रोटरी हीट एक्सचेंजर्समधील ऊर्जा पुनर्प्राप्ती समजून घेणे

ऊर्जा कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे प्रमुख तांत्रिक घटक

रोटरी हीट एक्सचेंजर्समधील ऊर्जा पुनर्प्राप्ती समजून घेणे - ऊर्जा कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे प्रमुख तांत्रिक घटक

उष्णता पुनर्प्राप्ती प्रणालींना प्रणालीच्या औष्णिक मापदंडांच्या आधारावर दोन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: उच्च औष्णिक मापदंड (७०°C पेक्षा जास्त) असलेल्या टाकाऊ उष्णतेपासून ऊर्जा पुनर्प्राप्ती आणि रूपांतरणासाठीच्या प्रणाली.^oC) आणि कमी औष्णिक मापदंड (७० च्या खाली) असलेल्या टाकाऊ उष्णतेपासून ऊर्जा पुनर्प्राप्ती आणि रूपांतरणासाठीच्या प्रणाली^oसी).

७० पेक्षा जास्त तापमानाच्या उष्णता पुनर्प्राप्ती आणि ऊर्जा रूपांतरण प्रणाली^oऊर्जा, अन्न, रसायन आणि इतर प्रक्रिया-आधारित उद्योगांमध्ये होणाऱ्या तांत्रिक प्रक्रियांमध्ये उष्णतेचा वापर केला जातो, जिथे मोठ्या प्रमाणात टाकाऊ उष्णता बाहेर पडते. उच्च औष्णिक गुणधर्म असलेली ही टाकाऊ उष्णता, व्हेंटिलेशन सिस्टीममध्ये हवा थेट गरम करून किंवा उच्च तापमानाची आवश्यकता असलेल्या तांत्रिक प्रक्रियांना चालना देऊन (उदा. अन्न उद्योगात पाश्चरायझेशनसाठी वापरल्या जाणाऱ्या हीट पंपांसाठी उष्णतेचा स्रोत म्हणून, किंवा ऑरगॅनिक रँकिन सायकल किंवा कॅलिना सायकल सिस्टीममध्ये वीज निर्मितीसाठी) उद्योगांची ऊर्जा आणि आर्थिक कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. अशा उच्च औष्णिक गुणधर्म असलेल्या टाकाऊ उष्णतेचा वापर रेफ्रिजरेशन आणि एअर-कंडिशनिंग प्रक्रियांसाठी देखील केला जाऊ शकतो (उदा. ॲबसॉर्प्शन किंवा ॲडसॉर्प्शन चिलर्सचा वापर करून औष्णिक ऊर्जेचे थंड पाण्यात रूपांतर करणे).

७० च्या खाली उष्णता पुनर्प्राप्ती आणि ऊर्जा रूपांतरण प्रणाली^oC चा वापर बहुतेकदा निवासी इमारतींमध्ये (उदा. हीट पंपांच्या साहाय्याने अंडरफ्लोर हीटिंग) किंवा व्यावसायिक इमारतींमध्ये (उदा. एअर हँडलिंग युनिट्समध्ये (AHU) 'वापरलेल्या' किंवा 'बाहेर टाकलेल्या' हवेतून उष्णता परत मिळवून 'ताजी' किंवा 'बाहेरील' हवा गरम करण्यासाठी) उष्णता देण्याच्या उद्देशाने केला जातो. हा लेख व्यावसायिक इमारतींमधील उपयोगांवर लक्ष केंद्रित करेल.

एअर हँडलिंग युनिट्समधील उष्णता पुनर्प्राप्ती प्रणाली दोन प्रणालींवर आधारित आहेत, ज्या युनिटच्या डिझाइनमध्ये अवलंबलेल्या उपायाच्या प्रकारानुसार, वीज वापरतात (सक्रिय प्रणाली) किंवा वापरत नाहीत (निष्क्रिय प्रणाली). एअर हँडलिंग युनिट्समधील सक्रिय उष्णता पुनर्प्राप्ती प्रणालींमध्ये, उदाहरणार्थ, रोटरी हीट एक्सचेंजर किंवा रिव्हर्सिबल हीट पंपांवर आधारित प्रणालींचा समावेश होतो. निष्क्रिय उष्णता पुनर्प्राप्ती प्रणालींमध्ये क्रॉस आणि षटकोनी हीट एक्सचेंजरचा समावेश होतो. व्हेंटिलेशन प्रणालींमधील उष्णता पुनर्प्राप्तीचे वैशिष्ट्य हे आहे की, उच्च तापमानाच्या हवेच्या प्रवाहातील आणि कमी तापमानाच्या हवेच्या प्रवाहातील कमी तापमानाच्या फरकावर उष्णता पुनर्प्राप्त केली जाते, ज्यात उच्च तापमानाच्या हवेचे तापमान क्वचितच ३०°C पेक्षा जास्त असते.^oC (व्यावसायिक इमारतींमध्ये, हवेचे तापमान कमी असतानाही उष्णता पुनर्प्राप्ती होते).

बहुतेक वेळा, व्हेंटिलेशन आणि एअर-कंडिशनिंग युनिट्समध्ये उष्णता पुनर्प्राप्ती रोटरी किंवा क्रॉस-फ्लो (षटकोनी) हीट एक्सचेंजर्स वापरून केली जाते, तर क्वचितच हीट पंप्स वापरले जातात. रोटरी हीट एक्सचेंजर्स अशा एअर हँडलिंग युनिट्समध्ये (AHUs) वापरले जातात, जिथे AHU मधील आत येणाऱ्या आणि बाहेर जाणाऱ्या हवेमध्ये वस्तुमानाची देवाणघेवाण (मास एक्सचेंज) करण्याची परवानगी असते (या सामान्यतः सार्वजनिक इमारती असतात). क्रॉस-फ्लो आणि षटकोनी हीट एक्सचेंजर्स अशा एअर हँडलिंग युनिट्समध्ये वापरले जातात, जिथे ताज्या आणि वापरलेल्या हवेमध्ये वस्तुमानाची देवाणघेवाण करण्याची परवानगी नसते (उदा. रुग्णालये). जेव्हा गरम करण्याच्या उद्देशाने उच्च तापमानाच्या पुरवठा हवेची आवश्यकता असते, तेव्हा रिव्हर्सिबल हीट पंप्स वापरले जातात.

एअर हँडलिंग युनिट्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या हीट एक्सचेंजर्समधील वस्तुमान आणि ऊर्जा संतुलन

एअर हँडलिंग युनिट्समध्ये उष्णता पुनर्प्राप्तीसाठी रोटरी हीट एक्सचेंजरच्या कार्यक्षमतेची गणना करताना, ऊर्जा संतुलनाव्यतिरिक्त, योग्य वस्तुमान संतुलनाची आवश्यकता असते. खालील गृहितकासह स्थिर-स्थिती प्रवाह परिस्थितीसाठी ऊर्जा आणि वस्तुमान संतुलनाची समीकरणे दिली आहेत. एक्सचेंजरच्या फिरण्याच्या गतीमुळे होणारे नियतकालिक पॅरामीटर बदल एकूण ऊर्जा आणि आर्द्रता संतुलनामध्ये सरासरी काढले जातात — म्हणजेच, फिरणाऱ्या चाकाच्या पृष्ठभागावरील तापमान आणि आर्द्रतेमधील नियतकालिक स्थानिक बदल नगण्य मानले जातात आणि म्हणूनच ते गणनेमध्ये वगळले जातात.

अ) रोटरी हीट एक्सचेंजर्ससाठी वस्तुमान, सांद्रता आणि ऊर्जा संतुलन: