Kurtarma ile havalandırma. Farklı reküperatör türleri arasında doğru seçim nasıl yapılır Reküperatör seçiminde temel kriterler

Havalandırma işlemi sırasında odadan yalnızca egzoz havası geri dönüştürülmez, aynı zamanda termal enerjinin bir kısmı da geri dönüştürülür. Kışın bu durum daha yüksek enerji faturalarına yol açmaktadır.

Merkezi ve lokal havalandırma sistemlerinde ısı geri kazanımı, hava değişiminden ödün vermeden haksız maliyetleri azaltmanıza olanak sağlayacaktır. Termal enerjinin geri kazanımı için kullanılırlar farklı şekillerısı eşanjörleri - geri kazanıcılar.

Makalede birimlerin modelleri, bunların özellikleri ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Tasarım özellikleri, çalışma prensipleri, avantajları ve dezavantajları. Sağlanan bilgiler seçim yapmanıza yardımcı olacaktır optimal seçenek düzenleme için havalandırma sistemi.

Latince'den tercüme edilen iyileşme, tazminat veya geri dönüş anlamına gelir. Isı değişim reaksiyonları açısından geri kazanım, aynı proseste uygulama amacıyla teknolojik bir aksiyon için harcanan enerjinin kısmi geri dönüşü olarak karakterize edilir.

Yerel reküperatörler bir fan ve bir plakalı ısı eşanjörü ile donatılmıştır. Giriş “manşonu” ses emici malzeme ile yalıtılmıştır. Kompakt havalandırma ünitelerinin kontrol ünitesi iç duvarda bulunur

Geri kazanımlı merkezi olmayan havalandırma sistemlerinin özellikleri:

• Yeterlik – 60-96%;
• Düşük verimlilik– cihazlar 20-35 m2'ye kadar odalarda hava değişimi sağlayacak şekilde tasarlanmıştır;
• Uygun Fiyat Ve geniş seçim geleneksel duvar vanalarından çok kademeli filtreleme sistemine ve nemi ayarlama özelliğine sahip otomatik modellere kadar değişen üniteler;
• Kurulum kolaylığı– devreye alma için hava kanalı kurulumuna gerek yoktur; bunu kendiniz yapabilirsiniz.

  Duvar girişi seçimi için önemli kriterler: izin verilen duvar kalınlığı, performans, reküperatörün verimliliği, hava kanalının çapı ve pompalanan ortamın sıcaklığı

  Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

  İş karşılaştırması doğal havalandırma ve kurtarma ile zorunlu sistem:

  Merkezi bir toplayıcının çalışma prensibi, verimliliğin hesaplanması:

  Örnek olarak Prana duvar vanasını kullanan merkezi olmayan bir ısı eşanjörünün tasarımı ve çalıştırma prosedürü:

  Isının yaklaşık %25-35'i havalandırma sistemi yoluyla odadan çıkar. Reküperatörler kayıpları azaltmak ve etkili bir şekilde ısıyı geri kazanmak için kullanılır. İklimsel ekipman, gelen havayı ısıtmak için atık kütlelerinin enerjisini kullanmanızı sağlar.

  Eklemek istediğiniz bir şey var mı veya farklı havalandırma geri kazanım cihazlarının çalışmasıyla ilgili sorularınız mı var? Lütfen yayın hakkında yorumlarınızı bırakın ve bu tür tesislerin işletilmesiyle ilgili deneyiminizi paylaşın. İletişim formu alt blokta yer almaktadır.

İyileşmek bir iade sürecidir maksimum miktar enerji. Havalandırmada geri kazanım, termal enerjinin havadan transfer edilmesi işlemidir. egzoz havası girişte. Çok var çeşitli türler iyileştiriciler ve bu yazıda her biri hakkında konuşacağız. Her reküperatör türü kendi yolunda iyidir ve benzersiz avantajlara sahiptir, ancak bunlardan herhangi biri, kışın besleme havasını ısıtmada en az% 50 ve daha sıklıkla% 95'e kadar tasarruf etmenize olanak sağlayacaktır.

Egzoz havasından besleme havasına ısı transferi süreci çok ilginçtir. Daha sonra, ne olduğunu ve hangi reküperatöre ihtiyacınız olduğunu daha kolay anlayabilmeniz için her tip hava geri kazanım cihazını sökmeye başlayacağız.

En popüler iyileştirici türü veya daha doğrusu klima santralleri bir plaka geri kazanım cihazı ile. Reküperatör ısı eşanjörünün tasarımının basitliği ve güvenilirliği nedeniyle popülerliğini kazanmıştır.

Çalışma prensibi basittir - iki hava akışı (egzoz ve besleme) reküperatörün ısı eşanjöründe kesişir, ancak duvarlarla ayrılacak şekilde. Sonuç olarak bu akışlar karışmaz. Sıcak havaısı eşanjörünün duvarlarını ısıtır ve duvarlar besleme havasını ısıtır. Plaka geri kazanıcılarının verimliliği (plaka geri kazanıcı verimliliği) yüzde olarak ölçülür ve şuna karşılık gelir:

Metal için %45-78 ve plastik ısı değiştiriciler iyileştiriciler.

Selüloz higroskopik ısı eşanjörlü plakalı geri kazanıcılar için %60-92.

Selüloz geri kazanım cihazlarına yönelik verimlilikteki bu sıçrama, öncelikle nemin geri kazanım cihazının duvarları yoluyla egzoz havasından besleme havasına geri dönmesinden ve ikinci olarak da aynı nemdeki gizli ısının aktarılmasından kaynaklanmaktadır. Aslında, reküperatörlerde rol, havanın kendisinin ısısı tarafından değil, içinde bulunan nemin ısısı tarafından oynanır. Nemsiz havanın ısı kapasitesi çok düşüktür ve nem, yüksek ısı kapasitesi olduğu bilinen sudur.

Selüloz olanlar hariç tüm reküperatörler için bir drenaj çıkışı gereklidir. Onlar. Bir geri kazanım cihazının kurulumunu planlarken, bir kanalizasyon kaynağının da gerekli olduğunu hatırlamanız gerekir.

Yani, artıları:

1. Tasarımın basitliği ve güvenilirliği.

2. Yüksek verimlilik.

3. Ek elektrik tüketicisi yok.

Ve tabii ki dezavantajları:

1. Böyle bir reküperatörün çalışabilmesi için ona hem besleme hem de egzoz sağlanması gerekir. Sistem sıfırdan tasarlanmışsa bu hiç de eksi değildir. Ancak sistem zaten mevcutsa ve besleme ve egzoz belli bir mesafeye yerleştirilmişse kullanılması daha iyidir.

2. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda reküperatörün ısı eşanjörü donabilir. Buzunu çözmek için, sokaktan gelen hava beslemesini durdurmak veya azaltmak ya da egzoz havası tarafından eritilirken besleme havasının ısı eşanjörünü atlamasına izin veren bir baypas valfi kullanmak gerekir. Bu buz çözme modunda soğuk havanın tamamı reküperatörü bypass ederek sisteme girer ve onu ısıtmak için çok fazla elektrik gerekir. Bunun istisnası selüloz plakalı geri kazanıcılardır.

3. Temel olarak, bu geri kazanım cihazları nemi geri döndürmez ve tesise verilen hava çok kurudur. Bunun istisnası selüloz plakalı geri kazanıcılardır.

İkinci en popüler iyileştirici türü. Elbette... Verimliliği yüksektir, donmaz, plaka tipine göre daha kompakttır ve hatta nemi geri döndürür. Bazı avantajlar.

Döner ısı eşanjörü alüminyumdan yapılmıştır ve rotorun üzerine katmanlar halinde sarılmıştır; bir sayfası düz, diğeri zikzaktır. Havanın geçmesine izin vermek için. Kayış aracılığıyla elektrikli bir tahrikle tahrik edilir. Bu "tambur" döner ve egzoz bölgesinden geçerken her bir parçası ısınır, ardından besleme bölgesine hareket eder ve soğur, böylece ısıyı besleme havasına aktarır.

Hava akışlarına karşı koruma sağlamak için bir temizleme sektörü kullanılır.

Yeni ve çok iyi bilinmeyen bir hava geri kazanım türü. Çatı üstü ısı eşanjörleri aslında plakalı ısı eşanjörleri ve bazen de döner ısı eşanjörleri kullanır, ancak biz bunları ayrı bir ısı eşanjörü türü yapmaya karar verdik çünkü... Çatıya monteli reküperatör, reküperatörlü özel, ayrı tipte bir klima santralidir.

Çatıya monte ısı eşanjörleri büyük tek hacimli tesisler için uygundur ve tasarım, kurulum ve çalıştırma kolaylığının zirvesidir. Kurulumu için binanın çatısına gerekli pencereyi açmak, yükü dağıtan özel bir "cam" takmak ve içine bir çatı ısı eşanjörü takmak yeterlidir. Basit. Oda içerisinde hava tavan altından alınmakta ve müşterinin isteğine göre tavan altından veya çalışanların veya alışveriş merkezi ziyaretçilerinin nefes alma bölgesine verilmektedir.

Ara soğutma sıvılı reküperatör:

Ve bu tip reküperatör, mevcut “ayrı besleme - ayrı egzoz” havalandırma sistemleri için uygundur.

Peki, ya da inşa etmek imkansızsa yeni sistem bir odaya giriş ve çıkış sağlamayı içeren bir tür geri kazanım cihazıyla havalandırma. Ancak hem plakalı hem de döner ısı eşanjörlerinin glikol olanlardan daha yüksek verimliliğe sahip olduğunu hatırlamakta fayda var.

Bu yazıda geri kazanım katsayısı gibi bir ısı transfer özelliğini ele alacağız. Isı değişimi sırasında bir ısı taşıyıcısının diğerini ne kadar kullandığını gösterir. Geri kazanım katsayısına ısı geri kazanım katsayısı, ısı transfer verimliliği veya termal verim denilebilir.

Makalenin ilk bölümünde ısı transferi için evrensel bağıntıları bulmaya çalışacağız. En genel fiziksel prensiplerden elde edilebilirler ve herhangi bir ölçüm gerektirmezler. İkinci bölümde, gerçek hava perdeleri için veya su-hava ısı değişim üniteleri için ayrı ayrı ısı alışverişinin temel özelliklerine gerçek geri kazanım katsayılarının bağımlılığını sunacağız; bu, daha önce “Keyfi soğutucuda ısı perdesi gücü” makalelerinde tartışılmıştır. ve hava akış hızları. Deneysel verilerin yorumlanması" ve "İsteğe bağlı soğutucu ve hava akış hızlarında ısı perdesi gücü. “Isı transfer sürecinin değişmezleri”, “İklim Dünyası” dergisinin sırasıyla 80 ve 83. sayılarında yayınlandı. Katsayıların ısı değiştiricinin özelliklerine nasıl bağlı olduğu ve soğutucu akış hızlarından nasıl etkilendikleri gösterilecektir. Bazı ısı transferi paradoksları, özellikle de soğutucu akış hızlarında büyük bir fark ile geri kazanım katsayısının yüksek değeri paradoksu açıklanacaktır. Geri kazanım kavramını ve niceliksel tanımının (katsayısı) anlamını basitleştirmek için havadan havaya ısı eşanjörleri örneğini ele alacağız. Bu, olgunun anlamına ilişkin bir yaklaşım belirlememize olanak tanıyacak ve bu daha sonra "su - hava" da dahil olmak üzere herhangi bir değiş tokuşa genişletilebilecektir. Havadan havaya ısı değişim bloklarında, temelde sudan havaya ısı değiştiricilere benzeyen çapraz akımların ve ısı değişim ortamının karşı akımlarının düzenlenebileceğini unutmayın. Karşıt akımlar durumunda, bunları belirleyen yüksek değerler geri kazanım katsayıları, ısı transferinin pratik modelleri daha önce tartışılanlardan biraz farklı olabilir. Isı transferinin evrensel yasalarının genel olarak her türlü ısı değişim ünitesi için geçerli olması önemlidir. Makalenin tartışmasında ısı transferi sırasında enerjinin korunduğunu varsayacağız. Bu, vücuttan yayılan ışınım gücünün ve ısı taşınımının termal ekipman kasanın sıcaklığına göre belirlenen, yararlı ısı transferinin gücüyle karşılaştırıldığında küçüktür. Ayrıca taşıyıcıların ısı kapasitesinin sıcaklıklarına bağlı olmadığını da varsayacağız.

YÜKSEK BİR İYİLEŞME ORANI NE ZAMAN ÖNEMLİDİR?

Belirli bir miktarda termal gücü iletme yeteneğinin, herhangi bir termal ekipmanın temel özelliklerinden biri olduğu düşünülebilir. Bu yetenek ne kadar yüksek olursa, ekipman da o kadar pahalı olur. Teorik olarak geri kazanım katsayısı %0 ila %100 arasında değişebilir ancak pratikte sıklıkla %25 ila %95 arasında değişir. Sezgisel olarak, yüksek geri kazanım katsayısının yanı sıra yüksek güç aktarma yeteneğinin, ekipmanın yüksek tüketici niteliklerini ifade ettiği varsayılabilir. Ancak gerçekte böyle doğrudan bir bağlantı gözlenmez; her şey ısı değişiminin kullanım koşullarına bağlıdır. Yüksek derecede ısı geri kazanımı ne zaman önemlidir ve ne zaman ikincildir? Sıcaklığı veya soğuğu alınan soğutucu yalnızca bir kez kullanılıyorsa, yani döngülü değilse ve kullanımdan hemen sonra geri dönüşü olmayacak şekilde boşaltılıyorsa dış ortam, bundan dolayı etkili kullanım Bu ısı için geri kazanım katsayısı yüksek bir cihazın kullanılması tavsiye edilir. Örnekler arasında jeotermal tesislerin bir kısmından sıcak veya soğuk kullanımı, açık rezervuarlar, soğutma devresini kapatmanın imkansız olduğu teknolojik aşırı ısı kaynakları yer alır. Isıtma şebekesinde hesaplama sadece su akışına ve direkt suyun sıcaklığına göre yapıldığında yüksek geri kazanım önemlidir. Havadan havaya ısı eşanjörleri için bu, ısı değişiminden hemen sonra dış ortama giren egzoz havasındaki ısının kullanılmasıdır. Bir başka aşırı durum, soğutucuya kesinlikle ondan alınan enerjiye göre ödeme yapıldığında ortaya çıkar. çağrılabilir ideal seçenekısıtma ağları. O zaman geri kazanım katsayısı gibi bir parametrenin hiçbir anlamı olmadığını söyleyebiliriz. Taşıyıcının dönüş sıcaklığına ilişkin kısıtlamalara rağmen geri kazanım katsayısı da anlamlıdır. Bazı koşullar altında daha düşük bir ekipman kurtarma oranının istenebileceğini unutmayın.

GERİ KAZANIM FAKTÖRÜNÜN BELİRLENMESİ

Geri kazanım katsayısının tanımı birçok kaynakta verilmiştir. referans kitapları(Örneğin, , ). İki ortam 1 ve 2 arasında ısı alışverişi yapılıyorsa (Şekil 1),

ısı kapasiteleri c 1 ve c 2 (J/kgxK cinsinden) ve kütle akış hızları g 1 ve g 2 (kg/s cinsinden) olduğunda, ısı değişimi geri kazanım katsayısı iki eşdeğer oran şeklinde sunulabilir:

= (с 1 g 1)(Т 1 - Т 1 0) / (сg) dk (T 2 0 - T 1 0) = (с 2 g 2)(Т 2 0 - Т 2) / (сg) dk ( T 2 0 - T 1 0). (1)

Bu ifadede T 1 ve T 2 bu iki ortamın son sıcaklıklarıdır, T 1 0 ve T 2 0 başlangıç ​​sıcaklıklarıdır ve (cg) min termal olarak adlandırılan iki değerin minimumudur. g 1 ve g 2 akış hızlarında bu ortamların (W/K) eşdeğeri, (cg) min = min((1 g 1 ile), (2 g 2 ile)). Katsayıyı hesaplamak için her biri ifade eden paylardan dolayı ifadelerden herhangi birini kullanabilirsiniz. tam güçısı transferi (2) eşittir.

W = (c 1 g 1)(T 1 - T 1 0) = (c 2 g 2)(T 2 0 - T 2). (2)

(2)'deki ikinci eşitlik, ısıl işlemler için termodinamiğin birinci yasası olarak adlandırılan, ısı transferi sırasında enerjinin korunumu yasasının bir ifadesi olarak düşünülebilir. (1)'deki iki eşdeğer tanımın herhangi birinde dört değişim sıcaklığından yalnızca üçünün mevcut olduğu belirtilebilir. Belirtildiği gibi, soğutuculardan biri kullanımdan sonra atıldığında değer anlamlı hale gelir. Buradan (1)'deki iki ifadenin seçimi her zaman bu taşıyıcının son sıcaklığının hesaplama için ifadenin dışında tutulacağı şekilde yapılabilir. Örnekler verelim.

a) Egzoz havasından ısı geri kazanımı

Ünlü bir örnek Gerekli değeri yüksek bir ısı eşanjörü, egzoz havasının besleme havasını ısıtması için bir ısı geri kazanım cihazı görevi görebilir (Şekil 2).

Egzoz havasının sıcaklığını T oda, sokak havasını T st ve reküperatörde ısıtma sonrası besleme havasını T pr olarak belirlersek, iki hava akışından gelen ısı kapasitelerinin aynı değeri dikkate alınır. (Nem ve hava sıcaklığına olan küçük bağımlılıkları ihmal edersek bunlar hemen hemen aynıdır), şu şekilde ünlü bir ifade elde edebiliriz:

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

Bu formülde gmin, besleme havasının gin ve egzoz havasının iki saniyelik akış hızlarından en küçük g min = min(g giriş, g çıkış)'ı belirtir. Besleme havası akışı egzoz havası akışını aşmadığında, formül (3) basitleştirilir ve = (T pr - T st) / (T odası - T st) formuna indirgenir. Formül (3)'te dikkate alınmayan sıcaklık, egzoz havasının ısı eşanjöründen geçtikten sonraki T' sıcaklığıdır.

b) Bir hava perdesinde veya keyfi bir su-hava ısıtıcısında geri kazanım

Çünkü herkesin önünde olası seçenekler değeri önemsiz olabilecek tek sıcaklık sıcaklıktır dönüş suyu Tx, geri kazanım katsayısı ifadesinden çıkarılmalıdır. Ortam hava sıcaklığını belirtirsek hava perdesi T 0 hava perdesi tarafından ısıtılır - T ve ısı eşanjörüne giren sıcaklık sıcak su Tg, (Şekil 3), çünkü şunu elde ederiz:

Cg(T – T 0) / (cg) dk (T g – T 0). (4)

Bu formülde c havanın ısı kapasitesi, g ise ikinci kütlesel hava akış hızıdır.

Tanım (сg) min: en küçük değer havadan сg ve sudan с W G termal eşdeğerleri, с W suyun ısı kapasitesidir, G suyun ikinci kütle akış hızıdır: (сg) min = min((сg), (с W G)). Hava akışı nispeten küçükse ve hava eşdeğeri su eşdeğerini aşmıyorsa formül de basitleştirilir: = (T - T 0) / (T g - T 0).

GERİ KAZANIM FAKTÖRÜNÜN FİZİKSEL ANLAMI

Isı geri kazanım katsayısı değerinin, güç aktarımının termodinamik verimliliğinin niceliksel bir ifadesi olduğu varsayılabilir. Isı transferi için bu verimliliğin, azalmayan entropi kanunu olarak da bilinen termodinamiğin ikinci kanunu ile sınırlandığı bilinmektedir.

Bununla birlikte, bunun aslında sadece ısı alışverişi yapan iki ortamın termal eşdeğerlerinin eşitliği durumunda azalmayan entropi anlamında termodinamik verimlilik olduğu gösterilebilir. Eşdeğerlerin eşitsizliğinin genel durumunda, mümkün olan maksimum teorik değer = 1, aşağıdaki şekilde ifade edilen Clausius varsayımından kaynaklanmaktadır: “Isı, daha soğuk bir cisimden daha sıcak bir cisme, aynı zamanda sıcaklıkla ilişkili başka değişiklikler olmadan aktarılamaz. bu transfer." Bu tanımda diğer değişiklikler, örneğin ters Carnot çevrimi sırasında klimaların çalışmasına bağlı olarak sistem üzerinde yapılan işi ifade eder. Pompaların ve fanların, su, hava ve diğerleri gibi taşıyıcılarla ısı alışverişinde bulunurken, ısı alışverişinin enerjisine kıyasla üzerlerinde ihmal edilebilir bir iş yaptıkları göz önüne alındığında, böyle bir ısı değişimiyle Clausius varsayımının yerine getirildiğini varsayabiliriz. yüksek derece kesinlik.

Her ne kadar Clausius varsayımı ve azalmayan entropi ilkesinin termodinamiğin ikinci yasasının sadece farklı ifadeleri olduğu genel olarak kabul edilse de kapalı sistemler, Bu yanlış. Eşdeğerliklerini çürütmek için, genel olarak ısı transferinde çeşitli kısıtlamalara yol açabileceklerini göstereceğiz. İki değişim ortamının eşit termal eşdeğerleri durumunda bir havadan havaya geri kazanım cihazı düşünelim; eğer ısı kapasiteleri eşitse, iki hava akışının kütle akış hızlarının eşitliği anlamına gelir ve = (T pr - T st) / (T odası - T st). Kesinlik açısından oda sıcaklığı T odası = 20 o C ve sokak sıcaklığı T sokak = 0 o C olsun. Tamamen göz ardı edersek gizli ısı Nemi tarafından belirlenen hava, daha sonra (3)'ten aşağıdaki gibi, besleme havasının sıcaklığı T pr = 16 o C, geri kazanım katsayısı = 0,8'e karşılık gelir ve T pr = 20 o C'de, değeri 1'dir. (Bu durumlarda sokağa verilen havanın sıcaklığı, hava T' sırasıyla 4 o C ve 0 o C olacaktır). Bu durum için tam olarak = 1'in maksimum olduğunu gösterelim. Sonuçta, besleme havasının sıcaklığı T pr = 24 o C olsa ve sokağa yayılan hava T' = –4 o C olsa bile, o zaman termodinamiğin birinci yasası (enerjinin korunumu yasası) geçerli olmayacaktır. ihlal edildi. Her saniye E = cg·24 o C Joule enerji sokak havasına aktarılacak ve oda havasından da aynı miktarda enerji alınacak, aynı zamanda 1,2 yani %120 olacaktır. Bununla birlikte, termodinamiğin ikinci yasası tarafından yasaklanan sistemin entropisi azalacağından böyle bir ısı transferi tam olarak imkansızdır.

Aslında, entropi S'nin tanımına göre, değişimi dS = dQ/T (sıcaklık Kelvin cinsinden ölçülür) ilişkisiyle Q gazının toplam enerjisindeki bir değişiklikle ilişkilidir ve şu şekilde verilir: sabit basınç gaz dQ = mcdT, m gazın kütlesidir, c (ya da sıklıkla p ile gösterildiği gibi) sabit basınçtaki ısı kapasitesidir, dS = mc dT/T. Böylece S = mc ln(T 2 / T 1) olur; burada T 1 ve T 2, başlangıç ​​ve son gaz sıcaklıklarıdır. Besleme havasının entropisindeki ikinci değişim için formül (3)'ün gösteriminde Spr = сg ln(Tpr / Tul) elde ederiz, eğer sokak havası ısıtılırsa pozitiftir. Egzoz havasının entropisini değiştirmek için Svyt = s g ln(T / Troom). 1 saniyede tüm sistemin entropisindeki değişim:

S = S pr + S out = cg(ln(T pr / T st) + ln(T’ / T odası)). (5)

Tüm durumlarda T caddesi = 273K, T odası = 293K olduğunu varsayacağız. (3)’ten = 0,8 için, T pr = 289K ve (2)’den T’ = 277K, bu da hesaplamanıza izin verecektir. genel değişim entropi S =0,8 = 8 10 –4 cg. = 1'de, benzer şekilde T pr = 293K ve T' = 273K elde ederiz ve beklendiği gibi entropi korunur S =1 = 0. Varsayımsal durum = 1.2, T pr = 297K ve T' = 269K'ya karşılık gelir. ve hesaplama entropi düşüşünü gösterir: S =1,2 = –1,2 · 10 –4 cg. Bu hesaplama, özellikle c = 1,2 ve genel olarak herhangi bir > 1 için ayrıca S nedeniyle bu sürecin imkansızlığının bir gerekçesi olarak düşünülebilir.< 0.

Dolayısıyla, iki ortamın eşit termal eşdeğerlerini sağlayan akış hızlarında (aynı ortamlar için bu, eşit akış hızlarına karşılık gelir), geri kazanım katsayısı, = 1'in entropi korunumunun sınırlayıcı durumunu tanımlaması anlamında değişim verimliliğini belirler. Clausius postulatı ve azalmayan entropi ilkesi bu durum için eşdeğerdir.

Şimdi havadan havaya ısı alışverişi için eşit olmayan hava akış hızlarını düşünün. Örneğin besleme havasının kütle akış hızının 2g, egzoz havasının kütle akış hızının ise g olduğunu varsayalım. Bu tür akış hızlarında entropi değişimi için şunu elde ederiz:

S = S pr + S out = 2s g ln(T pr / T st) + s g ln(T’ / T odası). (6)

= 1 için, aynı başlangıç ​​sıcaklıklarında T st = 273 K ve T odası = 293 K, (3)'ü kullanarak, g pr / g min = 2 olduğundan T pr = 283 K elde ederiz. Daha sonra enerjinin korunumu yasasından (2) T' = 273K değerini elde ederiz. Bu sıcaklık değerlerini (6)'da değiştirirsek, entropide tam bir değişiklik için S = 0.00125сg > 0 elde ederiz. Yani, = 1 ile en uygun durumda bile süreç termodinamik olarak optimumun altına düşer; entropinin artmasıyla birlikte ve sonuç olarak eşit maliyetli alt durumun aksine, her zaman geri döndürülemez.

Bu artışın ölçeğini tahmin etmek için, yukarıda ele alınan eşit harcamaların değişimi için geri kazanım katsayısını bulacağız, böylece bu değişimin sonucunda, 2 kat farklılık gösteren harcamalarla aynı miktarda entropi üretilir. = 1. Başka bir deyişle, farklı harcamaların değişiminin termodinamik optimal olmayan durumunu değerlendireceğiz. ideal koşullar. Her şeyden önce, entropideki değişimin kendisi çok az şey ifade eder; entropideki değişimin ısı değişimiyle aktarılan enerjiye olan S/E oranını dikkate almak çok daha bilgilendiricidir. Yukarıdaki örnekte entropi S = 0,00125cg arttığında aktarılan enerji E = cg pr (T pr - T str) = 2c g 10K olur. Böylece S/E oranı = 6,25 10 –5 K -1 olur. Geri kazanım katsayısı = 0,75026'nın eşit akışlarda aynı "kaliteye" değişime yol açtığını doğrulamak kolaydır... Aslında, aynı başlangıç ​​​​sıcaklıklarında T st = 273 K ve T odası = 293 K ve eşit akışlarda, bu katsayı T re = 288 K ve T' = 278 K sıcaklıklarına karşılık gelir. (5)'i kullanarak entropi değişimini S = 0,000937сg elde ederiz ve E = сg(T pr - T str) = сg 15К olduğunu dikkate alarak S/E = 6,25 10 –5 К -1 elde ederiz. Yani, termodinamik kalite açısından, = 1'deki ve iki farklı akıştaki ısı transferi, aynı akışlardaki = 0,75026...'daki ısı transferine karşılık gelir.

Sorabileceğimiz başka bir soru da şudur: Varsayımsal değişim sıcaklıkları ne olmalıdır? farklı masraflar yani bu hayali süreç entropiyi artırmadan mı gerçekleşecek?

= 1,32 için, aynı başlangıç ​​sıcaklıklarında T st = 273 K ve T odası = 293 K, (3)'ü kullanarak, T pr = 286,2 K ve enerjinin korunumu yasasından (2) T' = 266,6 K elde ederiz. Bu değerleri (6)'da değiştirirsek, entropinin tamamen değişmesi için cg(2ln(286.2 / 273) + ln(266.6 / 293)) 0 elde ederiz. Enerjinin korunumu yasası ve olmayan yasa -Bu sıcaklık değerleri için azalan entropi karşılanır, ancak yine de T' = 266,6 K'nın başlangıç ​​sıcaklık aralığına ait olmaması nedeniyle değişim imkansızdır. Bu, enerjiyi daha soğuk bir ortamdan daha sıcak bir ortama aktararak Clausius'un önermesini doğrudan ihlal eder. Sonuç olarak, bu süreç de tıpkı diğerleri gibi, yalnızca entropinin korunmasıyla değil, aynı zamanda ortamların herhangi birinin son sıcaklıkları başlangıç ​​sıcaklık aralığının (T caddesi, T odası) ötesine geçtiğinde artmasıyla bile imkansızdır.

Değişim ortamının eşit olmayan termal eşdeğerlerini sağlayan akış hızlarında, ısı transfer süreci temelde geri döndürülemez ve en verimli ısı transferi durumunda bile sistemin entropisinde bir artışla ortaya çıkar. Bu argümanlar farklı ısı kapasitelerine sahip iki ortam için de geçerlidir; önemli olan tek şey bu ortamların termal eşdeğerlerinin örtüşüp örtüşmediğidir.

1/2 GERİ KAZANIM ORANI İLE MİNİMUM ISI DEĞİŞİMİ KALİTESİ PARADOKSU

Bu paragrafta, geri kazanım katsayıları sırasıyla 0, 1/2 ve 1 olan üç ısı değişimi durumunu ele alıyoruz. T 1 0 ve T 2 0 başlangıç ​​sıcaklıkları farklı olan, eşit ısı kapasitelerine sahip ısı değiştirici ortamların eşit akışlarının ısı değiştiricilerden geçmesine izin verin. 1'lik bir geri kazanım katsayısı ile, iki ortam basitçe sıcaklık değerlerini değiştirir ve son sıcaklıklar, başlangıç ​​sıcaklıkları T 1 = T 2 0 ve T 2 = T 1 0'u yansıtır. Bu S = 0 durumunda entropinin değişmediği açıktır, çünkü çıkışta giriştekiyle aynı sıcaklıktaki aynı ortamlar vardır. 1/2'lik bir geri kazanım katsayısı ile her iki ortamın son sıcaklıkları ortalamaya eşit olacaktır. aritmetik değer başlangıç ​​sıcaklıkları: T 1 = T 2 = 1/2 (T 1 0 + T 2 0). Geri dönüşü olmayan bir sıcaklık eşitleme süreci meydana gelecektir ve bu, entropi S > 0'daki artışa eşdeğerdir. Geri kazanım katsayısı 0 olduğunda, ısı transferi olmaz. Yani, T 1 = T 1 0 ve T 2 = T 2 0 ve son durumun entropisi değişmeyecektir; bu, geri kazanım katsayısı 1'e eşit olan sistemin son durumuna benzer. c = 1, c = 0 durumuyla aynıdır, ayrıca benzetme yoluyla durum = 0,9'un c = 0,1 durumuyla aynı olduğu gösterilebilir, vb. Bu durumda, c = 0,5 durumu, entropideki maksimum artışa karşılık gelecektir. tüm olası katsayılar. Görünüşe göre = 0,5, minimum kalitede ısı transferine karşılık gelir.

Elbette bu doğru değil. Paradoksun açıklaması, ısı alışverişinin bir enerji alışverişi olduğu gerçeğiyle başlamalıdır. Isı değişimi sonucu entropi belirli bir miktarda arttıysa, ısı değişiminin kalitesi 1 J veya 10 J ısının aktarılıp aktarılmadığına bağlı olarak değişecektir. Entropi S'deki mutlak değişimi dikkate almamak daha doğrudur (. aslında ısı eşanjöründeki üretim), ancak bu durumda değişim entropisinin aktarılan E enerjisine oranı. Açıkçası, farklı sıcaklık kümeleri için bu değerler = 0,5 olarak hesaplanabilir. Bu oranı = 0 için hesaplamak daha zordur çünkü bu, 0/0 biçiminde bir belirsizliktir. Ancak pratikte bu oranın çok küçük değerlerde, örneğin 0,0001 alınmasıyla elde edilebilecek oranı 0'a almak hiç de zor değil. Tablo 1 ve 2'de bu değerleri çeşitli başlangıç ​​sıcaklık koşulları için sunuyoruz.

Herhangi bir değerde ve günlük sıcaklık aralıkları için T st odası ve T odası (T odası / T st x olduğunu varsayacağız)

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

Nitekim T odası = T caddesi (1 + x) şeklinde ifade edersek 0< x

Grafik 1'de T st = 300K T oda = 380K sıcaklıkları için bu bağımlılığı gösteriyoruz.

Bu eğri, (7) yaklaşımıyla belirlenen düz bir çizgi değildir, ancak ona grafikte ayırt edilemeyecek kadar yakındır. Formül (7), = 0'da ısı transferinin kalitesinin minimum olduğunu göstermektedir. S / E ölçeğinin başka bir tahminini yapalım. Verilen örnekte, T 1 ve T 2 sıcaklıklarına sahip iki ısı rezervuarının bağlantısını ele alıyoruz. (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 minimum kaliteısı transferi S / E = 1 / T 1 0 –1 / T 2 0 tam olarak -> 0 için ve soğutucu akış hızlarının keyfi bir oranında gerçekleştirilir.

FARKLI ISITMA AKIŞ MALİYETLERİNDE ISI TRANSFER KALİTESİNDEKİ DEĞİŞİKLİKLER

Soğutucu akış hızlarının n faktörü kadar farklı olduğunu ve ısı değişiminin mümkün olan en yüksek kalitede (= 1) gerçekleştiğini varsayacağız. Bu, eşit akış hızlarında hangi kalitede ısı değişimine karşılık gelecektir? Bu soruyu cevaplamak için S/E değerinin = 1 değerinde çeşitli gider oranları için nasıl davrandığına bakalım. Bir akış farkı n = 2 için, bu karşılık gelme nokta 3'te zaten hesaplanmıştır: = 1 n=2, aynı akışlar için = 0,75026...'ya karşılık gelir. Tablo 3'te 300K ve 350K'lik bir sıcaklık seti için şunları sunuyoruz: göreceli değişim Farklı değerler için aynı ısı kapasitesine sahip soğutucuların eşit akış hızlarında entropisi.

Tablo 4'te ayrıca çeşitli akış oranları n için yalnızca mümkün olan maksimum ısı transfer verimliliğinde (= 1) entropideki göreceli değişimi ve eşit akış hızları için aynı kaliteye yol açan karşılık gelen verimlilikleri sunuyoruz.

Ortaya çıkan bağımlılığı (n) grafik 2'de sunalım.

Maliyetlerdeki sonsuz farkla, son sınır olan 0,46745'e yöneliyor... Bunun evrensel bir bağımlılık olduğu gösterilebilir. Gider oranı yerine termal eşdeğerlerin oranını kastediyorsak, herhangi bir taşıyıcı için herhangi bir başlangıç ​​sıcaklığında geçerlidir. Ayrıca grafikte 3. satırda gösterilen bir hiperbol ile de yaklaşık olarak tahmin edilebilir. mavi renkli:

'(n) 0,4675+ 0,5325/n. (8)

Kırmızı çizgi tam ilişkiyi (n) gösterir:

Eğer keyfi bir n>1 karşılığında eşit olmayan maliyetler gerçekleşirse, o zaman bağıl entropi üretimi anlamında termodinamik verimlilik azalır. Yukarıdan tahminini türetmeden sunuyoruz:

Bu ilişki n>1 için, 0 veya 1'e yakın, tam eşitlik eğilimindedir ve ara değerler için aşmaz. mutlak hata yüzde birkaçı.

Yazının sonu “İKLİM DÜNYASI” dergisinin gelecek sayılarından birinde sunulacaktır. Gerçek ısı değişim ünitelerinin örneklerini kullanarak geri kazanım katsayılarının değerlerini bulacağız ve bunların ne kadarının ünitenin özelliklerine, ne kadarının soğutucu akış hızlarına göre belirlendiğini göstereceğiz.

EDEBİYAT

1. Puhov A. hava. Deneysel verilerin yorumlanması. // İklim Dünyası. 2013. Sayı 80. S. 110.
2. Puhov A. B. İsteğe bağlı soğutucu akış hızlarında termal perdenin gücü ve hava. Isı transfer sürecinin değişmezleri. // İklim Dünyası. 2014. Sayı 83. S. 202.
3. Vaka W.M., Londra A. L. Kompakt ısı eşanjörleri. . M.: Enerji, 1967. S. 23.
4. Wang H. Temel formüller ve veriler Mühendisler için ısı transferi. . M.: Atomizdat, 1979. S. 138.
5. Kadomtsev B. B. Dinamik ve bilgi // Başarılar fizik bilimleri. T. 164. 1994. No. 5 Mayıs. S.453.

Pukhov Alexey Vyacheslavovich,
Teknik direktör
Tropic Line şirketi

Konuyu yeniden adlandırın. Hiç bir eğitim programına benzemiyor. Sadece PR ile ilgileniyor.
Şimdi biraz düzelteceğim.

artıları döner iyileştirici:
1. Yüksek ısı transfer verimliliği
Evet katılıyorum. Ev havalandırma sistemleri arasında en yüksek verimlilik.
2. Higroskopik olmadığından odadaki havanın nemini alır.
Hiç kimse kurutma için özel olarak rotor kullanmaz. Bu neden bir artı olarak dahil ediliyor?

Eksileri:
1. Büyük boyutlar.
Katılmıyorum.
2. Rotor, aşınmaya maruz kalan karmaşık bir hareket mekanizmasıdır ve buna bağlı olarak işletme maliyetleri artacaktır.
Rotoru döndüren küçük bir step motorun maliyeti 3 kopektir ve nadiren arızalanır. Buna işletme maliyetlerini artıran "karmaşık bir hareket mekanizması" mı diyorsunuz?
3. Hava akımı bazı kaynaklara göre% 30'a kadar katkının% 20'ye kadar çıkması nedeniyle temas.
Kim 30 dedi? Nereden aldın? Lütfen bize bağlantıyı sağlayın. Hala akışın yüzde 10'una inanabilirim ama 30 saçmalık. Bazı plakalı geri kazanıcılar bu bakımdan hava geçirmez şekilde kapatılmış olmaktan uzaktır ve orada küçük bir akış normaldir.
4. Yoğuşma suyu drenajı gereklidir
Sevgili eğitim programcısı, apartmanlar ve kır evleri için döner kuruluma ilişkin en az bir kullanım kılavuzunu okuyun. Orada siyah beyaz yazılmıştır: standart hava neminde yoğuşma suyunun giderilmesi gerekli değildir.
5. PVU'yu tek konumda sabitlemek.
Bu neden bir eksi?
6. Higroskopik olmadığından odadaki havanın nemini alır.
Havalandırma sistemi pazarını biliyorsanız higroskopik malzemeden yapılmış rotorların geliştirilmesine zaten dikkat etmişsinizdir. Bunun ne kadar gerekli olduğu ve plaka tipi geri kazanıcılar da dahil olmak üzere tüm bu higroskopikliğin ne kadar gerekli olduğu sorusu oldukça tartışmalı bir sorudur ve çoğu zaman higroskopikliğin lehine değildir.

Cevap için teşekkürler.
Hiç kimse bir eğitim programıymış gibi davranmadı. Bir kullanıcı olarak benim için olduğu kadar kullanıcı için de tartışmaya ve olası yardıma yönelik bir konu.

“Biraz meraklı bir insan olduğum için onu çalıştığım şeyle karşılaştıracağım.” - En başında yazdım. Bunu çalıştığım şeyle karşılaştırıyorum.

Döner tip plakalı tipe göre daha büyük boyutlara sahiptir. Çünkü onu çalıştığım şeyle karşılaştırıyorum.

En yüksek verimlilik göstergelerine sahip olduğu gerçeği bence doğru değil; üçlü plaka tipinin daha fazla verime ve daha yüksek donma direncine sahip olduğu kanaatindeyim. Tekrar söylüyorum, onu çalıştığım şeyle karşılaştırıyorum.

Bu hareketli bir mekanizmadır ve aşınmaya tabidir, dolayısıyla maliyeti üç kopektir. Bu iyi.

Tek pozisyonda montaj bir eksidir. Tam olarak şemada gösterildiği gibi kurulum her zaman mümkün değildir.

Azaltmak için higroskopi gereklidir Çalışma sıcaklığı, iyileştiricinin donmayacağı.

Havalandırma sisteminin iyi çalıştığı bir evde kişi kendini çok rahat hisseder ve daha az hastalanır.

Bununla birlikte, geleneksel iyi havalandırmayı sağlamak için ısıtma ve iklimlendirme maliyetlerini önemli ölçüde artırmak gerekir (evdeki normal hava sıcaklığını korumak için).

Hava geri kazanım cihazı nedir?

Günümüzde gelişmiş bir havalandırma sistemi kullanılmaktadır. özel cihazlar Bu, kışın egzoz havası boşaltıldığında ısı kaybını önemli ölçüde azaltabilir ve yaz aylarında sokaktan aşırı ısınmış hava sağlandığında ısının eve girmesini önleyebilir. Bu cihazın adı hava geri kazanım cihazı , fotoğraf 1.

Fotoğraf 1. Evin havalandırma sistemindeki hava geri kazanım cihazı

Şu tarihte: doğru kurulum ve çalışma sırasında, hava geri kazanım cihazı, geri dönüştürülmüş havayla birlikte kaybolan ısının 2/3'ünü "geri döndürme" kapasitesine sahiptir. Tüm reküperatörler, besleme havasını temizlemek için yapısında filtreler içerir ve modifikasyona bağlı olarak temizleme kalitesi farklı olabilir.

Hava geri kazanım cihazı kullanmanın avantajları ortak sistem havalandırma:

1. Isıtma ve havalandırma maliyetlerini azaltır (%30...50'ye kadar).
2. Evde konforlu mikro iklim, sürekli temiz hava.
3. Evdeki toz seviyesini azaltır.
4. Düşük işletme maliyetleri.
5. Zor bir kurulum değil.
6. Ekipman dayanıklıdır.

Hava geri kazanım tasarımı

Hava geri kazanım cihazı birbirine yakın çalışan iki odadan oluşur. fotoğraf 2. Bölmeler arasında ısı alışverişi meydana gelir ve bu da kış zamanı egzoz akışının ısısından dolayı besleme havası akışını ısıtın ve yaz aylarında bunun tersi de geçerlidir.

Fotoğraf 2. Şematik diyagram hava geri kazanım cihazının çalışması

İyileştirici türleri

Aşağıdaki hava geri kazanım tipleri vardır.

• katmanlı;
• döner;
• suda yaşayan;
• çatı kaplama

Plaka geri kazanım cihazı

Plaka geri kazanım cihazı boruların girip çıktığı bir mahfazadır dikdörtgen bölüm. İki borunun bir tarafı birbirine temas ederek aralarında ısı alışverişini sağlar. Boruların içerisinde ısıyı ısıtan, soğutan ve ısıyı aktaran galvanizli plakalar bulunmaktadır. fotoğraf 3. Plakalı reküperatörde besleme ve egzoz havası akışları karışmaz.

Plakalar yüksek ısı iletkenliğine sahip bir malzemeden yapılmıştır; bunlar şunları içerir:

• özel plastik;
• bakır;
• alüminyum.

Fotoğraf 3. Plakalı hava geri kazanım cihazı

Plakalı hava geri kazanım cihazının avantajları :

• kompakt;
• nispeten ucuz;
• sessiz çalışma;
• cihazın yüksek performansı (verimlilik %45...65'tir);
• elektrikli tahrik yok veya elektriğe bağımlılık yok;
• uzun servis ömrü (pratik olarak kırılmaz).

Plakalı hava geri kazanım cihazının dezavantajı:

1. Kışın don olduğunda egzoz mekanizmasının donma olasılığı yüksektir.
2. Nem değişimi gerçekleşmez.

fotoğraf 4) aşağıdaki ana unsurlardan oluşur:

• silindir;
• dönen tambur (rotor);
• çerçeve.

Silindirin içinde çok sayıda ince oluklu metal plaka (ısı eşanjörleri) bulunur.

Fotoğraf 4. Döner geri kazanıcı

Dönen bir tambur kullanan reküperatör iki modda çalışır:

1 – odadan egzoz akışının geçişi;

2 – besleme havası akışının geçmesi.

Döner reküperatörün çalışması, dış ve iç sıcaklıklara bağlı olarak devir sayısını ve çalışma modunu belirleyen elektronik sistemi tarafından kontrol edilir. Böylece metal plakalar ya ısınır ya da ısı verir.

Döner tip bir reküperatörün bir veya iki rotoru olabilir.

Döner reküperatörün avantajları:

1. Cihazın yüksek verimliliği. Verimlilik %87'ye kadar ulaşır.
2. Kışın cihaz donmaz.
3. Havayı kurutmaz. Nemi kısmen odaya geri döndürür.

Döner reküperatörün dezavantajları:

1. Ekipmanın büyük boyutları.
2. Elektriğe bağımlılık.

Uygulama alanı:

1. Özel evler;
2. Ofis odaları.
3. Garajlar.

Su geri kazanım cihazı

Su geri kazanım cihazı (devridaim) – bu, ısı eşanjörünün su veya antifriz olduğu bir reküperatördür, fotoğraf 5. Bu reküperatörün tasarımı geleneksel bir ısıtma sistemine benzer. Isı eşanjörü sıvısı egzoz havası tarafından ısıtılır ve besleme havası ısı eşanjörü tarafından ısıtılır.

Fotoğraf 5. Su geri kazanım cihazı

Su geri kazanım cihazının avantajları:

1. İşletme verimliliğinin normal göstergesi, verimlilik %50...65'tir.
2. Bireysel parçalarını farklı yerlere monte etme imkanı.

Su geri kazanım cihazının dezavantajları:

1. Karmaşık tasarım.
2. Nem değişimi mümkün değildir.
3. Elektriğe bağımlılık.

endüstriyel kullanıma yönelik bir reküperatördür. Bu tip geri kazanıcının verimliliği %55...68'dir.

Bu ekipman özel evler ve apartmanlar için kullanılmaz.

Fotoğraf 6. Çatı hava geri kazanım cihazı

Ana avantajlar:

1. Düşük maliyetli.
2. Sorunsuz çalışma.
3. Kurulumu kolay.

Kendi kendine yapılan iyileştirici

Arzunuz varsa kendiniz hava geri kazanım cihazı yapabilirsiniz. Bunu yapmak için internette bulunan kurtarıcıların şemalarını dikkatlice inceleyebilir ve cihazın ana boyutlarına karar verebilirsiniz.

İş sırasına bakalım:

1. Reküperatör için malzeme seçimi.
2. Bireysel elemanların imalatı.
3. Isı değiştirici imalatı.
4. Gövdenin montajı ve yalıtımı.

Plaka tipi bir reküperatör yapmanın en kolay yolu.

Davayı yapmak için aşağıdaki malzemeler kullanılabilir:

• sac (çelik);
• plastik;
• ağaç.

Vücudu yalıtmak için aşağıdaki malzemeleri kullanabilirsiniz:

• fiberglas;
• mineral yün;
• Strafor.

Konev Alexander Anatolievich