Ջերմային էներգիայի օգտագործումը արտանետվող օդափոխությունից: Արտանետումների և մատակարարման օդափոխության հաշվարկման առանձնահատկությունները և կարգը: Մատակարարում և արտանետվող օդափոխություն վերականգնմամբ

Օդորակման համակարգում տարածքից արտանետվող օդի ջերմությունը կարող է վերականգնվել երկու եղանակով.

· Օդի վերաշրջանառության սխեմաների օգտագործում;

· Ջերմության վերականգնման ագրեգատների տեղադրում:

Վերջին մեթոդը սովորաբար օգտագործվում է ուղղակի հոսքի օդորակման համակարգերում: Այնուամենայնիվ, ջերմային ռեկուպերատորների օգտագործումը չի բացառվում օդի վերաշրջանառության սխեմաներում:

Ժամանակակից օդափոխության և օդորակման համակարգերում օգտագործվում են սարքավորումների լայն տեսականի՝ ջեռուցիչներ, խոնավացուցիչներ, տարբեր տեսակներֆիլտրեր, կարգավորվող վանդակաճաղեր և շատ ավելին: Այս ամենը անհրաժեշտ է օդի պահանջվող պարամետրերին հասնելու, պահպանելու կամ ստեղծելու համար հարմարավետ պայմաններփակ աշխատանքի համար. Այս ամբողջ սարքավորումների պահպանումը բավականին մեծ էներգիա է պահանջում։ Ջերմափոխանակիչները դառնում են արդյունավետ լուծում օդափոխության համակարգերում էներգիայի խնայողության համար: Նրանց գործունեության հիմնական սկզբունքը սենյակ մատակարարվող օդի հոսքի ջեռուցումն է, օգտագործելով սենյակից հեռացված հոսքի ջերմությունը: Ջերմափոխանակիչ օգտագործելիս ջեռուցիչի ավելի քիչ հզորություն է պահանջվում մատակարարման օդը տաքացնելու համար՝ դրանով իսկ նվազեցնելով դրա շահագործման համար պահանջվող էներգիայի քանակը:

Օդափոխվող շենքերում ջերմության վերականգնումը կարող է իրականացվել օդափոխության արտանետումների արդյունքում ջերմության վերականգնման միջոցով: Թարմ օդը տաքացնելու համար թափոնների ջերմության վերականգնումը (կամ ամռանը օդորակման համակարգից եկող մաքուր օդի սառեցումը օդորակիչի թափոնների միջոցով) ամենապարզ ձևըվերամշակում. Այս դեպքում կարելի է նշել չորս տեսակի վերամշակման համակարգեր, որոնք արդեն նշվել են՝ պտտվող ռեգեներատորներ; ջերմափոխանակիչներ միջանկյալ հովացուցիչ նյութով; պարզ օդային ջերմափոխանակիչներ; խողովակային ջերմափոխանակիչներ: Օդորակման համակարգում պտտվող ռեգեներատորը կարող է ձմռանը մատակարարվող օդի ջերմաստիճանը բարձրացնել 15 °C-ով, իսկ ամռանը կարող է նվազեցնել մատակարարման օդի ջերմաստիճանը 4-8 °C-ով (6.3): Ինչպես վերականգնման այլ համակարգերի դեպքում, բացառությամբ միջանկյալ ջերմափոխանակիչի, պտտվող ռեգեներատորը կարող է գործել միայն այն դեպքում, եթե արտանետվող և ներծծող խողովակները կից են միմյանց համակարգի ինչ-որ կետում:

Միջանկյալ հովացուցիչ նյութով ջերմափոխանակիչը ավելի քիչ արդյունավետ է, քան պտտվող ռեգեներատորը: Ներկայացված համակարգում ջուրը շրջանառվում է երկու ջերմափոխանակման կծիկներով, և քանի որ օգտագործվում է պոմպ, երկու կծիկները կարող են տեղակայվել միմյանցից որոշ հեռավորության վրա։ Ե՛վ այս ջերմափոխանակիչը, և՛ պտտվող ռեգեներատորը ունեն շարժական մասեր (պոմպը և էլեկտրական շարժիչը շարժվում են, և դա նրանց տարբերում է օդի և խողովակի ջերմափոխանակիչներից: Ռեգեներատորի թերություններից մեկն այն է, որ ալիքներում կարող է աղտոտվել: Կեղտը կարող է նստել: անիվը, որն այնուհետև այն տեղափոխում է ներծծող ալիք: Անիվների մեծ մասն այժմ ունի մաքրման գործառույթ, ինչը նվազագույնի է հասցնում աղտոտիչների փոխանցումը:

Պարզ օդային ջերմափոխանակիչը անշարժ սարք է արտանետումների և դրա միջով հակահոսանքով անցնող մուտքային օդի հոսքերի միջև ջերմության փոխանակման համար: Այս ջերմափոխանակիչը հիշեցնում է բաց ծայրերով ուղղանկյուն պողպատե տուփ, որը բաժանված է բազմաթիվ նեղ խցիկի տիպի ալիքների: Արտանետվող և մաքուր օդը հոսում են փոփոխվող ալիքներով, իսկ ջերմությունը մի օդային հոսքից մյուսը փոխանցվում է պարզապես ալիքների պատերի միջով: Ջերմափոխանակիչի մեջ աղտոտիչներ չկան, և քանի որ զգալի մակերեսը գտնվում է կոմպակտ տարածության մեջ, համեմատաբար բարձր արդյունավետություն է ձեռք բերվում: Ջերմափոխանակիչը ջերմային խողովակով կարելի է համարել որպես տրամաբանական զարգացումվերը նկարագրված ջերմափոխանակիչի դիզայնը, որի մեջ երկու օդը հոսում է խցիկներ, մնում են ամբողջովին առանձին՝ միացված մի փաթաթված ջերմային խողովակներով, որոնք ջերմություն են փոխանցում մի ալիքից մյուսը: Չնայած խողովակի պատը կարելի է համարել որպես լրացուցիչ ջերմային դիմադրություն, ջերմության փոխանցման արդյունավետությունը հենց խողովակի ներսում, որտեղ տեղի է ունենում գոլորշիացում-խտացում ցիկլը, այնքան մեծ է, որ թափոնային ջերմության մինչև 70%-ը կարող է վերականգնվել այդ ջերմության մեջ: փոխանակիչներ. Այս ջերմափոխանակիչների հիմնական առավելություններից մեկը միջանկյալ հովացուցիչ նյութով և պտտվող ռեգեներատորով ջերմափոխանակիչի համեմատ դրանց հուսալիությունն է: Մի քանի խողովակների խափանումը միայն մի փոքր կնվազեցնի ջերմափոխանակիչի արդյունավետությունը, բայց ամբողջությամբ չի դադարեցնի վերականգնման համակարգը:

Երկրորդային էներգիայի ռեսուրսներից ջերմության վերականգնման սարքերի նախագծային լուծումների ողջ բազմազանությամբ, դրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում է հետևյալ տարրերը.

· Աղբյուրի միջավայրըջերմային էներգիա;

· Շրջակա միջավայրը ջերմային էներգիայի սպառող է.

· Ջերմային ընդունիչ - ջերմափոխանակիչ, որը ջերմություն է ստանում աղբյուրից;

· Ջերմափոխանակիչ - ջերմափոխանակիչ, որը փոխանցում է ջերմային էներգիասպառողին;

· Աշխատանքային նյութ, որը ջերմային էներգիա է տեղափոխում աղբյուրից սպառող:

Վերականգնվող և օդ-օդ (օդ-հեղուկ) վերականգնող ջերմափոխանակիչներում աշխատանքային նյութը հենց ջերմափոխանակման միջավայրն է:

Կիրառման օրինակներ.

1. Օդի ջեռուցում օդային ջեռուցման համակարգերում.
Ջեռուցիչները նախատեսված են արագ տաքացնելու օդը ջրի հովացուցիչ նյութի միջոցով և այն հավասարաչափ բաշխելու համար՝ օգտագործելով օդափոխիչ և ուղղորդող շերտավարագույրներ: Սա լավ որոշումշինարարական և արտադրական արտադրամասերի համար, որտեղ արագ ջեռուցումն ու հարմարավետ ջերմաստիճանի պահպանումը պահանջվում է միայն այնտեղ աշխատանքային ժամ(միաժամանակ, որպես կանոն, աշխատում են նաև վառարանները)։

2. Ջրի ջեռուցում տաք ջրամատակարարման համակարգում.
Ջերմափոխանակիչների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս հարթել էներգիայի սպառման գագաթները, քանի որ ջրի առավելագույն սպառումը տեղի է ունենում հերթափոխի սկզբում և վերջում:

3. Ջեռուցման ջուր ջեռուցման համակարգում.
Փակ համակարգ
Հովացուցիչ նյութը շրջանառվում է փակ միացումով: Այսպիսով, աղտոտման վտանգ չկա:
Բաց համակարգ. Հովացուցիչ նյութը տաքացվում է տաք գազով, այնուհետև ջերմությունը փոխանցում սպառողին:

4. Այրման գնացող պայթյունի օդի տաքացում: Թույլ է տալիս նվազեցնել վառելիքի սպառումը 10%-15%-ով:

Հաշվարկվել է, որ կաթսաների, վառարանների և չորանոցների այրիչներ շահագործելիս վառելիքի խնայողության հիմնական պահուստը թափոնների գազերից ջերմության օգտագործումն է՝ այրված վառելիքը օդով տաքացնելով: Ջերմության վերականգնումը ծխատար գազերից ունի մեծ նշանակությունՎ տեխնոլոգիական գործընթացներքանի որ ջեռուցվող պայթուցիկ օդի տեսքով վառարան կամ կաթսա վերադարձվող ջերմությունը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել վառելիքի սպառումը բնական գազմինչև 30%:
5. Այրման մեջ մտնող վառելիքի ջեռուցում հեղուկ-հեղուկ ջերմափոխանակիչներով: (Օրինակ. մազութի տաքացում մինչև 100˚–120˚ C):

6. Գործընթացային հեղուկի ջեռուցում հեղուկ-հեղուկ ջերմափոխանակիչների միջոցով: (Օրինակ է գալվանական լուծույթի տաքացումը):

Այսպիսով, ջերմափոխանակիչը հետևյալն է.

Արտադրության էներգաարդյունավետության խնդրի լուծում.

Նորմալացում բնապահպանական իրավիճակը;

Ձեր արտադրական վայրում հարմարավետ պայմանների առկայություն՝ ջերմություն, տաք ջուր վարչական և կոմունալ սենյակներում;

Էներգիայի ծախսերի կրճատում.

Նկար 1.

Բնակելի շենքերում էներգիայի սպառման և էներգախնայողության ներուժի կառուցվածքը. 1 – փոխանցման ջերմության կորուստ; 2 – օդափոխության համար ջերմության սպառում; 3 – տաք ջրամատակարարման համար ջերմային սպառում; 4- Էներգախնայողություն

Օգտագործված գրականության ցանկ.

1. Karadzhi V.G., Moskovko Yu.G. Որոշ առանձնահատկություններ արդյունավետ օգտագործումըօդափոխության և ջեռուցման սարքավորումներ. Կառավարում - Մ., 2004

2. Էրեմկին Ա.Ի., Բյուզեև Վ.Վ. Ջեռուցման, օդափոխության և օդորակման համակարգերում էներգիայի մատակարարման տնտեսագիտություն. Շինարարական համալսարանների ասոցիացիայի հրատարակչություն Մ., 2008 թ.

3. Սկանավի Ա.Վ., Մախով. L.M. Ջեռուցում. Հրատարակչություն ASV M., 2008

2006-02-08

Ցանկացած նպատակով շենքերի նախագծման, կառուցման և շահագործման մեջ էներգիայի խնայողության անհրաժեշտությունը կասկածից վեր է և կապված է հիմնականում հանածո վառելիքի պաշարների սպառման և, որպես հետևանք, դրա շարունակական թանկացման հետ: Հատուկ ուշադրությունՄիևնույն ժամանակ, անհրաժեշտ է կենտրոնանալ հատուկ օդափոխության և օդորակման համակարգերի համար ջերմային ծախսերի կրճատման վրա, քանի որ այդ ծախսերի մասնաբաժինը ընդհանուր էներգիայի հաշվեկշռում կարող է ավելի բարձր լինել, քան փոխանցման ջերմային կորուստները, հիմնականում հասարակական և արդյունաբերական շենքերում և դրանից հետո: բարձրացնելով արտաքին պատյանների ջերմային պաշտպանությունը.

Մեխանիկական օդափոխության և օդորակման համակարգերում էներգախնայողության ամենախոստումնալից, էժան և արագ մարման միջոցներից մեկը արտանետվող օդի ջերմության վերականգնումն է ներթափանցող օդի մասնակի ջեռուցման համար: ցուրտ շրջանտարվա. Ջերմության վերականգնումն իրականացնելու համար օգտագործվում են տարբեր դիզայնի սարքեր, ներառյալ. թիթեղային խաչաձև հոսքով վերականգնող ջերմափոխանակիչներ և պտտվող ռոտորով ռեգեներատորներ, ինչպես նաև այսպես կոչված ջերմային խողովակներով սարքեր (թերմոսիֆոններ):

Այնուամենայնիվ, կարելի է ցույց տալ, որ Ռուսաստանի Դաշնությունում օդափոխության սարքավորումների գների գերակշռող մակարդակի պայմաններում և, հիմնականում, թվարկված սարքերի ներքին արտադրության գործնական բացակայության պատճառով, տեխնիկական և տնտեսական տեսանկյունից. Ցանկալի է դիտարկել ջերմության վերականգնումը միայն միջանկյալ հովացուցիչ նյութ ունեցող սարքերի հիման վրա: Հայտնի է, որ այս դիզայնն ունի մի շարք առավելություններ.

Նախ, դրա իրականացման համար օգտագործվում է սերիական սարքավորում, քանի որ այստեղ մատակարարման միավորը համալրվում է միայն ջերմության վերականգնման ջեռուցիչով, իսկ արտանետվող միավորը ջերմության վերականգնման հովացուցիչով, որոնք կառուցվածքով նման են սովորական ջեռուցիչների և հովացուցիչների: Սա հատկապես կարևոր է, քանի որ Ռուսաստանի Դաշնությունում կան մի շարք ձեռնարկություններ, որոնք իրականացնում են տվյալ արտադրանքի սեփական արտադրությունը, ներառյալ. այնպիսի խոշորներ, ինչպիսին է «Վեզա» ՍՊԸ-ն:

Բացի այդ, այս տեսակի ջերմության վերականգնման սարքավորումները շատ կոմպակտ են, և մատակարարման և արտանետման ագրեգատների միացումը միայն միջանկյալ հովացուցիչ նյութով շրջանառության շղթայի միջոցով թույլ է տալիս ընտրել դրանց տեղադրման տեղ գրեթե միմյանցից անկախ: Ցածր սառեցնող հեղուկները, ինչպիսին է հակասառիչը, սովորաբար օգտագործվում են որպես հովացուցիչ նյութ, և շրջանառության շրջանի փոքր ծավալը թույլ է տալիս անտեսել հակասառեցման ծախսերը, իսկ շղթայի խստությունը և հակասառեցման անկայունությունը առաջացնում են դրա թունավորության հարցը: երկրորդական.

Ի վերջո, մատակարարման և արտանետվող օդի հոսքերի միջև անմիջական շփման բացակայությունը սահմանափակումներ չի դնում գլխարկի մաքրության վրա, ինչը գործնականում անսահմանափակ ընդլայնում է շենքերի և տարածքների խումբը, որտեղ կարող է օգտագործվել ջերմության վերականգնում: Որպես թերություն նրանք սովորաբար նշում են, որ ջերմաստիճանի արդյունավետությունը շատ բարձր չէ՝ 50-55%-ից չգերազանցող։

Բայց սա հենց այն դեպքն է, երբ ջերմության վերականգնման օգտագործման իրագործելիության հարցը պետք է որոշվի տեխնիկական և տնտեսական հաշվարկով, որը մենք կքննարկենք ավելի ուշ մեր հոդվածում: Կարելի է ցույց տալ, որ միջանկյալ հովացուցիչ նյութով ջերմության վերականգնման սարքի լրացուցիչ կապիտալ ծախսերի վերադարձման ժամկետը չի գերազանցում երեքից չորս տարին:

Սա հատկապես նշանակալից է անկայուն շուկայական տնտեսության պայմաններում՝ սարքավորումների և էներգառեսուրսների սակագների նկատելի փոփոխվող գներով, ինչը թույլ չի տալիս օգտագործել կապիտալ ինտենսիվ ինժեներական լուծումներ: Այնուամենայնիվ, հարցը բաց է մնում ջերմության վերականգնման նման սարքավորումների կեֆֆի տնտեսապես առավել նպատակահարմար ջերմաստիճանի արդյունավետության մասին, այսինքն. արտանետվող օդի ջերմության պատճառով ներհոսքի ջեռուցման վրա ծախսվող ջերմության մասնաբաժինը ընդհանուր ջերմային բեռի նկատմամբ. Այս պարամետրի համար սովորաբար օգտագործվող արժեքները տատանվում են 0,4-ից 0,5: Այժմ մենք ցույց կտանք, թե ինչի հիման վրա են ընդունվում այդ արժեքները:

Այս խնդիրը կդիտարկվի՝ օգտագործելով 10000 մ 3/ժ հզորությամբ մատակարարման և արտանետվող օդափոխության միավորի օրինակ՝ օգտագործելով «Վեզա» ՍՊԸ-ի սարքավորումները: Այս առաջադրանքըՕպտիմալացումն է, քանի որ խոսքը վերաբերում է կեֆֆի արժեքի նույնականացմանը, որն ապահովում է SDZ-ի ընդհանուր զեղչված ծախսերի նվազագույնը օդափոխության սարքավորումների տեղադրման և շահագործման համար:

Հաշվարկը պետք է իրականացվի օդափոխության բլոկների կառուցման համար փոխառու միջոցների օգտագործման և SDZ-ն դիտարկված ժամանակային T միջակայքի ավարտին հասցնելով հետևյալ բանաձևի համաձայն.

որտեղ K-ն ընդհանուր կապիտալ ծախսերն է, ռուբ. E - ընդհանուր տարեկան գործառնական ծախսեր, ռուբ/տարի; p - զեղչի տոկոսադրույք, %. Հաշվարկելիս այն կարող է հավասար լինել Ռուսաստանի Դաշնության Կենտրոնական բանկի վերաֆինանսավորման տոկոսադրույքին: 2004 թվականի հունվարի 15-ից այս արժեքը հավասար է տարեկան 14%-ի։ Այս դեպքում հնարավոր է բավականաչափ ուսումնասիրել խնդիրը լրիվհամեմատաբար տարրական միջոցներով, քանի որ ծախսերի բոլոր բաղադրիչները հեշտությամբ հաշվի են առնվում և բավականին պարզ հաշվարկվում:

Այս խնդրի լուծումն առաջին անգամ հեղինակը հրապարակել է այն ժամանակ գործող գների և սակագների մակարդակի վերաբերյալ աշխատության մեջ։ Այնուամենայնիվ, ինչպես հեշտ կլինի տեսնել, երբ վերահաշվարկվեն հետագա տվյալների վրա, հիմնական եզրակացությունները մնում են ուժի մեջ: Միևնույն ժամանակ, մենք ցույց կտանք, թե ինչպես պետք է իրականացվի տեխնիկական և տնտեսական հաշվարկը, եթե անհրաժեշտ է ընտրել. օպտիմալ տարբերակինժեներական լուծում, քանի որ մնացած բոլոր խնդիրները կտարբերվեն միայն Կ–ի արժեքը որոշելիս։

Բայց դա հեշտությամբ արվում է՝ օգտագործելով համապատասխան սարքավորումների արտադրողների կատալոգները և գնացուցակները: Մեր օրինակում կապիտալ ծախսերը որոշվել են Veza ընկերության տվյալների համաձայն՝ ելնելով մատակարարման և արտանետման ագրեգատների կատարողականից և ընդունված հատվածներից՝ առջևի վահանակ մեկ ուղղահայաց փականով, G3 դասի բջջային զտիչ, օդափոխիչի միավոր; Բացի այդ, ին օդափոխման միավորնաև լրացուցիչ օդի ջեռուցիչ ջերմության վերականգնման համակարգի համար և տաքացնող օդի ջեռուցիչ՝ ջեռուցման ցանցից ջերմամատակարարմամբ, իսկ արտանետման մեջ՝ օդի հովացուցիչ ջերմության վերականգնման համակարգի համար, ինչպես նաև շրջանառության պոմպ: Նման տեղադրման դիագրամը ցույց է տրված Նկ. 1. Օդափոխման բլոկների տեղադրման և շահագործման ծախսերը ենթադրվում էին հիմնական կապիտալ ներդրումների 50%-ը:

Ջերմության վերականգնման սարքավորումների և նախատաքացուցիչի ծախսերը հաշվարկվել են Veza ծրագրերի միջոցով համակարգչային հաշվարկների արդյունքների հիման վրա՝ կախված ջերմափոխանակիչի արդյունավետությունից: Միևնույն ժամանակ, արդյունավետության բարձրացման հետ մեկտեղ, K-ի արժեքը մեծանում է, քանի որ վերականգնման համակարգի ջերմափոխանակիչ խողովակների շարքերի թիվն ավելի արագ է ավելանում (k eff = 0,52-ի համար՝ մինչև 12 յուրաքանչյուր տեղադրման դեպքում), քան տողերի քանակը: տաքացման ջեռուցիչը նվազում է (նույն պայմաններում 3-ից 1-ը):

Գործառնական ծախսերը բաղկացած են համապատասխանաբար ջերմային և էլեկտրական էներգիայի տարեկան ծախսերից և ամորտիզացիոն վճարներից: Դրանք հաշվարկելիս ցերեկային մոնտաժի շահագործման տեւողությունը ենթադրվում էր 12 ժամ, տաքացնող տաքացուցիչի ետեւում օդի ջերմաստիճանը +18°C էր, իսկ ջերմափոխանակիչից հետո՝ կախված k eff-ից միջին արտաքին ջերմաստիճանի ընթացքում: ջեռուցման ժամանակահատվածը և արտանետվող օդի ջերմաստիճանը.

Վերջինս լռելյայն +24,7°C է (veza LLC-ի ընտրության ծրագիր ջերմափոխանակիչների համար): Ջերմային էներգիայի սակագինը ընդունվել է «Մոսէներգո» ԲԲԸ-ի 2004 թվականի կեսերի տվյալների համաձայն՝ 325 ռուբլի/Գկալ (բյուջետային սպառողների համար): Ակնհայտ է, որ կեֆֆի աճի հետ նվազում է ջերմային էներգիայի արժեքը, ինչը, ընդհանուր առմամբ, ջերմության վերականգնման նպատակն է։

Էներգիայի ծախսերը հաշվարկվում են շարժիչի համար պահանջվող էլեկտրաէներգիայի միջոցով շրջանառության պոմպջերմության վերականգնման համակարգեր և օդափոխիչներ մատակարարման և արտանետման ագրեգատների համար: Այս հզորությունը որոշվում է շրջանառության շղթայում ճնշման կորստի, միջանկյալ հովացուցիչ նյութի խտության և հոսքի արագության, ինչպես նաև օդափոխման ստորաբաժանումների և ցանցերի աերոդինամիկ դիմադրության հիման վրա: Թվարկված բոլոր արժեքները, բացառությամբ հովացուցիչ նյութի խտության, որը ենթադրվում է 1200 կգ/մ 3, հաշվարկվում են «Վեզա» ՍՊԸ-ի ջերմավերականգնման և օդափոխության սարքավորումների ընտրության ծրագրերի համաձայն: Բացի այդ, օգտագործվող պոմպերի և օդափոխիչների արդյունավետության գործակիցները նույնպես ներառված են հզորության արտահայտություններում:

Հաշվարկներում օգտագործվել են միջին արժեքներ՝ 0,35 GRUNDFOS տիպի պոմպերի համար թաց ռոտորև 0.7 RDN տիպի երկրպագուների համար: Էլեկտրաէներգիայի սակագինը հաշվի է առնվել «Մոսէներգո» ԲԲԸ-ի 2004 թվականի կեսերի տվյալներով՝ 1,17 ռուբլի/(կՎտ ֹh) չափով: Քանի որ կեֆֆը մեծանում է, էներգիայի ծախսերի մակարդակը մեծանում է, քանի որ վերականգնման ջերմափոխանակիչների շարքերի քանակի աճով մեծանում է դրանց դիմադրությունը օդի հոսքի նկատմամբ, ինչպես նաև ճնշման կորուստ միջանկյալ հովացուցիչ նյութի շրջանառության շրջանում:

Այնուամենայնիվ, ընդհանուր առմամբ, ծախսերի այս բաղադրիչը զգալիորեն ցածր է ջերմային էներգիայի արժեքից: Մաշվածության նվազեցումներնաև ավելանում է կեֆֆի ավելացման հետ այնքանով, որքանով կապիտալ ծախսերը մեծանում են: Այս նվազեցումների հաշվարկն իրականացվում է ծախսերի տրամադրման հիման վրա ամբողջական վերականգնում, սարքավորումների հիմնական և ընթացիկ վերանորոգումներ՝ հաշվի առնելով ՏԱՄ սարքավորումների շահագործման գնահատված ժամկետը՝ հաշվարկներում ընդունված 15 տարի։

Ընդհանուր առմամբ, սակայն, ընդհանուր գործառնական ծախսերը նվազում են վերամշակման արդյունավետության բարձրացմամբ: Հետևաբար, նվազագույն SDZ-ի առկայությունը հնարավոր է կեֆֆի որոշակի մակարդակի և T-ի ֆիքսված արժեքի դեպքում: Համապատասխան հաշվարկների արդյունքները ներկայացված են Նկ. 2. Գրաֆիկների վրա հեշտությամբ կարող եք տեսնել, որ SDZ կորի նվազագույնը հայտնվում է գրեթե ցանկացած հաշվարկային հորիզոնում, որը, խնդրի իմաստով, հավասար է պահանջվող վերադարձման ժամկետին:

Սա նշանակում է, որ սարքավորումների ներկայիս գներով և էներգառեսուրսների սակագներով, ջերմության վերականգնման ցանկացած, նույնիսկ ամենաաննշան ներդրումը արդյունք է տալիս և բավականին արագ: Հետեւաբար, ջերմության վերականգնումը միջանկյալ հովացուցիչ նյութով գրեթե միշտ արդարացված է: Քանի որ ակնկալվող մարման ժամկետը մեծանում է, SDZ կորի վրա նվազագույնը արագ տեղափոխվում է ավելի բարձր արդյունավետության տարածք՝ հասնելով 0,47-ի՝ T = T AM = 15 տարի:

Հասկանալի է, որ կեֆֆի օպտիմալ արժեքը ընդունված վերադարձման ժամանակահատվածի համար կլինի այն, որում պահպանվում է նվազագույն SDZ: Կեֆֆի նման օպտիմալ արժեքի T-ից կախվածության գրաֆիկը ներկայացված է Նկ. 3. Քանի որ սարքավորումների նախագծային ծառայության ժամկետը գերազանցող ավելի երկար վերադարձի ժամկետը դժվար թե արդարացված է, ակնհայտորեն անհրաժեշտ է կանգ առնել կեֆֆի = 0,4-0,5 մակարդակի վրա, հատկապես որովհետև հետագա աճըՕպտիմալ արդյունավետության բարձրացումը կտրուկ դանդաղում է։

Բացի այդ, պետք է հաշվի առնել, որ ջերմափոխանակման ցանկացած մակերևույթի և հովացուցիչ նյութի հոսքի արագության համար դիտարկվող ջերմության վերականգնման մեթոդը, սկզբունքորեն, չի կարող ապահովել 0,52-0,55-ից բարձր կեֆֆի արժեք, ինչը հաստատվում է Veza ընկերության հաշվարկներով: ծրագիրը։ Եթե ​​մենք ընդունենք ջերմային էներգիայի սակագինը որպես առևտրային սպառողների համար 547 ռուբլի/Գկալ, ապա ջերմության վերականգնման պատճառով տարեկան ծախսերի նվազումը ավելի մեծ կլինի, ուստի գծապատկերում ներկայացված է Նկ. 3-ը ցույց է տալիս հնարավոր մարման ժամկետի վերին սահմանը:

Այսպիսով, կեֆֆի արժեքների նշված միջակայքը 0,4-ից 0,5-ը գտնում է ամբողջական տեխնիկատնտեսական հիմնավորում: Հետեւաբար հիմնական գործնական խորհուրդներԱյս ուսումնասիրության արդյունքների հիման վրա հնարավոր է ավելի լայնորեն օգտագործել արտանետվող օդից ջերմության վերականգնումը միջանկյալ հովացուցիչ նյութով ցանկացած շենքում, որտեղ ապահովված են մեխանիկական մատակարարում և արտանետվող օդափոխություն և օդորակում, ջերմաստիճանի արդյունավետության գործակից ընտրելով մոտ: այս տեսակի տեղադրման համար հնարավոր առավելագույնը: Մյուս առաջարկությունն այն է, որ շուկայական տնտեսության համար պարտադիր է հաշվի առնել կապիտալի և գործառնական ծախսերի զեղչումը ինժեներական լուծումների տարբերակների տեխնիկական և տնտեսական համեմատություն կատարելիս՝ օգտագործելով բանաձևը (1):

Ավելին, եթե համեմատվում են միայն երկու տարբերակ, ինչպես ամենից հաճախ է պատահում, ապա հարմար է համեմատել միայն լրացուցիչ ծախսերը և ենթադրել, որ առաջին դեպքում K = 0, իսկ երկրորդում, ընդհակառակը, E = 0 և K. հավասար է լրացուցիչ ներդրումներգործունեության մեջ, որի իրագործելիությունը հիմնավորված է։ Այնուհետև առաջին տարբերակում E-ի փոխարեն պետք է օգտագործել տարբերակների միջև տարեկան ծախսերի տարբերությունը: Սրանից հետո կառուցվում են SDZ-ի T-ից կախվածության գրաֆիկները, որոնց հատման կետում որոշվում է հետգնման գնահատված ժամկետը։

Եթե ​​պարզվում է, որ այն TAM-ից բարձր է, կամ գրաֆիկներն ընդհանրապես չեն հատվում, միջոցները տնտեսապես հիմնավորված չեն։ Ստացված արդյունքները շատ ընդհանուր բնույթ են կրում, քանի որ կապիտալ ծախսերի փոփոխությունների կախվածությունը ներկայիս շուկայական իրավիճակում ջերմության վերականգնման աստիճանից քիչ կապ ունի օդափոխության սարքավորումների կոնկրետ արտադրողի հետ, և ընդհանուր առմամբ գործառնական ծախսերի վրա հիմնական ազդեցությունը գործադրվում է միայն ջերմության ծախսերով և էլեկտրական էներգիա.

Հետևաբար, առաջարկվող առաջարկությունները կարող են օգտագործվել ցանկացած մեխանիկական օդափոխության և օդորակման համակարգերում էներգախնայողության վերաբերյալ տնտեսապես հիմնավոր որոշումներ կայացնելիս: Բացի այդ, այս արդյունքներն ունեն պարզ և ինժեներական տեսք և կարող են հեշտությամբ պարզաբանվել, երբ փոխվում են ընթացիկ գներն ու սակագները:

Հարկ է նաև նշել, որ վերոնշյալ հաշվարկներով ստացված վերադարձման ժամկետը, կախված ընդունված կեֆից, հասնում է 15 տարվա արժեքի, այսինքն. մինչև TAM-ը, որոշ առումներով այն սահմանափակողն է, որն առաջանում է, երբ հաշվի են առնվում բոլոր կապիտալ ծախսերը: Եթե ​​հաշվի առնենք միայն լրացուցիչ կապիտալ ներդրումները ուղղակիորեն ջերմության վերականգնման համար, ապա վերադարձման ժամկետը իրականում կրճատվում է մինչև 3-4 տարի, ինչպես նշված է վերևում:

Հետևաբար, արտանետվող օդից ջերմության վերականգնումը միջանկյալ հովացուցիչ նյութով իսկապես էժան և արագ մարման միջոց է և արժանի է շուկայական տնտեսության մեջ ամենալայն օգտագործմանը:

1. Օ.Դ. Սամարին. Շենքերի ջերմային պաշտպանության ստանդարտացման մասին. Ամսագիր «S.O.K.», թիվ 6/2004 թ.
2. Օ.Յա. Կոկորին. Ժամանակակից համակարգերօդորակիչ - Մ.՝ «Ֆիզմատլիտ», 2003 թ.
3. Վ.Գ. Գագարին. Շենքերի արտաքին պատերի ջերմային պաշտպանության պահանջների ավելացման ոչ բավարար հիմնավորման մասին. (Փոփոխություններ թիվ 3 SNiP II-3–79): Շաբ. հաշվետվություն 3-րդ համագումար. RNTOS 23–25 ապրիլի, 1998 թ
4. Օ.Դ. Սամարին. Միջանկյալ հովացուցիչ նյութով ջերմափոխանակիչների տնտեսապես իրագործելի արդյունավետությունը: Շինարարությունում տեղադրում և հատուկ աշխատանքներ, թիվ 1/2003 թ.
5. SNiP 23-01–99 * «Շինարարական կլիմատոլոգիա»: - M: Պետական ​​ունիտար ձեռնարկություն TsPP, 2004 թ.

Արտաքին օդի մատակարարման սանիտարական ստանդարտի ջեռուցման համար ջերմային ծախսերը կցորդիչ կառույցների ջերմային պաշտպանության ժամանակակից մեթոդներով կազմում են բնակելի շենքերում ջեռուցման սարքերի ջերմային բեռի մինչև 80%-ը, իսկ հասարակական և վարչական շենքերում՝ ավելի քան 90%-ը: Հետևաբար, էներգախնայող ջեռուցման համակարգերը ժամանակակից նմուշներշենքերը կարող են ստեղծվել միայն այն դեպքում, եթե

արտանետվող օդի ջերմության վերամշակում արտաքին օդի մատակարարման սանիտարական ստանդարտը տաքացնելու համար:

Կա նաև օգտագործման հաջող փորձ վարչական շենքՄոսկվայում, վերամշակման կայանքներ միջանկյալ հովացուցիչ նյութի պոմպային շրջանառությամբ՝ անտիֆրիզ:

Երբ մատակարարման և արտանետման ագրեգատները գտնվում են միմյանցից ավելի քան 30 մ հեռավորության վրա, հակասառեցման պոմպային շրջանառությամբ վերամշակման համակարգը առավել ռացիոնալ և խնայող է: Եթե ​​դրանք գտնվում են մոտակայքում, նույնիսկ ավելին արդյունավետ լուծում. Այսպիսով, մեղմ ձմեռներով կլիմայական շրջաններում, երբ արտաքին օդի ջերմաստիճանը չի իջնում ​​-7 °C-ից ցածր, լայնորեն կիրառվում են թիթեղային ջերմափոխանակիչներ։

Նկ. Նկար 1-ը ցույց է տալիս ափսեի ռեկուպերատիվ (ջերմային փոխանցումն իրականացվում է բաժանարար պատի միջով) ջերմավերականգնիչ ջերմափոխանակիչի նախագծման դիագրամը: Այստեղ ցուցադրված է (նկ. 1, ա) «օդ-օդ» ջերմափոխանակիչը՝ հավաքված թիթեղյա ալիքներից, որը կարող է պատրաստվել բարակ ցինկապատ պողպատից, ալյումինից և այլն։

Նկար 1.ա - թիթեղային ալիքներ, որոնցում արտանետվող օդը L y մտնում է ալիքների բաժանարար պատերի վերևից, և հորիզոնական մատակարարման օդը դրսի օդը L բ.ն.; b - խողովակային ալիքներ, որոնցում արտանետվող օդը L y անցնում է խողովակների միջով վերևից, իսկ արտաքին մատակարարման օդը L p.n անցնում է հորիզոնական միջխողովակային տարածության մեջ:

Թիթեղային խողովակները փակված են պատյանով, որն ունի կցաշուրթեր՝ մատակարարման և արտանետման օդային խողովակներին միանալու համար:

Նկ. 1, b ցույց է տալիս խողովակային տարրերից պատրաստված «օդ-օդ» ջերմափոխանակիչը, որը կարող է պատրաստվել նաև ալյումինից, ցինկապատ պողպատից, պլաստիկից, ապակուց և այլն: ալիքներ արտանետվող օդի անցման համար: Կողային պատերը և խողովակի թիթեղները կազմում են ջերմափոխանակիչի շրջանակը՝ բաց ճակատային հատվածներով, որոնք միացված են օդի մատակարարման խողովակին՝ արտաքին օդի մատակարարման համար L p.n.

Կապուղիների զարգացած մակերեսի և դրանցում օդային տուրբուլացնող վարդակների տեղադրման շնորհիվ նման «օդ-օդ» ջերմափոխանակիչներում ձեռք է բերվում բարձր ջերմային արդյունավետություն θ t p.n. (մինչև 0,75), և դա հիմնական առավելությունն է։ նման սարքերից:

Այս ռեկուպերատորների թերությունը էլեկտրական ջեռուցիչների արտաքին մատակարարման օդը -7 ° C-ից ոչ ցածր ջերմաստիճանում նախապես տաքացնելու անհրաժեշտությունն է (խոնավ արտանետվող օդի կողմում կոնդենսատի սառեցումից խուսափելու համար):

Նկ. Նկար 2-ը ցույց է տալիս մատակարարման և արտանետման միավորի նախագծման դիագրամը ափսեի տիպի արտանետվող օդի ջերմության վերականգնման միավորով L y մատակարարման արտաքին օդի L p.n. Մատակարարման և արտանետման ագրեգատները կատարվում են մեկ բնակարանում: 1-ին և 4-րդ զտիչները տեղադրվում են սկզբում արտաքին մատակարարման L օդի և հեռացված արտանետվող L օդի մուտքի մոտ: Ե՛վ սնուցման 5, և՛ արտանետվող 6 օդափոխիչները անցնում են ափսե ջերմափոխանակիչ 2-ով, որտեղ էներգիան ջեռուցվող արտանետվող օդը L փոխանցվում է սառը մատակարարման L p.n.

Նկար 2. Մատակարարման և արտանետման ագրեգատների նախագծման դիագրամ ափսե ջերմափոխանակիչով, որն ունի շրջանցող օդային ալիք մատակարարման արտաքին օդի միջոցով.1 - օդային զտիչ մատակարարման միավորում; 2 - ափսեի վերականգնման ջերմափոխանակիչ; 3 - արտանետվող օդի ընդունման համար օդափոխիչի միացման եզր; 4 - գրպանի զտիչ՝ արտանետվող օդի մաքրման համար L y; 5 - մեկ շրջանակի վրա էլեկտրական շարժիչով օդափոխիչի մատակարարում; 6 - մեկ շրջանակի վրա էլեկտրական շարժիչով արտանետվող օդափոխիչ; 7 - արտանետվող օդի անցման ուղիներից խտացրած խոնավությունը հավաքելու սկուտեղ; 8 - կոնդենսատային դրենաժային խողովակաշար; 9 - շրջանցող օդային ալիք մատակարարման օդի անցման համար L p.n.; 10 - օդային փականների ավտոմատ շարժիչ շրջանցման ալիքում; 11 - տաք ջրով սնվող մատակարարման արտաքին օդի տաքացման ջեռուցիչ

Որպես կանոն, արտանետվող օդը ունի բարձր խոնավության պարունակություն և ցողի կետի ջերմաստիճանը առնվազն +4 °C: Երբ դրսի սառը օդը, որի ջերմաստիճանը +4 °C-ից ցածր է, մտնում է ջերմափոխանակիչ 2-ի ալիքները, բաժանարար պատերի վրա կստեղծվի ջերմաստիճան, որի դեպքում ջրային գոլորշիների խտացում տեղի կունենա ջրանցքների կողային մասի մակերեսի վրա: հեռացված արտանետվող օդի շարժումը.

Ստացված կոնդենսատը, L y օդի հոսքի ազդեցությամբ, ինտենսիվորեն հոսելու է թավայի մեջ 7, որտեղից այն թափվում է կոյուղի (կամ պահեստավորման բաք) խողովակաշարով, որը միացված է 8 խողովակին:

Թիթեղային ջերմափոխանակիչը բնութագրվում է արտաքին մատակարարման օդին փոխանցվող ջերմության հետևյալ ջերմային հավասարակշռության հավասարմամբ.

որտեղ Qtu-ն մատակարարման օդի կողմից օգտագործվող ջերմային էներգիան է. L y, L p.n - ջեռուցվող արտանետումների և արտաքին մատակարարման օդի հոսքի արագությունը, մ 3 / ժ; ρ y, ρ p.n - ջեռուցվող արտանետումների և արտաքին մատակարարման օդի հատուկ խտություններ, կգ / մ 3; I y 1 և I y 2 - ջեռուցվող արտանետվող օդի սկզբնական և վերջնական էնթալպիա, կՋ / կգ; t n1 և t n2, c p - արտաքին մատակարարման օդի սկզբնական և վերջնական ջերմաստիճանները, °C և ջերմային հզորությունը, kJ/(kg · °C):

Արտաքին օդի ցածր սկզբնական ջերմաստիճաններում t n.x ≈ t n1 ալիքների բաժանարար պատերին, արտանետվող օդից իջնող կոնդենսատը ժամանակ չունի թափվելու թավայի մեջ 7, բայց սառչում է պատերի վրա, ինչը հանգեցնում է նեղացման: հոսքի տարածքը և մեծացնում է աերոդինամիկ դիմադրությունը արտանետվող օդի անցմանը: Աերոդինամիկ քաշքշուկի այս աճը զգացվում է սենսորով, որը հրաման է փոխանցում 10 շարժիչին՝ բացելու օդային փականները շրջանցման ալիքում 9:

Ռուսական կլիմայական պայմաններում թիթեղային ջերմափոխանակիչների փորձարկումները ցույց են տվել, որ երբ արտաքին օդի ջերմաստիճանը իջնում ​​է tn.x ≈ tn1 ≈ -15 °C, շրջանցման 9-ի օդային փականները լիովին բաց են, և ամբողջ ներգնա արտաքին օդը L p.n անցնում է շրջանցելով ջերմափոխանակիչի ափսե ալիքներ 2.

Մատակարարման արտաքին օդի L p.n տաքացումը t n.x-ից մինչև t p.n իրականացվում է ջեռուցիչ 11-ում, որը սնվում է տաք ջրով կենտրոնական ջերմամատակարարման աղբյուրից: Այս ռեժիմում Qtu-ն, որը հաշվարկվում է (9.10) հավասարմամբ, հավասար է զրոյի, քանի որ միայն արտանետվող օդն է անցնում կցված ջերմափոխանակիչով 2 և I y 1 ≈ I y 2, այսինքն. Ջերմության վերականգնում չկա:

Ջերմափոխանակիչ 2-ի ալիքներում կոնդենսատի սառեցումը կանխելու երկրորդ մեթոդը արտաքին օդի մատակարարման էլեկտրական նախնական տաքացումն է t no.x-ից մինչև t no.1 = -7 °C: Մոսկվայի կլիմայական տարվա ցուրտ շրջանի նախագծման պայմաններում էլեկտրական ջեռուցիչում արտաքին օդի սառը մատակարարումը պետք է տաքացվի ∆t t.el = t n1 - t n.x = -7 + 26 = 19 °: Գ. Մատակարարման արտաքին օդի տաքացումը θ t p.n = 0.7 և t у1 = 24 °C ջերմաստիճանում կլինի t p.n = 0.7 · (24 + 7) - 7 = 14.7 °C կամ ∆t t.u = 14.7 + 7 = 21.7 °C:

Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ այս ռեժիմում ջերմափոխանակիչում և օդային ջեռուցիչում ջեռուցումը գրեթե նույնն է: Շրջանցման կամ էլեկտրական նախնական տաքացման օգտագործումը զգալիորեն նվազեցնում է ափսե ջերմափոխանակիչների ջերմային արդյունավետությունը մատակարարման օդային համակարգերում: արտանետվող օդափոխությունՌուսաստանի կլիմայական պայմաններում.

Այս թերությունը վերացնելու համար հայրենական մասնագետները մշակել են ափսե ջերմափոխանակիչների արագ պարբերական հալեցման օրիգինալ մեթոդ՝ ջեռուցելով հեռացվող արտանետվող օդը, որն ապահովում է ագրեգատների հուսալի և էներգաարդյունավետ շահագործումը ամբողջ տարվա ընթացքում:

Նկ. Նկար 3-ը ցույց է տալիս տեղադրման սխեմատիկ դիագրամ՝ արտանետվող օդից X-ից ջերմության վերամշակման համար՝ մատակարարման արտաքին օդը L p.n.s. արագ վերացում 2-րդ ալիքների սառեցում՝ ափսեի ջերմափոխանակիչով 1 արտանետվող օդի անցումը բարելավելու համար:

Օդային խողովակներով 3, ջերմափոխանակիչը 1 միացված է մատակարարման արտաքին օդի L pn-ի անցման ուղուն, իսկ օդային խողովակներով 4՝ հեռացված արտանետվող օդի L y անցման ճանապարհին:

Նկար 3. Ռուսական կլիմայական պայմաններում թիթեղային ջերմափոխանակիչի օգտագործման սխեմատիկ դիագրամ. 1 - ափսե ջերմափոխանակիչ; 2 - թիթեղային ալիքներ սառը մատակարարման արտաքին օդի L pn և տաք արտանետվող օդի L y անցնելու համար; 3 - միացնող օդային խողովակներ մատակարարման արտաքին օդի անցման համար L p.n.; 4 - միացնող օդային խողովակներ հեռացված արտանետվող օդի անցման համար L y; 5 - ջեռուցիչ արտանետվող օդի հոսքում L թիթեղային ջերմափոխանակիչի 2-րդ ալիքների մուտքի մոտ 1.6 - տաք ջրամատակարարման խողովակաշարի ավտոմատ փական G w g; 7 - էլեկտրական միացում; 8 - 2-րդ ալիքներում օդի հոսքի դիմադրության մոնիտորինգի սենսոր՝ արտանետվող օդի L y անցման համար; 9 - կոնդենսատի արտահոսք

ժամը ցածր ջերմաստիճաններԱրտաքին օդի մատակարարում (t n1 = t n. x ≤ 7 °C) թիթեղային ալիքների պատերով 2, արտանետվող օդից ջերմությունը ամբողջությամբ փոխանցվում է ջերմային հավասարակշռության հավասարմանը համապատասխանող ջերմությանը [տես. բանաձև (1)]. Արտանետվող օդի ջերմաստիճանի նվազումը տեղի է ունենում թիթեղների ալիքների պատերին խոնավության առատ խտացումով: Կոնդենսատի մի մասը կարողանում է արտահոսել 2-րդ ալիքներից և խողովակաշարով 9-ով դուրս է բերվում կոյուղու համակարգ (կամ պահեստային բաք): Այնուամենայնիվ, կոնդենսատի մեծ մասը սառչում է 2-րդ ալիքների պատերին: Սա հանգեցնում է ճնշման անկման ΔР y արտանետվող օդի հոսքի ավելացմանը, որը չափվում է 8-րդ սենսորով:

Երբ ∆Р y-ն ավելանում է մինչև կազմաձևված արժեքը, 8-րդ սենսորից հրաման կուղարկվի լարային միացման միջոցով 7՝ տաք ջրամատակարարման խողովակաշարի G wg ավտոմատ փականը բացելու համար 4 օդափոխիչում տեղադրված ջեռուցիչ 5-ի խողովակների մեջ: հեռացված արտանետվող օդի մատակարարումը ափսեի ջերմափոխանակիչին 1. Երբ բացվում է ավտոմատ փականը 6, տաք ջուրը G wg կհոսի տաքացուցիչի խողովակների մեջ 5, ինչը կհանգեցնի հեռացված օդի ջերմաստիճանի բարձրացմանը t y 1-ից մինչև 45-60 °: Գ.

Հեռացված օդի 2-րդ ալիքներով անցնելիս բարձր ջերմաստիճանիՍառցե ալիքների պատերից արագ հալոցք կլինի, և արդյունքում կոնդենսատը խողովակաշարով կհոսի 9-ով դեպի կոյուղու համակարգ (կամ կոնդենսատի պահեստավորման բաք):

Սառույցը հալեցնելուց հետո 2-րդ ալիքներում ճնշման անկումը կնվազի, և 8-րդ սենսորը, 7-րդ միացման միջոցով, հրաման կուղարկի փակել փականը 6, և տաք ջրի մատակարարումը 5-րդ ջեռուցիչին կդադարի:

Դիտարկենք ջերմության վերականգնման գործընթացը I-d դիագրամ, ներկայացված Նկ. 4.

Նկար 4. I-d գծապատկերի վրա գծագրել աշխատանքային ռեժիմը մոսկովյան կլիմայական պայմաններում վերականգնման միավորի ափսե ջերմափոխանակիչով և հալեցնել այն նոր մեթոդով (ըստ նկ. 3-ի գծապատկերի): U 1 - U 2 - նախագծման ռեժիմ արտանետվող օդից ջերմություն հանելու համար; Н 1 - Н 2 - ջեռուցում նախագծման ռեժիմում մատակարարվող արտաքին օդի վերականգնված ջերմությամբ. U 1 - U տակ 1 - արտանետվող օդի ջեռուցում ցրտահարությունից արտանետվող օդի անցման համար շերտավոր ալիքները հալեցնելու ռեժիմում. 1-ին անգամ - հեռացված օդի սկզբնական պարամետրերը ջերմության փոխանցումից հետո ափսեի ալիքների պատերին սառույցը հալեցնելու համար. H 1 -H 2 - մատակարարման արտաքին օդի ջեռուցում թիթեղների վերականգնման ջերմափոխանակիչի հալեցման ռեժիմում

Եկեք գնահատենք ափսեի ջերմափոխանակիչների հալեցման մեթոդի ազդեցությունը (ըստ Նկար 3-ի գծապատկերի) արտանետվող օդի ջերմության վերականգնման ռեժիմների ջերմային արդյունավետության վրա՝ օգտագործելով հետևյալ օրինակը:

ՕՐԻՆԱԿ 1.Նախնական պայմաններ. Մոսկվայի մեծ (t n.h = -26 °C) արդյունաբերական և վարչական շենքում մատակարարման մեջ տեղադրվել է ջերմավերականգնման միավոր (HRU), որը հիմնված է վերականգնող ափսե ջերմափոխանակիչի վրա (θ t n.h = 0,7 ցուցիչով): և արտանետվող օդափոխության համակարգ): Սառեցման ընթացքում հեռացվող արտանետվող օդի ծավալն ու պարամետրերն են՝ Lу = 9000 մ3/ժ, tу1 = 24 °С, Iy1 = 40 կՋ/կգ, tр.у1 = 7 °С, dу1 = 6, 2 գ/կգ։ (տես I-d դիագրամի կառուցումը Նկար 4-ում): Մատակարարման արտաքին օդի հոսքը L p.n = 10,000 մ 3 / ժ: Ջերմափոխանակիչը հալեցնում են արտանետվող օդի ջերմաստիճանը պարբերաբար բարձրացնելով, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 3.

Պահանջվում է. Ջերմության վերականգնման ռեժիմների ջերմային արդյունավետությունը սահմանել՝ օգտագործելով ապարատի թիթեղների պարբերական հալեցման նոր մեթոդ:

Լուծում. 1. Հաշվեք վերականգնված ջերմությամբ տաքացած մատակարարվող արտաքին օդի ջերմաստիճանը տարվա ցուրտ շրջանի նախագծային պայմաններում tn.x = tn1 = -26 °C:

2. Մենք հաշվարկում ենք վերականգնվող ջերմության քանակությունը վերականգնման տեղադրման աշխատանքի առաջին ժամվա ընթացքում, երբ թիթեղների ալիքների սառեցումը չի ազդել ջերմային արդյունավետության վրա, բայց ավելացրել է ալիքների աերոդինամիկ դիմադրությունը հեռացված օդի անցման համար.

3. Նախագծային ձմեռային պայմաններում TUU-ի մեկ ժամ աշխատելուց հետո ջրանցքների պատերին ցրտահարության շերտ է կուտակվել, որն առաջացրել է աերոդինամիկ դիմադրության ΔР у. Եկեք որոշենք սառույցի հնարավոր քանակությունը արտանետվող օդի անցման ուղիների պատերին մեկ ժամվա ընթացքում ձևավորված ափսե ջերմափոխանակիչով: Ջերմային հաշվեկշռի (1) հավասարումից մենք հաշվարկում ենք սառեցված և չորացրած արտանետվող օդի էթալպիան.

Քննարկվող օրինակի համար, օգտագործելով (2) բանաձևը, ստանում ենք.

Նկ. Նկար 4-ը ցույց է տալիս I-d դիագրամի վրա մատակարարվող արտաքին օդի ջեռուցման ռեժիմների կառուցումը (գործընթաց H 1 - H 2) արտանետվող օդի վերականգնված ջերմությամբ (գործընթաց U 1 - U 2): I-d գծապատկերը գծելով՝ մենք ստացանք սառեցված և չորացրած արտանետվող օդի մնացած պարամետրերը (տե՛ս U 2 կետը՝ t у2 = -6,5 °С, d у2 = 2,2 գ/կգ։

4. Արտանետվող օդից թափվող կոնդենսատի քանակությունը հաշվարկվում է բանաձևով.

Օգտագործելով (4) բանաձևը, մենք հաշվարկում ենք սառույցի ջերմաստիճանի իջեցման վրա ծախսված ցրտի քանակը՝ Q = 45 4,2 6,5/3,6 = 341 Վտ ժ Սառույցի ձևավորման վրա ծախսվում է հետևյալ քանակությունը.

Թիթեղային ջերմափոխանակիչների բաժանարար մակերեսի վրա սառույցի առաջացման վրա ծախսվող էներգիայի ընդհանուր քանակը կլինի.

6. I-d գծապատկերի կառուցումից (նկ. 4) պարզ է դառնում, որ ափսեի ալիքների երկայնքով սնուցման L p.n և արտանետվող L օդի հոսանքների ժամանակ օդը հոսում է ափսեի ջերմափոխանակիչի մուտքի մոտ՝ արտաքին ամենացուրտ օդը: անցնում է ափսեի ալիքների բաժանարար պատերի մյուս կողմում արտանետվող օդը, որը սառեցված է մինչև բացասական ջերմաստիճան: Թիթեղային ջերմափոխանակիչի հենց այս հատվածում են նկատվում սառույցի և սառնամանիքի ինտենսիվ ձևավորումներ, որոնք կփակեն արտանետվող օդի անցման ուղիները։ Սա կառաջացնի աերոդինամիկ դիմադրության ավելացում:

Միևնույն ժամանակ, կառավարման սենսորը հրաման կտա բացել ջերմափոխանակիչի խողովակներ ներթափանցող տաք ջրի ավտոմատ փականը, որը տեղադրված է արտանետվող օդի խողովակում ափսեի ջերմափոխանակիչից առաջ, ինչը կապահովի արտանետվող օդի տաքացումը մինչև t ջերմաստիճանի: .ենթ.1 = +50 °C.

Տաք օդի մուտքը թիթեղային ալիքներ ապահովել է սառեցված կոնդենսատի հալեցումը 10 րոպեի ընթացքում, որը հեղուկ տեսքով դուրս է բերվում կոյուղու համակարգ (պահեստային բաքի մեջ): 10 րոպե արտանետվող օդը տաքացնելու համար սպառվում է հետևյալ քանակությամբ ջերմություն.

կամ օգտագործելով (5) բանաձևը մենք ստանում ենք.

7. Ջեռուցիչ 5-ին (նկ. 3) մատակարարվող ջերմությունը մասամբ ծախսվում է սառույցի հալման վրա, որը, ըստ 5-րդ պարբերության հաշվարկների, կպահանջի Q t.ras = 4,53 կՎտժ ջերմություն: Արտաքին օդի մատակարարմանը ջերմություն փոխանցելու համար ջեռուցիչ 5-ում ծախսվող ջերմությունից արտանետվող օդը տաքացնելու համար, ջերմություն կմնա.

8. Ջեռուցվող արտանետվող օդի ջերմաստիճանը ջերմության մի մասը սառեցման վրա ծախսելուց հետո հաշվարկվում է բանաձևով.

Քննարկվող օրինակի համար, օգտագործելով (6) բանաձևը, ստանում ենք.

9. Ջեռուցիչ 5-ում տաքացվող արտանետվող օդը (տե՛ս նկ. 3) ոչ միայն կօգնի սառեցնել սառույցի խտացումը, այլև կավելացնի ջերմության փոխանցումը մատակարարվող օդին՝ թիթեղների ալիքների բաժանարար պատերի միջով: Հաշվարկենք արտաքին օդի ջեռուցվող մատակարարման ջերմաստիճանը.

10. Սառեցման 10 րոպեի ընթացքում արտաքին օդի մատակարարումը տաքացնելու համար փոխանցվող ջերմության քանակը հաշվարկվում է բանաձևով.

Քննարկվող ռեժիմի համար, օգտագործելով (8) բանաձևը, ստանում ենք.

Հաշվարկը ցույց է տալիս, որ դիտարկվող հալեցման ռեժիմում ջերմության կորուստ չկա, քանի որ հեռացված օդից ջեռուցման ջերմության մի մասը Q t.u = 12,57 կՎտ ժ տեղափոխվում է մատակարարման արտաքին օդի լրացուցիչ ջեռուցման L p.n մինչև t n ջերմաստիճան: 2. անգամ = 20 ,8 °C, t n2 = +9 °C փոխարեն, երբ օգտագործվում է միայն արտանետվող օդի ջերմությունը t у1 = +24 °C ջերմաստիճանով (տես պարբերություն 1):

Զարգացման նախապատմություն

Օդի ջերմությունը, որը դուրս է բերվում մթնոլորտ, էներգիայի խնայողության աղբյուր է։ Գաղտնիք չէ, որ ջերմային ծախսերի 40...80%-ը ծախսվում է շենք մտնող օդի տաքացման վրա։ Հետևաբար, արտանետվող օդի միջոցով թարմ օդը տաքացնելու գաղափարը նոր չէ: Նույնիսկ Խորհրդային Միությունում շարունակաբար աշխատանքներ էին տարվում այնպիսի կայանքների ստեղծման ուղղությամբ, որոնք հնարավոր կլինեին օգտագործել արտանետվող օդի ջերմային էներգիան։ Սակայն, ցավոք, այդ ուսումնասիրությունների արդյունքներն օգտագործվել են միայն հատուկ նախագծերում (արդյունաբերական, պաշտպանական, գիտական):

Արտերկրում նման կայանքների օգտագործման սկիզբը որոշող օգտագործման պատճառը առաջին էներգետիկ ճգնաժամն էր։ Միաժամանակ արտանետվող օդի ջերմային էներգիայի վերամշակման սարքերը ի սկզբանե նախատեսված էին բազմաբնակարան բնակելի շենքերում և քոթեջներում օգտագործելու համար։ Սրա հետևանքով այսօր օդի ջեռուցումլայնորեն կիրառվում է Կանադայում և ԱՄՆ հարակից նահանգներում: Այսպիսով, Կանադայում ջրի ջեռուցման համակարգերը ընդհանրապես չեն օգտագործվում:

Ռուսաստանում ջերմային ուտիլիզատորները սկսեցին զանգվածաբար կիրառվել ակտիվության սկզբից ցածրահարկ շինարարություն, երբ մասնավոր ծրագրավորողները սկսեցին հետաքրքրություն ցուցաբերել էներգախնայող, էներգախնայող սարքավորումների նկատմամբ։

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը ջեռուցման համար

Օդափոխման ջեռուցման սարքավորումների օգտագործումը ներառում է էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը ջեռուցման համար: Մինչեւ վերջերս օրենքով արգելված էր էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը ջեռուցման համար։ Դա պայմանավորված է Խորհրդային Միությունում իրականացվող էներգախնայողության քաղաքականությամբ։ Բաժանումից ի վեր Սովետական ​​Միությունշատ բան է փոխվել.

Ներկայումս, երբ սկսում են նոր նյութերի կիրառումը և նոր տեխնոլոգիաների յուրացմանը, մասնագետների կարծիքը ջեռուցման համար էլեկտրաէներգիա օգտագործելու թույլատրելիության մասին սկսում է փոխվել։ Դրան նպաստում է 2000 թվականին նոր ստանդարտների ներդրումը, որոնք պահանջում են բարելավված բնակելի շենքերի ջերմային պաշտպանություն: Նոր ստանդարտների համաձայն, արտաքին պատերի միջոցով նորմալացված ջերմային կորուստները 1995 թվականի ստանդարտների համեմատ կրճատվել են 2,5–3,0 անգամ։

Ապագայում ջերմային պաշտպանության և էներգաարդյունավետության չափանիշները միայն կխստանան։ Այս պայմաններում օդի ներթափանցման գաղափարը կվերանա, և տարածքը հերմետիկ կլինի: Նման պայմաններում ամենալայն հեռանկարները կբացվեն ջերմության վերականգնման սարքերի օգտագործման համար:

Ռեկուպերատորների գոյություն ունեցող տեսակները

Ջերմության վերականգնման սարքերի ներկայիս տեսականին շատ բազմազան է: Բայց ամբողջ բազմազանությունը կարող է կրճատվել հետևյալ տեսակների վրա. ա) կեղև և խողովակ և ափսե ջերմափոխանակիչներ, ներառյալ խաչաձև հոսքը; բ) պտտվող (վերականգնող); գ) միջանկյալ աշխատանքային հեղուկով ջերմային պոմպեր. Ժամանակակից սարքերի մեծ մասի հնարավորությունները հնարավորություն են տալիս վերամշակել և օգտագործել արտանետվող օդի ջերմության միայն 60%-ը՝ տարածք մատակարարվող օդը տաքացնելու համար: Շենքի փոքր ծավալ ունեցող օբյեկտների համար, որպեսզի ջերմության վերականգնման միավորի տեղադրումն ինքն իրեն վճարի, այս ցուցանիշը պետք է լինի 90%:

Խոստումնալից ուղղություն ջերմության վերականգնման սարքերի զարգացման համար

Ջերմափոխանակիչների արդյունավետությունը կարելի է բարձրացնել՝ օգտագործելով ստորև նկարագրված մեթոդը: Ինչպես հայտնի է, ջրի ջերմունակությունն ամենամեծն է մյուս հեղուկների համեմատ։ Օդի ջերմունակությունը 4,5 անգամ ցածր է ջրի ջերմունակությունից։ Ջրի մեջ հեռացված օդի ծայրահեղ ցրման տեխնոլոգիան հիմնված է ջրի օգտագործման վրա: Հեռացված օդից ջերմության փոխանցման արագությունը մեծացնելու համար այս օդը հատուկ անցնում է ջրի միջով՝ ստեղծելով միկրոն չափի փուչիկներ։

Ջերմության փոխանցման արագությունը մեծանում է, քանի որ միկրոն չափի փուչիկները ոչնչացնում են ջրի մակերեսային շերտի ջերմային դիմադրությունը: Ջրում հեռացված օդի գերցրման տեխնոլոգիայի կիրառումը թույլ կտա օգտագործել հեռացված օդի ջերմության 90-95%-ը։ Կարևոր է, որ այս տեխնոլոգիայով կառուցված ռեկուպերատորը ունենա նվազագույն թվով մասեր, նվազագույն չափերը, հեշտ է գործել։

Ջերմափոխանակիչների օգտագործման մեթոդներ

• Առաջին մեթոդը վերականգնող ջերմափոխանակիչի օգտագործումն է: Այս դեպքում տեղի է ունենում սենյակ մատակարարվող օդի մասնակի ջեռուցում։
• Երկրորդ մեթոդը ջերմության վերականգնումն է ջերմային պոմպերի միջոցով:
• Երրորդ մեթոդը ելքային օդի ջերմությունն օգտագործելն է՝ մուտքային ջուրը տաքացնելու համար։ Համակարգը ներառում է մեծ ջրատաքացուցիչներ և տաքացվող ջրի կուտակիչներ։

Ռուսաստանի գործերի ներկա վիճակը քննարկվող հարցի շուրջ

«Էներգախնայողության և էներգաարդյունավետության բարձրացման մասին» թիվ 261-FZ դաշնային օրենքը պահանջում է նվազեցնել շենքերի ինժեներական համակարգերի էներգիայի ինտենսիվությունը: Նպատակն է մինչև 2020 թվականը ՀՆԱ-ի էներգետիկ ինտենսիվությունը 2007 թվականի համեմատ նվազեցնել 40%-ով։ Էներգաարդյունավետության բարձրացման և ջերմային պաշտպանության բարելավման այս միտումը լայն տարածում ունի:

Մոսկվայի կառավարության 2010 թվականի հոկտեմբերի 5-ի «Մոսկվա քաղաքում բնակելի, սոցիալական և հասարակական-գործարար շենքերի էներգաարդյունավետության բարձրացման մասին» N 900 որոշմամբ սահմանվել է էներգիայի սպառման մակարդակ, որը հնարավոր չէ հասնել առանց ջերմության վերականգնման: .

Ռուսաստանի Դաշնությունը, միանալով ԱՀԿ-ին, պարտավորվել է ներքին սպառողների համար էներգիայի գները հասցնել համաշխարհային գների մակարդակին։ Ամբողջ աշխարհում շատ սուր են դրված էներգաարդյունավետության, արդյունքում՝ ջերմության վերականգնման հարցերը։ Կառավարությունները ներկայացնում և կիրառում են էներգաարդյունավետության բարձրացման ծրագրեր: Հետևաբար, էներգիայի ներքին գների աճի հետ մեկտեղ ջերմության վերականգնման կայանների նկատմամբ հետաքրքրությունը անխուսափելիորեն կաճի:

Մատակարարման օդը ջեռուցվում էր «ռուսական վառարանում», որը տաքացնում էր բնակելի տարածքը։ Եվրոպայում ջեռուցման համակարգը, որտեղ ալիքները տրամադրվում էին ռուսական վառարանի նման, կոչվում էր «ռուսական»: Սա ճանաչում է ռուսական վառարանի ավելի մեծ արդյունավետությունը եվրոպական ջեռուցման համեմատությամբ: Ներկայումս կարելի է խոսել ջեռուցման հարցերում հիմունքներին վերադառնալու անհրաժեշտության մասին։

Մատակարարում և արտանետվող օդափոխություն վերականգնմամբ

Այսօր էներգախնայողությունը համաշխարհային տնտեսության զարգացման առաջնահերթ ուղղություն է։ Էներգիայի բնական պաշարների սպառումը և ջերմային և էլեկտրական էներգիայի ինքնարժեքի բարձրացումը մեզ անխուսափելիորեն հանգեցնում է էներգասպառող կայանքների արդյունավետության բարձրացմանն ուղղված միջոցառումների մի ամբողջ համակարգի մշակման անհրաժեշտությանը: Այս համատեքստում կորուստների կրճատումն ու ծախսված ջերմային էներգիայի վերամշակումը արդյունավետ գործիք է դառնում խնդրի լուծման համար։

Վառելիքի և էներգիայի ռեսուրսների խնայողության պաշարների ակտիվ որոնման համատեքստում ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն է գրավում օդորակման համակարգերի հետագա կատարելագործման խնդիրը՝ որպես ջերմային և էլեկտրական էներգիայի խոշոր սպառողներ: Այս խնդրի լուծման գործում կարևոր դեր են խաղում ջերմային և զանգվածային փոխանակման սարքերի արդյունավետությունը բարելավելու միջոցառումները, որոնք հիմք են հանդիսանում օդի պոլիտրոպիկ մաքրման ենթահամակարգի հիմքում, որի գործառնական ծախսերը հասնում են ՀԿԵ-ի բոլոր գործառնական ծախսերի 50%-ին:

Օդափոխման արտանետումներից ջերմային էներգիայի օգտագործումը շենքերի և շինությունների օդորակման և օդափոխության համակարգերում էներգետիկ ռեսուրսների խնայողության հիմնական մեթոդներից մեկն է: տարբեր նպատակներով. Նկ. 1-ը ցույց է տալիս ժամանակակից օդափոխման սարքավորումների շուկայում վաճառվող արտանետվող օդի ջերմության օգտագործման հիմնական սխեմաները:

Արտասահմանում ջերմության վերականգնման սարքավորումների արտադրության և օգտագործման վիճակի վերլուծությունը ցույց է տալիս վերաշրջանառության և արտանետվող օդի ջերմության վերականգնման միավորների գերակշռող կիրառման միտում. Այս սարքերի օգտագործումը կախված է օդափոխության և օդորակման համակարգերի աշխատանքային պայմաններից, տնտեսական նկատառումներից, մատակարարման և արտանետման կենտրոնների հարաբերական դիրքից և գործառնական հնարավորություններից:

Աղյուսակում 1 տրված համեմատական ​​վերլուծությունարտանետվող օդի ջերմության օգտագործման տարբեր սխեմաներ: Ջերմության վերականգնման կայանների համար ներդրողի հիմնական պահանջներից պետք է նշել հետևյալը՝ գինը, գործառնական ծախսերը և շահագործման արդյունավետությունը: Ամենաէժան լուծումները բնութագրվում են դիզայնի պարզությամբ և շարժական մասերի բացակայությամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս ներկայացված սխեմաների շարքում առանձնացնել խաչաձև հոսքի ռեկուպերատորով տեղադրումը (նկ. 2), որպես կլիմայական պայմանների համար ամենահարմար: Ռուսաստանի և Լեհաստանի եվրոպական մասի.

Հետազոտություն վերջին տարիներինօդորակման համակարգերի ջերմավերականգնման նոր կայանքների ստեղծման և կատարելագործման ոլորտում վկայում են թիթեղների ռեկուպերատորների համար նոր նախագծային լուծումների մշակման հստակ միտումը (նկ. 3), որոնց ընտրության որոշիչ կետը անսարքություն ապահովելու ունակությունն է: - տեղադրման ազատ շահագործում խոնավության խտացման պայմաններում բացօթյա բացասական ջերմաստիճանների դեպքում:

Արտաքին օդի ջերմաստիճանը, որից նկատվում է արտանետվող օդուղիներում սառնամանիքի ձևավորումը, կախված է հետևյալ գործոններից՝ արտանետվող օդի ջերմաստիճանից և խոնավությունից, մատակարարման և արտանետվող օդի հոսքի հարաբերակցությունից և դիզայնի բնութագրերից: . Նշենք ջերմափոխանակիչների աշխատանքի առանձնահատկությունը բացօթյա բացասական ջերմաստիճաններում. որքան բարձր է ջերմափոխանակման արդյունավետությունը, ավելի շատ վտանգցրտահարության տեսքը արտանետվող օդային խողովակների մակերեսին.

Այս առումով, խաչաձև հոսքի ջերմափոխանակիչում ջերմափոխանակման ցածր արդյունավետությունը կարող է առավելություն լինել արտանետվող օդային խողովակների մակերեսների վրա սառցակալման ռիսկի նվազեցման առումով: Անվտանգություն անվտանգ ռեժիմներորպես կանոն, դա կապված է վարդակի սառեցումը կանխելու համար հետևյալ ավանդական միջոցառումների իրականացման հետ. պարբերաբար անջատել արտաքին օդի մատակարարումը, շրջանցելով այն կամ նախապես տաքացնելը, որի իրականացումը, անշուշտ, նվազեցնում է արտանետումների ջերմության վերականգնման արդյունավետությունը: օդ.

Այս խնդրի լուծման ուղիներից մեկը ջերմափոխանակիչներ ստեղծելն է, որոնցում թիթեղների սառեցումը կա՛մ բացակայում է, կա՛մ տեղի է ունենում օդի ավելի ցածր ջերմաստիճանի դեպքում: Օդ-օդ ջերմային ռեկուլտիվատորների շահագործման առանձնահատկությունն այն է, որ ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացները «չոր» ջերմափոխանակման ռեժիմներում իրականացնելու ունակությունն է, հեռացված օդի միաժամանակյա սառեցումը և չորացումը՝ ցողի և սառնամանիքի տեսքով խտացումով: կամ ջերմափոխանակման մակերեսի մի մասը (նկ. 4):

Կոնդենսացիոն ջերմության ռացիոնալ օգտագործումը, որի արժեքը ջերմափոխանակիչների որոշակի աշխատանքային ռեժիմներում հասնում է 30%-ի, հնարավորություն է տալիս զգալիորեն մեծացնել արտաքին օդի պարամետրերի փոփոխությունների շրջանակը, որի դեպքում թիթեղների ջերմափոխանակման մակերևույթների սառեցում չի առաջանում: Սակայն որոշելու խնդրի լուծումը օպտիմալ ռեժիմներՔննարկվող ջերմափոխանակիչների շահագործումը, որը համապատասխանում է որոշակի գործառնական և կլիմայական պայմաններին և դրա նպատակահարմար կիրառման տարածքին, պահանջում է ջերմության և զանգվածի փոխանցման մանրամասն ուսումնասիրություն վարդակի ալիքներում՝ հաշվի առնելով խտացման և խտացման գործընթացները։ ցրտահարության ձևավորում.

Որպես հետազոտության հիմնական մեթոդ ընտրվել է թվային վերլուծությունը: Այն նաև նվազագույն աշխատատար է և թույլ է տալիս որոշել բնութագրերը և բացահայտել գործընթացի օրինաչափությունները՝ հիմնվելով նախնական պարամետրերի ազդեցության մասին տեղեկատվության մշակման վրա: Ահա թե ինչու փորձարարական ուսումնասիրություններՔննարկվող սարքերում ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացներն իրականացվել են շատ ավելի փոքր ծավալով և հիմնականում մաթեմատիկական մոդելավորման արդյունքում ստացված կախվածությունները ստուգելու և ուղղելու համար։

Ուսումնասիրվող ռեկուպերատորում ջերմության և զանգվածի փոխանցման ֆիզիկամաթեմատիկական նկարագրության մեջ նախապատվությունը տրվել է միաչափ փոխանցման մոդելին (ε-NTU մոդել): Այս դեպքում վարդակի ալիքներում օդի հոսքը համարվում է հեղուկ հոսք իր խաչմերուկով հաստատուն արագությամբ, ջերմաստիճանով և զանգվածի փոխանցման ներուժով, որը հավասար է միջին զանգվածի արժեքներին: Ջերմության վերականգնման արդյունավետությունը բարձրացնելու համար ժամանակակից ջերմափոխանակիչներն օգտագործում են վարդակի մակերեսի լողակներ։

Լողակների տեսակը և գտնվելու վայրը զգալիորեն ազդում է ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացների բնույթի վրա: Լողակի բարձրության վրա ջերմաստիճանի փոփոխությունը հանգեցնում է իրագործմանը տարբեր տարբերակներջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացները (նկ. 5) արտանետվող օդի ուղիներում, ինչը զգալիորեն բարդացնում է մաթեմատիկական մոդելավորումը և դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգի լուծման ալգորիթմը:

Ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացների մաթեմատիկական մոդելի հավասարումները խաչաձև հոսքի ջերմափոխանակիչում իրականացվում են ուղղանկյուն կոորդինատային համակարգում OX և OY առանցքներով, որոնք ուղղված են համապատասխանաբար սառը և տաք օդի հոսքերին զուգահեռ, և Z1 և Z2: առանցքներ, որոնք ուղղահայաց են վարդակային թիթեղների մակերեսին մատակարարման և արտանետման օդային ուղիներում (նկ. 6), համապատասխանաբար:

Այս ε-NTU մոդելի ենթադրությունների համաձայն, ուսումնասիրվող ջերմափոխանակիչում ջերմության և զանգվածի փոխանցումը նկարագրվում է ջերմային և նյութական մնացորդի դիֆերենցիալ հավասարումներով, որոնք կազմված են օդի և վարդակի փոխազդող հոսքերի համար՝ հաշվի առնելով ջերմությունը։ փուլային անցումև ստացված սառնամանիքի շերտի ջերմային դիմադրությունը: Եզակի լուծում ստանալու համար դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգը լրացվում է սահմանային պայմաններով, որոնք սահմանում են փոխանակող միջավայրի պարամետրերի արժեքները ռեկուպերատորի համապատասխան ալիքների մուտքերում:

Ձևակերպված ոչ գծային խնդիրը չի կարող լուծվել վերլուծական եղանակով, հետևաբար իրականացվել է դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգի ինտեգրում. թվային մեթոդներ. ε-NTU մոդելի վրա իրականացված թվային փորձերի բավականին մեծ ծավալը հնարավորություն տվեց ձեռք բերել տվյալների զանգված, որն օգտագործվում էր գործընթացի բնութագրերը վերլուծելու և դրա ընդհանուր օրինաչափությունները բացահայտելու համար:

Ջերմափոխանակիչի աշխատանքի ուսումնասիրության նպատակներին համապատասխան՝ ուսումնասիրված ռեժիմների ընտրությունը և փոխանակվող հոսքերի պարամետրերի տատանումների միջակայքերը կատարվել են այնպես, որ ջերմության և զանգվածի փոխանցման իրական գործընթացները վարդակ արտաքին օդի ջերմաստիճանի բացասական արժեքներով, ինչպես նաև ջերմության վերականգնման սարքավորումների շահագործման ռեժիմների ամենավտանգավոր տարբերակների պայմանները առավելագույնս մոդելավորվել են:

Ցուցադրված է Նկ. 7-9 ուսումնասիրվող սարքի աշխատանքային ռեժիմների հաշվարկման արդյունքները, որոնք բնորոշ են կլիմայական պայմաններին ցածր նախագծային արտաքին օդի ջերմաստիճանով. ձմեռային շրջանտարվա եղանակը թույլ է տալիս դատել հեռացված օդի ալիքներում ակտիվ ջերմության և զանգվածի փոխանցման երեք գոտիների ձևավորման որակապես ակնկալվող հնարավորության մասին (նկ. 6), որոնք տարբերվում են դրանցում տեղի ունեցող գործընթացների բնույթով:

Այս գոտիներում տեղի ունեցող ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացների վերլուծությունը թույլ է տալիս գնահատել հեռացված օդափոխության օդի ջերմությունը արդյունավետորեն գրավելու հնարավոր ուղիները և նվազեցնել ջերմափոխանակիչի վարդակների ալիքներում ցրտահարության առաջացման ռիսկը. ռացիոնալ օգտագործումըփուլային անցման ջերմություն. Վերլուծությունների հիման վրա սահմանվել են արտաքին օդի սահմանային ջերմաստիճանները (Աղյուսակ 2), որոնցից ցած նկատվում է ցրտահարության ձևավորում արտանետվող օդուղիներում:

եզրակացություններ

Ներկայացված է օդափոխության արտանետումների ջերմության օգտագործման տարբեր սխեմաների վերլուծություն: Նշվում են օդափոխության և օդորակման կայանքներում արտանետվող օդի ջերմության օգտագործման դիտարկված (առկա) սխեմաների առավելություններն ու թերությունները: Վերլուծության հիման վրա առաջարկվում է ափսեի խաչաձև հոսքի ռեկուպերատորով սխեմա.

• մաթեմատիկական մոդելի հիման վրա մշակվել է ուսումնասիրվող ջերմափոխանակիչում ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացների հիմնական պարամետրերի հաշվարկման ալգորիթմ և համակարգչային ծրագիր.
• հաստատվել է ջերմափոխանակիչի վարդակի ալիքներում խոնավության խտացման տարբեր գոտիների ձևավորման հնարավորությունը, որի շրջանակներում զգալիորեն փոխվում է ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացների բնույթը.
• Ստացված օրինաչափությունների վերլուծությունը հնարավորություն է տալիս սահմանել ուսումնասիրվող սարքերի աշխատանքի ռացիոնալ ռեժիմները և դրանց ռացիոնալ օգտագործման տարածքները Ռուսաստանի տարածքի տարբեր կլիմայական պայմանների համար:

ԼԵԳԵՆԴ ԵՎ ԻԴԻՔՍՆԵՐ

Լեգենդ: h կող-կողոսկրի բարձրությունը, մ; լ կողոսկր - կողերի երկարությունը, մ; t-ջերմաստիճանը, °C; դ - օդի խոնավության պարունակությունը, կգ / կգ; ϕ - օդի հարաբերական խոնավություն, %; δ կող-կողոսկրի հաստությունը, մ; δ in — ցրտաշերտի հաստությունը, մ.

Ցուցանիշներ: 1 - արտաքին օդը; 2 - արտանետվող օդը; e - վարդակային ալիքների մուտքի մոտ; r eb - կող; in - սառնամանիք, o - վարդակային ալիքների ելքի մոտ; ցող - ցողի կետ; նստած - հագեցվածության վիճակ; w-ը ալիքի պատն է: