Rekuperatorji toplote za prezračevanje – kaj so in kako delujejo? Vrste toplotnih izmenjevalnikov ter njihove prednosti in slabosti Komorni toplotni izmenjevalnik

Rekuperacija toplote je v zadnje čase v prezračevalnih sistemih. Če podrobneje razmislimo o samem procesu, potem se moramo najprej odločiti in razumeti, kaj pomeni sam izraz okrevanje. Rekuperacija toplote v prezračevalnih sistemih pomeni, da se prepuščeni zrak, ki ga posebne instalacije odstranijo, spusti skozi filtrirni sistem in vrne nazaj.

Posebno pozornost je vredno nameniti dejstvu, da prezračevalni sistemi z deležem odpadnega zraka se odvaja tudi del toplote iz prostora. In ravno ta toplotna energija se vrača nazaj.

Ti sistemi se učinkovito uporabljajo v velikih industrijah in v velikih delavnicah, saj so za zagotovitev optimalne temperature za takšne prostore pozimi potrebni veliki stroški. Te naprave lahko znatno nadomestijo takšne izgube in zmanjšajo stroške.

Tudi v zasebni hiši bodo prezračevalne enote z rekuperacijo toplote danes zelo pomembne. Tudi v individualni hiši je vedno izvedeno prezračevanje in ko zrak kroži, tudi toplota zapusti vsak prostor. Strinjajte se, da je preprosto nemogoče popolnoma zatesniti zgradbo in se s tem izogniti toplotnim izgubam.

Danes je treba te sisteme uporabljati tudi v zasebni hiši iz naslednjih razlogov:

• Za hitro odstranjevanje zraka z veliko primesi ogljikovega dioksida;
• Za dotok zahtevani znesek svež zrak v bivalnih prostorih;
• Za odpravo visoke vlažnosti v prostorih, pa tudi za odpravo neprijetnih vonjav;
• Za varčevanje s toploto;
• In tudi za odstranitev prahu in škodljivih mikroorganizmov, ki jih lahko vsebuje.

Sistemi za dovod zraka z rekuperacijo

Klimatska naprava z rekuperacijo toplote postaja vse bolj priljubljena med lastniki zasebnih hiš. In njegove zasluge, zlasti v hladni sezoni, so zelo visoke.

Kot veste, obstaja veliko načinov, kako bivalnemu prostoru zagotoviti potrebno prezračevanje. To je naravno kroženje zraka, ki poteka predvsem s prezračevanjem prostorov. Vendar morate priznati, da je pozimi preprosto nemogoče uporabiti to metodo, saj bo vsa toplota hitro zapustila bivalne prostore.

Če pa v hiši, v kateri kroženje zraka poteka le naravno, ni učinkovitejšega sistema, potem se izkaže, da v hladnem vremenu prostori ne dobijo potrebne količine svežega zraka oziroma kisika, kar še dodatno negativno vpliva na počutje vseh družinskih članov.

Seveda v zadnjem času, ko skoraj vsi lastniki namestijo plastična okna in vrata, se izkaže, da je ureditev prezračevanja na naraven način preprosto neučinkovita. Zato je treba namestiti dodatno opremo, ki lahko zagotovi dobro kroženje zraka v prostorih. In seveda se bo vsak lastnik strinjal, da bi bilo zaželeno, da bi vsak sistem porabil električno energijo ekonomično.

In tukaj bi bila najboljša možnost rekuperacija toplote v prezračevalnih sistemih. V idealnem primeru je zaželeno kupiti enoto, ki bi lahko zagotovila tudi rekuperacijo vlage.

Kaj je regeneracija vlage?

V vsakem prostoru je treba vedno vzdrževati določeno raven vlažnosti, pri kateri se vsaka oseba počuti najbolj udobno. Ta norma ima vrednost od 45 do 65%. Pozimi se večina ljudi sooča s prekomerno suhim zrakom v zaprtih prostorih. Še posebej v stanovanjih, ko je ogrevanje vključeno na polno in zrak postane zelo suh z vlažnostjo približno 25%.

Poleg tega se pogosto izkaže, da s takšnimi spremembami vlažnosti ne trpi samo človek. Toda tudi tla s pohištvom, kot veste, ima les visoko higroskopičnost. Zelo pogosto se pohištvo in tla izsušijo zaradi preveč suhega zraka, v prihodnosti pa se izkaže, da začnejo tla škripati, pohištvo pa razpada. Te instalacije bodo predvsem vzdrževale zahtevano raven vlažnosti v vsakem prostoru, ne glede na letni čas.

Vrste rekuperatorjev

V individualnem stanovanjske zgradbe najpogosteje namestite prezračevalne sisteme s centraliziranimi toplotnimi izmenjevalniki. Poleg tega lahko danes izbirate med več vrstami prezračevalnih sistemov z rekuperacijo, vendar so bolj povpraševane naslednje:

1. Lamelni.
2. Rotacijski.
3. Zbornica.
4. Z vmesnim hladilnim sredstvom.

Ploščni izmenjevalniki toplote

Najenostavnejše izvedbe prezračevalnih sistemov. Toplotni izmenjevalnik je izdelan v obliki komore, razdeljene na ločene kanale, ki se nahajajo vzporedno drug z drugim. Med njimi je tanka lamelna pregrada, ki ima visoko toplotno prevodnost.

Načelo delovanja temelji na izmenjavi toplote zračnih tokov, to je odpadnega zraka, ki se odvaja iz prostora in oddaja svojo toploto dovodnemu zraku, ki zaradi takšne izmenjave vstopa v hišo že topel.

Prednosti te tehnologije vključujejo:

• enostavna nastavitev naprave;
• popolna odsotnost gibljivih delov;
• visoka učinkovitost.

No, ena najpomembnejših pomanjkljivosti pri delovanju takšnega izmenjevalnika toplote je nastajanje kondenzata na sami plošči. Običajno takšni toplotni izmenjevalniki zahtevajo dodatno vgradnjo s posebnimi eliminatorji kapljic. To je obvezen parameter, ker zimski čas kondenzacija lahko zamrzne in ustavi napravo. Zato imajo nekatere tovrstne naprave vgrajene sisteme za odtaljevanje.

Rotacijski izmenjevalniki toplote

Tu glavnino prevzame rotor, ki se nahaja med zračnimi kanali in s pomočjo stalnega vrtenja segreva zrak. Rotacijsko prezračevanje z rekuperacijo toplote ima zelo visoko učinkovitost. Ta sistem vam omogoča vrnitev približno 80% toplote nazaj v prostor.

Toda pomembna pomanjkljivost je inferiornost sistema glede umazanije, prahu in vonjav. V zasnovi med rotorjem in ohišjem ni gostote. Zaradi njih se lahko zračni tokovi pomešajo in tako se lahko vsa onesnaženost spet vrne nazaj. In seveda je raven hrupa tukaj za red velikosti višja kot pri ploščnem izmenjevalniku toplote.

Toplotni izmenjevalniki komornega tipa

Pri tej vrsti izmenjevalnika toplote so zračni tokovi ločeni neposredno s samo komoro. Izmenjava toplote poteka zaradi lopute, ki občasno spreminja smer pretoka zraka. Ta sistem je zelo učinkovit. Slabosti vključujejo le prisotnost gibljivih delov znotraj naprave.

Toplotni izmenjevalniki z vmesnim nosilcem

Načelo delovanja te naprave je skoraj podobno delovanju ploščnega izmenjevalnika toplote. Tu je izmenjevalnik toplote zaprt krog cevi. V njej je stalno kroženje vode ali vodno-glikolne raztopine. Učinkovitost procesov prenosa toplote je neposredno odvisna od hitrosti kroženja v zaprtem krogu tekočine.

V takšni napravi je mešanje zračnih tokov popolnoma izključeno. Edina pomanjkljivost je pomanjkanje učinkovitosti. Takšna naprava lahko vrne približno 50% toplote, odvzete iz prostora.

toplotne cevi

Izpostaviti velja še eno vrsto rekuperatorjev. Rekuperacija toplote v hiši s toplotnimi cevmi je zelo učinkovita. Takšne naprave so zaprte cevi iz kovine, ki ima visoko toplotno prevodnost. Znotraj takšne cevi je tekočina, ki ima zelo nizka temperatura vrenje (običajno se tukaj uporablja freon).

Tak izmenjevalnik toplote je vedno nameščen v navpičnem položaju, pri čemer je eden od njegovih koncev nameščen v izpušnem kanalu, drugi pa v dovodnem kanalu.

Princip delovanja je preprost. Topel zrak, ki se izvleče, pere cev, prenaša toploto na freon, ki se pri vrenju premika navzgor z veliko količino toplote. In dovodni zrak, ki pere vrh cevi, to toploto odnese s seboj.

Prednosti vključujejo visoko učinkovitost, tiho delovanje in visoko učinkovitost. Tako lahko danes znatno prihranite pri ogrevanju hiše in jo delno vrnete nazaj.

V tem članku bomo obravnavali takšno značilnost prenosa toplote kot koeficient rekuperacije. Prikazuje stopnjo uporabe enega toplotnega nosilca drugega med izmenjavo toplote. Faktor rekuperacije se lahko imenuje faktor rekuperacije toplote, učinkovitost izmenjave toplote ali toplotna učinkovitost.

V prvem delu članka bomo poskušali najti univerzalne relacije za prehod toplote. Lahko jih izpeljemo iz najbolj splošnih fizikalnih principov in ne zahtevajo meritev. V drugem delu bomo predstavili odvisnosti realnih koeficientov rekuperacije od glavnih karakteristik prenosa toplote za realne zračne zavese ali posebej za toplotne izmenjevalnike "voda-zrak", ki smo jih že obravnavali v člankih "Moč toplotne zavese pri poljubnih pretokih hladilne tekočine in zraka. Interpretacija eksperimentalnih podatkov« in »Moč toplotne zavese pri poljubnih pretokih hladilne tekočine in zraka. Invariante procesa prenosa toplote«, ki jih je objavila revija »Climate World« v 80. oziroma 83. številki. Prikazano bo, kako so koeficienti odvisni od karakteristik toplotnega izmenjevalnika in kako nanje vplivajo pretoki toplotnih nosilcev. Pojasnjeni bodo nekateri paradoksi prenosa toplote, predvsem paradoks visoke vrednosti koeficienta rekuperacije ob veliki razliki v pretokih toplotnih nosilcev. Če poenostavimo, bomo sam pojem rekuperacije in pomen njene kvantitativne definicije (koeficienta) obravnavali na primeru prenosnikov toplote zrak-zrak. To nam bo omogočilo, da definiramo pristop k pomenu pojava, ki ga lahko nato razširimo na katero koli izmenjavo, vključno z "voda - zrak". Treba je opozoriti, da je v enotah za izmenjavo toplote zrak-zrak mogoče organizirati tako navzkrižne tokove, ki so v osnovi blizu toplotnih izmenjevalcev voda-zrak, kot protitokove medijev za izmenjavo toplote. V primeru protitokov, ki določajo visoke vrednosti koeficientov rekuperacije, se lahko praktični vzorci prenosa toplote nekoliko razlikujejo od prej obravnavanih. Pomembno je, da univerzalni zakoni prenosa toplote na splošno veljajo za katero koli vrsto enote za izmenjavo toplote. V obrazložitvi članka bomo predpostavili, da se pri prenosu toplote energija ohranja. To je enako trditvi, da moč sevanja in konvekcija toplote iz telesa toplotna oprema, so zaradi vrednosti temperature ohišja majhne v primerjavi s koristno močjo prenosa toplote. Predpostavimo tudi, da toplotna kapaciteta nosilcev ni odvisna od njihovih temperatur.

KDAJ JE VISOK KOEFICIENT OKREVANJA POMEMBEN?

Lahko domnevamo, da je sposobnost prenosa določene količine toplotne moči ena glavnih značilnosti katere koli toplotne opreme. Večja kot je ta sposobnost, dražja je oprema. Faktor izkoristka v teoriji lahko variira od 0 do 100 %, v praksi pa pogosto od 25 do 95 %. Intuitivno se lahko domneva, da visok faktor obnovitve, kot tudi sposobnost prenosa velike moči, pomenita visoke potrošniške lastnosti opreme. Vendar pa v resnici tako neposredno razmerje ni opaziti, vse je odvisno od pogojev za uporabo prenosa toplote. Kdaj je pomembna visoka stopnja rekuperacije toplote in kdaj sekundarna? Če se hladilno sredstvo, iz katerega se odvzema toplota ali mraz, uporabi samo enkrat, to pomeni, da ni zankasto in se takoj po uporabi nepovratno izpusti v zunanje okolje, potem za učinkovita uporaba te toplote je zaželena uporaba naprave z visokim faktorjem rekuperacije. Primeri vključujejo uporabo toplote ali hladu dela geotermalnih naprav, odprtih rezervoarjev, virov tehnološke odvečne toplote, kjer ni mogoče zapreti krogotoka nosilca toplote. Visoka regeneracija je pomembna, kadar se v ogrevalnem omrežju izračunava samo pretok vode in vrednost temperature neposredne vode. Pri toplotnih izmenjevalcih zrak-zrak je to izraba toplote odpadnega zraka, ki gre takoj po toplotni izmenjavi v zunanje okolje. Drug omejevalni primer se uresniči, ko se hladilna tekočina plača strogo glede na odvzeto energijo. Lahko se imenuje idealna možnost ogrevalna omrežja. Potem lahko rečemo, da parameter, kot je koeficient okrevanja, sploh ni pomemben. Čeprav je ob omejitvah povratne temperature nosilca smiseln tudi koeficient rekuperacije. Upoštevajte, da je pod določenimi pogoji zaželen nižji faktor obnovitve opreme.

DOLOČANJE KOEFICIENTA POVZETKA

Opredelitev faktorja izkoristka je podana v številnih referenčnih priročnikih (na primer , ). Če se toplota izmenjuje med dvema medijema 1 in 2 (slika 1),

ki imata toplotni kapaciteti c 1 in c 2 (v J/kgxK) oziroma masni pretok g 1 oziroma g 2 (v kg/s), lahko koeficient rekuperacije toplote predstavimo kot dve enakovredni razmerji:

\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 (T 2 0 - T 1 0). (ena)

V tem izrazu sta T 1 in T 2 končni temperaturi teh dveh medijev, T 1 0 in T 2 0 sta začetni, (cg) min pa je najmanjša od dveh vrednosti tako- imenovan toplotni ekvivalent teh medijev (W / K) pri pretokih g 1 in g 2, (cg) min = min((s 1 g 1), (s 2 g 2)). Za izračun koeficienta lahko uporabite katerega koli od izrazov, saj njihovi števci, od katerih vsak izraža polna moč prenos toplote (2) sta enaka.

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

Drugo enakost v (2) lahko obravnavamo kot izraz zakona o ohranitvi energije pri prenosu toplote, ki ga za toplotne procese imenujemo prvi zakon termodinamike. Vidimo lahko, da so v kateri koli od dveh enakovrednih definicij v (1) prisotne le tri od štirih temperatur izmenjave. Kot rečeno, vrednost postane pomembna, ko eno od hladilnih tekočin po uporabi zavržemo. Iz tega sledi, da je izbira med obema izrazoma v (1) vedno možna tako, da je končna temperatura tega nosilca izključena iz računskega izraza. Navedimo primere.

a) Rekuperacija toplote odvodnega zraka

znan primer Toplotni izmenjevalnik z visoko zahtevano vrednostjo lahko služi kot toplotni izmenjevalnik odpadnega zraka za ogrevanje dovodnega zraka (slika 2).

Če označimo temperaturo odpadnega zraka T prostor, ulica T st in dovodni zrak po segrevanju v toplotnem izmenjevalniku T pr, potem ob enaki vrednosti toplotnih kapacitet iz dveh zračnih tokov (so skoraj enake, če zanemarimo majhne odvisnosti od vlažnosti in temperature zraka), lahko dobite dobro znan izraz za:

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

V tej formuli gmin označuje najmanjši g min \u003d min (g in, g out) dveh sekundnih pretokov g v dovodnem zraku in g out v odvodnem zraku. Kadar pretok dovodnega zraka ne presega pretoka odpadnega zraka, se formula (3) poenostavi in ​​reducira na obliko = (T pr - T st) / (T prostor - T st). Temperatura, ki ni upoštevana v formuli (3), je temperatura T' odpadnega zraka po prehodu skozi izmenjevalnik toplote.

b) Rekuperacija v zračni zavesi ali poljubnem vodno-zračnem grelniku

Ker za vse opcije edina temperatura, katere vrednost morda ni pomembna, je temperatura povratne vode T x, zato jo je treba izključiti iz izraza za faktor rekuperacije. Če označimo temperaturo zraka okoli zračne zavese T 0, ki jo ogreva zračna zavesa - T, in temperaturo tople vode, ki vstopa v toplotni izmenjevalnik T g, (slika 3), za dobimo:

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

V tej formuli je c toplotna kapaciteta zraka, g je drugi masni pretok zraka.

Oznaka (cg) min je najmanjša vrednost zraka cg in vode s toplotnimi ekvivalenti W G, c W je toplotna kapaciteta vode, G je drugi masni pretok vode: (cg) min \u003d min ((cg) , (c W G)). Če je pretok zraka razmeroma majhen in zračni ekvivalent ne presega vodnega ekvivalenta, je formula tudi poenostavljena: \u003d (T - T 0) / (T g - T 0).

FIZIKALNI POMEN KOEFICITETA OKREVANJA

Predpostavimo lahko, da je vrednost koeficienta rekuperacije toplote kvantitativni izraz termodinamične učinkovitosti prenosa moči. Znano je, da je pri prenosu toplote ta učinkovitost omejena z drugim zakonom termodinamike, ki je znan tudi kot zakon nepadajoče entropije.

Lahko pa se pokaže, da - to je res termodinamični izkoristek v smislu nepadajoče entropije le v primeru enakih toplotnih ekvivalentov dveh toplotno izmenjujočih medijev. V splošnem primeru neenakosti ekvivalentov je največja možna teoretična vrednost = 1 posledica Clausiusovega postulata, ki je formuliran takole: »Toplota se ne more prenesti s hladnejšega na toplejše telo brez drugih sprememb, ki so hkrati povezane s tem. s tem prenosom." V tej definiciji so druge spremembe delo, ki se opravi na sistemu, na primer v obratnem Carnotovem ciklu, na podlagi katerega delujejo klimatske naprave. Glede na to, da črpalke in ventilatorji pri izmenjavi toplote z nosilci, kot so voda, zrak in drugi, na njih proizvedejo zanemarljivo delo v primerjavi z energijami izmenjave toplote, lahko domnevamo, da je s takšno izmenjavo toplote Clausiusov postulat izpolnjen z visoko stopnjo natančnosti.

Čeprav velja splošno prepričanje, da sta tako Clausiusov postulat kot načelo nepadajoče entropije le formulacija drugega zakona termodinamike za zaprte sisteme, ki se razlikujejo po obliki, temu ni tako. Da bi ovrgli njihovo enakovrednost, bomo pokazali, da lahko na splošno vodijo do različnih omejitev pri prenosu toplote. Rekuperator zrak-zrak upoštevajmo v primeru enakih toplotnih ekvivalentov dveh izmenjevalnih medijev, kar ob enakih toplotnih kapacitetah implicira enakost masnih pretokov dveh zračnih tokov in = (T pr - T st ) / (T soba - T st). Naj bo za določenost sobna temperatura T room \u003d 20 ° C in ulična temperatura T street \u003d 0 ° C. Če popolnoma zanemarimo latentno toploto zraka, ki je posledica njegove vlažnosti, potem, kot sledi iz (3) temperatura dovodnega zraka T pr \u003d 16 o C ustreza koeficientu rekuperacije = 0,8, pri T pr = 20 o C pa bo dosegla vrednost 1. (Temperature zraka, izpuščenega v ulica bo v teh primerih T' 4 o C oziroma 0 o C). Pokažimo, da je točno = 1 največ za ta primer. Konec koncev, tudi če bi imel dovodni zrak temperaturo T pr \u003d 24 ° C in bi bil vržen na ulico T ' = -4 ° C, potem prvi zakon termodinamike (zakon o ohranjanju energije) ne bi biti kršen. Vsako sekundo bo E = cg 24 o C joulov energije preneseno na ulični zrak in enaka količina bo vzeta iz zraka v prostoru, v tem primeru pa bo enaka 1,2 ali 120%. Tak prenos toplote pa je nemogoč prav zato, ker se bo v tem primeru entropija sistema zmanjšala, kar drugi zakon termodinamike prepoveduje.

Dejansko je po definiciji entropije S njena sprememba povezana s spremembo celotne energije plina Q z razmerjem dS = dQ / T (temperatura se meri v Kelvinih) in glede na to, da je pri konstantnem tlaku plina dQ = mcdT , m je masa plina, s (ali kot se pogosto označuje s p) - toplotna kapaciteta pri konstantnem tlaku, dS \u003d mc dT / T. Tako je S = mc ln(T 2 / T 1), kjer sta T 1 in T 2 začetna in končna temperatura plina. V zapisu formule (3) za drugo spremembo entropije dovodnega zraka dobimo Spr = cg ln(Tpr / Tul), če se ulični zrak segreje, je pozitiven. Za spremembo entropije odpadnega zraka Sout = c g · ln(T / Troom). Sprememba entropije celotnega sistema v 1 sekundi:

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

Za vse primere bomo upoštevali T st \u003d 273K, T soba \u003d 293K. Za = 0,8 iz (3), T pr = 289K in iz (2) T’ = 277K, kar nam bo omogočilo izračun skupne spremembe entropije S = 0,8 = 8 10 –4 cg. Pri = 1 podobno dobimo T pr = 293K in T' = 273K, entropija pa po pričakovanjih ostane S = 1 = 0. Hipotetični primer = 1,2 ustreza T pr = 297K in T' = 269K ter izračun kaže zmanjšanje entropije: S = 1,2 = –1,2 10 –4 cg. Ta izračun se lahko šteje za utemeljitev nezmožnosti tega procesa zlasti c = 1,2 in na splošno za kateri koli > 1 tudi zaradi S< 0.

Torej pri stopnjah pretoka, ki zagotavljajo enake toplotne ekvivalente dveh medijev (pri enakih medijih to ustreza enakim stopnjam pretoka), koeficient rekuperacije določa učinkovitost izmenjave v smislu, da = 1 določa mejni primer ohranjanja entropije. Clausiusov postulat in načelo nepadajoče entropije sta za tak primer enakovredna.

Zdaj razmislite o neenakih stopnjah pretoka zraka za izmenjavo toplote zrak-zrak. Naj bo na primer masni pretok dovodnega zraka 2g, odpadnega pa g. Za spremembo entropije pri takih stroških dobimo:

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

Za = 1 pri enakih začetnih temperaturah T st = 273K in T room = 293K z uporabo (3) dobimo T pr = 283K, saj je g pr / g min = 2. Potem iz zakona o ohranitvi energije (2) dobimo vrednost T ' = 273K. Če nadomestimo te temperaturne vrednosti v (6), potem za popolno spremembo entropije dobimo S = 0,00125cg> 0. To pomeni, da tudi v najbolj ugodnem primeru c = 1 proces postane termodinamično neoptimalen, pojavi se s povečanjem entropije in je zaradi tega za razliko od podprimera z enakimi stroški vedno ireverzibilen.

Za oceno obsega tega povečanja poiščimo koeficient rekuperacije za zgoraj obravnavano izmenjavo enakih stroškov, tako da kot rezultat te zamenjave nastane enaka entropijska vrednost kot za stroške, ki se razlikujejo za faktor 2 pri = 1. Z drugimi besedami, ocenimo termodinamično neoptimalnost izmenjave različnih stroškov v idealnih pogojih. Prvič, sprememba entropije sama pove malo, veliko bolj informativno je upoštevati razmerje S / E spremembe entropije do energije, prenesene z izmenjavo toplote. Če upoštevamo, da je v zgornjem primeru, ko se entropija poveča za S = 0,00125cg, prenesena energija E = cg pr (T pr - T ul) = 2c g 10K. Tako je razmerje S / E = 6,25 · 10 -5 K -1. Preprosto je videti, da koeficient obnovitve = 0,75026 vodi do enake "kakovosti" izmenjave pri enakih pretokih ... Dejansko pri enakih začetnih temperaturah T ul = 273 K in T soba = 293 K ter enakih pretokih ta koeficient ustreza temperature T pr = 288K in T' = 278K. Z uporabo (5) dobimo spremembo entropije S = 0,000937сg in ob upoštevanju, da je E = сg(T pr - T ul) = сg 15K, dobimo S / Е = 6,25 10 –5 K -1 . Torej, glede na termodinamično kakovost, prenos toplote pri = 1 in pri dvakrat različnih pretokih ustreza prenosu toplote pri = 0,75026 ... z enakimi pretoki.

Lahko se vprašamo še eno: kakšne bi morale biti hipotetične temperature izmenjave z različnimi pretoki, da bi se ta namišljeni proces zgodil brez povečanja entropije?

Za = 1,32 pri enakih začetnih temperaturah T st = 273 K in T room = 293 K z uporabo (3) dobimo T pr = 286,2 K in iz zakona o ohranitvi energije (2) T’ = 266,6 K. Če nadomestimo te vrednosti v (6), potem za popolno spremembo entropije dobimo cg (2ln (286,2 / 273) + ln (266,6 / 293)) 0. Zakon o ohranjanju energije in zakon ne - padajoča entropija za te temperature je izpolnjena, vendar je izmenjava nemogoča, ker T' = 266,6 K ne spada v začetno temperaturno območje. To bi neposredno kršilo Clausiusov postulat o prenosu energije iz hladnejšega okolja v ogrevano. Posledično je ta proces nemogoč, tako kot drugi niso nemogoči ne samo z ohranjanjem entropije, temveč tudi z njenim povečanjem, ko končne temperature katerega koli medija presežejo začetno temperaturno območje (T st, T room).

Pri stroških, ki zagotavljajo neenake toplotne ekvivalente izmenjevalnih medijev, je proces prenosa toplote v osnovi ireverzibilen in poteka s povečanjem entropije sistema tudi v primeru najučinkovitejšega prenosa toplote. Ti razmisleki veljajo tudi za dva medija z različnimi toplotnimi kapacitetami; pomembno je le, ali toplotni ekvivalenti teh medijev sovpadajo ali ne.

PARADOKS NAJMANJŠE KVALITETE PRENOSA TOPLOTE S KOEFICENTOM REKERNERA 1/2

V tem odstavku obravnavamo tri primere prenosa toplote s koeficienti rekuperacije 0, 1/2 oziroma 1. Skozi toplotne izmenjevalnike naj tečejo enaki tokovi toplotnoizmenljivih medijev enakih toplotnih kapacitet z nekaj različnimi začetnimi temperaturami T 1 0 in T 2 0. S faktorjem obnovitve 1 oba medija preprosto izmenjata temperaturne vrednosti in končne temperature odražajo začetni T 1 = T 2 0 in T 2 = T 1 0 . Očitno se entropija v tem primeru S = 0 ne spremeni, ker imajo isti mediji na izhodu enake temperature kot na vstopu. S faktorjem obnovitve 1/2 bosta končni temperaturi obeh medijev enaki aritmetični sredini začetnih temperatur: T 1 = T 2 = 1/2 (T 1 0 + T 2 0). Potekal bo ireverzibilen proces izenačevanja temperature, kar je enakovredno povečanju entropije S > 0. Pri koeficientu rekuperacije 0 ni prenosa toplote. To je T 1 \u003d T 1 0 in T 2 \u003d T 2 0 in entropija končnega stanja se ne bo spremenila, kar je podobno končnemu stanju sistema s koeficientom rekuperacije, ki je enak 1. Ker je stanje c \u003d 1 je identično stanju c \u003d 0, tudi po analogiji je mogoče pokazati, da je stanje = 0,9 identično stanju c = 0,1 itd. V tem primeru bo stanje c = 0,5 ustrezalo največje povečanje entropije iz vseh možnih koeficientov. Očitno = 0,5 ustreza prenosu toplote minimalne kakovosti.

Seveda to ne drži. Razlago paradoksa je treba začeti z dejstvom, da je prenos toplote izmenjava energije. Če se je zaradi prenosa toplote entropija povečala za določeno količino, se bo kakovost prenosa toplote razlikovala glede na to, ali je bila prenesena toplota 1 J ali 10 J. Bolj pravilno je, da ne upoštevamo absolutne spremembe entropije S (v dejstvo, njegova proizvodnja v izmenjevalniku toplote), vendar razmerje med spremembo entropije in v tem primeru preneseno energijo E. Očitno je za različne nize temperatur te vrednosti mogoče izračunati za = 0,5. To razmerje je težje izračunati za = 0, ker je to negotovost oblike 0/0. Vendar pa je enostavno vzeti prerazporeditev razmerja na 0, kar v praksi lahko dobimo tako, da vzamemo to razmerje na zelo majhne vrednosti, na primer 0,0001. V tabelah 1 in 2 predstavljamo te vrednosti za različne začetne pogoje za temperaturo.

Za poljubne vrednosti in pri gospodinjskih temperaturnih območjih T st in T br (predpostavimo, da je T br / T st x

J / V (1 / T st - 1 / T soba) (1 -). (7)

Dejansko, če označimo T sobo \u003d T ulico (1 + x), 0< x

Na grafu 1 prikazujemo to odvisnost za temperature T ul = 300K T soba = 380K.

Ta krivulja ni ravna črta, definirana z aproksimacijo (7), čeprav ji je dovolj blizu, da ju na grafu ni mogoče razločiti. Iz formule (7) je razvidno, da je kakovost prenosa toplote minimalna ravno pri = 0. Naredimo še eno oceno lestvice S / E. V primeru, podanem v , obravnavamo povezavo dveh hranilnikov toplote s temperaturama T 1 in 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 in pri poljubnem razmerju pretokov hladilne tekočine.

SPREMEMBE KAKOVOSTI PRENOSA TOPLOTE PRI RAZLIČNIH STROŠKIH NOSILCEV TOPLOTE

Predpostavimo, da se pretok toplotnih nosilcev razlikuje za n-krat, prenos toplote pa poteka z najvišjo možno kakovostjo (= 1). Kakšni kakovosti izmenjave toplote z enakimi stroški bo to ustrezalo? Da odgovorimo na to vprašanje, poglejmo, kako se vrednost S/E obnaša pri = 1 za različna razmerja stroškov. Za razliko v stroških n = 2 je bilo to ujemanje že izračunano v točki 3: = 1 n=2 ustreza = 0,75026… za iste tokove. V tabeli 3 za niz temperatur 300K in 350K predstavljamo relativno spremembo entropije pri enakih pretokih hladilnih tekočin enake toplotne kapacitete za različne vrednosti.

V tabeli 4 predstavljamo tudi relativno spremembo entropije za različna pretočna razmerja n samo pri najvišjem možnem izkoristku prenosa toplote (= 1) in ustrezne izkoristke, ki imajo za posledico enako kakovost pri enakih pretokih.

Dobljeno odvisnost (n) prikažimo na grafu 2.

Z neskončno razliko v stroških se nagiba k končni meji 0,46745 ... Lahko se pokaže, da je to univerzalna odvisnost. Velja pri poljubnih začetnih temperaturah za kateri koli medij, če namesto razmerja stroškov mislimo na razmerje toplotnih ekvivalentov. Lahko ga aproksimiramo tudi s hiperbolo, ki je na grafu 3 označena z modro črto:

„(n) 0,4675+ 0,5325/n. (osem)

Rdeča črta označuje natančno razmerje (n):

Če se pri menjavi s poljubnim n>1 realizirajo neenaki stroški, se termodinamični izkoristek v smislu produkcije relativne entropije zmanjša. Podamo njegovo zgornjo oceno brez izpeljave:

To razmerje teži k natančni enakosti za n>1 blizu 0 ali 1, pri vmesnih vrednostih pa ne presega absolutne napake nekaj odstotkov.

Zaključek članka bo objavljen v eni od naslednjih številk revije "KLIMA SVET". Na primerih realnih enot za izmenjavo toplote bomo poiskali vrednosti koeficientov rekuperacije in pokazali, v kolikšni meri jih določajo značilnosti enote in v kolikšni meri pretoki toplotnih nosilcev.

LITERATURA

1. Pukhov A. zrak. Interpretacija eksperimentalnih podatkov. // Podnebni svet. 2013. št. 80. str. 110.
2. Pukhov A. C. Moč toplotne zavese pri poljubnih pretokih hladilne tekočine in zrak. Invariante procesa prenosa toplote. // Podnebni svet. 2014. št. 83. str. 202.
3. Primer V. M., London A. K. Kompaktni izmenjevalniki toplote. . M.: Energija, 1967. S. 23.
4. Wang H. Osnovne formule in podatki o prenos toplote za inženirje. . M.: Atomizdat, 1979. S. 138.
5. Kadomtsev B. B. Dinamika in informacije // Uspekhi fizicheskikh nauk. T. 164. 1994. Št. 5. maj S. 453.

Pukhov Aleksej Vjačeslavovič,
Tehnični direktor
Podjetje Tropic Line

Elektromotorji so namenjeni za pogon različnih mehanizmov, vendar je treba po končanem gibanju mehanizem ustaviti. Za to lahko uporabite tudi električni stroj in metodo rekuperacije. Kaj je energetska predelava je opisano v tem članku.

Kaj je okrevanje

Ime tega postopka izhaja iz latinske besede "recuperatio", kar v prevodu pomeni "sprejeti nazaj". To je vračilo dela energije ali materialov, porabljenih za ponovno uporabo.

Ta postopek se pogosto uporablja v električnih vozilih, zlasti tistih, ki jih poganjajo baterije. Pri vožnji navzdol in med zaviranjem sistem za obnovo vrne kinetično energijo gibanja nazaj v baterijo in jo ponovno napolni. Tako lahko prevozite daljšo razdaljo brez ponovnega polnjenja.

Regenerativno zaviranje

Ena vrsta zaviranja je regenerativno. V tem primeru je hitrost vrtenja elektromotorja večja od tiste, ki jo določajo parametri omrežja: napetost na armaturi in vzbujalnem navitju pri enosmernih motorjih ali frekvenca napajalne napetosti pri sinhronih ali asinhronih motorjih. V tem primeru elektromotor preklopi v generatorski način, proizvedena energija pa se vrne v omrežje.

Glavna prednost rekuperatorja je varčevanje z energijo. To je še posebej opazno pri vožnji po mestu z nenehno spreminjajočo se hitrostjo, primestnem električnem prometu in podzemni železnici z velikim številom postankov in zaviranjem pred njimi.

Poleg prednosti ima okrevanje tudi slabosti:

• nezmožnost popolne zaustavitve prevoza;
• počasno ustavljanje pri nizkih hitrostih;
• pomanjkanje zavorne sile na parkirišču.

Da bi nadomestili te pomanjkljivosti, so vozila opremljena z dodatni sistem mehanske zavore.

Kako deluje obnovitveni sistem

Za delovanje mora ta sistem zagotavljati omrežno napajanje motorja in vračati energijo med zaviranjem. To je najlažje storiti pri mestnih električnih vozilih, pa tudi pri starejših električnih vozilih, opremljenih s svinčenimi baterijami, enosmernimi motorji in kontaktorji – pri prestavljanju v nižjo prestavo pri visoki hitrosti se samodejno aktivira način rekuperacije energije.

V sodobnem prometu se namesto kontaktorjev uporablja krmilnik PWM. Ta naprava vam omogoča vračanje energije tako v enosmerno omrežje kot izmenični tok. Med delovanjem deluje kot usmernik, med zaviranjem pa določa frekvenco in fazo omrežja ter ustvarja povratni tok.

zanimivo Pri dinamičnem zaviranju enosmernih motorjev tudi ti preklopijo v generatorski način, vendar se proizvedena energija ne vrne v omrežje, temveč se razprši z dodatnim uporom.

Močni spust

Poleg zaviranja se rekuperator uporablja za zmanjševanje hitrosti pri spuščanju bremen z dvižnimi mehanizmi in pri vožnji po nagnjeni cesti električnih vozil. To odpravlja potrebo po obrabljivi mehanski zavori.

Uporaba rekuperacije v prometu

Ta metoda zaviranja se uporablja že vrsto let. Glede na vrsto prevoza ima njegova uporaba svoje značilnosti.

V električnih vozilih in električnih kolesih

Pri vožnji po cesti, še bolj pa na terenu, električni pogon skoraj ves čas deluje v načinu vleke, pred zaustavitvijo ali na križišču - "valjenje". Zaustavitev se izvede z mehanskimi zavorami, ker je okrevanje pri nizkih hitrostih neučinkovito.

Poleg tega učinkovitost baterij v ciklu polnjenja in praznjenja še zdaleč ni 100-odstotna. Čeprav so tovrstni sistemi nameščeni na električna vozila, torej ne zagotavljajo velikih prihrankov pri polnjenju.

Na železnici

Rekuperacijo pri električnih lokomotivah izvajajo vlečni motorji. Hkrati se vklopijo v načinu generatorja, ki pretvarja kinetično energijo vlaka v električno. Ta energija se vrne nazaj v omrežje, za razliko od reostatskega zaviranja, ki povzroči segrevanje reostatov.

Rekuperacija se uporablja tudi med dolgimi spusti za vzdrževanje konstantna hitrost. Ta metoda prihrani elektriko, ki se vrne v omrežje in jo porabijo drugi vlaki.

Prej so bile s tem sistemom opremljene samo enosmerne lokomotive. Pri napravah, ki delujejo na izmenični tok, obstaja težava pri sinhronizaciji frekvence izhodne energije z omrežno frekvenco. Zdaj je ta problem rešen s pomočjo tiristorskih pretvornikov.

V podzemlju

V podzemni železnici med vožnjo vlakov prihaja do stalnega pospeševanja in zaviranja avtomobilov. Zato daje energetska predelava velik ekonomski učinek. Svoj maksimum doseže, če se pojavi istočasno v različnih vlakih na isti postaji. To se upošteva pri načrtovanju.

V mestnem javnem prometu

V mestnem električnem prometu je ta sistem nameščen v skoraj vseh modelih. Uporablja se kot glavni do hitrosti 1-2 km / h, potem pa postane neučinkovit in namesto tega se aktivira ročna zavora.

V formuli 1

Od leta 2009 je bil v nekaterih napravah nameščen sistem za obnovitev. Letos takšne naprave še niso dale oprijemljive premoči.

V letu 2010 tovrstni sistemi niso bili v uporabi. Njihova namestitev, z omejitvijo moči in količine pridobljene energije, se je ponovno začela leta 2011.

Zaviranje asinhronih motorjev

Zmanjšanje hitrosti asinhronih elektromotorjev se izvaja na tri načine:

• okrevanje;
• nasprotovanje;
• dinamično.

Regenerativno zaviranje asinhronega motorja

Okrevanje indukcijski motorji možno v treh primerih:

• Spreminjanje frekvence napajalne napetosti. Možno, če motor napaja frekvenčni pretvornik. Za preklop v način zaviranja se frekvenca zmanjša tako, da je hitrost rotorja večja od sinhrone;
• Preklapljanje navitij in spreminjanje števila polov. Možno je samo v dveh, - in večstopenjskih elektromotorjih, v katerih je konstruktivno zagotovljenih več hitrosti;
• Močni spust. Uporablja se v mehanizmih za dvigovanje tovora. V teh napravah so nameščeni elektromotorji s faznim rotorjem, katerih krmiljenje hitrosti se izvaja s spreminjanjem vrednosti upora, povezanega z navitji rotorja.

V vsakem primeru rotor pri zaviranju začne prehitevati statorsko polje, zdrs postane večji od 1 in električni stroj začne delovati kot generator, ki prenaša energijo v omrežje.

Protivključevanje

Način opozicije se izvede s preklopom dveh faz, ki napajata električni stroj med seboj, in vklopom vrtenja aparata v nasprotni smeri.

Možno je vklopiti, ko so v statorskem tokokrogu ali navitjih faznega rotorja vklopljeni dodatni upori. To zmanjša tok in zavorni moment.

Pomembno! V praksi se ta metoda redko uporablja zaradi presežnih tokov, ki so 8-10-krat višji od nominalnih (z izjemo motorjev s faznim rotorjem). Poleg tega je treba napravo pravočasno izklopiti, sicer se bo začela vrteti v nasprotni smeri.

Dinamično zaviranje asinhronega motorja

Ta metoda se izvede z uporabo konstantne napetosti na navitju statorja. Da bi zagotovili nemoteno delovanje električnega stroja, zavorni tok ne sme presegati 4-5 tokov brez obremenitve. To se doseže z vključitvijo dodatnega upora v statorsko vezje ali z uporabo transformatorja navzdol.

Enosmerni tok, ki teče v navitjih statorja, ustvarja magnetno polje. Pri prečkanju se v navitjih rotorja inducira EMF in teče tok. Sproščena moč ustvari zavorni moment, katerega moč je tem večja, čim večja je hitrost vrtenja električnega stroja.

Pravzaprav se asinhroni elektromotor v načinu dinamičnega zaviranja spremeni v generator enosmernega toka, katerega izhodne sponke so kratko sklenjene (v stroju z rotorjem s kletko) ali povezane z dodatnim uporom (električni stroj s faznim rotorjem).

Okrevanje v električni stroji je vrsta zaviranja, ki varčuje z energijo in preprečuje obrabo mehanskih zavor.

Video

Ekologija potrošnje. Dvorec: Izguba toplote je resen problem, s katerim se spopada gradbena znanost. Učinkoviti grelci, hermetična okna in vrata rešujejo le delno. Uhajanje toplote skozi stene, okna, strehe in tla je mogoče znatno zmanjšati. Kljub temu pa ima energija še eno širšo pot »pobega«. To je prezračevanje, brez katerega ni mogoče storiti v nobeni stavbi.

Izguba toplote je resen problem, s katerim se spopada gradbena znanost. Učinkovita izolacija, zatesnjena okna in vrata le delno rešijo. Uhajanje toplote skozi stene, okna, strehe in tla je mogoče znatno zmanjšati. Kljub temu pa ima energija še eno širšo pot »pobega«. To je prezračevanje, brez katerega ni mogoče storiti v nobeni stavbi.

Izkazalo se je, da pozimi porabimo dragoceno gorivo za ogrevanje prostorov in hkrati nenehno oddajamo toploto na ulico in prepuščamo hladen zrak.

Problem varčevanja z energijo lahko rešimo s pomočjo rekuperatorja toplote. Ta naprava je topla sobni zrak ogreva ulico. S tem dosežemo znatne prihranke pri stroških ogrevanja (do 25 % celotnih stroškov).

Poleti, ko je zunaj vroče, v hiši pa deluje klimatska naprava, pride prav tudi rekuperator. Hladi vroč vstopni tok, kar zmanjšuje stroške klimatizacije.

Oglejmo si podrobneje gospodinjske rekuperacijske enote, da bomo imeli predstavo o njihovi zasnovi, prednostih in značilnostih izbire.

Vrste, princip delovanja in naprava rekuperatorjev

Ideja, da bi s toploto zraka v prostoru ogrevali zunanjost, se je izkazala za zelo plodno. Bila je osnova za delovanje vseh rekuperatorjev.

Danes se uporabljajo tri vrste takšnih naprav:

• lamelni;
• rotacijski;
• recirkulacijska voda.

Najpogostejši in preprosti v zasnovi so ploščni izmenjevalniki toplote. So nehlapni, kompaktni, zanesljivi pri delovanju in imajo precej visoko učinkovitost (40-65%).

Glavni delovni del takšne naprave je kaseta, znotraj katere so nameščene vzporedne plošče. Zrak, ki zapusti prostor in vstopi vanj, jih razrežejo v ozke tokove, od katerih gre vsak skozi svoj kanal. Prenos toplote poteka skozi plošče. Zunanji zrak se segreje, notranji pa ohladi in spusti v ozračje.

Načelo delovanja ploščnega izmenjevalnika toplote

Glavna pomanjkljivost lamelnih inštalacij je zmrzovanje zelo hladno. Kondenzat, ki se usede v obnovitveni enoti, se spremeni v led in drastično zmanjša zmogljivost naprave. Ugotovljene so bile tri metode za boj proti temu pojavu.

Prvi je namestitev obvodnega ventila. Ko prejme signal od senzorja, zažene hladen tok mimo bloka. Skozi plošče prehaja samo topel zrak, ki odmrzne zmrzal. Po odmrzovanju in odstranitvi kondenzata ventil ponovno vzpostavi normalno delovanje sistema.

Druga možnost je uporaba higroskopskih celuloznih plošč. Voda, ki se usede na stene kasete, se absorbira vanje in prodre v kanale, skozi katere se premika dovodni zrak. S tem rešite dve težavi hkrati: odpravo kondenzata in vlaženje.

Tretji način je predgretje hladnega toka na temperaturo, ki preprečuje zmrzovanje vode. Da bi to naredili, je v dovodni prezračevalni kanal nameščen grelni element. Potreba po njem se pojavi, ko je zunanja temperatura zraka pod -10C.

V zadnjih letih so se na trgu pojavile enote za obračanje plošč. Za razliko od naprav z neposrednim tokom delujejo v dveh ciklih: prvi je izpust toplega zraka na ulico, drugi je sesanje hladnega zraka skozi ogrevan blok.

Načelo delovanja reverzibilne namestitve

Druga vrsta vgradnje so rotacijski rekuperatorji. Učinkovitost takšnih naprav je bistveno višja kot pri lamelnih (74-87%).

Načelo delovanja rotacijske enote je vrtenje kasete s celicami v toku vstopnega in izstopnega zraka. V krožnem gibanju kanali izmenično prehajajo tople notranje in hladne zunanje tokove. Vlaga v tem primeru ne zamrzne, ampak nasiči dovodni zrak.

Treba je opozoriti, da dovodna in izpušna enota z rotacijskim toplotnim izmenjevalnikom omogoča gladko prilagajanje prenosa toplote. Izvaja se s spreminjanjem hitrosti vrtenja kasete. Glavna pomanjkljivost rotacijskih sistemov so visoki stroški vzdrževanja. Glede na zanesljivost so tudi slabše od lamelnih.

Naslednja vrsta je recirkulacija vodna rastlina. Je najbolj zapleten v oblikovanju. Prenos toplote tukaj ne poteka skozi plošče ali rotor, temveč s pomočjo antifriza ali vode.

Prvi izmenjevalnik toplote tekočina-zrak je nameščen na izpušnem kanalu, drugi pa na sesalnem kanalu. Delo poteka po principu grelnika: zrak v prostoru segreva vodo, ta pa ulico.

Učinkovitost takšnega sistema ne presega zmogljivosti ploščnih izmenjevalnikov toplote (50-65%). Visoka cena, ki jo je treba plačati za zapletenost zasnove, je upravičena z edino prednostjo: bloki takšne namestitve se lahko namestijo ne v eno stavbo, temveč v območja dovodnega in izpušnega prezračevanja, ki so oddaljena drug od drugega. Za močne industrijski sistemi ima velik pomen. V majhnih stavbah takšne naprave niso nameščene.

Značilnosti izbire rekuperatorja

Ko smo se seznanili z značilnostmi delovanja rekuperatorskih enot, je čas, da preidemo na praktični del - izbirna merila za opravljanje določenih nalog.

Prva stvar, na katero morate biti pozorni, je način namestitve. V delovnem položaju je hišno dovodno in izpušno prezračevanje z rekuperacijo toplote mogoče namestiti na več načinov:

• Znotraj stene. Ohišje je nameščeno v predhodno izvrtano luknjo. OD zunanja stran nameščen je pokrov, od znotraj - žar in krmilna enota.

• V zaprtih prostorih. Enota je obešena na steno. Zunaj je nameščena rešetka ali pokrov.

• Postavitev na prostem. Prednosti te rešitve so očitne: minimalen hrup in prihranek prostora. Kanalna naprava naprave vam omogoča, da jo postavite na balkone in lože, pa tudi samo na fasado stavbe.

Drug parameter, ki ga je treba upoštevati pri nakupu, je število oboževalcev. Proračunski rekuperatorji zraka za dom so opremljeni z eno prezračevalno enoto, ki deluje tako za dovod kot za odvod.

Dražje naprave imajo 2 ventilatorja. Eden od njih črpa, drugi pa izpušča zrak. Zmogljivost takšnih naprav je višja kot pri enem ventilatorju.

Pri nakupu bodite pozorni tudi na prisotnost električnega grelnika. Z njegovo pomočjo je izključeno zmrzovanje kasete in povečana spodnja temperaturna meja delovanja naprave.

Funkcija nadzora klime. Omogoča natančno nastavitev temperature, na katero bo izmenjevalnik toplote ogreval zrak.

Možnost regulacije vlažnosti. Ta parameter pomembno vpliva na udobje mikroklime. Standardni izmenjevalnik toplote suši zrak tako, da iz njega odstrani vlago.

Prisotnost ali odsotnost filtra. Dodatna možnost, ki pozitivno vpliva na sanitarne lastnosti zračne mešanice.

Pomemben parameter, ki zahteva pozornost, je temperatura črpanega zraka. V različnih modelih se lahko njegova vrednost bistveno razlikuje. Najširše možno temperaturno območje delovanja od -40 do +50C gospodinjski aparati je redka.

Zato poleg upoštevanja optimalne zmogljivosti v m3 / h pri nakupu izberite napravo, ki lahko popolnoma deluje v vaših podnebnih razmerah.

Izračun zmogljivosti

Podrobni izračuni delovanja rekuperatorjev v sistemu dovodnega in izpušnega prezračevanja so precej zapleteni. Pri tem je treba upoštevati številne dejavnike: pogostost izmenjave zraka v prostoru, presek kanalov, hitrost gibanja zraka, potrebo po namestitvi dušilcev zvoka itd. Samo izkušeni inženirji lahko kompetentno opravijo takšno nalogo.

Običajni potrošnik lahko uporabi poenostavljeno metodologijo za pravilno navigacijo pri nakupu naprave.

Učinkovitost rekuperatorja je neposredno odvisna od sanitarni standard poraba zraka na osebo. Njegova povprečna vrednost je 30 m3/uro. Torej, če 4 osebe stalno živijo v stanovanju ali zasebni hiši, mora biti zmogljivost namestitve vsaj 4x30 = 120 m3 / uro.

Lastna električna moč gospodinjskih rekuperatorjev je majhna (25-80 W). Določena je s stopnjo porabe energije kanalskih ventilatorjev. V napravah z električnim ogrevanjem dovodnega toka so nameščeni grelni elementi s skupno močjo od 0,8 do 2,0 kW.

Priljubljene znamke in ocenjene cene

Pri izbiri gospodinjskega izmenjevalnika toplote se osredotočite na proizvajalce in modele, ki so si prislužili visoke ocene strank. Kot primer lahko navedemo izdelke tujih podjetij Electrolux (Electrolux), Mitsubishi (Mitsubishi), Marley (Marley).

Toplotni izmenjevalnik za majhne prostore Mitsubishi Electric VL-100EU5-E. Poraba zraka 105 m3/h. Cena od 21.000 rubljev.

Priljubljen model Electroluxa. Ocenjena maloprodajna cena od 42.000 rubljev.

Cene 2017 za gospodinjske instalacije teh blagovnih znamk se začnejo pri 22.000 rubljev in končajo pri 60.000 rubljev.

MARLEY MENV-180. Poraba zraka 90 m3/uro. Stroški od 27.500 rubljev.

Oprema ruskih in ukrajinskih podjetij Vents (Vents), Vakio (Vakio), Prana in Zilant se je dobro izkazala. Niso slabši od tujih analogov v zmogljivosti in zanesljivosti, pogosto se izkažejo za bolj dostopne.

Namestitev Vakio. Zmogljivost 60 m3/h v načinu rekuperacije, do 120 m3/h v dovodno prezračevanje. Cena od 17.000 rubljev.

Ocenjeni stroški sistemov za rekuperacijo zraka teh podjetij (zmogljivost od 120 do 250 m3 / uro) so od 17.000 do 55.000 rubljev.

Prava 200g. Dotok - 135 m3/h, odvod - 125 m3/h. Priporočena površina za vzdrževanje sistema je do 60 m2.

Ocene o rekuperatorjih zraka so večinoma pozitivne. Mnogi lastniki ugotavljajo, da je bil z njihovo pomočjo rešen problem prekomerne vlažnosti, ki je povzročil nastanek plesni in gliv v prostorih.

V izračunih vračilne dobe za to opremo so podane številke od 3 do 7 let. Podatki instrumentalnih meritev o pravi prihranek na forumih, namenjenih tej temi, nismo našli nosilcev energije.

Na kratko o samosestavi

V večini fotografij in video navodil za samoizdelava rekuperatorji veljajo za ploščate modele. To je najpreprostejša in najbolj dostopna možnost za domačega mojstra.

Glavni del zasnove je toplotni izmenjevalnik. Izdelan je iz pocinkanega jekla, razrezan na plošče velikosti 30x30 cm, za ustvarjanje kanalov na robovih in v sredini vsakega odseka so zlepljeni s silikonom. plastični trakovi 4 mm debeline in 2-3 cm širine.

Toplotni izmenjevalnik je sestavljen s polaganjem in izmeničnim obračanjem plošč pod kotom 90 stopinj glede na drugo. Torej pridobite izolirane kanale za prihajajoče gibanje hladnega in toplega zraka.

Nato se izdela ohišje iz kovine, iverne plošče ali plastike, ki ustreza dimenzijam toplotnega izmenjevalnika. Ima štiri luknje za dovod zraka. V dveh sta nameščena ventilatorja. Toplotni izmenjevalnik je obrnjen pod kotom 45 stopinj in pritrjen v ohišju.

Temeljito tesnjenje vseh montažnih spojev s silikonom zaključi delo.