Kuptimi i Rikuperimit të Energjisë në Shkëmbyesit Rrotullues të Nxehtësisë

Elementet kryesore teknike që ndikojnë në efikasitetin e energjisë

Kuptimi i rikuperimit të energjisë në shkëmbyesit rrotullues të nxehtësisë - Elementet kryesore teknike që ndikojnë në efikasitetin e energjisë

Sistemet e rikuperimit të nxehtësisë mund të ndahen në dy kategori bazuar në parametrat termikë të sistemit: Sisteme për rikuperimin e energjisë dhe konvertimin nga nxehtësia e mbetur me parametra të lartë termikë (mbi 70^oC) dhe sisteme për rikuperimin dhe shndërrimin e energjisë nga nxehtësia e mbetur me parametra të ulët termikë (nën 70^oC).

Sisteme të rikuperimit të nxehtësisë dhe konvertimit të energjisë mbi 70^oC përdoren në proceset teknologjike që zhvillohen në industritë e energjisë, ushqimit, kimikateve dhe industri të tjera të bazuara në procese, ku çlirohen sasi të mëdha të nxehtësisë së mbeturinave. Kjo nxehtësi e mbeturinave me parametra të lartë termikë mund të përdoret për të përmirësuar efikasitetin energjetik dhe ekonomik të ndërmarrjeve duke ngrohur drejtpërdrejt ajrin në sistemet e ventilimit ose duke rritur proceset teknologjike që kërkojnë temperatura më të larta (p.sh. burimi i nxehtësisë për pompat e nxehtësisë të përdorura për pasterizim në industrinë ushqimore, ose për prodhimin e energjisë elektrike në sistemet organike të Ciklit Rankine ose Ciklit Kalina). Nxehtësia e mbeturinave me parametra të tillë termikë të ngritur mund të përdoret gjithashtu për proceset e ftohjes dhe ajrit të kondicionuar (p.sh. shndërrimi i energjisë termike në ujë të ftohtë duke përdorur ftohës absorbues ose adsorbues).

Sisteme të rikuperimit të nxehtësisë dhe konvertimit të energjisë nën 70^oC përdoren më shpesh për qëllime ngrohjeje në ndërtesa banimi (p.sh., ngrohje nën dysheme me përdorimin e pompave të nxehtësisë) ose ndërtesa tregtare (p.sh., në njësitë e trajtimit të ajrit (AHU) për ngrohjen e ajrit "të freskët" ose "të jashtëm" duke rikuperuar nxehtësinë nga ajri "i përdorur" ose "i nxjerrë"). Ky artikull do të përqendrohet në aplikimet në ndërtesa tregtare.

Sistemet e rikuperimit të nxehtësisë në njësitë e trajtimit të ajrit bazohen në dy sisteme që, varësisht nga lloji i zgjidhjes së miratuar në projektimin e njësisë, konsumojnë energji elektrike (sisteme aktive) ose jo (sisteme pasive). Sistemet aktive të rikuperimit të nxehtësisë në njësitë e trajtimit të ajrit përfshijnë, për shembull, sisteme të bazuara në shkëmbyes rrotullues të nxehtësisë ose pompa të kthyeshme të nxehtësisë. Sistemet pasive të rikuperimit të nxehtësisë përfshijnë shkëmbyes nxehtësie kryq dhe gjashtëkëndor. Karakteristikë për rikuperimin e nxehtësisë në sistemet e ventilimit është se nxehtësia rikuperohet në ndryshime të vogla të temperaturës midis rrjedhës së ajrit me temperaturë më të lartë dhe rrjedhës së ajrit me temperaturë më të ulët, me ajrin me temperaturë më të lartë që rrallë tejkalon 30°C.^oC (në ndërtesat tregtare, rikuperimi i nxehtësisë ndodh edhe në temperatura më të ulëta të ajrit).

Më shpesh, rikuperimi i nxehtësisë në njësitë e ventilimit dhe të ajrit të kondicionuar kryhet duke përdorur shkëmbyes nxehtësie rrotullues ose me rrjedhë tërthore (gjashtëkëndor), më rrallë duke përdorur pompa nxehtësie. Shkëmbyesit rrotullues të nxehtësisë përdoren në njësitë e trajtimit të ajrit (AHU) ku lejohet shkëmbimi i masës midis ajrit hyrës dhe dalës në AHU (këto zakonisht janë ndërtesa publike). Shkëmbyesit e nxehtësisë me rrjedhë tërthore dhe gjashtëkëndor përdoren në njësitë e trajtimit të ajrit ku nuk mund të lejohet shkëmbimi i masës midis ajrit të freskët dhe të përdorur (p.sh. spitalet). Pompat e kthyeshme të nxehtësisë përdoren kur kërkohet ajër furnizimi me temperaturë të lartë për qëllime ngrohjeje.

Bilanci i masës dhe energjisë në shkëmbyesit e nxehtësisë të përdorur në njësitë e trajtimit të ajrit

Kur llogaritet performanca e shkëmbyesit rrotullues të nxehtësisë për rikuperimin e nxehtësisë në njësitë e trajtimit të ajrit, përveç balancës së energjisë, kërkohet një bilanc i përshtatshëm i masës. Më poshtë janë ekuacionet e energjisë dhe balancës së masës për kushtet e rrjedhës në gjendje të qëndrueshme me supozimin e mëposhtëm. Ndryshimet periodike të parametrave që vijnë nga lëvizja rrotulluese e shkëmbyesit mesatarizohen në balancën e përgjithshme të energjisë dhe lagështisë - domethënë, ndryshimet periodike lokale në temperaturë dhe lagështi në sipërfaqen e rrotës rrotulluese janë të parëndësishme dhe për këtë arsye lihen jashtë në llogaritje.

a) Masa, përqendrimi dhe balanca e energjisë për shkëmbyesit rrotullues të nxehtësisë: