Разуменне рэкуперацыі энергіі ў ратацыйных цеплаабменніках

Ключавыя тэхнічныя элементы, якія ўплываюць на энергаэфектыўнасць

Разуменне рэкуперацыі энергіі ў ратацыйных цеплаабменніках - ключавыя тэхнічныя элементы, якія ўплываюць на энергаэфектыўнасць

Сістэмы рэкуперацыі цяпла можна падзяліць на дзве катэгорыі ў залежнасці ад цеплавых параметраў сістэмы: сістэмы для рэкуперацыі і пераўтварэння энергіі з адпрацаванага цяпла з высокімі цеплавымі параметрамі (вышэй за 70^oC) і сістэмы для рэкуперацыі і пераўтварэння энергіі з адпрацаванага цяпла з нізкімі цеплавымі параметрамі (ніжэй за 70^oВ).

Сістэмы рэкуперацыі цяпла і пераўтварэння энергіі пры тэмпературы вышэй за 70^oC выкарыстоўваюцца ў тэхналагічных працэсах, якія адбываюцца ў энергетычнай, харчовай, хімічнай і іншых галінах прамысловасці, дзе вылучаецца вялікая колькасць адпрацаванага цяпла. Гэта адпрацаванае цяпло з высокімі цеплавымі параметрамі можа быць выкарыстана для павышэння энергетычнай і эканамічнай эфектыўнасці прадпрыемстваў шляхам непасрэднага нагрэву паветра ў вентыляцыйных сістэмах або шляхам дапаўнення тэхналагічных працэсаў, якія патрабуюць больш высокіх тэмператур (напрыклад, крыніца цяпла для цеплавых помпаў, якія выкарыстоўваюцца для пастэрызацыі ў харчовай прамысловасці, або для вытворчасці электраэнергіі ў арганічных сістэмах цыклу Рэнкіна або цыклу Каліны). Адпрацаванае цяпло з такімі падвышанымі цеплавымі параметрамі таксама можа быць выкарыстана для працэсаў астуджэння і кандыцыянавання паветра (напрыклад, пераўтварэнне цеплавой энергіі ў астуджаную ваду з дапамогай абсарбцыйных або адсарбцыйных чылераў).

Сістэмы рэкуперацыі цяпла і пераўтварэння энергіі пры тэмпературы ніжэй за 70 градусаў^oC часцей за ўсё выкарыстоўваюцца для ацяплення ў жылых будынках (напрыклад, цёплая падлога з выкарыстаннем цеплавых помпаў) або камерцыйных будынках (напрыклад, у вентыляцыйных устаноўках (AHU) для нагрэву «свежага» або «звонку» паветра шляхам рэкуперацыі цяпла з «выкарыстанага» або «адпрацаванага» паветра). Гэты артыкул будзе прысвечаны прымяненню ў камерцыйных будынках.

Сістэмы рэкуперацыі цяпла ў вентыляцыйных устаноўках заснаваныя на дзвюх сістэмах, якія, у залежнасці ад тыпу рашэння, прынятага ў канструкцыі ўстаноўкі, спажываюць электраэнергію (актыўныя сістэмы) або не (пасіўныя сістэмы). Актыўныя сістэмы рэкуперацыі цяпла ў вентыляцыйных устаноўках ўключаюць, напрыклад, сістэмы на аснове ратацыйных цеплаабменнікаў або рэверсіўных цеплавых помпаў. Пасіўныя сістэмы рэкуперацыі цяпла ўключаюць крыжавыя і шасцігранныя цеплаабменнікі. Характэрнай рысай рэкуперацыі цяпла ў вентыляцыйных сістэмах з'яўляецца тое, што цяпло рэкуперуецца пры невялікіх розніцах тэмператур паміж паветраным патокам з больш высокай тэмпературай і паветраным патокам з больш нізкай тэмпературай, прычым паветра з больш высокай тэмпературай рэдка перавышае 30.^oC (у камерцыйных будынках рэкуперацыя цяпла адбываецца нават пры больш нізкіх тэмпературах паветра).

Часцей за ўсё рэкуперацыя цяпла ў вентыляцыйных і кандыцыянерных устаноўках ажыццяўляецца з дапамогай ратацыйных або крыжапаточных (шасцігранных) цеплаабменнікаў, радзей — з выкарыстаннем цеплавых помпаў. Ратацыйныя цеплаабменнікі выкарыстоўваюцца ў прыборачных устаноўках, дзе дапускаецца масаабмен паміж уваходным і выходным паветрам у прыборачнай устаноўцы (звычайна гэта грамадскія будынкі). Крыжапаточныя і шасцігранныя цеплаабменнікі выкарыстоўваюцца ў прыборачных устаноўках, дзе нельга дапускаць масаабмен паміж свежым і выкарыстаным паветрам (напрыклад, бальніцы). Рэверсіўныя цеплавыя помпы выкарыстоўваюцца, калі для ацяплення патрабуецца прытокавае паветра высокай тэмпературы.

Баланс масы і энергіі ў цеплаабменніках, якія выкарыстоўваюцца ў вентыляцыйных устаноўках

Пры разліку прадукцыйнасці ратацыйнага цеплаабменніка для рэкуперацыі цяпла ў вентыляцыйных устаноўках, акрамя энергетычнага балансу, патрабуецца адпаведны баланс масы. Ніжэй прыведзены ўраўненні балансу энергіі і масы для ўмоў стацыянарнага патоку з наступным дапушчэннем. Перыядычныя змены параметраў, якія ўзнікаюць у выніку вярчальнага руху цеплаабменніка, усредняюцца ў агульным балансе энергіі і вільгаці, гэта значыць, перыядычныя лакальныя змены тэмпературы і вільготнасці на паверхні круцільнага кола нязначныя і таму апускаюцца ў разліках.

а) Баланс масы, канцэнтрацыі і энергіі для ратацыйных цеплаабменнікаў: