Komprenante Energi-Reakiron en Rotaciantaj Varmointerŝanĝiloj

Ŝlosilaj teknikaj elementoj, kiuj influas energiefikecon

Kompreni energi-reakiron en rotaciantaj varmointerŝanĝiloj - Ŝlosilaj teknikaj elementoj, kiuj influas energiefikecon

Varmorekuperaj sistemoj povas esti dividitaj en du kategoriojn bazitajn sur la termikaj parametroj de la sistemo: Sistemoj por energirekupero kaj konverto de rubvarmo kun altaj termikaj parametroj (super 70^oC) kaj sistemoj por energi-reakiro kaj -konverto el rubvarmo kun malaltaj termikaj parametroj (sub 70^oC).

Varmorekuperaj kaj energikonvertaj sistemoj super 70^oC estas uzataj en teknologiaj procezoj okazantaj en la energia, nutraĵa, kemia kaj aliaj procezbazitaj industrioj, kie grandaj kvantoj da rubvarmo estas liberigitaj. Ĉi tiu rubvarmo kun altaj termikaj parametroj povas esti uzata por plibonigi la energian kaj ekonomian efikecon de entreprenoj per rekta varmigo de aero en ventolsistemoj aŭ per pliigo de teknologiaj procezoj postulantaj pli altajn temperaturojn (ekz. la varmofonto por varmopumpiloj uzataj por pasteŭrizado en la nutraĵa industrio, aŭ por la produktado de elektro en la organikaj Rankine-cikloj aŭ Kalina-cikloj). Rubvarmo kun tiaj levitaj termikaj parametroj ankaŭ povas esti uzata por fridigaj kaj klimatizaj procezoj (ekz. konvertante varmenergion en malvarmigitan akvon uzante absorbajn aŭ adsorbajn malvarmigilojn).

Varmorekuperaj kaj energikonvertaj sistemoj sub 70^oC estas plej ofte uzataj por hejtado en loĝdomoj (ekz. subplanka hejtado per varmopumpiloj) aŭ komercaj konstruaĵoj (ekz. en aermanipulaj unuoj (AHU) por hejtado de "freŝa" aŭ "ekstera" aero per reakiro de varmo el "uzita" aŭ "elĉerpita" aero). Ĉi tiu artikolo temigos aplikojn en komercaj konstruaĵoj.

Varmorekuperaj sistemoj en aertraktaj unuoj baziĝas sur du sistemoj, kiuj, depende de la tipo de solvo adoptita en la dezajno de la unuo, konsumas elektron (aktivaj sistemoj) aŭ ne (pasivaj sistemoj). Aktivaj varmorekuperaj sistemoj en aertraktaj unuoj inkluzivas, ekzemple, sistemojn bazitajn sur rotaciaj varmointerŝanĝiloj aŭ reigeblaj varmopumpiloj. Pasivaj varmorekuperaj sistemoj inkluzivas krucajn kaj seslaterajn varmointerŝanĝilojn. Karakterizaĵo por varmorekupero en ventolsistemoj estas, ke varmo estas reakirita ĉe malgrandaj temperaturdiferencoj inter la pli alttemperatura aerfluo kaj la pli malalttemperatura aerfluo, kun la pli alttemperatura aero malofte superanta 30^oC (en komercaj konstruaĵoj, varmorekupero okazas eĉ ĉe pli malaltaj aertemperaturoj).

Plej ofte, varmorekupero en ventolaj kaj klimatizaj unuoj estas efektivigata per rotaciaj aŭ transfluaj (sesangulaj) varmointerŝanĝiloj, malpli ofte per varmopumpiloj. Rotaciaj varmointerŝanĝiloj estas uzataj en aermanipulaj unuoj (AMUoj), kie amasinterŝanĝo inter enira kaj elira aero en la AMU estas permesita (kutime temas pri publikaj konstruaĵoj). Transfluaj kaj sesangulaj varmointerŝanĝiloj estas uzataj en aermanipulaj unuoj, kie amasinterŝanĝo inter freŝa kaj uzita aero ne povas esti permesita (ekz. hospitaloj). Reigeblaj varmopumpiloj estas uzataj kiam alttemperatura proviza aero estas bezonata por hejtado.

Maso- kaj energi-ekvilibro en varmointerŝanĝiloj uzataj en aertraktaj unuoj

Kiam oni kalkulas la rendimenton de rotacia varmointerŝanĝilo por varmorekupero en aertraktaj unuoj, krom la energia bilanco, necesas ankaŭ taŭga masa bilanco. Jen estas energiaj kaj masaj bilancaj ekvacioj por stabilaj fluokondiĉoj kun la jena supozo. Periodaj parametroŝanĝoj rezultantaj el la rotacia movado de la interŝanĝilo estas averaĝitaj en la ĝenerala energia kaj humideca bilanco — tio estas, periodaj lokaj ŝanĝoj en temperaturo kaj humideco sur la surfaco de la rotacianta rado estas sensignifaj kaj tial preterlasitaj en la kalkuloj.

a) Maso, koncentriĝo kaj energi-ekvilibro por rotaciantaj varmointerŝanĝiloj: