Cum să faci alegerea corectă între diferitele tipuri de recuperatoare. Recuperare în sistemele de ventilație. Analiza sistemelor de recuperare și fezabilitatea economică a utilizării acestora Aplicarea recuperatoarelor în sistemele de ventilație

Recuperare este procesul de returnare a cantității maxime de energie. În ventilație, recuperarea este procesul de transfer de energie termică de la aerul evacuat la aerul de alimentare. Există multe diferite feluri recuperatori și în acest articol vom vorbi despre fiecare dintre ei. Fiecare tip de schimbător de căldură este bun în felul său și are avantaje unice, dar oricare dintre ele vă va permite să economisiți cel puțin 50%, și mai des până la 95%, la încălzirea aerului de alimentare în timpul iernii.

Procesul de transfer de căldură de la aerul evacuat la aerul de alimentare este foarte interesant. În continuare, vom începe să dezasamblam fiecare tip de recuperator de aer, astfel încât să înțelegeți mai ușor ce este și ce fel de recuperator aveți nevoie.

Cel mai popular tip de recuperatoare, sau mai degrabă, unități de tratare a aerului cu schimbător de căldură cu plăci. Și-a câștigat popularitatea datorită simplității și fiabilității designului schimbătorului de căldură în sine.

Principiul de funcționare este simplu - două fluxuri de aer (de evacuare și de alimentare) se intersectează în schimbătorul de căldură al schimbătorului de căldură, dar în așa fel încât să fie separate de pereți. Ca urmare, aceste fluxuri nu se amestecă. Aerul cald încălzește pereții schimbătorului de căldură, iar pereții încălzesc aerul de alimentare. Eficiența schimbătoarelor de căldură cu plăci (eficiența unui schimbător de căldură cu plăci) este măsurată ca procent și corespunde cu:

45-78% pentru schimbătoarele de căldură din metal și plastic ale recuperatoarelor.

60-92% pentru schimbătoare de căldură cu plăci cu schimbătoare de căldură higroscopice din celuloză.

Un astfel de salt în eficiență în direcția recuperatoarelor de celuloză se datorează, în primul rând, întoarcerii umidității prin pereții recuperatorului de la aerul evacuat la aerul de alimentare și, în al doilea rând, transferul de căldură latentă în aceeași umiditate. Într-adevăr, la recuperatoare, rolul nu este jucat de căldura aerului în sine, ci de căldura umidității conținute în acesta. Aerul fără umiditate are o capacitate termică foarte scăzută, iar umiditatea este apa... cu o capacitate termică mare cunoscută.

Pentru toate recuperatoarele, cu excepția celulozei, este obligatorie îndepărtarea drenajului. Acestea. atunci când planificați instalarea unui schimbător de căldură, trebuie să vă amintiți că este necesară și o alimentare cu canalizare.

Deci, pro:

1. Simplitatea designului și fiabilitatea.

2. Eficiență ridicată.

3. Lipsa consumatorilor suplimentari de energie electrică.

Și, desigur, contra:

1. Pentru funcționarea unui astfel de schimbător de căldură, trebuie să îi fie furnizate atât alimentarea, cât și evacuarea. Dacă sistemul este proiectat de la zero, atunci acesta nu este deloc un minus. Dar dacă sistemul este deja disponibil și fluxul și evacuarea sunt la distanță, este mai bine să aplicați.

2. La temperaturi sub zero, schimbătorul de căldură al schimbătorului de căldură poate îngheța. Pentru dezghețarea acestuia este necesară fie oprirea sau reducerea alimentării cu aer din stradă, fie utilizarea unei supape de bypass care permite aerului de alimentare să ocolească schimbătorul de căldură în timp ce acesta este dezghețat de aerul evacuat. Cu acest mod de dezghețare, tot aerul rece intră în sistem ocolind schimbătorul de căldură și este nevoie de multă energie electrică pentru a-l încălzi. Excepție fac schimbătoarele de căldură cu plăci de celuloză.

3. Practic, aceste recuperatoare nu returnează umezeala iar aerul furnizat incintei este prea uscat. Excepție fac schimbătoarele de căldură cu plăci de celuloză.

Al doilea cel mai popular tip de recuperatoare. Totuși... Eficiență ridicată, nu îngheață, mai compact decât lamelar și chiar returnează umiditatea. Câteva plusuri.

Schimbătorul de căldură rotativ este realizat din aluminiu, înfăşurat în straturi pe rotor, cu o foaie plată şi cealaltă în zig-zag. Pentru ca aerul să treacă. Este antrenat de o acționare electrică printr-o curea. Acest „tambur” se rotește și fiecare parte a acestuia se încălzește atunci când trece prin zona de evacuare, apoi se răcește atunci când se deplasează în zona de intrare, transferând astfel căldura aerului de alimentare.

Un sector de purjare este utilizat pentru a proteja împotriva revărsărilor de aer.

Un tip nou și nu foarte cunoscut de recuperatoare de aer. Schimbătoarele de căldură de acoperiș folosesc de fapt schimbătoare de căldură cu plăci și, uneori, schimbătoare de căldură rotative, dar am decis să le facem un tip separat de schimbătoare de căldură, deoarece. Schimbătorul de căldură de pe acoperiș este un tip separat specific de unități de alimentare și evacuare cu un schimbător de căldură.

Schimbătoarele de căldură de acoperiș sunt potrivite pentru încăperi mari cu un singur volum și reprezintă vârful ușurinței în proiectare, instalare și operare. Pentru a-l instala, faceți fereastra dorităîn acoperișul clădirii, puneți o „sticlă” specială care distribuie încărcătura și puneți în el un schimbător de căldură pentru acoperiș. Totul este simplu. Aerul este preluat de sub tavan în cameră și în funcție de dorințele clientului, fie de sub tavan, fie în zona de respirație a lucrătorilor sau a vizitatorilor centrelor comerciale.

Recuperator cu agent termic intermediar:

Și acest tip de recuperatoare este potrivit pentru deja sistemele existente ventilație „aflux separat - extrage separat”.

Ei bine, sau dacă este imposibil să construiți un nou sistem de ventilație cu orice tip de schimbător de căldură, ceea ce presupune alimentarea cu flux și evacuare într-o cameră. Dar merită să ne amintim că atât schimbătoarele de căldură cu plăci, cât și cele rotative au o eficiență mai mare decât cele cu glicol.

În acest articol, vom lua în considerare o astfel de caracteristică de transfer de căldură ca coeficientul de recuperare. Arată gradul de utilizare de către un purtător de căldură a altuia în timpul schimbului de căldură. Factorul de recuperare poate fi denumit factor de recuperare a căldurii, eficiență a schimbului de căldură sau eficiență termică.

În prima parte a articolului, vom încerca să găsim relații universale pentru transferul de căldură. Ele pot fi derivate din cele mai generale principii fizice și nu necesită măsurători. În a doua parte, vom prezenta dependențele coeficienților reali de recuperare de principalele caracteristici ale transferului de căldură pentru perdele de aer reale sau separat pentru unitățile de schimb de căldură „apă – aer”, care au fost deja luate în considerare în articolele „Puterea perdelei de căldură la debite arbitrare ale lichidului de răcire și ale aerului. Interpretarea datelor experimentale” și „Puterea perdelei de căldură la debite arbitrare de lichid de răcire și de aer. Invariants of the heat transfer process”, publicat de revista „Climate World” în numerele 80, respectiv 83. Se va arăta cum coeficienții depind de caracteristicile schimbătorului de căldură, precum și modul în care sunt afectați de debitele purtătorilor de căldură. Vor fi explicate unele paradoxuri ale transferului de căldură, în special paradoxul unei valori mari a coeficientului de recuperare cu o diferență mare a debitelor purtătorilor de căldură. Pentru a simplifica, însuși conceptul de recuperare și sensul definiției sale cantitative (coeficientul) vor fi luate în considerare folosind exemplul schimbătoarelor de căldură aer-aer. Acest lucru ne va permite să definim o abordare a sensului fenomenului, care poate fi apoi extinsă la orice schimb, inclusiv „apă – aer”. Trebuie remarcat faptul că în unitățile de schimb de căldură aer-aer se pot organiza atât curenți încrucișați, care sunt fundamental aproape de schimbătoarele de căldură apă-aer, cât și contracurenți ai mediilor de schimb de căldură. În cazul contracurenților, care determină valorile mari ale coeficienților de recuperare, modelele practice de transfer de căldură pot diferi oarecum de cele discutate mai devreme. Este important ca legile universale ale transferului de căldură să fie în general valabile pentru orice tip de unitate de schimb de căldură. În raționamentul articolului, vom presupune că energia este conservată în timpul transferului de căldură. Acest lucru este echivalent cu afirmația că puterea de radiație și convecția căldurii din corp echipamente termice, datorită valorii temperaturii carcasei, sunt mici în comparație cu puterea utilă de transfer termic. De asemenea, presupunem că capacitatea termică a purtătorilor nu depinde de temperaturile acestora.

CÂND ESTE IMPORTANT UN COEFICIENT DE RECUPERARE MARE?

Putem presupune că capacitatea de a transfera o anumită cantitate de putere termică este una dintre principalele caracteristici ale oricărui echipament termic. Cu cât această capacitate este mai mare, cu atât echipamentul este mai scump. Factorul de recuperare în teorie poate varia de la 0 la 100%, iar în practică adesea de la 25 la 95%. Intuitiv, se poate presupune că un factor ridicat de recuperare, precum și capacitatea de a transmite o putere mare, implică calități ridicate de consum ale echipamentului. Cu toate acestea, în realitate, o astfel de relație directă nu este observată, totul depinde de condițiile de utilizare a transferului de căldură. Când este important un grad ridicat de recuperare a căldurii și când este secundar? Dacă lichidul de răcire din care se ia căldură sau frigul este folosit o singură dată, adică nu este în buclă și imediat după utilizare este descărcat iremediabil în mediul extern, atunci pentru utilizare eficientă din această căldură, este de dorit să se folosească un dispozitiv cu un factor de recuperare ridicat. Printre exemple se numără utilizarea căldurii sau a frigului dintr-o parte a instalațiilor geotermale, rezervoare deschise, surse de exces tehnologic de căldură, unde este imposibil să închideți circuitul purtător de căldură. Recuperarea ridicată este importantă atunci când în rețeaua de încălzire calculul se efectuează numai pe debitul de apă și valoarea temperaturii apei directe. Pentru schimbătoarele de căldură aer-aer, aceasta este utilizarea căldurii aerului evacuat, care imediat după schimbul de căldură intră în mediul extern. Un alt caz limitativ se realizeaza cand lichidul de racire este platit strict in functie de energia luata din acesta. Se poate numi varianta ideala rețele de încălzire. Apoi se poate afirma că un astfel de parametru precum coeficientul de recuperare nu contează deloc. Deși, cu restricții privind temperatura de retur a purtătorului, are sens și coeficientul de recuperare. Rețineți că, în anumite condiții, este de dorit un factor de recuperare mai mic al echipamentului.

DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE RECUPERARE

Definiția factorului de recuperare este dată în multe manuale de referință (de exemplu, , ). Dacă se face schimb de căldură între două medii 1 și 2 (Fig. 1),

care au capacități termice c 1 și c 2 (în J / kgxK) și debite masice g 1 și respectiv g 2 (în kg / s), coeficientul de recuperare a transferului de căldură poate fi reprezentat ca două rapoarte echivalente:

\u003d (c 1 g 1) (T 1 - T 1 0) / (cg) min (T 2 0 - T 1 0) \u003d (c 2 g 2) (T 2 0 - T 2) / (cg) min (T20 - T10). (1)

În această expresie, T 1 și T 2 sunt temperaturile finale ale acestor două medii, T 1 0 și T 2 0 sunt cele inițiale, iar (cg) min este minimul celor două valori ale so- numit echivalent termic al acestor medii (W/K) la debitele g 1 şi g 2 , (cg) min = min((s 1 g 1), (s 2 g 2)). Pentru a calcula coeficientul, puteți utiliza oricare dintre expresii, deoarece numărătorii lor, fiecare exprimând toata puterea transferul de căldură (2) sunt egale.

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

A doua egalitate din (2) poate fi considerată ca o expresie a legii conservării energiei în timpul transferului de căldură, care pentru procesele termice se numește prima lege a termodinamicii. Se poate observa că în oricare dintre cele două definiții echivalente din (1), sunt prezente doar trei din cele patru temperaturi de schimb. După cum sa menționat, valoarea devine semnificativă atunci când unul dintre lichidele de răcire este aruncat după utilizare. Rezultă de aici că alegerea dintre cele două expresii din (1) poate fi întotdeauna făcută în așa fel încât temperatura finală a acestui purtător să fie exclusă din expresia de calcul. Să dăm exemple.

a) Recuperarea căldurii aerului extras

exemplu celebru Un schimbător de căldură cu o valoare necesară ridicată poate servi ca schimbător de căldură pentru aerul evacuat pentru încălzirea aerului de alimentare (Fig. 2).

Dacă desemnăm temperatura aerului evacuat T camera, strada T st, și aerul de alimentare după încălzire în schimbătorul de căldură T pr, atunci, având în vedere aceeași valoare a capacităților termice de la două fluxuri de aer (sunt aproape aceleași, dacă neglijăm micile dependențe de umiditate și temperatura aerului), puteți obține o expresie bine cunoscută pentru:

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

În această formulă, gmin reprezintă cel mai mic g min \u003d min (g în, g out) dintre cele două debite secunde g în aerul de alimentare și g în aerul evacuat. Când debitul de aer de alimentare nu depășește debitul de aer evacuat, formula (3) se simplifică și se reduce la forma = (T pr - T st) / (T camera - T st). Temperatura care nu este luată în considerare în formula (3) este temperatura T' a aerului evacuat după trecerea prin schimbătorul de căldură.

b) Recuperare într-o perdea de aer sau într-un încălzitor arbitrar apă-aer

Pentru că pentru toți Opțiuni singura temperatură, a cărei valoare poate să nu fie semnificativă, este temperatura apei de retur T x, ar trebui exclusă din expresia factorului de recuperare. Dacă desemnăm temperatura aerului din jurul perdelei de aer T 0, încălzit de perdeaua de aer - T, și temperatura aerului care intră în schimbătorul de căldură apa fierbinte T g, (Fig. 3), pentru că obținem:

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

În această formulă, c este capacitatea termică a aerului, g este al doilea flux de aer în masă.

Denumirea (cg) min este cea mai mică valoare a aerului cg și a apei cu W G echivalenți termici, c W este capacitatea termică a apei, G este al doilea debit masic al apei: (cg) min \u003d min ((cg) , (c W G)). Dacă debitul de aer este relativ mic și echivalentul de aer nu depășește echivalentul de apă, formula este, de asemenea, simplificată: \u003d (T - T 0) / (T g - T 0).

SENSUL FIZIC AL COEFICIENTULUI DE RECUPERARE

Se poate presupune că valoarea coeficientului de recuperare a căldurii este o expresie cantitativă a eficienței termodinamice a transferului de putere. Se știe că pentru transferul de căldură această eficiență este limitată de a doua lege a termodinamicii, care este cunoscută și sub numele de legea entropiei nedescrescătoare.

Cu toate acestea, se poate demonstra că - aceasta este într-adevăr eficiența termodinamică în sensul entropiei nedescrescătoare numai în cazul egalității echivalentelor termice a două medii schimbătoare de căldură. În cazul general al inegalității de echivalenți, valoarea teoretică maximă posibilă = 1 se datorează postulatului lui Clausius, care este formulat astfel: „Căldura nu poate fi transferată dintr-un corp mai rece într-un corp mai cald fără alte modificări asociate în același timp. cu acest transfer”. În această definiție, alte modificări sunt munca care se realizează asupra sistemului, de exemplu, în ciclul Carnot invers, pe baza căruia funcționează aparatele de aer condiționat. Având în vedere că pompele și ventilatoarele în timpul schimbului de căldură cu astfel de purtători precum apa, aerul și alții, produc un lucru neglijabil asupra acestora în comparație cu energiile de schimb de căldură, putem presupune că cu un astfel de schimb de căldură postulatul Clausius este îndeplinit cu un grad ridicat de precizie.

Deși se crede în mod obișnuit că atât postulatul lui Clausius, cât și principiul entropiei nedescrescătoare sunt doar formulări ale celei de-a doua legi a termodinamicii pentru sistemele închise care sunt diferite ca formă, nu este așa. Pentru a respinge echivalența lor, vom arăta că pot duce, în general, la diverse restricții asupra transferului de căldură. Luați în considerare un recuperator aer-aer în cazul echivalenților termici egali a două medii schimbătoare, care, dacă capacitățile termice sunt egale, implică egalitatea debitelor masice a două fluxuri de aer și = (T pr - T st ) / (T camera - T st). Să fie, pentru certitudine, temperatura camerei T camera \u003d 20 ° C și temperatura străzii T strada \u003d 0 ° C. Dacă ignorăm complet căldura latentă a aerului, care se datorează umidității sale, atunci, după cum urmează de la (3), temperatura aerului de alimentare T pr \u003d 16 o C corespunde unui coeficient de recuperare = 0,8, iar la T pr = 20 o C va atinge o valoare de 1. (Temperaturile aerului aruncat în strada in aceste cazuri T' va fi de 4 o C si respectiv 0 o C). Să arătăm că exact = 1 este maximul pentru acest caz. La urma urmei, chiar dacă aerul de alimentare ar avea o temperatură de T pr \u003d 24 ° C și ar fi aruncat în stradă T ' = -4 ° C, atunci prima lege a termodinamicii (legea conservării energiei) nu ar fi încălcat. În fiecare secundă, E = cg 24 o C Jouli de energie vor fi transmise în aerul străzii și aceeași cantitate va fi preluată din aerul camerei, iar în acest caz va fi egală cu 1,2, sau 120%. Cu toate acestea, un astfel de transfer de căldură este imposibil tocmai pentru că entropia sistemului va scădea în acest caz, ceea ce este interzis de a doua lege a termodinamicii.

Într-adevăr, conform definiției entropiei S, modificarea acesteia este asociată cu o modificare a energiei totale a gazului Q prin relația dS = dQ / T (temperatura se măsoară în Kelvins), și având în vedere că la o presiune constantă a gazului dQ = mcdT, m este masa gazului, s (sau așa cum este adesea notat cu p) - capacitatea de căldură la presiune constantă, dS \u003d mc dT / T. Astfel, S = mc ln(T 2 / T 1), unde T 1 și T 2 sunt temperaturile inițiale și finale ale gazului. În notarea formulei (3), pentru o a doua modificare a entropiei aerului de alimentare, obținem Spr = cg ln(Tpr / Tul), dacă aerul străzii se încălzește, acesta este pozitiv. Pentru a modifica entropia aerului evacuat Sout = c g · ln(T / Troom). Modificarea entropiei întregului sistem în 1 secundă:

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

Pentru toate cazurile, vom lua în considerare T st \u003d 273K, T camera \u003d 293K. Pentru = 0,8 din (3), T pr = 289K și din (2) T’ = 277K, ceea ce ne va permite să calculăm modificarea entropiei totale S = 0,8 = 8 10 –4 cg. La = 1, obținem în mod similar T pr = 293K și T' = 273K, iar entropia, așa cum era de așteptat, rămâne S = 1 = 0. Cazul ipotetic = 1,2 corespunde T pr = 297K și T' = 269K, iar calculul arată scăderea entropiei: S = 1,2 = –1,2 10 –4 cg. Acest calcul poate fi considerat o justificare pentru imposibilitatea acestui proces c = 1,2 în special și, în general, pentru orice > 1 tot din cauza S< 0.

Deci, la debite care asigură echivalenți termici egali a două medii (pentru medii identice, aceasta corespunde unor debite egale), coeficientul de recuperare determină eficiența schimbului în sensul că = 1 determină cazul limită de conservare a entropiei. Postulatul lui Clausius și principiul entropiei nedescrescătoare sunt echivalente pentru un astfel de caz.

Acum luați în considerare debitele inegale de aer pentru schimbul de căldură aer-aer. Fie, de exemplu, debitul masic al aerului de alimentare să fie de 2 g, iar cel al aerului evacuat să fie g. Pentru a modifica entropia la astfel de costuri, obținem:

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

Pentru = 1 la aceleași temperaturi inițiale T st = 273 K și T cameră = 293 K, folosind (3), obținem T pr = 283 K, deoarece g pr / g min = 2. Atunci din legea conservării energiei (2) obținem valoarea T ' = 273K. Dacă înlocuim aceste valori ale temperaturii în (6), atunci pentru o modificare completă a entropiei obținem S = 0,00125cg > 0. Adică, chiar și în cazul cel mai favorabil c = 1, procesul devine termodinamic neoptimal, apare cu o creștere a entropiei și, drept consecință, spre deosebire de subcazul cu costuri egale, este întotdeauna ireversibilă.

Pentru a estima amploarea acestei creșteri, să găsim coeficientul de recuperare pentru schimbul de costuri egale deja considerat mai sus, astfel încât în ​​urma acestui schimb să se producă aceeași valoare de entropie ca și pentru costurile care diferă cu un factor de 2 la = 1. Cu alte cuvinte, estimăm non-optimalitatea termodinamică a schimbului de costuri diferite în condiții ideale. În primul rând, schimbarea entropiei în sine spune puțin, este mult mai informativ să luăm în considerare raportul S / E dintre modificarea entropiei și energia transferată prin schimbul de căldură. Având în vedere că în exemplul de mai sus, când entropia crește cu S = 0,00125cg, energia transferată este E = cg pr (T pr - T ul) = 2c g 10K. Astfel, raportul S/E = 6,25 10 -5 K -1. Este ușor de observat că coeficientul de recuperare = 0,75026 duce la aceeași „calitate” a schimbului la debite egale... Într-adevăr, la aceleași temperaturi inițiale T ul = 273K și T cameră = 293K și debite egale, acest coeficient corespunde cu temperaturile T pr = 288K si T' = 278K. Folosind (5), obținem modificarea entropiei S = 0,000937сg și ținând cont că E = сg(T pr - T ul) = сg 15K, obținem S / Е = 6,25 10 –5 K -1 . Deci, din punct de vedere al calității termodinamice, transferul de căldură la = 1 și la debite de două ori diferite corespunde transferului de căldură la = 0,75026 ... cu debite identice.

Mai poate fi pusă o întrebare: care ar trebui să fie temperaturile de schimb ipotetice cu debite diferite pentru ca acest proces imaginar să aibă loc fără o creștere a entropiei?

Pentru = 1,32 la aceleași temperaturi inițiale T st = 273 K și T cameră = 293 K, folosind (3), obținem T pr = 286,2 K și din legea de conservare a energiei (2) T’ = 266,6 K. Dacă înlocuim aceste valori în (6), atunci pentru o modificare completă a entropiei obținem cg(2ln(286.2 / 273) + ln(266.6 / 293)) 0. Legea conservării energiei și legea nonului -scăderea entropiei pentru aceste temperaturi sunt satisfăcute și totuși schimbul este imposibil deoarece T’ = 266,6 K nu aparține intervalului inițial de temperatură. Acest lucru ar încălca în mod direct postulatul lui Clausius, transferând energie dintr-un mediu mai rece într-unul încălzit. În consecință, acest proces este imposibil, la fel cum altele sunt imposibile nu numai cu conservarea entropiei, ci chiar și cu creșterea acesteia, atunci când temperaturile finale ale oricăruia dintre medii depășesc intervalul de temperatură inițial (T st, T camera).

La costuri care asigură echivalente termice inegale ale mediului de schimb, procesul de transfer de căldură este fundamental ireversibil și continuă cu o creștere a entropiei sistemului, chiar și în cazul celui mai eficient transfer de căldură. Aceste considerații sunt valabile și pentru două medii cu capacități termice diferite; singurul lucru important este dacă echivalentele termice ale acestor medii coincid sau nu.

PARADOXUL CALITATII MINIMULUI TRANSFERILOR DE CALDURA CU COEFICIENT DE RECUPERARE 1/2

În acest paragraf, luăm în considerare trei cazuri de transfer de căldură cu coeficienți de recuperare de 0, 1/2 și, respectiv, 1. Să treacă prin schimbătoarele de căldură fluxuri egale de medii schimbătoare de căldură cu capacități termice egale cu unele temperaturi inițiale diferite T 1 0 și T 2 0. Cu un factor de recuperare de 1, cele două medii pur și simplu schimbă valorile temperaturii, iar temperaturile finale o oglindesc pe cele inițiale T 1 = T 2 0 și T 2 = T 1 0 . Evident, entropia nu se modifică în acest caz S = 0, deoarece aceleași medii la ieșire au aceleași temperaturi ca la intrare. Cu un factor de recuperare de 1/2, temperaturile finale ale ambelor medii vor fi egale cu media aritmetică a temperaturilor inițiale: T 1 = T 2 = 1/2 (T 1 0 + T 2 0). Va avea loc un proces ireversibil de egalizare a temperaturii, care este echivalent cu o creștere a entropiei S > 0. Cu un coeficient de recuperare de 0, nu există schimb de căldură. Adică, T 1 \u003d T 1 0 și T 2 \u003d T 2 0, iar entropia stării finale nu se va schimba, ceea ce este similar cu starea finală a sistemului cu un coeficient de recuperare egal cu 1. Deoarece starea c \u003d 1 este identică cu starea c \u003d 0, de asemenea, prin analogie se poate demonstra că starea = 0,9 este identică cu starea c = 0,1 etc. În acest caz, starea c = 0,5 va corespunde cu creșterea maximă a entropiei din toți coeficienții posibili. Aparent, = 0,5 corespunde unui transfer de căldură de calitate minimă.

Desigur, acest lucru nu este adevărat. Explicația paradoxului ar trebui să înceapă cu faptul că transferul de căldură este un schimb de energie. Dacă entropia a crescut cu o anumită cantitate ca urmare a transferului de căldură, atunci calitatea transferului de căldură va diferi în funcție de faptul că căldura a fost transferată în același timp 1 J sau 10 J. Este mai corect să luăm în considerare nu schimbarea absolută a entropia S (de fapt, producția sa în schimbătorul de căldură), dar raportul dintre modificarea entropiei și energia transferată în acest caz E. Evident, pentru diferite seturi de temperaturi, aceste valori pot fi calculate pentru = 0,5. Este mai dificil de calculat acest raport pentru = 0, deoarece aceasta este o incertitudine de forma 0/0. Cu toate acestea, este ușor să luăm redistribuirea raportului la 0, care în termeni practici poate fi obținut luând acest raport la valori foarte mici, de exemplu, 0,0001. În tabelele 1 și 2, prezentăm aceste valori pentru diferite condiții inițiale de temperatură.

Pentru orice valoare și la intervalele de temperatură de uz casnic T st și T br (vom presupune că T br / T st x

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

Într-adevăr, dacă desemnăm camera T \u003d strada T (1 + x), 0< x

Pe graficul 1 arătăm această dependență pentru temperaturi T ul = 300K T cameră = 380K.

Această curbă nu este o linie dreaptă definită prin aproximare (7), deși este suficient de aproape de ea încât nu se pot distinge pe grafic. Formula (7) arată că calitatea transferului de căldură este minimă tocmai la = 0. Să mai facem o estimare a scalei S / E. În exemplul dat în , considerăm legătura a două rezervoare de căldură cu temperaturile T 1 și T. 2 (T 1< T 2) теплопроводящим стержнем. Показано, что в стержне на единицу переданной энергии вырабатывается энтропия 1/Т 1 –1/Т 2 . Это соответствует именно минимальному качеству теплообмена при рекуперации с = 0. Интересное наблюдение заключается в том, что по физическому смыслу приведенный пример со стержнем интуитивно подобен теплообмену с = 1/2 , поскольку в обоих случаях происходит выравнивание температуры к среднему значению. Однако формулы демонстрируют, что он эквивалентен именно случаю теплообмена с = 0, то есть теплообмену с наиболее низким качеством из всех возможных. Без вывода укажем, что это же минимальное качество теплообмена S / E = 1 / Т 1 0 –1 / Т 2 0 в точности реализуется для ->0 și la un raport arbitrar al debitelor de lichid de răcire.

MODIFICĂRI ALE CALITĂȚII TRANSFERULUI DE CĂLDURĂ ÎN CHELTUIELI DIFERITE ALE PURTĂTORILOR DE CĂLDURĂ

Vom presupune că debitele purtătorilor de căldură diferă de n ori, iar transferul de căldură are loc cu cea mai înaltă calitate posibilă (= 1). Ce calitate a schimbului de căldură cu costuri egale va corespunde? Pentru a răspunde la această întrebare, să vedem cum se comportă valoarea lui S / E la = 1 pentru diferite rapoarte ale costurilor. Pentru diferența de cost n = 2, această corespondență a fost deja calculată la punctul 3: = 1 n=2 corespunde = 0,75026… pentru aceleași fluxuri. În tabelul 3, pentru un set de temperaturi de 300K și 350K, prezentăm modificarea relativă a entropiei la debite egale de lichide de răcire cu aceeași capacitate termică pentru valori diferite.

În Tabelul 4 prezentăm, de asemenea, modificarea relativă a entropiei pentru diferite rapoarte de curgere n numai la cea mai mare eficiență posibilă de transfer de căldură (= 1) și eficiența corespunzătoare care rezultă în aceeași calitate pentru debite egale.

Să prezentăm dependența obținută (n) pe graficul 2.

Cu o diferență infinită de costuri, tinde către o limită finită de 0,46745 ... Se poate demonstra că aceasta este o dependență universală. Este valabil la orice temperatură inițială pentru orice mediu, dacă în loc de raportul de cost ne referim la raportul echivalenților termici. Poate fi aproximat și printr-o hiperbolă, care este indicată în graficul 3 printr-o linie albastră:

„(n) 0,4675+ 0,5325/n. (8)

Linia roșie indică relația exactă (n):

Dacă se realizează costuri inegale într-un schimb cu un arbitrar n>1, atunci eficiența termodinamică în sensul producerii entropiei relative scade. Oferim estimarea sa superioară fără derivare:

Acest raport tinde să exacte egalitatea pentru n>1 aproape de 0 sau 1, iar pentru valorile intermediare nu depășește o eroare absolută de câteva procente.

Sfârșitul articolului va fi prezentat într-unul din numerele următoare ale revistei „LUME CLIMATICE”. Folosind exemple de unități reale de schimb de căldură, vom găsi valorile coeficienților de recuperare și vom arăta cât de mult sunt determinati de caracteristicile unității și cât de debitele purtătorilor de căldură.

LITERATURĂ

1. Puhov A. aer. Interpretarea datelor experimentale. // Lumea climatică. 2013. Nr. 80. P. 110.
2. Puhov A. C. Puterea perdelei termice la debite arbitrare ale lichidului de răcire și aer. Invarianți ai procesului de transfer de căldură. // Lumea climatică. 2014. Nr 83. P. 202.
3. Cazul V. M., Londra A. K. Schimbătoare de căldură compacte. . M.: Energie, 1967. S. 23.
4. Wang H. Formule de bază și date despre transfer de căldură pentru ingineri. . M.: Atomizdat, 1979. S. 138.
5. Kadomtsev B. B. Dinamica și information // Uspekhi fizicheskikh nauk. T. 164. 1994. Nr. 5 mai S. 453.

Puhov Alexey Vyacheslavovich,
Director tehnic
Compania Tropic Line

Sisteme de ventilație în ultimele versiuni nu se mai limitează la setul standard de funcții, dintre care principalul este actualizarea mediului aerian. De exemplu, prin utilizarea filtrelor tehnologice, echipamentul minimizează conținutul de particule dăunătoare din cameră și, de asemenea, previne pătrunderea mirosurilor. Ele se îmbunătățesc și în ceea ce privește reglarea microclimatului, ceea ce este benefic în special în ceea ce privește economisirea energiei. Pentru a asigura această posibilitate se folosesc unități de alimentare și evacuare cu recuperare a fluxului de aer. Funcționarea unor astfel de sisteme se bazează pe procesarea fluxurilor de căldură care trec prin elementele unității de ventilație. Drept urmare, utilizatorul primește nu numai aer proaspăt, ci și încălzit natural.

Care este principiul recuperării?

Procesul de recuperare are loc pe fondul interacțiunii fluxurilor de aer cu diferite temperaturi. Adică, fluxurile încălzite își ceda căldura celor reci, formând astfel un echilibru optim de temperatură. Recuperarea este transferul de căldură la aer proaspăt, care se realizează într-un schimbător de căldură special. În același timp, există diferite niveluri de eficiență a acestui proces. De exemplu, o fereastră deschisă arată eficiență zero. În acest caz, fluxurile de alimentare nu se încălzesc, ci scad temperatura aerului din încăpere. Putem spune că acesta este un proces opus recuperării.

Nivelul mediu de eficiență variază în intervalul 30-90%. Indicator optim ajunge la 60%, iar sistemele care prezintă un indicator peste 80% sunt considerate cele mai productive. Cea mai eficientă recuperare este un proces de schimb de căldură, în care încălzirea fluxurilor de alimentare atinge un nivel corespunzător aerului care este eliminat. Dar chiar și tehnologii moderne nu atingeți o eficiență de 100%.

Recuperator în sistemul de ventilație

Principiul recuperării este implementat în sistemul de ventilație sub forma unui schimbător de căldură de suprafață. Procesul de distribuție a căldurii în sine se realizează cu ajutorul unui perete care separă două fluxuri direcționate opus. Regeneratoarele au un dispozitiv similar, dar sistemul de recuperare este diferit prin faptul că canalele de aer rămân aceleași pe toată perioada de funcționare. Trebuie să spun că echipamentele de climatizare pot deservi nu numai mediile de aer. Deci, recuperarea este utilizată și în lucrul cu gaz, lichide etc. Există, de asemenea, diferite scheme de proiectare. Cele mai comune sunt modelele cu nervuri, tubulare și plăci. În același timp, sunt furnizate diferite abordări ale proiectării canalelor de curgere - de exemplu, pot fi distinse dispozitive cu flux direct, contracurent și cu flux încrucișat.

Schimbător de căldură cu plăci încrucișate

În astfel de instalații, se folosesc de obicei pereții despărțitori cu membrană, datorită cărora este asigurată o recuperare eficientă. O caracteristică a sistemului este că, pe măsură ce aerul este îndepărtat, excesul de umiditate iese și în stradă. Sistemul de alimentare și evacuare cu recuperare este, de asemenea, rezistent la îngheț, ceea ce se realizează fără încălzitoare speciale. Acest avantaj permite utilizarea echipamentelor cu design cu diafragmă încrucișată în condiții regim de temperatură până la -35 °С.

Astfel de instalații sunt utilizate atât în ​​furnizarea de clădiri rezidențiale, cât și în depozitele în care se preconizează întreținere. suprafețe mari. Ele s-au răspândit și în agricultură - de exemplu, în amenajarea adăposturilor de păsări, a magazinelor de legume și a fermelor de animale. Deoarece recuperarea căldurii în modelele cu membrane transversale oferă, de asemenea, o răcire eficientă vara, acest sistem este solicitat și în industria de producție.

Sisteme cu plăci cu aripioare

Dispozitivul unui astfel de schimbător de căldură asigură prezența plăcilor cu pereți subțiri cu nervuri realizate prin sudare de înaltă frecvență. Panourile metalice formează o structură cu un aranjament alternativ de partiții rotite cu 90 de grade. Datorită acestei scheme, se realizează o temperatură ridicată a mediului de încălzire, un nivel minim de rezistență, precum și un raport optim între suprafața de transmisie a televiziunii și greutatea schimbătorului de căldură. În plus, unitățile de tratare a aerului cu recuperare de căldură cu plăci nervurate sunt durabile și cu costuri reduse. Practica de utilizare confirmă faptul că astfel de sisteme pot economisi aproximativ 40% Adică, costurile de încălzire sunt minimizate, deoarece aerul proaspăt este încălzit efectiv de debitele îndepărtate.

Modele rotative

Caracteristicile unor astfel de instalații includ costuri reduse și performanțe destul de ridicate. Deși, în ceea ce privește performanța de încălzire cu aer proaspăt, această opțiune este inferioară designului plăcii cu o casetă dublă. În ciuda configurației simple a elementelor de lucru, unitatea rotativă de recuperare suferă de o distribuție imperfectă a fluxurilor de aer. Există un anumit risc ca aer proaspat amestecat cu cel îndepărtat și, ca urmare, calitatea ventilației ca atare va avea de suferit. Dezavantajele unor astfel de sisteme includ necesitatea întreținerii frecvente, care este deosebit de dezavantajoasă atunci când este utilizat în zone rezidențiale. Cu toate acestea, procesul de încălzire în sine este destul de eficient.

Sisteme cu flux direct și contracurent

O caracteristică a acestui tip de recuperatoare este o structură tubulară, ale cărei elemente sunt elemente sudate cu pereți subțiri. În timpul funcționării acestui tip de instalație, se formează un vortex în apropierea peretelui, care crește transferul de căldură, dar în același timp este distrus pe măsură ce rezistența în canalul de aer crește. Cel mai adesea, astfel de sisteme sunt utilizate în industrie, unde este necesară încălzirea delicată a unuia dintre mediile de lucru. De asemenea, echipamentele de cocurent-contracurent sunt folosite în inginerie mecanică pentru disiparea și recuperarea căldurii. Este solicitată și o unitate de alimentare casnică cu acest tip de recuperare - se recomandă instalarea acesteia în încăperi cu etanșare ferestre din plastic, precum și în case ecologice.

Astfel de recuperatoare, de regulă, sunt integrate într-o singură carcasă a conductei de aer, care asigură un consum redus de energie, dimensiuni compacte cu posibilitatea de instalare ascunsă, performanță ridicată și fiabilitatea echipamentului în timpul funcționării.

Recuperatori pentru case eficiente energetic

Conceptul în sine sisteme de ventilație, care asigură încălzirea pasivă a aerului proaspăt, se concentrează pe reducerea costurilor de încălzire. Dar în ceea ce privește echipamentul, recuperarea este și o modalitate prietenoasă cu mediul de a normaliza microclimatul. Producătorii produc linii speciale care folosesc materiale sigure și eficiente în ceea ce privește recuperarea. În special, cele mai recente modele primesc schimbătoare de căldură în trei trepte realizate din membrane ultra-subțiri neporoase. Un astfel de dispozitiv elimină nevoia de încălzitoare electrice de aer.

Pe lângă transferul uniform de căldură, astfel de dispozitive funcționează eficient și cu umiditate. Ele asigură o întoarcere completă a umidității în cameră, cu excluderea completă a condensatoarelor. Ca urmare, ventilația cu recuperare elimină și necesitatea instalării sistemelor de drenaj.

Automatizare pentru recuperatoare

Sistemele de alimentare și evacuare se dezvoltă și în direcția umplerii electronice. Pentru a optimiza distribuția fluxurilor, producătorii furnizează unităților posibilitatea de a regla automat poziția partițiilor inter-canal. Modelele mai avansate prevăd și setarea modurilor de viteză, indicarea indicatorilor de temperatură și monitorizarea gradului de contaminare a filtrelor cu o alarmă. În plus, ventilația modernă cu recuperare oferă posibilitatea de a controla un încălzitor extern de conducte fără a conecta dispozitive terțe la proces. Adică, în acest caz, se asigură încălzirea suplimentară a aerului la rata optimă.

Filtre în recuperatoare

Ca toți sisteme moderne ventilație, modelele cu recuperare sugerează includerea dispozitivelor de curățare în design. Deoarece schimbul de căldură implică convergența maximă a fluxurilor de aer de ieșire și forțat, filtrele joacă în acest caz un rol deosebit de important. Cel mai adesea, filtrele de tip F7 sunt utilizate în conductele de aer în sine, care exclud trecerea particulelor cu o dimensiune de 0,5 microni. G3-urile sunt mai puțin frecvente, dar, în funcție de design, poate fi necesară o astfel de adăugare. Pentru o întreținere ușoară, sistemul de recuperare este adesea echipat cu filtre din materiale plastice și fibre speciale - astfel de elemente sunt ușor de spălat și scuturat. După cum sa menționat deja, modele moderne sunt echipate si cu indicatoare care determina momentul inlocuirii filtrului.

Beneficiile recuperatoarelor

Tehnologiile utilizate în unitățile de tratare a aerului reduc la minimum consumul de energie și îmbunătățesc ergonomia echipamente climatice. În practică, utilizatorul unei astfel de instalații poate simți și o îmbunătățire a microclimatului. Desigur, recuperarea căldurii nu este la fel de eficientă din punct de vedere al funcției de încălzire precum unitățile speciale de încălzire, dar funcționarea sa nu necesită un consum suplimentar de energie. Includerea mijloacelor auxiliare de încălzire în sisteme vă permite să echilibrați atât creșterea regimului de temperatură, cât și economia de costuri cu energia. În general, conform calculelor specialiștilor, utilizarea recuperării face posibilă reducerea costurilor de încălzire cu 10-15%.

Dezavantajele recuperatoarelor

Aceste sisteme au două lipsuri grave. În primul rând, aceasta este glazura schimbătoarelor de căldură în timpul iernii. Din acest motiv, mulți utilizatori se plâng de defecțiunea echipamentelor deja în primele săptămâni de funcționare în condiții de ger. Cu toate acestea, producătorii se străduiesc să îmbunătățească calitățile de protecție ale echipamentelor prin furnizarea instalațiilor cu ventilatoare durabile. Al doilea dezavantaj pe care îl au unitățile de tratare a aerului cu recuperare de căldură este al lor munca zgomotoasa. Acest lucru este valabil mai ales pentru modelele rotative. În același timp, dezvoltatorii se străduiesc să ofere noi modele cu mijloace îmbunătățite de izolare, astfel încât opțiunile cu zgomot redus pot fi găsite pe piață.

Ce să țineți cont atunci când alegeți o unitate cu recuperator?

Un consumator care decide să instaleze un astfel de sistem în casa sa ar trebui să se concentreze pe performanța sistemului, designul și funcționalitatea. Deci, indicatorul de performanță determină posibilitatea de ventilație într-o cameră dintr-o anumită zonă. La fel de important este designul în care este realizat echipamentul. De exemplu, o unitate de recuperare a căldurii cu elemente tubulare permite o instalare convenabilă cu Cerințe minime la un spațiu liber. În ceea ce privește funcționalitatea, aceasta afectează atât capacitatea de a regla microclimatul din cameră, cât și caracteristicile ergonomice ale sistemului.

Concluzie

Funcționarea sistemelor tradiționale de ventilație nu oferă nici măcar un indiciu de funcție de economisire a energiei. De regulă, acestea sunt instalații masive vorace care aduc o contribuție semnificativă la creșterea costului de întreținere a unei case. Pe acest fond, recuperarea este o abordare aproape revoluționară a producției de echipamente climatice, care implică utilizarea rațională a energiei termice deja consumate. Dacă într-un sistem tipic aerul este încălzit pe măsură ce intră în cameră cu ajutorul echipamentelor de încălzire, atunci recuperarea vă permite să creșteți inițial temperatura fluxurilor de intrare fără a conecta încălzitoare speciale. Desigur, astfel de instalații au dezavantajele lor, dar producătorii duc o luptă fructuoasă cu ele, îmbunătățind designul recuperatoarelor.

Motoarele electrice sunt concepute pentru a antrena diferite mecanisme, dar după ce mișcarea este finalizată, mecanismul trebuie oprit. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza și o mașină electrică și o metodă de recuperare. Ce este recuperarea energiei este descris în acest articol.

Ce este recuperarea

Numele acestui proces provine de la cuvântul latin „recuperatio”, care se traduce prin „recepție înapoi”. Aceasta este returnarea unei părți din energia sau materialele utilizate pentru reutilizare.

Acest proces este utilizat pe scară largă în vehiculele electrice, în special în cele alimentate cu baterii. La deplasarea în pantă și în timpul frânării, sistemul de recuperare returnează energia cinetică a mișcării înapoi la baterie, reîncarcându-le. Acest lucru vă permite să conduceți o distanță mai lungă fără reîncărcare.

Frânare regenerativă

Un tip de frânare este regenerativ. În acest caz, viteza de rotație a motorului electric este mai mare decât cea specificată de parametrii rețelei: tensiunea la armătură și înfășurarea câmpului la motoarele de curent continuu sau frecvența tensiunii de alimentare la motoarele sincrone sau asincrone. În acest caz, motorul electric trece în modul generator, iar energia generată este returnată în rețea.

Principalul avantaj al recuperatorului este economia de energie. Acest lucru se observă mai ales atunci când conduceți prin oraș cu o viteză în continuă schimbare, transportul electric suburban și metroul cu un număr mare de opriri și frânare în fața lor.

Pe lângă avantaje, recuperarea are și dezavantaje:

• imposibilitatea unei opriri complete a transportului;
• oprire lentă la viteze mici;
• lipsa forței de frânare în parcare.

Pentru a compensa aceste neajunsuri, vehiculele sunt echipate cu sistem suplimentar frane mecanice.

Cum funcționează sistemul de recuperare

Pentru a funcționa, acest sistem trebuie să furnizeze energie de la rețea motorului și să returneze energie în timpul frânării. Acest lucru se realizează cel mai ușor în vehiculele electrice urbane, precum și în vehiculele electrice mai vechi echipate cu baterii cu plumb, motoare de curent continuu și contactoare - la schimbarea treptelor de viteză la viteză mare, modul de recuperare a energiei este activat automat.

În transportul modern, în locul contactoarelor se folosește un controler PWM. Acest dispozitiv vă permite să returnați energie atât în ​​rețeaua DC cât și curent alternativ. În timpul funcționării, funcționează ca redresor, iar în timpul frânării, determină frecvența și faza rețelei, creând un curent invers.

Interesant.În timpul frânării dinamice a motoarelor de curent continuu, acestea trec și în modul generator, dar energia generată nu revine în rețea, ci este disipată prin rezistență suplimentară.

Coborârea puterii

Pe lângă frânare, recuperatorul este folosit pentru a reduce viteza la coborârea sarcinilor prin mecanisme de ridicare și în timpul conducerii pe un drum înclinat al vehiculelor electrice. Acest lucru elimină necesitatea unei frâne mecanice portabile.

Aplicarea recuperării în transport

Această metodă de frânare este folosită de mulți ani. În funcție de tipul de transport, aplicarea acestuia are propriile caracteristici.

În vehicule electrice și biciclete electrice

Când conduceți pe șosea și, cu atât mai mult, off-road, motorul electric funcționează aproape tot timpul în modul de tracțiune și înainte de oprire sau la o intersecție - „coasting”. Oprirea se face cu ajutorul franelor mecanice datorita faptului ca recuperarea la viteze mici este ineficienta.

În plus, eficiența bateriilor în ciclul de încărcare-descărcare este departe de 100%. Prin urmare, deși astfel de sisteme sunt instalate pe vehiculele electrice, ele nu asigură economii mari la sarcină.

Pe calea ferată

Recuperarea în locomotivele electrice se realizează cu motoare de tracțiune. În același timp, se pornesc în modul generator, care transformă energia cinetică a trenului în electricitate. Această energie este reintrodusă în rețea, spre deosebire de frânarea reostatului, care face ca reostatele să se încălzească.

Recuperarea este folosită și în timpul coborârilor lungi pentru întreținere viteza constanta. Această metodă economisește energie electrică, care este returnată în rețea și utilizată de alte trenuri.

Anterior, doar locomotivele DC erau echipate cu acest sistem. În dispozitivele care funcționează pe curent alternativ, există o dificultate în sincronizarea frecvenței energiei de ieșire cu frecvența rețelei. Acum această problemă este rezolvată cu ajutorul convertoarelor tiristoare.

În subteran

În metrou, în timpul circulației trenurilor, există o accelerare și decelerare constantă a vagoanelor. Prin urmare, recuperarea energiei dă un mare efect economic. Atinge maximul dacă apare simultan în trenuri diferite în aceeași stație. Acest lucru este luat în considerare la programare.

În transportul public din oraș

În transportul electric urban, acest sistem este instalat în aproape toate modelele. Se foloseste ca principala pana la o viteza de 1-2 km/h, dupa care devine ineficienta, iar in schimb se actioneaza frana de parcare.

În Formula 1

Începând din 2009, pe unele mașini a fost instalat un sistem de recuperare. Anul acesta, astfel de dispozitive nu au acordat încă o superioritate palpabilă.

În 2010, astfel de sisteme nu au fost utilizate. Instalarea acestora, cu o limitare a puterii și a cantității de energie recuperată, a fost reluată în 2011.

Frânarea motoarelor asincrone

Reducerea vitezei motoarelor electrice asincrone se realizează în trei moduri:

• recuperare;
• opoziţie;
• dinamic.

Frânare regenerativă a motorului asincron

Recuperare motoare cu inducție posibil în trei cazuri:

• Modificarea frecvenței tensiunii de alimentare. Posibil atunci când motorul este alimentat de un convertor de frecvență. Pentru a trece la modul de frânare, frecvența este redusă astfel încât viteza rotorului să fie mai mare decât sincronă;
• Comutarea înfășurărilor și schimbarea numărului de poli. Este posibil doar în motoare electrice cu două, - și cu mai multe viteze, în care mai multe viteze sunt prevăzute constructiv;
• Coborâre de putere. Se aplică în mecanismele de ridicare a sarcinii. În aceste dispozitive, sunt instalate motoare electrice cu un rotor de fază, al căror control al vitezei se realizează prin modificarea valorii rezistenței conectate la înfășurările rotorului.

În orice caz, la frânare, rotorul începe să depășească câmpul statorului, alunecarea devine mai mare de 1, iar mașina electrică începe să funcționeze ca generator, transferând energie în rețea.

Anti-incluziune

Modul de opoziție se realizează prin comutarea celor două faze care alimentează mașina electrică între ele și pornirea rotației dispozitivului în sens opus.

Este posibilă pornirea atunci când sunt activate rezistențe suplimentare în circuitul statorului sau în înfășurarile rotorului de fază. Acest lucru reduce curentul și cuplul de frânare.

Important!În practică, această metodă este rar folosită din cauza curenților în exces de 8-10 ori mai mari decât cei nominali (cu excepția motoarelor cu rotor de fază). În plus, dispozitivul trebuie oprit la timp, altfel va începe să se rotească în direcția opusă.

Frânare dinamică a motorului asincron

Această metodă se realizează prin aplicarea unei tensiuni constante la înfășurarea statorului. Pentru a asigura funcționarea fără probleme a mașinii electrice, curentul de frânare nu trebuie să depășească 4-5 curenți fără sarcină. Acest lucru se realizează prin includerea unei rezistențe suplimentare în circuitul statorului sau prin utilizarea unui transformator descendente.

Curentul continuu care circulă în înfășurările statorului creează un câmp magnetic. La traversarea acestuia, un EMF este indus în înfășurările rotorului și curge un curent. Puterea eliberată creează un cuplu de frânare, a cărui putere este mai mare, cu atât viteza de rotație a mașinii electrice este mai mare.

De fapt, un motor electric asincron în modul de frânare dinamică se transformă într-un generator de curent continuu, ale cărui borne de ieșire sunt scurtcircuitate (într-o mașină cu rotor cu colivie) sau conectate la o rezistență suplimentară (o mașină electrică cu un rotor de fază).

Recuperare în mașini electrice este un tip de frânare care economisește energie și evită uzura frânelor mecanice.

Video