Vigtige tekniske elementer, der påvirker energieffektiviteten

Forståelse af energigenvinding i roterende varmevekslere - Tekniske nøgleelementer, der påvirker energieffektiviteten

Varmegenvindingssystemer kan opdeles i to kategorier baseret på systemets termiske parametre: Systemer til energigenvinding og konvertering fra spildvarme med høje termiske parametre (over 70^oC) og systemer til energigenvinding og -konvertering fra spildvarme med lave termiske parametre (under 70^oC).

Varmegenvindings- og energikonverteringssystemer over 70^oC bruges i teknologiske processer, der finder sted i energi-, fødevare-, kemikalie- og andre procesbaserede industrier, hvor der frigives store mængder spildvarme.Denne spildvarme med høje termiske parametre kan bruges til at forbedre virksomhedernes energimæssige og økonomiske effektivitet ved direkte at opvarme luft i ventilationssystemer eller ved at forstærke teknologiske processer, der kræver højere temperaturer (f.eks. varmekilden til varmepumper, der bruges til pasteurisering i fødevareindustrien, eller til produktion af elektricitet i de organiske Rankine Cycle eller Kalina Cycle systemer).Spildvarme med sådanne forhøjede termiske parametre kan også bruges til køle- og luftkonditioneringsprocesser (f.eks. konvertering af termisk energi til kølet vand ved hjælp af absorptions- eller adsorptionskølere).

Varmegenvindings- og energikonverteringssystemer under 70^oC bruges oftest til opvarmning i beboelsesejendomme (f.eks. gulvvarme ved brug af varmepumper) eller erhvervsbygninger (f.eks. i luftbehandlingsanlæg (AHU) til opvarmning af "frisk" eller "udendørs" luft ved at genvinde varme fra "brugt" ” eller ”udblæsningsluft”).Denne artikel vil fokusere på kommercielle bygningsapplikationer.

Varmegenvindingsanlæg i luftbehandlingsanlæg er baseret på to systemer, der afhængigt af hvilken type løsning, der er valgt i aggregatets design, forbruger strøm (aktive anlæg) eller ej (passive systemer).Aktive varmegenvindingssystemer i luftbehandlingsanlæg omfatter f.eks. systemer baseret på roterende varmevekslere eller reversible varmepumper.Passive varmegenvindingssystemer omfatter kryds- og sekskantede varmevekslere.Karakteristisk for varmegenvinding i ventilationsanlæg er, at varme genvindes ved små temperaturforskelle mellem den højere temperatur luftstrøm og den lavere temperatur luftstrøm, hvor den højere temperatur luft sjældent overstiger 30°C.^oC (i erhvervsbygninger sker varmegenvindingen selv ved lavere lufttemperaturer).

Oftest udføres varmegenvinding i ventilations- og klimaanlæg ved hjælp af roterende eller tværgående (sekskantede) varmevekslere, sjældnere ved hjælp af varmepumper.Roterende varmevekslere bruges i AHU'er, hvor masseudveksling mellem ind- og udgangsluft i AHU'en er tilladt (disse er normalt offentlige bygninger).Krydsstrøms- og sekskantede varmevekslere anvendes i luftbehandlingsanlæg, hvor masseudveksling mellem frisk og brugt luft ikke kan tillades (f.eks. hospitaler).Reversible varmepumper anvendes, når der kræves højtemperaturindblæsning til opvarmning.

Masse- og energibalance i varmevekslere, der anvendes i luftbehandlingsaggregater

Ved beregning af roterende varmevekslerydelse til varmegenvinding i luftbehandlingsaggregater kræves der udover energibalance en passende massebalance.Følgende er energi- og massebalanceligninger for steady-state strømningsforhold med følgende antagelse.Periodiske parameterændringer som følge af vekslerens rotationsbevægelse beregnes som gennemsnit i den samlede energi- og fugtbalance — det vil sige, at periodiske lokale ændringer i temperatur og fugtighed på overfladen af ​​det roterende hjul er ubetydelige og derfor udeladt i beregningerne.

a) Masse, koncentration og energibalance for roterende varmevekslere: