirati. Također morate uzeti u obzir takve točke kao što su broj grijača i njihova snaga, prosječan broj ljudi.
Za kućne prostore, brzina izmjene zraka koja se koristi u procesu izračuna je 1. Prilikom izračunavanja ventilacije za administrativne prostore, koristite vrijednost izmjene zraka jednaku 2-3, ovisno o specifičnim uvjetima. Izravno, učestalost izmjene zraka ukazuje na to da će se, na primjer, u kućnoj sobi zrak potpuno ažurirati 1 put u 1 sat, što je u većini slučajeva više nego dovoljno.
Izračun učinka zahtijeva dostupnost podataka kao što su količina razmjene zraka prema učestalosti i broju ljudi. Bit će potrebno uzeti veliku važnost i, već počevši od njega, odaberite odgovarajuću snagu ispušne ventilacije. Izračun brzine izmjene zraka provodi se pomoću jednostavne formule. Dovoljno je pomnožiti površinu prostorije s visinom stropa i vrijednošću višestrukosti (1 za kućanstvo, 2 za administrativno, itd.).
Za izračunavanje razmjene zraka prema broju ljudi, količina zraka koju potroši 1 osoba množi se s brojem ljudi u prostoriji. Što se tiče volumena potrošenog zraka, u prosjeku, na minimumu tjelesna aktivnost 1 osoba troši 20 m³/h, sa srednjom aktivnošću ta se brojka penje na 40 m³/h, a s visokom aktivnošću već je 60 m³/h.
Da bi bilo jasnije, možemo dati primjer izračuna za običnu spavaću sobu površine 14 m². U spavaćoj sobi su 2 osobe. Strop ima visinu od 2,5 m. Sasvim standardni uvjeti za jednostavan gradski stan. U prvom slučaju proračun će pokazati da je izmjena zraka 14x2,5x1=35 m³/h. Prilikom izračunavanja prema drugoj shemi, vidjet ćete da je već jednako 2x20 = 40 m³ / h. Potrebno je, kao što je već navedeno, uzeti veću vrijednost. Stoga, konkretno u ovom primjeru, izračun će se izvršiti prema broju ljudi.
Iste formule koriste se za izračun potrošnje kisika za sve ostale prostorije. Zaključno, ostaje zbrojiti sve vrijednosti, dobiti ukupnu izvedbu i odabrati oprema za ventilaciju na temelju ovih podataka.
Standardne vrijednosti za performanse ventilacijskih sustava su:
- Od 100 do 500 m³/h za obične stambene stanove.
- Od 1000 do 2000 m³/h za privatne kuće.
- Od 1000 do 10000 m³/h za industrijske prostore.
Natrag na indeks
Određivanje snage grijača
Kako bi se izračun ventilacijskog sustava proveo u skladu sa svim pravilima, potrebno je uzeti u obzir snagu grijača zraka. To se radi ako je u kombinaciji s ispušnom ventilacijom organizirana dovodna ventilacija. Grijač je instaliran tako da se zrak koji dolazi s ulice zagrijava i ulazi u sobu već topao. Neophodan po hladnom vremenu.
Izračun snage grijača zraka određuje se uzimajući u obzir takve vrijednosti kao što su protok zraka, potrebna temperatura izlazna i minimalna ulazna temperatura zraka. Posljednje 2 vrijednosti odobrene su u SNiP-u. Prema tome normativni dokument, temperatura zraka na izlazu grijača mora biti najmanje 18°. Minimalna temperatura vanjskog zraka treba biti specificirana u skladu s regijom stanovanja.
Suvremeni ventilacijski sustavi uključuju regulatore performansi. Takvi su uređaji dizajnirani posebno tako da možete smanjiti brzinu cirkulacije zraka. U hladnom vremenu, to će smanjiti količinu energije koju troši grijač zraka.
Za određivanje temperature na kojoj uređaj može zagrijati zrak, koristi se jednostavna formula. Prema njoj, trebate uzeti vrijednost snage jedinice, podijeliti je sa protokom zraka, a zatim pomnožiti dobivenu vrijednost s 2,98.
Na primjer, ako je protok zraka u objektu 200 m³/h, a grijač ima snagu od 3 kW, tada zamjenom ovih vrijednosti u gornjoj formuli dobit ćete da će uređaj grijati zrak za najviše 44°. Odnosno, ako je u zimsko vrijeme vani će biti -20°, tada će odabrani grijač zraka moći zagrijati kisik do 44-20=24°.
Natrag na indeks
Radni tlak i presjek kanala
Proračun ventilacije uključuje obvezno određivanje parametara kao što su radni tlak i poprečni presjek zračnih kanala. Učinkovit i cjelovit sustav uključuje razdjelnike zraka, zračne kanale i oblikovani proizvodi. Prilikom određivanja radnog tlaka potrebno je uzeti u obzir sljedeće pokazatelje:
- Oblik ventilacijske cijevi i njihov odjeljak.
- Postavke ventilatora.
- Broj prijelaza.
Proračun prikladnog promjera može se izvesti pomoću sljedećih omjera:
- Za stambenu zgradu za 1 m prostora bit će dovoljna cijev s poprečnim presjekom od
- Za privatne garaže - cijev s poprečnim presjekom od 17,6 cm² po 1 m² površine.
Parametar kao što je brzina protoka zraka izravno je povezan s poprečnim presjekom cijevi: u većini slučajeva brzina se odabire u rasponu od 2,4-4,2 m / s.
Dakle, pri izračunu ventilacije, bilo da se radi o ispušnom, dovodnom ili dovodno-ispušnom sustavu, mora se uzeti u obzir niz važnih parametara. O ispravnosti ove faze ovisi učinkovitost cijelog sustava, stoga budite oprezni i strpljivi. Po želji možete dodatno odrediti potrošnju energije za rad sustava koji se uređuje.
Danas je očuvanje energije prioritet u razvoju svjetskog gospodarstva. Iscrpljivanje prirodnih rezervi energije, povećanje troškova topline i električna energija neminovno nas dovodi do potrebe za razvojem cijeli sustav mjere usmjerene na poboljšanje učinkovitosti instalacija koje troše energiju. U tom kontekstu smanjenje gubitaka i ponovna uporaba potrošene toplinske energije postaje učinkovit alat u rješavanju problema.
U kontekstu aktivne potrage za rezervama za uštedu goriva i energetskih resursa, sve više pozornosti privlači problem daljnjeg unapređenja klimatizacijskih sustava kao velikih potrošača toplinske i električne energije. Važnu ulogu u rješavanju ovog problema imaju mjere za poboljšanje učinkovitosti izmjenjivača topline i mase, koji čine osnovu podsustava politropske obrade zraka, čiji operativni troškovi dosežu 50% svih troškova za rad SCR-a. .
Iskorištavanje toplinske energije iz ventilacijskih emisija jedna je od ključnih metoda za uštedu energetskih resursa u sustavima klimatizacije i ventilacije zgrada i građevina različite namjene. Na sl. 1 prikazuje glavne sheme povrata topline odvodni zrak prodaje na tržištu moderne ventilacijske opreme.
Analiza stanja proizvodnje i uporabe opreme za rekuperaciju topline u inozemstvu ukazuje na trend pretežne uporabe recirkulacije i četiri vrste iskorištavača topline odvodnog zraka: rotirajući regenerativni, pločasti rekuperativni, na bazi toplinskih cijevi i sa međunosačem topline. Korištenje ovih uređaja ovisi o uvjetima rada ventilacijskih i klimatizacijskih sustava, ekonomskim razmatranjima, relativni položaj opskrbno-ispušni centri, operativne sposobnosti.
U tablici. 1 prikazano komparativna analiza razne sheme za povrat topline ispušnog zraka. Među glavnim zahtjevima od strane investitora za postrojenja za rekuperaciju topline treba istaknuti: cijenu, operativne troškove i učinkovitost. Najjeftinija rješenja karakteriziraju jednostavnost dizajna i odsutnost pokretnih dijelova, što omogućuje razlikovanje između prikazanih shema instalaciju s poprečnim izmjenjivačem topline (slika 2.) kao najprikladniju za klimatskim uvjetima Europski dio Rusije i Poljske.
Nedavna istraživanja u području stvaranja novih i poboljšanja postojećih postrojenja za povrat topline za klimatizacijske sustave ukazuju na jasan trend razvoja novih konstruktivna rješenja pločasti izmjenjivači topline(Sl. 3), odlučujući trenutak u odabiru je mogućnost osiguravanja nesmetanog rada instalacije u uvjetima kondenzacije vlage pri negativnim vanjskim temperaturama.
Temperatura vanjskog zraka, počevši od koje se uočava stvaranje mraza u kanalima za ispušni zrak, ovisi o sljedećim čimbenicima: temperaturi i vlažnosti ispušnog zraka, omjeru protoka dovodnog i ispušnog zraka te projektnim karakteristikama. Zabilježimo osobitost rada jedinica za povrat topline pri negativnim temperaturama vanjskog zraka: što je veća učinkovitost izmjene topline, to je veći rizik od stvaranja mraza na površini kanala za odvodni zrak.
U tom smislu, niska učinkovitost izmjene topline u poprečnom izmjenjivaču topline može biti prednost u smislu smanjenja rizika od zaleđivanja na površinama kanala za ispušni zrak. Sigurnost sigurni načini rada obično povezani s provedbom sljedećih tradicionalnih mjera za sprječavanje smrzavanja mlaznice: povremeno isključivanje dovoda vanjskog zraka, zaobilaženje ili predgrijavanje, čija provedba svakako smanjuje učinkovitost povrata topline ispušnog zraka.
Jedan od načina rješavanja ovog problema je stvaranje izmjenjivača topline u kojima zamrzavanje ploča ili izostaje ili se događa na više niske temperature zrak. Značajka rada izmjenjivača topline zrak-zrak je mogućnost provedbe procesa prijenosa topline i mase u "suhim" načinima izmjene topline, istovremeno hlađenje i odvlaživanje uklonjenog zraka uz kondenzaciju u obliku rose i mraza na cijela ili dio površine za izmjenu topline (slika 4).
Racionalno korištenje topline kondenzacije, čija vrijednost doseže 30% pod određenim načinima rada izmjenjivača topline, omogućuje značajno povećanje raspona promjena parametara vanjskog zraka, pri čemu dolazi do zaleđivanja izmjenjivača topline. površinama ploča ne dolazi. Međutim, rješenje problema utvrđivanja optimalni načini rada rad razmatranih izmjenjivača topline, koji odgovara određenim radnim i klimatskim uvjetima, te području njegove svrsishodne primjene, zahtijeva detaljne studije prijenosa topline i mase u kanalima pakiranja, uzimajući u obzir procese kondenzacije i stvaranja mraza.
Kao glavna metoda istraživanja odabrana je numerička analiza. Također ima najmanje napora i omogućuje vam da odredite karakteristike i identificirate obrasce procesa na temelju obrade informacija o utjecaju početnih parametara. Stoga su eksperimentalna istraživanja procesa prijenosa topline i mase u razmatranim uređajima provedena u znatno manjem obujmu i, uglavnom, radi provjere i korekcije ovisnosti dobivenih kao rezultat matematičkog modeliranja.
U fizikalno-matematičkom opisu prijenosa topline i mase u ispitivanom rekuperatoru prednost je dana jednodimenzionalnom modelu prijenosa (ε-NTU model). U ovom slučaju, strujanje zraka u kanalima za pakiranje smatra se strujanjem tekućine s konstantnom brzinom, temperaturom i potencijalom prijenosa mase po svom poprečnom presjeku, jednakim prosječnim vrijednostima mase. Kako bi se poboljšala učinkovitost povrata topline u moderni izmjenjivači topline koristi se rebranje površine mlaznice.
Vrsta i mjesto rebara značajno utječu na prirodu procesa prijenosa topline i mase. Promjena temperature po visini rebra dovodi do implementacije različitih mogućnosti procesa prijenosa topline i mase (slika 5) u kanalima odvodnog zraka, što značajno otežava matematičko modeliranje i algoritam za rješavanje sustava diferencijalnih jednadžbe.
Jednadžbe matematičkog modela procesa prijenosa topline i mase u poprečnom izmjenjivaču topline implementirane su u ortogonalnom koordinatnom sustavu s osi OX i OY usmjerene paralelno s strujanjem hladnog i toplog zraka, odnosno osi Z1 i Z2. , okomito na površinu pakiranja u kanalima za dovod i odvod zraka (slika 6.).
U skladu s pretpostavkama ovog ε-NTU modela, prijenos topline i mase u ispitivanom izmjenjivaču topline opisan je diferencijalnim jednadžbama toplinske i materijalne ravnoteže, sastavljenim za interakciju protoka zraka i mlaznica, uzimajući u obzir toplinu faznog prijelaza i toplinski otpor nastalog sloja smrzavanja. Da bi se dobilo jednoznačno rješenje, sustav diferencijalnih jednadžbi nadopunjuje se rubnim uvjetima koji utvrđuju vrijednosti parametara izmijenjenog medija na ulazima u odgovarajuće kanale rekuperatora.
Formulirani nelinearni problem nije moguće analitički riješiti, pa je integracija sustava diferencijalnih jednadžbi provedena numeričkim metodama. Dovoljno velik broj numeričkih eksperimenata provedenih na ε-NTU modelu omogućio je dobivanje niza podataka koji su korišteni za analizu karakteristika procesa i identificiranje njegovih općih obrazaca.
U skladu sa zadacima proučavanja rada izmjenjivača topline, izbor proučavanih načina rada i raspona varijacije parametara izmjenjivih tokova proveden je tako da se stvarni procesi prijenosa topline i mase u pakiranju pri negativne vrijednosti vanjska temperatura zraka, kao i uvjeti strujanja najopasnijih načina rada opreme za povrat topline sa stajališta rada.
Predstavljen na sl. 7-9 rezultati proračuna načina rada ispitnog uređaja, karakterističnih za klimatske uvjete s niskom izračunatom vanjskom temperaturom zraka u zimsko razdoblje godišnjih doba, omogućuju nam da prosudimo kvalitativno očekivanu mogućnost stvaranja tri zone aktivnog prijenosa topline i mase u kanalima ispušnog zraka (slika 6), koje se razlikuju po prirodi procesa koji se u njima odvijaju.
Analiza procesa prijenosa topline i mase koji se odvijaju u tim zonama omogućuje procjenu mogućih načina za učinkovito hvatanje topline uklonjenog ventilacijskog zraka i smanjenje rizika od stvaranja mraza u kanalima pakiranja izmjenjivača topline na temelju racionalno korištenje toplina faznog prijelaza. Temeljem provedene analize utvrđene su granične temperature vanjskog zraka (tablica 2), ispod kojih se uočava stvaranje mraza u odvodnim zračnim kanalima.
zaključke
Prikazana je analiza različitih shema za iskorištavanje topline iz ventilacijskih emisija. Navedene su prednosti i nedostaci razmatranih (postojećih) shema za iskorištavanje topline odvodnog zraka u ventilacijskim i klimatizacijskim instalacijama. Na temelju provedene analize predlaže se shema s pločastim poprečnim izmjenjivačem topline:
- na temelju matematičkog modela razvijen je algoritam i računalni program za proračun glavnih parametara procesa prijenosa topline i mase u proučavanom izmjenjivaču topline;
- utvrđena je mogućnost stvaranja različitih zona kondenzacije vlage u kanalima mlaznice izmjenjivača topline, unutar kojih se značajno mijenja priroda procesa prijenosa topline i mase;
- Analiza dobivenih zakonitosti omogućuje utvrđivanje racionalnih načina rada proučavanih uređaja i područja njihove racionalne uporabe za različite klimatske uvjete ruskog teritorija.
SIMBOLI I INDEKSI
Legenda: h reb - visina rebra, m; l rebro - duljina rebra, m; t je temperatura, °C; d je sadržaj vlage u zraku, kg/kg; ϕ—relativna vlažnost zraka, %; δ rebra je debljina rebra, m; δ in je debljina sloja mraza, m.
Indeksi: 1 — vanjski zrak; 2 - uklonjeni zrak; e - na ulazu u kanale mlaznice; rb - rebro; in - mraz, o - na izlazu kanala mlaznice; rosa - točka rosišta; sat je stanje zasićenja; w je zid kanala.
Potrošnja topline za grijanje sanitarni standard dovod zraka na moderne metode toplinska zaštita ogradnih konstrukcija su u stambene zgrade do 80% toplinskog opterećenja uključeno uređaji za grijanje, au javnim i upravnim zgradama - više od 90%. Stoga su sustavi grijanja koji štede energiju u modernih dizajna zgrade se mogu stvarati samo ako
iskorištavanje topline odvodnog zraka za grijanje sanitarni standard dovodnog zraka.
Također uspješno iskustvo u upravna zgrada u Moskvi, postrojenja za reciklažu s pumpnom cirkulacijom srednje rashladne tekućine - antifriza.
Kada se dovodne i ispušne jedinice nalaze na udaljenosti većoj od 30 m jedna od druge, sustav zbrinjavanja s crpnom cirkulacijom antifriza je najracionalniji i najekonomičniji. Ako se nalaze u blizini, čak i više učinkovito rješenje. Dakle, u klimatskim regijama s blagim zimama, kada vanjska temperatura ne pada ispod -7 ° C, široko se koriste pločasti izmjenjivači topline.
Na sl. Slika 1 prikazuje strukturni dijagram pločastog rekuperativnog izmjenjivača topline s povratom topline (prijenos topline se provodi kroz pregradnu stijenku). Ovdje je prikazan (slika 1, a) izmjenjivač topline "zrak-zrak" sastavljen od pločastih kanala, koji može biti izrađen od tankog lima pocinčanog čelika, aluminija itd.
Slika 1.a - pločasti kanali, u koje odvodni zrak L y ulazi odozgo preko razdjelnih stijenki kanala, a horizontalni dovodni zrak L p.n.; b - cjevasti kanali, u kojima ispušni zrak L y prolazi odozgo u cijevima, a dovodni zrak prolazi horizontalno u prstenastom prostoru L p.n.
Lamelarni kanali su zatvoreni u kućište s prirubnicama za spajanje na dovodne i odvodne zračne kanale.
Na sl. Na slici 1b prikazan je izmjenjivač topline "zrak-zrak" od cjevastih elemenata, koji može biti izrađen i od aluminija, pocinčanog čelika, plastike, stakla itd. Cijevi su pričvršćene u gornji i donji cijevni lim, čime se formiraju kanali za prolaz ispušnog zraka. Bočne stijenke i cijevne ploče čine okvir izmjenjivača topline, s otvorenim fasadnim dijelovima, koji su spojeni na dovodni zračni kanal L a.s.
Zbog razvijene površine kanala i rasporeda zračno-turbulentnih mlaznica u njima, u takvim izmjenjivačima topline "zrak-zrak" postiže se visoka toplinska učinkovitost θ t bp (do 0,75), a to je glavna prednost takvih uređaja.
Nedostatak ovih rekuperatora je potreba za predgrijavanjem dovodnog zraka u električnim grijačima na temperaturu ne nižu od -7 °C (kako bi se izbjeglo smrzavanje kondenzata na strani vlažnog odvodnog zraka).
Na sl. 2 prikazuje strukturni dijagram dovodno-ispušne jedinice s pločastim izmjenjivačem topline odvodnog zraka L y za zagrijavanje dovodnog vanjskog zraka L a.s. Dovodne i ispušne jedinice izrađene su u jednom kućištu. Filteri 1 i 4 se ugrađuju prvo na ulazu dovodnog vanjskog L p.n. i uklonjenog ispuha L blizu zraka. Oba pročišćeni zrak struji iz rada dovodnog 5 i odsisnog 6 ventilatora prolaze kroz pločasti izmjenjivač topline 2, gdje energija zagrijanog ispušnog zraka L y prenosi se na dovod hladnog L b.s.
Slika 2. Strukturni dijagram opskrbe i ispušne jedinice s pločastim izmjenjivačem topline koji ima obilazni zračni kanal za dovod svježeg zraka:1 - filter zraka unutra opskrbna jedinica; 2 - pločasti izmjenjivač topline; 3 - prirubnica za spajanje zračnog puta za usis ispušnog zraka; 4 - džepni filtar za čišćenje ispušnog zraka L y; 5 - dovodni ventilator s elektromotorom na jednom okviru; 6- ispušni ventilator s elektromotorom na jednom okviru; 7 - paleta koja prikuplja kondenziranu vlagu iz kanala za prolaz ispušnog zraka; 8 - cjevovod za odvod kondenzata; 9 - zaobilazni zračni kanal za prolaz dovodni zrak L b.s.; 10 - automatski pogon zračnih ventila u obilaznom kanalu; 11 - grijač za ponovno zagrijavanje dovodnog zraka, napajan Vruća voda
U pravilu, ispušni zrak ima visok udio vlage i temperaturu rosišta od najmanje +4 °C. Kada hladan vanjski zrak temperature ispod +4 °C uđe u kanale izmjenjivača topline 2, na pregradnim stijenkama će se uspostaviti temperatura pri kojoj će se vodena para kondenzirati na dijelu površine kanala iz smjera kretanja. uklonjenog ispušnog zraka.
Nastali kondenzat će se pod utjecajem strujanja zraka L y intenzivno odvoditi u posudu 7, odakle se kroz cjevovod spojen na ogranak 8 ispušta u kanalizaciju (ili spremnik za skladištenje).
Pločasti izmjenjivač topline karakterizira sljedeća jednadžba za toplinsku ravnotežu prenesene topline na vanjski dovodni zrak:
gdje je Q tu toplinska energija koju koristi dovodni zrak; L y, L p.n - troškovi grijanog ispušnog i vanjskog dovodnog zraka, m 3 / h; ρ y, ρ p.n - specifične gustoće zagrijanog ispušnog i vanjskog dovodnog zraka, kg / m 3; I y 1 i I y 2 - početna i konačna entalpija zagrijanog ispušnog zraka, kJ/kg; t n1 i t n2, s p - početna i konačna temperatura, ° C, i toplinski kapacitet, kJ / (kg · ° C), vanjskog dovodnog zraka.
Pri niskim početnim temperaturama vanjskog zraka t n.x ≈ t n1 na razdjelnim stijenkama kanala, kondenzat koji ispada iz ispušnog zraka nema vremena za istjecanje u ladicu 7, već se smrzava na zidovima, što dovodi do sužavanje područja strujanja i povećanje aerodinamičkog otpora prolazu ispušnog zraka. Ovo povećanje aerodinamički otpor percipira senzor, koji šalje naredbu aktuatoru 10 za otvaranje zračnih ventila u obilaznom kanalu (bypass) 9.
Ispitivanja pločastih izmjenjivača topline u ruskoj klimi pokazala su da kada temperatura vanjskog zraka padne na t n.x ≈ t n1 ≈ -15 °S, zračni ventili u obilaznici 9 su potpuno otvoreni i sav dovodni zrak L p.n. prolazi kroz njih, zaobilazeći pločaste kanale izmjenjivača topline 2.
Grijanje svježeg zraka L p.n. od t n.x do t.n. U ovom načinu rada, Q tu, izračunat prema jednadžbi (9.10), jednak je nuli, budući da samo ispušni zrak prolazi kroz spojeni izmjenjivač topline 2 i I y 1 ≈ I y 2, t.j. nema povrata topline.
Drugi način sprječavanja smrzavanja kondenzata u kanalima izmjenjivača topline 2 je električno predgrijavanje dovodnog zraka od t n.x do t n1 = -7 °C. U projektnim uvjetima hladnog razdoblja godine u klimi Moskve, hladni dovodni zrak u električnom grijaču mora se zagrijati za ∆t t.el = t n1 - t n.x = -7 + 26 = 19 °S. Zagrijavanje dovodnog vanjskog zraka na θ t p.n = 0,7 i t y1 = 24 °S bit će t p.n = 0,7 (24 + 7) - 7 = 14,7 °S ili ∆t t.u = 14,7 + 7 = 21,7 °S
Proračun pokazuje da je u ovom načinu grijanja u izmjenjivaču topline i u grijaču praktički isto. Korištenje premosnice ili električnog predgrijavanja značajno smanjuje toplinsku učinkovitost pločastih izmjenjivača topline u sustavima dovodna i ispušna ventilacija u ruskoj klimi.
Kako bi uklonili ovaj nedostatak, razvili su se domaći stručnjaci originalna metoda brzo periodično odmrzavanje pločastih izmjenjivača topline zagrijavanjem odvodnog zraka koji se uklanja, što osigurava pouzdan i energetski učinkovit rad jedinica tijekom cijele godine.
Na sl. 3 prikazuje shematski dijagram postrojenja za povrat topline odvodnog zraka X za grijanje dovodnog vanjskog zraka L p.n.s. brza eliminacija kanali za zamrzavanje 2 za poboljšanje prolaza ispušnog zraka kroz pločasti izmjenjivač topline 1.
Zračni kanali 3 izmjenjivač topline 1 spojen je na put dovodnog vanjskog zraka L p.n, a zračni kanali 4 na put prolaza odvodnog zraka uklonjenog L at.
Slika 3 kružni dijagram primjene pločastog izmjenjivača topline u klimi Rusije: 1 - pločasti izmjenjivač topline; 2 - lamelarni kanali za prolaz hladnog dovodnog vanjskog zraka L p.n. i toplog odvodnog zraka L y; 3 - spojni zračni kanali za prolaz svježeg zraka L p.n.; 4 - spojni zračni kanali za prolaz uklonjenog ispušnog zraka L y; 5 - grijač u protoku ispušnog zraka L y na ulazu u kanale 2 pločasti izmjenjivač topline 1.6 - automatski ventil na dovodnom cjevovodu Vruća voda G w g; 7 - električni priključak; 8 - senzor za kontrolu otpora strujanja zraka u kanalima 2 za prolaz ispušnog zraka L y; 9 - odvod kondenzata
Pri niskim temperaturama dovodnog vanjskog zraka (t n1 = t n. x ≤ 7 °C), kroz stijenke lamelarnih kanala 2, toplina iz odvodnog zraka u potpunosti se prenosi na toplinu koja odgovara jednadžbi toplinske ravnoteže [ vidjeti. Formula 1)]. Smanjenje temperature ispušnog zraka događa se uz obilnu kondenzaciju vlage na zidovima lamelnih kanala. Dio kondenzata ima vremena za odvod iz kanala 2 i uklanja se kroz cjevovod 9 do kanalizacije (ili spremnika). Međutim, većina kondenzata se smrzava na stijenkama kanala 2. To uzrokuje povećanje pada tlaka ∆R u u protoku ispušnog zraka mjerenog senzorom 8.
S povećanjem ∆R y na zadanu vrijednost, uslijedit će naredba od senzora 8 preko žičane veze 7 za otvaranje automatskog ventila 6 na cjevovodu za dovod tople vode G w g u cijevi grijača 5 ugrađene u zračni kanal 4 za dovod uklonjenog ispušnog zraka u pločasti izmjenjivač topline 1. Kada se otvori automatski ventil 6, topla voda Gw g ući će u cijevi grijača 5, što će uzrokovati porast temperature odvodnog zraka t y 1 na 45-60°C.
Prilikom prolaska kroz kanale 2 uklonjenog zraka s visokom temperaturom, doći će do brzog odmrzavanja sa stijenki kanala mraza, a nastali kondenzat će se odvoditi kroz cjevovod 9 u kanalizaciju (ili u spremnik kondenzata) .
Nakon što se glazura odmrzne, razlika tlaka u kanalima 2 će se smanjiti i senzor 8 će poslati naredbu za zatvaranje ventila 6 preko priključka 7 i dovod tople vode u grijač 5 će se zaustaviti.
Razmotrite proces povrata topline na I-d dijagramu, prikazanom na sl. četiri.
Slika 4 Konstrukcija na I-d-dijagramu načina rada u klimi Moskve uporabnog postrojenja s pločastim izmjenjivačem topline i njegovim odleđivanjem prema novoj metodi (prema shemi na sl. 3). U 1 -U 2 - projektni način odvođenja topline iz uklonjenog ispušnog zraka; H 1 - H 2 - grijanje s toplinskim recikliranim ulazom vanjskog zraka u projektnom načinu rada; U 1 - U pod 1 - zagrijavanje ispušnog zraka u načinu odmrzavanja od zaleđivanja lamelarnih kanala za prolaz uklonjenog zraka; Y 1. vrijeme - početni parametri uklonjenog zraka nakon oslobađanja topline za odmrzavanje leda na stijenkama lamelarnih kanala; H 1 -H 2 - zagrijavanje dovodnog zraka u načinu odmrzavanja pločastog izmjenjivača topline
Procijenimo utjecaj metode odmrzavanja pločastih izmjenjivača topline (prema shemi na slici 3.) na toplinsku učinkovitost načina povrata topline ispušnog zraka koristeći sljedeći primjer.
PRIMJER 1. Početni uvjeti: U velikoj moskovskoj (t n.x = -26 °S) industrijskoj i upravnoj zgradi u opskrbu je ugrađena jedinica za povrat topline (TUU) na bazi rekuperativnog pločastog izmjenjivača topline (s indikatorom θ t p.n = 0,7). i sustav ispušne ventilacije). Volumen i parametri ispušnog zraka koji se uklanja tijekom procesa hlađenja su: L y = 9000 m 3 / h, t y1 = 24 ° C, I y 1 = 40 kJ / kg, t r. y1 = 7 ° C, d y1 \u003d 6, 2 g/kg (vidi konstrukciju na I-d dijagramu na slici 4). Brzina protoka dovodnog vanjskog zraka L p.n = 10.000 m 3 / h. Izmjenjivač topline se odleđuje povremenim povećanjem temperature ispušnog zraka, kao što je prikazano na dijagramu na sl. 3.
Potrebno: Utvrditi toplinsku učinkovitost načina povrata topline pomoću nove metode periodičnog odmrzavanja ploča aparata.
Rješenje: 1. Izračunajte temperaturu dovodnog zraka zagrijanog iskoristivom toplinom u projektnim uvjetima hladnog razdoblja godine pri t n.x = t n1 = -26 °S:
2. Izračunavamo količinu iskorištene topline za prvi sat rada rekuperatora, kada smrzavanje pločastih kanala nije utjecalo na toplinsku učinkovitost, ali je povećalo aerodinamički otpor u kanalima za propuštanje ispušnog zraka:
3. Nakon sat vremena rada TUU-a u proračunatim zimskim uvjetima, na stijenkama kanala nakupio se sloj mraza koji je uzrokovao povećanje aerodinamičkog otpora ∆R u. Hajdemo definirati mogući broj led na zidovima kanala za prolaz ispušnog zraka kroz pločasti izmjenjivač topline, formiran u roku od sat vremena. Iz jednadžbe toplinske ravnoteže (1) izračunavamo entalpiju ohlađenog i osušenog odvodnog zraka:
Za primjer koji se razmatra, prema formuli (2) dobivamo:
Na sl. Slika 4 prikazuje konstrukciju na I-d-dijagramu načina zagrijavanja dovodnog zraka (proces H 1 - H 2) toplinom rekuperiranom iz odvodnog zraka (proces Y 1 - Y 2). Ucrtavanjem na I-d-dijagram dobiveni su preostali parametri ohlađenog i osušenog ispušnog zraka (vidi točku U 2): t y2 = -6,5 ° C, d y2 = 2,2 g / kg.
4. Količina kondenzata koji je ispao iz ispušnog zraka izračunava se po formuli:
Prema formuli (4) izračunavamo količinu hladnoće utrošene za snižavanje temperature leda: Q = 45 4,2 6,5 / 3,6 = 341 W h. Na stvaranje leda troši se sljedeća količina hladnoće:
Ukupna količina energije koja se troši na stvaranje leda na površini odvajanja pločastih izmjenjivača topline bit će:
6. Iz konstrukcije na I-d dijagramu (Sl. 4) može se vidjeti da je tijekom protustrujnog kretanja duž pločastih kanala dovodnog L p.n. i ispuha L kod strujanja zraka na ulazu u pločasti izmjenjivač topline najhladniji vanjski zrak prolazi kroz ispušni zrak ohlađen na negativne temperature. Upravo u ovom dijelu pločastog izmjenjivača topline uočavaju se intenzivne formacije mraza i mraza, koji će blokirati kanale za prolaz ispušnog zraka. To će uzrokovati povećanje aerodinamičkog otpora.
Istovremeno, upravljački senzor će dati naredbu za otvaranje automatskog ventila za dovod tople vode u cijevi izmjenjivača topline, postavljene u ispušni kanal do pločastog izmjenjivača topline, čime će se osigurati zagrijavanje ispušnog zraka do temperature t s.l.1 = +50 °C.
Protok vrućeg zraka u lamelarne kanale osigurao je odmrzavanje smrznutog kondenzata za 10 minuta, koji se u tekućem obliku odvodi u kanalizaciju (u spremnik). Za 10 minuta zagrijavanja odvodnog zraka utrošena je sljedeća količina topline:
ili po formuli (5) dobivamo:
7. Toplina dovedena u grijač 5 (slika 3) djelomično se troši na otapanje leda, što će, prema proračunima u stavku 5., zahtijevati Q t.ras = 4,53 kWh topline. Za prijenos topline na dovodni zrak iz topline koja se troši u grijaču 5 za zagrijavanje ispušnog zraka ostat će sljedeća toplina:
8. Temperatura zagrijanog odvodnog zraka nakon utroška dijela topline za odmrzavanje izračunava se po formuli:
Za primjer koji se razmatra, prema formuli (6), dobivamo:
9. Ispušni zrak zagrijan u grijaču 5 (vidi sliku 3) pridonijet će ne samo odleđivanju kondenzata, već i povećanju prijenosa topline dovodnom zraku kroz razdjelne stijenke lamelnih kanala. Izračunajte temperaturu zagrijanog dovodnog zraka:
10. Količina topline prenesena za zagrijavanje dovodnog zraka tijekom 10 minuta odmrzavanja izračunava se po formuli:
Za razmatrani način, prema formuli (8), dobivamo:
Proračun pokazuje da u razmatranom načinu odmrzavanja nema gubitaka topline, jer se dio topline grijanja iz odvodnog zraka Q t.u = 12,57 kW h prenosi na dodatno zagrijavanje dovodnog zraka L p.n. do temperature t n2.raz = 20 ,8 °S, umjesto t n2 = +9 °S kada se koristi samo toplina ispušnog zraka s temperaturom t u1 = +24 °S (vidi točku 1).
Dio 1. Uređaji za povrat topline
Iskorištavanje otpadne topline dimnih plinova
tehnološke peći.
Procesne peći najveći su potrošači energije u rafinerijama i petrokemijskim postrojenjima, u metalurgiji, kao i u mnogim drugim industrijama. U rafinerijama sagorijeva 3-4% sve prerađene nafte.
Prosječna temperatura dimnih plinova na izlazu iz peći u pravilu prelazi 400 °C. Količina topline odnesene dimnim plinovima iznosi 25-30% ukupne topline koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva. Stoga je korištenje topline iz dimnih plinova iz procesnih peći iznimno važno.
Pri temperaturama dimnih plinova iznad 500 °C treba koristiti kotlove na otpadnu toplinu - KU.
Pri temperaturi dimnih plinova manjoj od 500 °C preporuča se korištenje grijača zraka - VP.
najveći ekonomski učinak postiže se u prisutnosti jedinice s dvije jedinice koja se sastoji od CHP i VP (plinovi se hlade u CHU na 400 °C i ulaze u grijač zraka za daljnje hlađenje) - češće se koristi u petrokemijskim poduzećima kada visoka temperatura dimnih plinova.
Kotlovi za otpad.
NA Toplina dimnih plinova KU koristi se za proizvodnju vodene pare. Učinkovitost peći se povećava za 10 - 15.
Kotlovi na otpadnu toplinu mogu se ugraditi u konvekcijsku komoru peći ili daljinski.
Daljinski kotlovi Recikleri se dijele u dvije vrste:
1) plinski cijevni kotlovi;
2) kotlovi šaržnog konvektivnog tipa.
Izbor potrebne vrste vrši se ovisno o potrebnom tlaku dobivene pare. Prvi se relativno koriste u proizvodnji pare niski pritisak- 14 - 16 atm., drugi - za stvaranje pare s tlakom do 40 atm. (međutim, predviđeni su za početnu temperaturu dimnih plinova od oko 850 °C).
Tlak proizvedene pare mora se odabrati uzimajući u obzir da li se sva para troši u samom postrojenju ili postoji višak koji se mora ispustiti u opću mrežu postrojenja. U potonjem slučaju, tlak pare u bubnju kotla mora biti uzet u skladu s tlakom pare u općoj mreži postrojenja kako bi se višak pare ispustio u mrežu i izbjeglo neekonomično prigušivanje pri ispuštanju u niskotlačnu mrežu.
Kotlovi na otpadnu toplinu tipa plinske cijevi strukturno su slični izmjenjivačima topline "cijev u cijevi". Dimni plinovi prolaze kroz unutarnju cijev, a vodena para se stvara u prstenastom prostoru. Nekoliko ovih uređaja nalazi se paralelno.
Kotlovi za otpadnu toplinu šaržnog konvektivnog tipa imaju složeniji dizajn. Shematski dijagram rada KU ovog tipa prikazan je na sl. 5.4.
Koristi prirodnu cirkulaciju vode i predstavlja najpotpuniju CHP konfiguraciju s ekonomajzerom i pregrijačem.
Shematski dijagram rada kotla za otpadnu toplinu
paketno-konvektivni tip
Kemijski pročišćena voda (CPW) ulazi u deaeratorski stup kako bi se uklonili plinovi otopljeni u njoj (uglavnom kisik i ugljični dioksid). Voda teče niz ploče, a protustrujno teče prema njoj. veliki broj vodena para. Voda se zagrijava parom na 97 - 99 °C i zbog smanjenja topivosti plinova s porastom temperature većina ih se oslobađa i ispušta s vrha deaeratora u atmosferu. Para, odajući svoju toplinu vodi, kondenzira se. Odzračenu vodu s dna kolone uzima pumpa i pumpa potreban pritisak. Voda prolazi kroz zavojnicu ekonomajzera, u kojoj se zagrijava gotovo do vrelišta vode pri zadanom tlaku, te ulazi u bubanj (separator pare). Voda u separatoru pare ima temperaturu jednaku točki vrenja vode pri određenom tlaku. Kroz zavojnice za generiranje pare voda cirkulira zbog razlike gustoće (prirodna cirkulacija). U tim zavojnicama dio vode isparava i smjesa para i tekućina se vraća u bubanj. Zasićena vodena para se odvaja od tekuće faze i ispušta s vrha bubnja u spiralu pregrijača. U pregrijaču se zasićena para pregrijava do željene temperature i ispušta potrošaču. Dio dobivene pare koristi se za odzračivanje napojne vode.
Pouzdanost i učinkovitost rada CU uvelike ovisi o pravilnu organizaciju vodni režim. U slučaju nepravilnog rada, kamenac se intenzivno formira, korozija grijaćih površina nastavlja, dolazi do onečišćenja parom.
Kamenac je gusta naslaga koja nastaje kada se voda zagrijava i isparava. Voda sadrži bikarbonate, sulfate i druge soli kalcija i magnezija (soli tvrdoće), koje se zagrijavanjem pretvaraju u bikarbonate i talože. Skala, koja ima nekoliko redova veličine nižu toplinsku vodljivost od metala, dovodi do smanjenja koeficijenta prijenosa topline. Zbog toga se smanjuje snaga protoka topline kroz površinu izmjenjivača topline i, naravno, smanjuje se učinkovitost rada KU (smanjuje se količina proizvedene pare). Povećava se temperatura dimnih plinova koji se uklanjaju iz kotla. Osim toga, dolazi do pregrijavanja zavojnica i oni se oštećuju zbog smanjenja nosivost postati.
Kako bi se spriječilo stvaranje kamenca, kao napojna voda koristi se prethodno obrađena voda (može se uzimati u termoelektranama). Osim toga, provodi se kontinuirano i periodično pročišćavanje sustava (uklanjanje dijela vode). Pročišćavanje sprječava povećanje koncentracije soli u sustavu (voda stalno isparava, ali soli sadržane u njoj ne, pa se koncentracija soli povećava). Kontinuirano ispuhivanje kotla je obično 3 - 5% i ovisi o kvaliteti napojne vode (ne smije prelaziti 10%, jer je gubitak topline povezan s ispuštanjem). Tijekom rada CU visokotlačni rad s prisilnom cirkulacijom vode, osim toga, koristi se fosfatiranje unutar kotla. Istodobno, kationi kalcija i magnezija, koji su dio sulfata koji tvore kamenac, vežu se s fosfatnim anionima, tvoreći spojeve koji su slabo topljivi u vodi i talože se u debljini vodenog volumena kotla, u obliku mulj koji se lako može ukloniti prilikom puhanja.
Kisik otopljen u napojnoj vodi ugljični dioksid uzrokuju koroziju unutarnjih stijenki kotla, a brzina korozije raste s povećanjem tlaka i temperature. Toplinska deaeracija se koristi za uklanjanje plinova iz vode. Također, mjera zaštite od korozije je održavanje takve brzine u cijevima pri kojoj se mjehurići zraka ne mogu zadržati na njihovoj površini (iznad 0,3 m/s).
U vezi s povećanjem hidrauličkog otpora plinskog puta i smanjenjem sile prirodnog propuha, potrebno je ugraditi dimovod (umjetni nacrt). U tom slučaju temperatura dimnih plinova ne smije prelaziti 250 ° C kako bi se izbjeglo uništenje ovog uređaja. No, što je temperatura dimnih plinova niža, to je potrebno imati snažniji odvod dima (potrošnja električne energije se povećava).
Razdoblje povrata CU obično ne prelazi godinu dana.
Grijači zraka. Koriste se za zagrijavanje zraka koji se dovodi u peć za izgaranje goriva. Grijanje zraka omogućuje smanjenje potrošnje goriva u peći (učinkovitost se povećava za 10 - 15%).
Temperatura zraka nakon grijača zraka može doseći 300 - 350 °C. To pomaže poboljšanju procesa izgaranja, povećanju potpunosti izgaranja goriva, što je vrlo važna prednost pri korištenju tekućih goriva visoke viskoznosti.
Također, prednosti grijača zraka u odnosu na CHP su jednostavnost njihovog dizajna, sigurnost rada, nema potrebe za ugradnjom dodatne opreme (odzračivači, pumpe, izmjenjivači topline itd.). Međutim, grijači zraka, s trenutnim omjerom cijena goriva i vodene pare, ispadaju manje ekonomični od CHP (naša cijena pare je vrlo visoka - 6 puta viša za 1 GJ). Stoga je potrebno odabrati način iskorištavanja topline dimnih plinova na temelju konkretnu situaciju kod određene biljke, biljke itd.
Koriste se dvije vrste grijača zraka: 1) rekuperativno(prijenos topline kroz zid); 2) regenerativno(skladištenje topline).
Dio 2. Iskorištavanje topline iz ventilacijskih emisija
Velika količina topline se troši za grijanje i ventilaciju industrijskih i komunalnih zgrada i građevina. Za određene industrije (uglavnom laka industrija) ti troškovi dosežu 70 - 80% ili više ukupne potražnje za toplinom. U većini poduzeća i organizacija toplina uklonjenog zraka iz ventilacijskih i klimatizacijskih sustava se ne koristi.
Općenito, ventilacija se koristi vrlo široko. U stanovima se ugrađuju ventilacijski sustavi, javne ustanove(škole, bolnice, sportski klubovi, bazeni, restorani), industrijskih prostorija itd. Za razne namjene, može se koristiti različiti tipovi ventilacijski sustavi. Obično, ako je volumen zraka koji se mora zamijeniti u prostoriji u jedinici vremena (m 3 / h) mali, tada prirodna ventilacija. Takvi sustavi su implementirani u svakom stanu i većini javnih ustanova i organizacija. U ovom slučaju koristi se fenomen konvekcije - zagrijani zrak (ima smanjenu gustoću) izlazi kroz ventilacijskih otvora i ispušta se u atmosferu, a na svom mjestu, kroz nepropusnost prozora, vrata i sl., svježa hladnoća (više visoka gustoća) zrak s ulice. U tom slučaju gubici topline su neizbježni, jer je potrebno zagrijati hladni zrak koji ulazi u prostoriju. dodatni trošak rashladna tekućina. Stoga se korištenje čak i najsuvremenijih toplinskoizolacijskih konstrukcija i materijala u građevinarstvu ne može u potpunosti eliminirati Gubitak topline. U našim stanovima 25 - 30% gubitaka topline povezano je s radom ventilacije, u svim ostalim slučajevima ta vrijednost je puno veća.
Sustavi prisilne (umjetne) ventilacije koriste se kada je potrebna intenzivna izmjena velikih količina zraka, što je obično povezano sa sprječavanjem povećanja koncentracije opasne tvari(štetno, otrovno, opasno za požar i eksploziju, neugodnog mirisa) u prostoriji. Prisilna ventilacija se provodi u industrijskim prostorima, skladištima, skladištima poljoprivrednih proizvoda itd.
Su korišteni sustava prisilna ventilacija tri vrste:
sustav opskrbe sastoji se od puhala koji upuhuje svježi zrak u prostoriju, dovodnog zraka i sustava za ravnomjernu raspodjelu zraka u volumenu prostorije. Višak zraka istiskuje se kroz propuštanja u prozorima, vratima itd.
Ispušni sustav sastoji se od puhala koji pumpa zrak iz prostorije u atmosferu, ispušnog kanala i sustava za ravnomjerno uklanjanje zraka iz volumena prostorije. Svježi zrak se u ovom slučaju usisava u prostoriju kroz razna propuštanja ili posebne dovodne sustave.
Kombinirani sustavi su kombinirani dovodni i ispušni ventilacijski sustavi. Koriste se, u pravilu, kada je potrebna vrlo intenzivna izmjena zraka u velikim prostorijama; dok je potrošnja topline za grijanje svježi zrak maksimum.
Korištenje prirodnih ventilacijskih sustava i odvojenih ispušnih i dovodna ventilacija ne dopušta da se toplina ispušnog zraka iskoristi za zagrijavanje svježeg zraka koji ulazi u prostoriju. Tijekom rada kombinirani sustavi moguće je iskoristiti toplinu ventilacijskih emisija za djelomično zagrijavanje dovodnog zraka i smanjiti potrošnju toplinske energije. Ovisno o temperaturnoj razlici između unutarnjeg i vanjskog zraka, potrošnja topline za grijanje svježeg zraka može se smanjiti za 40-60%. Grijanje se može provoditi u regenerativnim i rekuperativnim izmjenjivačima topline. Prvi su poželjniji, jer imaju manje dimenzije, potrošnju metala i hidraulički otpor, imaju veću učinkovitost i dugi vijek trajanja (20 - 25 godina).
Zračni kanali su spojeni na izmjenjivači topline, a toplina se prenosi izravno sa zraka na zrak kroz razdjelni zid ili akumulirajuću mlaznicu. Ali u nekim slučajevima postoji potreba za odvajanjem dovodnih i odvodnih zračnih kanala na znatnoj udaljenosti. U tom se slučaju može implementirati shema izmjene topline s međukružnim rashladnim sredstvom. Primjer rada takvog sustava pri sobnoj temperaturi od 25 °C i temperaturi okoline od 20 °C prikazan je na sl. 5.5.
Shema izmjene topline sa srednjim cirkulirajućim rashladnim sredstvom:
1 - kanal za ispušni zrak; 2 - kanal za dovod zraka; 3,4 - rebrasto
cjevasti zavojnice; 5 - srednji cjevovodi za cirkulaciju rashladne tekućine
(koncentrirane vodene otopine soli - slane vode se obično koriste kao međunosač topline u takvim sustavima); 6 - pumpa; 7 - zavojnica za
dodatno zagrijavanje svježeg zraka parom ili toplom vodom
Sustav radi na sljedeći način. Topli zrak(+ 25 °C) se uklanja iz prostorije kroz ispušni kanal 1 kroz komoru u koju je ugrađen rebrasti svitak 3 . Zrak ispire vanjsku površinu zavojnice i prenosi toplinu na hladni međunosač topline (salamuru) koji teče unutar zavojnice. Zrak se hladi na 0 °C i ispušta u atmosferu, a slana otopina zagrijava na 15 °C kroz cirkulacijske cjevovode 5 ulazi u komoru za grijanje svježeg zraka na kanalu za dovodni zrak 2 . Ovdje srednje rashladno sredstvo odaje toplinu svježem zraku, zagrijavajući ga od -20 °S do +5 °S. Sam međunosač topline se zatim hladi s + 15 °S na -10 °S. Ohlađena slana otopina ulazi u dovod pumpe i vraća se u sustav za recirkulaciju.
Svježi dovodni zrak, zagrijan do + 5 °C, može se odmah uvesti u prostoriju i zagrijati na potrebnu temperaturu (+ 25 °C) pomoću konvencionalnih radijatora za grijanje ili se može zagrijati izravno u ventilacijski sustav. Da biste to učinili, na dovodni zračni kanal ugrađuje se dodatni odjeljak u koji se postavlja rebrasti svitak. Unutar cijevi teče vrući nosač topline (grijanje vode ili vodene pare), a zrak ispire vanjsku površinu zavojnice i zagrijava se do + 25 ° C, nakon čega se topli svježi zrak distribuira u volumenu prostorije.
Korištenje ove metode ima niz prednosti. Prvo, zbog velike brzine zraka u dijelu grijanja, koeficijent prijenosa topline značajno se (nekoliko puta) povećava u usporedbi s konvencionalnim radijatorima grijanja. To dovodi do značajnog smanjenja ukupne potrošnje metala u sustavu grijanja - smanjenja kapitalnih troškova. Drugo, soba nije pretrpana radijatorima za grijanje. Treće, postiže se ujednačena raspodjela temperatura zraka u volumenu prostorije. A kada koristite radijatore za grijanje u velikim prostorijama, teško je osigurati ravnomjerno zagrijavanje zraka. U lokalnim područjima, temperatura zraka može biti znatno viša ili niža od normalne.
Jedini nedostatak je što su hidraulički otpor zračnog puta i potrošnja energije za pogon dovodnog puhala malo povećani. No prednosti su toliko značajne i očite da se predgrijavanje zraka izravno u ventilacijskom sustavu može preporučiti u velikoj većini slučajeva.
Kako bi se osigurala mogućnost povrata topline u slučaju korištenja opskrbnog odn ispušni sustavi ventilaciju zasebno, potrebno je organizirati centralizirani izlaz zraka ili dovod zraka kroz posebno montirane zračne kanale. U tom slučaju potrebno je ukloniti sve pukotine i curenja kako bi se isključilo nekontrolirano puhanje ili curenje zraka.
Sustavi izmjene topline između zraka uklonjenog iz prostorije i svježeg zraka mogu se koristiti ne samo za zagrijavanje dovodnog zraka u hladnoj sezoni, već i za hlađenje ljeti ako je soba (ured) opremljena klima uređajima. Hlađenje na temperature ispod temperature okoline uvijek je povezano s visokim troškovima energije (struje). Stoga je moguće smanjiti potrošnju energije za održavanje ugodne temperature u prostoriji tijekom vruće sezone predhlađenjem svježeg zraka koji se ispušta hladnim zrakom.
Toplinski WER.
Toplinski WER uključuje fizičku toplinu ispušnih plinova iz kotlovskih postrojenja i industrijskih peći, glavne ili međuproizvode, ostale otpade glavne proizvodnje, kao i toplinu radnih fluida, pare i tople vode koji su korišteni u tehnološko-energetski jedinice. Za korištenje toplinskih SER-a koriste se izmjenjivači topline, kotlovi na otpadnu toplinu ili toplinska sredstva. Rekuperacija topline otpadnih procesnih tokova u izmjenjivačima topline može proći kroz površinu koja ih razdvaja ili izravnim kontaktom. Toplinski SER mogu doći u obliku koncentriranih toplinskih tokova ili u obliku topline koja se raspršuje u okoliš. U industriji koncentrirani tokovi čine 41%, a raspršena toplina 59%. Koncentrirani tokovi uključuju toplinu iz dimnih plinova iz peći i kotlova, otpadne vode tehnološke instalacije i stambeno-komunalni sektor. Toplinski WER se dijele na visokotemperaturne (s temperaturom nosača iznad 500 °C), srednjetemperaturne (na temperaturama od 150 do 500 °C) i niskotemperaturne (pri temperaturama ispod 150 °C). Pri korištenju instalacija, sustava, uređaja male snage, toplinski tokovi koji se odvode iz njih su mali i raspršeni u prostoru, što otežava njihovo korištenje zbog niske isplativosti.
Sanjate li da kuća ima zdravu mikroklimu i da ni jedna soba ne miriše na pljesnivu i vlažnu? Da bi kuća bila uistinu udobna, čak iu fazi projektiranja, potrebno je provesti kompetentan izračun ventilacije.
Ako tijekom izgradnje kuće ovo propustite važna točka, u budućnosti ćete morati riješiti niz problema: od uklanjanja plijesni u kupaonici do novih popravaka i ugradnje sustava zračnih kanala. Slažem se, nije lijepo vidjeti dječje vrtiće crne plijesni u kuhinji na prozorskoj dasci ili u kutovima dječje sobe i ponovno zaroniti u nju. radovi na popravci.
U našem članku smo prikupili korisnih materijala o proračunu ventilacijskih sustava, referentne tablice. Formule su navedene vizualne ilustracije i pravi primjer za prostore raznih namjena i određeno područje prikazano u videu.
Na ispravne izračune i pravilna instalacija, ventilacija kuće provodi se u prikladnom načinu. To znači da će zrak u stambenim prostorijama biti svjež, s normalnom vlažnošću i bez neugodni mirisi.
Ako se promatra suprotna slika, na primjer, stalna začepljenost u kupaonici ili druge negativne pojave, tada morate provjeriti stanje ventilacijskog sustava.
Galerija slika
Zaključci i koristan video na temu
Valjak #1. Korisna informacija prema principima rada ventilacijskog sustava:
Valjak #2. Zajedno s ispušnim zrakom iz kuće odlazi i toplina. Ovdje su jasno prikazani izračuni toplinskih gubitaka povezanih s radom ventilacijskog sustava:
Ispravan izračun ventilacije temelj je njegovog uspješnog funkcioniranja i ključ za povoljnu mikroklimu u kući ili stanu. Poznavanje osnovnih parametara na kojima se temelje takvi izračuni omogućit će ne samo ispravno projektiranje ventilacijskog sustava tijekom izgradnje, već i ispravljanje njegovog stanja ako se okolnosti promijene.
