Recuperatori de căldură pentru ventilație - ce sunt și cum funcționează? Tipuri de schimbătoare de căldură și avantajele și dezavantajele acestora Schimbător de căldură cu cameră

Recuperarea căldurii a devenit destul de comună în În ultima vremeîn sistemele de ventilație. Dacă luăm în considerare procesul în sine mai detaliat, atunci trebuie mai întâi să decidem și să înțelegem ce înseamnă termenul de recuperare în sine. Recuperarea căldurii în sistemele de ventilație înseamnă că aerul trecut, care este eliminat prin instalații speciale, este trecut printr-un sistem de filtrare și reintrodus.

Merită să acordați o atenție deosebită faptului că, în sistemele de ventilație cu o parte a aerului evacuat, o parte din căldura din cameră este, de asemenea, extrasă. Și tocmai această energie termică este returnată înapoi.

Aceste sisteme sunt utilizate eficient în industriile mari și în atelierele mari, deoarece pentru a asigura temperatura optimă pentru astfel de spații în timpul iernii, este necesar să se suporte costuri mari. Aceste instalații pot compensa semnificativ astfel de pierderi și pot reduce costurile.

Chiar și într-o casă privată, unitățile de ventilație cu recuperare de căldură vor fi destul de relevante astăzi. Chiar și într-o casă individuală, ventilația se realizează întotdeauna și atunci când aerul circulă, căldura părăsește și orice încăpere. Sunteți de acord că este pur și simplu imposibil să sigilați complet clădirea și, prin urmare, să evitați orice pierdere de căldură.

Astăzi, aceste sisteme ar trebui utilizate chiar și într-o casă privată din următoarele motive:

• Pentru îndepărtarea rapidă a aerului cu un amestec mare de dioxid de carbon;
• Pentru aflux suma necesară aer curat în spațiile de locuit;
• Pentru a elimina umiditatea ridicată din încăperi, precum și pentru a elimina mirosurile neplăcute;
• Pentru a economisi căldura;
• Și, de asemenea, pentru a îndepărta praful și microorganismele dăunătoare care pot fi conținute în acesta.

Sisteme de alimentare cu aer cu recuperare

Unitatea de tratare a aerului cu recuperare de căldură devine din ce în ce mai populară printre proprietarii privați. Iar meritele sale, mai ales în sezonul rece, sunt foarte mari.

După cum știți, există multe modalități de a asigura un spațiu de locuit cu ventilația necesară. Aceasta este circulația naturală a aerului, care se realizează în principal prin ventilarea încăperilor. Dar trebuie să recunoașteți că este pur și simplu imposibil să utilizați această metodă iarna, deoarece toată căldura va părăsi rapid spațiile de locuit.

Dacă, totuși, într-o casă în care circulația aerului se realizează numai în mod natural, nu există un sistem mai eficient, atunci se dovedește că, pe vreme rece, încăperile nu primesc volumul necesar de aer proaspăt și respectiv oxigen, ceea ce în continuare afectează negativ bunăstarea tuturor membrilor familiei.

Desigur, recent, când aproape toți proprietarii instalează ferestre din plasticși uși, se dovedește că aranjarea ventilației într-un mod natural este pur și simplu ineficientă. Prin urmare, este necesar să se instaleze echipamente suplimentare care pot asigura o bună circulație a aerului în interiorul incintei. Și, desigur, fiecare proprietar va fi de acord că ar fi de dorit ca orice sistem să cheltuiască electricitatea economic.

Și aici cea mai bună opțiune ar fi recuperarea căldurii în sistemele de ventilație. În mod ideal, este de dorit să achiziționați o unitate care ar putea oferi și recuperarea umidității.

Ce este recuperarea umidității?

În orice cameră, trebuie menținut întotdeauna un anumit nivel de umiditate, la care fiecare persoană să se simtă cel mai confortabil. Această normă are o valoare de la 45 la 65%. Iarna, majoritatea oamenilor experimentează aerul interior excesiv de uscat. Mai ales în apartamente, când încălzirea este pornită la maxim și aerul devine foarte uscat cu o umiditate de aproximativ 25%.

În plus, adesea se dovedește că nu numai o persoană suferă de astfel de modificări ale umidității. Dar și podelele cu mobilier, după cum știți, lemnul are o higroscopicitate ridicată. Foarte des, mobilierul și podelele se usucă din cauza aerului prea uscat, iar în viitor se dovedește că podelele încep să scârțâie, iar mobilierul se destramă. Aceste instalații vor menține în primul rând nivelul necesar de umiditate în orice încăpere, indiferent de perioada anului.

Tipuri de recuperatoare

În individual Cladiri rezidentiale de cele mai multe ori instalați sisteme de ventilație cu schimbătoare de căldură centralizate. În plus, astăzi puteți alege dintre mai multe tipuri de modele de ventilație cu recuperare, dar următoarele sunt mai solicitate:

1. Lamelar.
2. Rotativ.
3. Cameră.
4. Avand un lichid de racire intermediar.

Schimbatoare de caldura tip placi

Cel mai desene simple pentru sistemele de ventilație. Schimbătorul de căldură este realizat sub forma unei camere împărțite în canale separate situate paralel unul cu celălalt. Între ele există o partiție lamelară subțire, care are proprietăți ridicate de conducție a căldurii.

Principiul de funcționare se bazează pe schimbul de căldură a fluxurilor de aer, adică aerul evacuat care este îndepărtat din încăpere și își degajă căldura aerului de alimentare, care intră în casă deja cald, datorită unui astfel de schimb.

Avantajele acestei tehnologii includ:

• configurare simplă a dispozitivului;
• absența completă a oricăror părți în mișcare;
• Eficiență ridicată.

Ei bine, unul dintre cele mai semnificative dezavantaje în funcționarea unui astfel de schimbător de căldură este formarea de condens pe placa în sine. De obicei, astfel de schimbătoare de căldură necesită o instalare suplimentară cu eliminatoare speciale de picături. Acesta este un parametru necesar deoarece timp de iarna condensul poate îngheța și opri dispozitivul. De aceea unele dispozitive de acest tip au sisteme de dezghețare încorporate.

Schimbatoare de caldura rotative

Aici partea principală este preluată de rotor, care se află între canalele de aer și încălzește aerul cu ajutorul rotației constante. Ventilația de tip rotativ cu recuperare de căldură are o eficiență foarte ridicată. Acest sistem vă permite să reveniți înapoi în cameră aproximativ 80% din căldură.

Dar un dezavantaj semnificativ este inferioritatea sistemului în ceea ce privește murdăria, praful și mirosurile. Nu există nicio densitate în design între rotor și carcasă. Din cauza lor, fluxurile de aer se pot amesteca și, prin urmare, toată poluarea poate reveni din nou. Și, desigur, nivelul de zgomot aici este cu un ordin de mărime mai mare decât cel al unui schimbător de căldură cu plăci.

Schimbatoare de caldura tip camera

În acest tip de recuperator, fluxurile de aer sunt separate direct de camera în sine. Schimbul de căldură are loc datorită clapetei, care schimbă periodic direcția fluxului de aer. Acest sistem este foarte eficient în funcționare. Iar dezavantajele includ doar prezența pieselor mobile în interiorul dispozitivului.

Schimbătoare de căldură cu purtător intermediar

Principiul de funcționare al acestui dispozitiv este aproape similar cu funcționarea unui schimbător de căldură cu plăci. Aici schimbătorul de căldură este un circuit închis al tubului. În ea există o circulație constantă a apei sau a unei soluții de apă-glicol. Eficiența proceselor de transfer de căldură depinde direct de viteza de circulație într-un circuit închis de fluid.

Într-un astfel de dispozitiv, amestecarea fluxurilor de aer este complet exclusă. Singurul dezavantaj este lipsa de eficiență. Un astfel de dispozitiv este capabil să returneze aproximativ 50% din căldura preluată din cameră.

conducte de căldură

Merită evidențiat un alt tip de recuperatoare. Recuperarea căldurii în casă cu ajutorul conductelor de căldură este destul de eficientă. Astfel de dispozitive sunt tuburi sigilate din metal, care are proprietăți ridicate de conducție a căldurii. În interiorul unui astfel de tub este un lichid care are un foarte temperatura scazuta fierbere (de obicei aici se folosește freonul).

Un astfel de schimbător de căldură este întotdeauna instalat în poziție verticală, cu unul dintre capete situat în conducta de evacuare, iar celălalt în conducta de alimentare.

Principiul de funcționare este simplu. Aerul cald care se extrage, spălând țeava, transferă căldură freonului, care, la fierbere, se deplasează în sus, cu o cantitate mare de căldură. Iar aerul de alimentare care spală partea superioară a tubului ia această căldură cu el.

Avantajele includ eficiență ridicată, funcționare silențioasă și eficiență ridicată. Așadar, astăzi puteți economisi semnificativ la încălzirea casei, returnând-o parțial înapoi.

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 cortinei de căldură”. la debite arbitrare ale lichidului de răcire și 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, în mod 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 COEFICIENTUL 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 transfer 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

Motoarele electrice sunt concepute pentru a antrena diferite mecanisme, dar după ce mișcarea este finalizată, mecanismul trebuie oprit. Pentru aceasta puteți folosi și mașină electrică si metoda 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.

Coborâre de putere

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 returnată rețelei, 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 tangibilă.

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 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 aparatului 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 utilizată 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).

Recuperarea la mașinile electrice este un tip de frânare care economisește energie și evită uzura frânelor mecanice.

Video

Ecologia consumului. Manor: Pierderea de căldură este o problemă serioasă cu care se luptă știința construcțiilor. Incalzitoare eficiente, ferestrele și ușile ermetice o rezolvă doar parțial. Scurgerile de căldură prin pereți, ferestre, acoperișuri și podele pot fi reduse semnificativ. În ciuda acestui fapt, energia are o cale mai largă de a „scăpa”. Aceasta este ventilația, fără de care este imposibil de făcut în orice clădire.

Pierderea de căldură este o problemă serioasă cu care se confruntă știința construcțiilor. Izolarea eficientă, ferestrele și ușile sigilate o rezolvă doar parțial. Scurgerile de căldură prin pereți, ferestre, acoperișuri și podele pot fi reduse semnificativ. În ciuda acestui fapt, energia are o cale mai largă de a „scăpa”. Aceasta este ventilația, fără de care este imposibil de făcut în orice clădire.

Se pare că iarna cheltuim combustibil prețios pentru încălzirea spațiilor și, în același timp, aruncăm în mod continuu căldură în stradă, lăsând să intre aerul rece.

Problema economisirii energiei poate fi rezolvata cu ajutorul unui recuperator de caldura. Acest dispozitiv este cald aerul camerei incalzeste strada. Acest lucru realizează economii considerabile la costurile de încălzire (până la 25% din costul total).

Vara, când este cald afară, iar aparatul de aer condiționat funcționează în casă, beneficiază și recuperatorul. Răcește fluxul fierbinte de admisie, reducând costurile cu aerul condiționat.

Să aruncăm o privire mai atentă la unitățile de recuperare de uz casnic pentru a ne face o idee despre designul, avantajele și caracteristicile lor alese.

Tipuri, principiu de funcționare și dispozitiv de recuperare

Ideea de a folosi căldura aerului din cameră pentru a încălzi exteriorul s-a dovedit a fi foarte fructuoasă. A fost baza pentru funcționarea tuturor recuperatoarelor.

Astăzi, sunt utilizate trei tipuri de astfel de dispozitive:

• lamelar;
• rotativ;
• recircularea apei.

Cele mai comune și mai simple în design sunt schimbătoarele de căldură cu plăci. Sunt nevolatile, compacte, fiabile în funcționare și au o eficiență destul de ridicată (40-65%).

Partea principală de lucru a unui astfel de dispozitiv este o casetă, în interiorul căreia sunt instalate plăci paralele. Aerul care părăsește încăperea și intră în ea este tăiat de ei în fluxuri înguste, fiecare trecând prin propriul său canal. Transferul de căldură are loc prin plăci. Aerul exterior este încălzit, în timp ce aerul din interior se răcește și este eliberat în atmosferă.

Principiul de funcționare al unui schimbător de căldură cu plăci

Principalul dezavantaj al instalațiilor lamelare este înghețarea foarte rece. Condensul care se depune in unitatea de recuperare se transforma in gheata si reduce drastic performantele aparatului. Au fost găsite trei metode de combatere a acestui fenomen.

Prima este instalarea unei supape de bypass. După ce a primit un semnal de la senzor, acesta pornește un flux rece care ocolește blocul. Prin plăci trece doar aer cald, dezghețând gerul. După dezghețare și îndepărtarea condensului, supapa restabilește funcționarea normală a sistemului.

A doua opțiune este utilizarea plăcilor de celuloză higroscopice. Apa care se depune pe pereții casetei este absorbită în ei și pătrunde în canalele prin care se deplasează aerul de alimentare. Acest lucru rezolvă două probleme simultan: eliminarea condensului și umidificarea.

A treia modalitate este să preîncălziți curentul rece la o temperatură care să împiedice înghețarea apei. Pentru a face acest lucru, serverul conducta de ventilatie pune ZECE. Necesitatea acesteia apare atunci când temperatura aerului exterior este sub -10C.

ÎN anul trecut au apărut pe piață unități de inversare a plăcilor. Spre deosebire de dispozitivele cu flux direct, acestea funcționează în două cicluri: primul este eliberarea aerului cald în stradă, al doilea este aspirarea aerului rece prin blocul încălzit.

Principiul de funcționare al instalației reversibile

Un alt tip de instalație sunt recuperatoarele rotative. Eficiența unor astfel de dispozitive este semnificativ mai mare decât cea a celor lamelare (74-87%).

Principiul de funcționare al unității rotative este rotirea casetei cu celule în fluxul de aer de intrare și de ieșire. Deplasându-se în cerc, canalele trec alternativ fluxuri interne calde și externe reci. În acest caz, umiditatea nu îngheață, ci saturează aerul de alimentare.

Trebuie remarcat faptul că unitatea de alimentare și evacuare cu un schimbător de căldură rotativ vă permite să reglați fără probleme transferul de căldură. Se realizeaza prin modificarea vitezei de rotatie a casetei. Principalul dezavantaj al sistemelor rotative este costul ridicat de întreținere. În ceea ce privește fiabilitatea, acestea sunt, de asemenea, inferioare celor lamelare.

Următorul tip este recircularea planta de apa. Este cel mai complex în design. Transferul de căldură aici nu se realizează prin plăci sau rotor, ci cu ajutorul antigelului sau a apei.

Primul schimbător de căldură lichid-aer este plasat pe conducta de evacuare, iar al doilea pe conducta de aspirație. Lucrarea merge pe principiul unui încălzitor: aerul din cameră încălzește apa și încălzește strada.

Eficiența unui astfel de sistem nu depășește schimbătoare de căldură cu plăci(50-65%). Prețul mare care trebuie plătit pentru complexitatea designului este justificat de singurul avantaj: blocurile unei astfel de instalații pot fi amplasate nu într-o singură clădire, ci în zone de ventilație de alimentare și evacuare care sunt îndepărtate unele de altele. Pentru puternic sisteme industriale are mare importanță. În clădirile mici, astfel de dispozitive nu sunt instalate.

Caracteristici ale alegerii unui recuperator

După ce s-a familiarizat cu particularitățile muncii unităților de recuperare, este timpul să trecem la partea practică - criteriile de selecție pentru îndeplinirea sarcinilor specifice.

Primul lucru la care trebuie să acordați atenție este metoda de instalare. În poziția de lucru, alimentarea casnică și ventilația de evacuare cu recuperare de căldură pot fi instalate în mai multe moduri:

• În interiorul peretelui. Carcasa este montată într-un orificiu pre-găurit. CU Partea exterioară se pune un capac, din interior - un grătar și o unitate de control.

• În interior. Unitatea este atârnată pe perete. Un grilaj sau capac este plasat în exterior.

• Amplasare în aer liber. Avantajele acestei soluții sunt evidente: zgomot minim și economie de spațiu. Dispozitivul de canal al dispozitivului vă permite să îl plasați pe balcoane și loggii, precum și doar pe fațada clădirii.

Un alt parametru de luat în considerare la cumpărare este numărul de fani. Recuperatoarele de aer bugetare pentru locuință sunt echipate cu o unitate de ventilație care funcționează atât pentru alimentare, cât și pentru evacuare.

Dispozitivele mai scumpe au 2 ventilatoare. Unul dintre ei pompează, iar celălalt aruncă aer. Performanța unor astfel de dispozitive este mai mare decât cea a unui singur ventilator.

Când cumpărați, ar trebui să acordați atenție și prezenței unui încălzitor electric. Cu ajutorul acestuia, înghețarea casetei este exclusă și limita inferioară de temperatură a funcționării dispozitivului este crescută.

Functie de climatizare. Vă permite să setați cu precizie temperatura la care schimbătorul de căldură va încălzi aerul.

Posibilitate de reglare a umidității. Acest parametru afectează în mod semnificativ confortul microclimatului. Un schimbător de căldură standard usucă aerul eliminând umezeala din acesta.

Prezența sau absența unui filtru. O opțiune suplimentară care afectează pozitiv caracteristicile sanitare ale amestecului de aer.

Un parametru important care necesită atenție este temperatura aerului pompat. În diferite modele, valoarea sa poate diferi semnificativ. Cel mai larg interval de temperatură de funcționare posibil de la -40 la +50C electrocasnice este rar.

Prin urmare, pe lângă luarea în considerare a performanței optime în m3/h, atunci când cumpărați, alegeți un dispozitiv care poate funcționa pe deplin în condițiile dumneavoastră climatice.

Calculul performanței

Calculele detaliate ale funcționării recuperatoarelor în sistemul de ventilație de alimentare și evacuare sunt destul de complexe. Aici trebuie să țineți cont de mulți factori: frecvența schimbului de aer în incintă, secțiunea transversală a canalelor, viteza de mișcare a aerului, necesitatea instalării amortizoarelor etc. Doar inginerii cu experiență pot îndeplini cu competență o astfel de sarcină.

Un consumator obișnuit poate folosi o metodologie simplificată pentru a naviga corect atunci când cumpără un dispozitiv.

Eficiența recuperatorului depinde direct de standard sanitar consumul de aer pe persoană. Valoarea medie a acestuia este de 30 m3/oră. Prin urmare, dacă 4 persoane locuiesc permanent într-un apartament sau o casă privată, atunci productivitatea instalației ar trebui să fie de cel puțin 4x30 = 120 m3 / h.

Puterea electrică proprie a recuperatoarelor de uz casnic este mică (25-80 W). Este determinat de nivelul de consum de energie al ventilatoarelor de conducte. În instalațiile cu încălzire electrică a fluxului de intrare se instalează elemente de încălzire cu o capacitate totală de 0,8 până la 2,0 kW.

Mărci populare și prețuri estimative

Atunci când alegeți un schimbător de căldură de uz casnic, ar trebui să vă concentrați pe producătorii și modelele care au câștigat evaluări ridicate ale clienților. Ca exemplu, putem cita produsele companiilor străine Electrolux (Electrolux), Mitsubishi (Mitsubishi), Marley (Marley).

Schimbător de căldură pentru încăperi mici Mitsubishi Electric VL-100EU5-E. Consum de aer 105 m3/h. Preț de la 21.000 de ruble.

Un model popular de la Electrolux. Prețul de vânzare cu amănuntul estimat de la 42.000 de ruble.

Etichetele de preț pentru 2017 pentru instalațiile de uz casnic ale acestor mărci încep de la 22.000 de ruble și se termină la 60.000 de ruble.

MARLEY MENV-180. Consum de aer 90 mc/oră. Costă de la 27.500 de ruble.

Echipamentele companiilor rusești și ucrainene Vents (Vents), Vakio (Vakio), Prana și Zilant s-au dovedit bine. Nu sunt inferioare omologilor străini în ceea ce privește performanța și fiabilitatea, acestea se dovedesc adesea a fi mai accesibile.

Instalarea Vakio. Capacitate 60 m3/h în modul de recuperare, până la 120 m3/h în ventilatie de alimentare. Preț de la 17.000 de ruble.

Costul estimat al sistemelor de recuperare a aerului ale acestor companii (capacitate de la 120 la 250 m3/oră) este de la 17.000 la 55.000 de ruble.

Prava 200g. Aflux - 135 m3/h, extract - 125 m3/h. Suprafața recomandată pentru întreținerea sistemului este de până la 60 m2.

Natura recenziilor despre recuperatoarele de aer este în mare parte pozitivă. Mulți proprietari notează că, cu ajutorul lor, a fost rezolvată problema umidității excesive, care a provocat apariția mucegaiului și a ciupercilor în incintă.

În calculele perioadei de rambursare pentru acest echipament, sunt date cifre de la 3 la 7 ani. Date de măsurători instrumentale despre economii reale nu am găsit purtători de energie pe forumurile dedicate acestui subiect.

Pe scurt despre auto-asamblare

În majoritatea instrucțiunilor foto și video pentru auto-fabricare recuperatoarele sunt considerate modele cu plăci. Aceasta este cea mai ușoară și mai accesibilă opțiune pentru un maestru acasă.

Partea principală a designului este schimbătorul de căldură. Este realizata din otel zincat, taiand-o in placi de dimensiunea 30x30 cm.Pentru a crea canale la margini si in mijlocul fiecarei sectiuni se lipesc cu silicon. benzi de plastic 4 mm grosime si 2-3 cm latime.

Schimbătorul de căldură este asamblat prin așezarea și rotirea alternativă a plăcilor la un unghi de 90 de grade unele față de altele. Prin urmare, obțineți canale izolate pentru mișcarea imediată a aerului rece și cald.

După aceea, o carcasă din metal, PAL sau plastic este realizată pentru a se potrivi dimensiunilor schimbătorului de căldură. Are patru orificii pentru alimentarea cu aer. Ventilatoarele sunt instalate în două dintre ele. Schimbătorul de căldură este rotit la un unghi de 45 de grade și fixat în carcasă.

Etanșarea completă a tuturor îmbinărilor de asamblare cu silicon completează lucrarea.