Në një sistem kondicionimi, nxehtësia e ajrit të shkarkimit nga ambientet mund të përdoret në dy mënyra:
· Aplikimi i skemave me riciklimin e ajrit;
· Instalimi i shkëmbyesve të nxehtësisë.
Metoda e fundit, si rregull, përdoret në qarqet e rrjedhës së drejtpërdrejtë të sistemeve të ajrit të kondicionuar. Sidoqoftë, përdorimi i njësive të rikuperimit të nxehtësisë nuk përjashtohet në skemat me riciklimin e ajrit.
Një shumëllojshmëri e gjerë e pajisjeve përdoret në sistemet moderne të ventilimit dhe ajrit të kondicionuar: ngrohës, lagështues, lloje të ndryshme filtrash, grila të rregullueshme dhe shumë më tepër. E gjithë kjo është e nevojshme për të arritur parametrat e kërkuar të ajrit, për të ruajtur ose krijuar kushte të rehatshme për të punuar në ambiente të mbyllura. Kërkohet shumë energji për të mirëmbajtur gjithë këtë pajisje. Këmbyesit e nxehtësisë janë një zgjidhje efektive për kursimin e energjisë në sistemet e ventilimit. Parimi bazë i funksionimit të tyre është ngrohja e rrjedhës së ajrit të furnizuar në dhomë, duke përdorur nxehtësinë e rrjedhës së larguar nga dhoma. Kur përdorni një shkëmbyes nxehtësie, kërkohet më pak energji për ngrohjen e ajrit të furnizimit, duke zvogëluar kështu sasinë e energjisë së kërkuar për funksionimin e tij.
Rikuperimi i nxehtësisë në ndërtesat me ajër të kondicionuar mund të bëhet duke rikuperuar nxehtësinë nga emetimet e ventilimit. Rikuperimi i nxehtësisë së mbeturinave për ngrohjen e ajrit të pastër (ose ftohjen e ajrit të pastër në hyrje me ajër të mbetur nga një sistem klimatizimi në verë) është forma më e thjeshtë e rikuperimit. Në këtë rast, mund të vërehen katër lloje të sistemeve të asgjësimit, të cilat tashmë janë përmendur: rigjeneruesit rrotullues; këmbyesit e nxehtësisë me një ftohës të ndërmjetëm; këmbyes të thjeshtë të nxehtësisë së ajrit; këmbyesit tubarë të nxehtësisë. Një shkëmbyes nxehtësie rrotulluese në një sistem klimatizimi mund të rrisë temperaturën e ajrit të furnizimit me 15°C në dimër dhe mund të ulë temperaturën e ajrit të furnizimit me 4-8°C në verë (6.3). Ashtu si me sistemet e tjera të rikuperimit, me përjashtim të shkëmbyesit të ndërmjetëm të nxehtësisë, shkëmbyesi rrotullues i nxehtësisë mund të funksionojë vetëm nëse kanalet e shkarkimit dhe thithjes janë ngjitur me njëri-tjetrin në një pikë të sistemit.
Një shkëmbyes i ndërmjetëm nxehtësie është më pak efikas se një shkëmbyes nxehtësie rrotullues. Në sistemin e treguar, uji qarkullon përmes dy mbështjelljeve të shkëmbimit të nxehtësisë dhe meqenëse përdoret një pompë, të dy mbështjelljet mund të vendosen në një distancë nga njëra-tjetra. Si ky shkëmbyes nxehtësie ashtu edhe rigjeneruesi rrotullues kanë pjesë lëvizëse (pompa dhe motori elektrik janë në lëvizje dhe kjo i dallon ata nga këmbyesit e nxehtësisë së ajrit dhe tubave. Një nga disavantazhet e rigjeneratorit është se mund të ndodhë ndotje në kanale. Papastërtia mund të jetë depozitohet në timon, i cili më pas e transferon atë në kanalin e thithjes. Shumica e rrotave tani janë të pajisura me pastrim, gjë që redukton transferimin e ndotësve në minimum.
Një shkëmbyes i thjeshtë i nxehtësisë së ajrit është një pajisje e palëvizshme për shkëmbimin e nxehtësisë midis shkarkimit dhe rrjedhave të ajrit në hyrje, duke kaluar nëpër të në kundërrrymë. Ky shkëmbyes nxehtësie i ngjan një kuti çeliku drejtkëndëshe me skajet e hapura, të ndarë në shumë kanale të ngushta si dhoma. Shkarkimi dhe ajri i freskët rrjedhin përmes kanaleve të alternuara, dhe nxehtësia transferohet nga një rrymë ajri në tjetrën thjesht përmes mureve të kanaleve. Nuk ka transferim të ndotësve në shkëmbyesin e nxehtësisë dhe duke qenë se një sipërfaqe e konsiderueshme është e mbyllur në një hapësirë kompakte, arrihet një efikasitet relativisht i lartë. Shkëmbyesi i nxehtësisë i tubit të nxehtësisë mund të shihet si një zhvillim logjik i dizajnit të shkëmbyesit të nxehtësisë të përshkruar më sipër, në të cilin të dy rrjedhat e ajrit në dhoma mbeten plotësisht të ndara, të lidhura nga një tufë tubash nxehtësie me fole që transferojnë nxehtësinë nga një kanal në tjetrin. Megjithëse muri i tubit mund të konsiderohet si rezistencë termike shtesë, efikasiteti i transferimit të nxehtësisë brenda vetë tubit, në të cilin zhvillohet cikli i avullimit-kondensimit, është aq i lartë sa që deri në 70% të nxehtësisë së mbetur mund të rikuperohet në këta shkëmbyes nxehtësie. . Një nga avantazhet kryesore të këtyre shkëmbyesve të nxehtësisë në krahasim me shkëmbyesin e ndërmjetëm të nxehtësisë dhe rigjeneruesin rrotullues është besueshmëria e tyre. Dështimi i disa tubave do të zvogëlojë pak efikasitetin e shkëmbyesit të nxehtësisë, por nuk do të ndalojë plotësisht sistemin e asgjësimit.
Me gjithë shumëllojshmërinë e zgjidhjeve të projektimit për pajisjet e rikuperimit të nxehtësisë të burimeve sekondare të energjisë, secila prej tyre ka elementët e mëposhtëm:
· Mjedisi është burim i energjisë termike;
· Mjedisi është konsumator i energjisë termike;
· Marrës nxehtësie - një shkëmbyes nxehtësie që merr nxehtësi nga një burim;
· Pajisja e transferimit të nxehtësisë - një shkëmbyes nxehtësie që transferon energji termike te konsumatori;
· Një substancë pune që transporton energjinë termike nga një burim te një konsumator.
Në shkëmbyesit rigjenerues dhe ajër-ajër (ajër-lëng) rikuperues të nxehtësisë, vetë mediat e shkëmbimit të nxehtësisë janë substanca që funksionon.
Shembuj aplikimi.
1. Ngrohja e ajrit në sistemet e ngrohjes së ajrit.
Ngrohësit e ajrit janë projektuar për ngrohjen e shpejtë të ajrit me ndihmën e një ftohës uji dhe shpërndarjen uniforme të tij me ndihmën e një ventilatori dhe blindave udhëzuese. Kjo është një zgjidhje e mirë për dyqanet e ndërtimit dhe prodhimit, ku ngrohja e shpejtë dhe ruajtja e një temperature të rehatshme kërkohet vetëm gjatë orarit të punës (furrat zakonisht punojnë në të njëjtën kohë).
2. Ngrohja e ujit në sistemin e furnizimit me ujë të ngrohtë.
Përdorimi i njësive të rikuperimit të nxehtësisë ju lejon të zbutni majat e konsumit të energjisë, pasi konsumi maksimal i ujit ndodh në fillim dhe në fund të ndërrimit.
3. Ngrohja e ujit në sistemin e ngrohjes.
sistem i mbyllur
Ftohësi qarkullon në një lak të mbyllur. Kështu, nuk ekziston rreziku i kontaminimit.
Sistemi i hapur. Ftohësi nxehet me gaz të nxehtë, dhe më pas i jep nxehtësi konsumatorit.
4. Ngrohja e ajrit të shpërthimit për djegie. Ju lejon të reduktoni konsumin e karburantit me 10%-15%.
Është llogaritur se rezerva kryesore për kursimin e karburantit gjatë funksionimit të djegësve për kaldaja, furra dhe tharëse është shfrytëzimi i nxehtësisë së gazrave të shkarkimit duke ngrohur karburantin e djegur me ajër. Rikuperimi i nxehtësisë së gazrave të shkarkimit ka një rëndësi të madhe në proceset teknologjike, pasi nxehtësia e rikthyer në furrë ose bojler në formën e ajrit të shpërthimit të parangrohur bën të mundur uljen e konsumit të gazit natyror të karburantit deri në 30%.
5. Ngrohja e karburantit që shkon në djegie duke përdorur shkëmbyes nxehtësie "lëng-lëng". (Shembull - ngrohja e karburantit në 100˚–120˚ C.)
6. Përpunoni ngrohjen e lëngjeve duke përdorur shkëmbyes nxehtësie "lëng-lëng". (Shembull - ngrohja e një solucioni galvanik.)
Kështu, shkëmbyesi i nxehtësisë është:
Zgjidhja e problemit të efikasitetit energjetik të prodhimit;
Normalizimi i situatës ekologjike;
Disponueshmëria e kushteve të rehatshme në prodhimin tuaj - ngrohje, ujë të ngrohtë në ambientet administrative dhe komode;
Reduktimi i kostove të energjisë.
Foto 1.
Struktura e konsumit të energjisë dhe potencialit të kursimit të energjisë në ndërtesat e banimit: 1 – humbjet e nxehtësisë në transmetim; 2 - konsumi i nxehtësisë për ventilim; 3 - konsumi i nxehtësisë për furnizimin me ujë të nxehtë; 4- kursim energjie
Lista e literaturës së përdorur.
1. Karadzhi VG, Moskovko Yu.G. Disa veçori të përdorimit efektiv të pajisjeve të ventilimit dhe ngrohjes. Udhëzues - M., 2004
2. Eremkin A.I., Byzeev V.V. Ekonomia e furnizimit me energji në sistemet e ngrohjes, ventilimit dhe ajrit të kondicionuar. Shtëpia Botuese e Shoqatës së Universiteteve të Ndërtimit M., 2008.
3. Skanavi A. V., Makhov. L. M. Ngrohje. Shtëpia botuese DIA M., 2008
2006-02-08Nevoja për kursim të energjisë në projektimin, ndërtimin dhe funksionimin e ndërtesave të çdo qëllimi është e padyshimtë dhe lidhet kryesisht me shterimin e rezervave të karburanteve fosile dhe, si rrjedhojë, me rritjen e vazhdueshme të çmimit. Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet uljes së kostove të ngrohjes veçanërisht për sistemet e ventilimit dhe klimatizimit, pasi pjesa e këtyre kostove në bilancin total të energjisë mund të jetë edhe më e lartë se humbjet e nxehtësisë në transmetim, kryesisht në ndërtesat publike dhe industriale dhe pas rritjes së mbrojtjes termike të gardhe të jashtme.
Një nga masat më premtuese, me kosto të ulët dhe me kthim të shpejtë të kursimit të energjisë në sistemet e ventilimit mekanik dhe të ajrit të kondicionuar është përdorimi i nxehtësisë së ajrit të shkarkimit për ngrohjen e pjesshme të fluksit hyrës gjatë sezonit të ftohtë. Për zbatimin e rikuperimit të nxehtësisë, përdoren pajisje të dizajneve të ndryshme, përfshirë. këmbyesit dhe rigjeneruesit e nxehtësisë rikuperuese me rrjedhje tërthore të pllakave me një rotor rrotullues, si dhe pajisje me të ashtuquajturat tuba nxehtësie (termosifone).
Sidoqoftë, mund të tregohet se në kushtet e nivelit të çmimit për pajisjet e ventilimit që mbizotëron në Federatën Ruse dhe, kryesisht, për shkak të mungesës praktike të prodhimit vetanak të llojeve të listuara të pajisjeve, nga pikëpamja teknike dhe ekonomike, këshillohet të merret parasysh rikuperimi i nxehtësisë vetëm në bazë të pajisjeve me një ftohës të ndërmjetëm. Dihet se ky dizajn ka një sërë përparësish.
Së pari, pajisjet serike përdoren për zbatimin e saj, pasi këtu njësia e furnizimit plotësohet vetëm me një shkëmbyes nxehtësie të rikuperimit të nxehtësisë, dhe njësia e shkarkimit plotësohet me një shkëmbyes nxehtësie të rikuperimit të nxehtësisë, të cilat janë strukturore të ngjashme me ngrohësit dhe ftohësit konvencionalë të ajrit. Kjo është veçanërisht e rëndësishme, pasi në Federatën Ruse ka një numër ndërmarrjesh që kryejnë prodhimin e tyre të produkteve në fjalë, përfshirë. të tilla të mëdha si Veza LLC.
Për më tepër, pajisjet e rikuperimit të nxehtësisë të këtij lloji janë shumë kompakte, dhe lidhja e njësive të furnizimit dhe shkarkimit vetëm përmes një qarku qarkullimi me një transportues të ndërmjetëm nxehtësie ju lejon të zgjidhni një vend për vendosjen e tyre pothuajse në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri. Si ftohës, zakonisht përdoren lëngje me ngrirje të ulët si antifriz, dhe vëllimi i vogël i qarkut të qarkullimit bën të mundur neglizhimin e kostos së antifrizit, dhe ngushtësia e qarkut dhe jopaqëndrueshmëria e antifrizit shtrojnë pyetjen e toksiciteti i tij sekondar.
Së fundi, mungesa e kontaktit të drejtpërdrejtë midis rrjedhave të ajrit të furnizuar dhe të shteruar nuk imponon kufizime në pastërtinë e ekstraktit, gjë që zgjeron praktikisht në mënyrë të pakufizuar grupin e ndërtesave dhe ambienteve ku mund të përdoret rikuperimi i nxehtësisë. Si disavantazh, ato zakonisht tregojnë një efikasitet termik jo shumë të lartë, jo më shumë se 50-55%.
Por ky është vetëm rasti kur çështja e këshillueshmërisë së përdorimit të rikuperimit të nxehtësisë duhet të vendoset nga një llogaritje teknike dhe ekonomike, të cilën do ta diskutojmë më vonë në artikullin tonë. Mund të tregohet se periudha e shlyerjes për kostot kapitale shtesë për një pajisje të rikuperimit të nxehtësisë me një ftohës të ndërmjetëm nuk kalon tre deri në katër vjet.
Kjo është veçanërisht e rëndësishme në një ekonomi tregu të paqëndrueshme me një nivel të dukshëm në ndryshim të çmimeve për pajisjet dhe tarifat për burimet e energjisë, gjë që nuk lejon përdorimin e zgjidhjeve inxhinierike me kapital intensiv. Megjithatë, çështja e efikasitetit ekonomikisht më të mundshëm të temperaturës së pajisjeve të tilla të rikuperimit të nxehtësisë k eff mbetet e hapur, d.m.th. pjesa e nxehtësisë së shpenzuar për ngrohjen e hyrjes për shkak të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit në raport me ngarkesën totale të nxehtësisë. Vlerat e përdorura zakonisht për këtë parametër janë midis 0.4 dhe 0.5. Tani do të tregojmë se mbi çfarë baze merren këto vlera.
Ky problem do të konsiderohet në shembullin e një njësie të ventilimit të furnizimit dhe shkarkimit me një kapacitet prej 10,000 m 3 / orë, duke përdorur pajisjet e Veza LLC. Kjo detyrë është një detyrë optimizimi, pasi ka të bëjë me identifikimin e vlerës së k eff, e cila siguron një minimum të kostove totale të zbritura të SDZ për instalimin dhe funksionimin e pajisjeve të ventilimit.
Llogaritja duhet të kryhet në varësi të përdorimit të fondeve të huazuara për ndërtimin e njësive të ventilimit dhe sjelljes së SDZ në fund të intervalit kohor të konsideruar T sipas formulës së mëposhtme:
ku K - kostot totale të kapitalit, fshij; E — kostot totale vjetore të operimit, rubla/vit; p është norma e skontimit, %. Në llogaritjet, mund të merret e barabartë me normën e rifinancimit të Bankës Qendrore të Federatës Ruse. Që nga 15 janari 2004, kjo vlerë ka qenë e barabartë me 14% në vit. Në këtë rast, është e mundur të studiohet problemi në një vëllim mjaft të plotë me mjete relativisht elementare, pasi të gjithë komponentët e kostove merren parasysh lehtësisht dhe llogariten thjesht.
Për herë të parë, zgjidhja e këtij problemi është publikuar nga autori në punimin për nivelin e çmimeve dhe tarifave në fuqi në atë kohë. Megjithatë, siç do të jetë e lehtë të shihet, kur të rillogariten për të dhëna të mëvonshme, përfundimet kryesore mbeten të vlefshme. Në të njëjtën kohë, ne do të tregojmë se si duhet të kryhet vetë studimi i fizibilitetit nëse është e nevojshme të zgjidhni variantin optimal të një zgjidhjeje inxhinierike, pasi të gjitha detyrat e tjera do të ndryshojnë vetëm në përcaktimin e vlerës së K.
Por kjo bëhet lehtësisht sipas katalogëve dhe listave të çmimeve të prodhuesve të pajisjeve përkatëse. Në shembullin tonë, kostot kapitale u përcaktuan sipas të dhënave të kompanisë Veza, bazuar në performancën dhe grupin e pranuar të seksioneve të njësive të furnizimit dhe shkarkimit: paneli i përparmë me një amortizues vertikal, klasa e filtrit të qelizave G3, njësia e ventilatorit; përveç kësaj, në njësinë e furnizimit ka edhe një ngrohës shtesë ajri të sistemit të rikuperimit të nxehtësisë dhe një ngrohës rinxehje me furnizim me ngrohje nga rrjeti i ngrohjes, dhe në njësinë e shkarkimit ka një ftohës ajri të sistemit të rikuperimit të nxehtësisë, si dhe një pompë qarkullimi Një diagram i një instalimi të tillë është paraqitur në fig. 1. Shpenzimet për instalimin dhe rregullimin e njësive të ventilimit janë marrë në masën 50% të investimeve kryesore kapitale.
Kostot për pajisjet e rikuperimit të nxehtësisë dhe ngrohësin e rinxehjes u llogaritën në bazë të rezultateve të llogaritjeve në një kompjuter duke përdorur programet e kompanisë Veza, në varësi të efikasitetit të shkëmbyesit të nxehtësisë. Në të njëjtën kohë, me një rritje të efikasitetit, vlera e K rritet, pasi numri i rreshtave të tubave të shkëmbyesve të nxehtësisë të sistemit të shfrytëzimit rritet më shpejt (për k eff = 0,52 - deri në 12 në çdo instalim), sesa numri i rreshtave të ngrohësit të rinxehjes zvogëlohet (nga 3 në 1 në të njëjtat kushte).
Kostot operative përbëhen nga kostot vjetore për ngrohje dhe energji elektrike, përkatësisht, dhe amortizimi. Gjatë llogaritjes së tyre, kohëzgjatja e funksionimit të njësisë gjatë ditës në llogaritje është supozuar të jetë 12 orë, temperatura e ajrit pas ngrohësit të ajrit të rinxehjes +18°C, dhe pas shkëmbyesit të nxehtësisë, në varësi të k eff përmes mesatares. temperatura e jashtme për periudhën e ngrohjes dhe temperatura e ajrit të shkarkimit.
Ky i fundit është i barabartë me +24,7°C si parazgjedhje (programi për zgjedhjen e njësive të rikuperimit të nxehtësisë nga Veza LLC). Tarifa për energjinë termike u mor sipas të dhënave të OAO Mosenergo për mesin e vitit 2004 në shumën prej 325 rubla/Gcal (për konsumatorët buxhetorë). Natyrisht, me një rritje të k eff, kostoja e energjisë termike zvogëlohet, e cila, në përgjithësi, është qëllimi i rikuperimit të nxehtësisë.
Kostot e energjisë elektrike llogariten përmes fuqisë elektrike të nevojshme për të drejtuar pompën e qarkullimit të sistemit të rikuperimit të nxehtësisë dhe tifozët e njësive të furnizimit dhe shkarkimit. Kjo fuqi përcaktohet në bazë të humbjes së presionit në qarkun e qarkullimit, densitetit dhe shpejtësisë së rrjedhës së transportuesit të ndërmjetëm të nxehtësisë, si dhe rezistencës aerodinamike të instalimeve dhe rrjeteve të ventilimit. Të gjitha vlerat e mësipërme, me përjashtim të densitetit të ftohësit, e supozuar të jetë 1200 kg/m 3, janë llogaritur sipas programeve të përzgjedhjes për pajisjen e rikuperimit të nxehtësisë dhe ventilimit të Veza LLC. Përveç kësaj, efikasiteti i pompave dhe tifozëve të aplikuar gjithashtu merr pjesë në shprehjet për fuqi.
Vlerat mesatare janë përdorur në llogaritjet: 0.35 për pompat pa gjëndër GRUNDFOS dhe 0.7 për tifozët RDH. Tarifa për energjinë elektrike është marrë parasysh sipas të dhënave të OAO Mosenergo për mesin e vitit 2004 në shumën 1.17 rubla/(kW ֹh). Me një rritje në k eff, niveli i kostove të energjisë elektrike rritet, pasi me një rritje të numrit të rreshtave të shkëmbyesve të nxehtësisë së përdorimit, rritet rezistenca e tyre ndaj rrjedhës së ajrit, si dhe humbjet e presionit në qarkun e qarkullimit të transportuesit të ndërmjetëm të nxehtësisë.
Megjithatë, në përgjithësi, ky komponent i kostove është dukshëm më i vogël se kostoja e energjisë termike. Amortizimi gjithashtu rritet me rritjen e k eff për aq sa kjo rrit kostot kapitale. Llogaritja e këtyre zbritjeve kryhet në bazë të sigurimit të kostove për restaurimin e plotë, remontin dhe riparimet aktuale të pajisjeve, duke marrë parasysh jetëgjatësinë e parashikuar të shërbimit të pajisjes TAM, e cila në llogaritje është marrë e barabartë me 15 vjet.
Megjithatë, në përgjithësi, kostot totale operative zvogëlohen me rritjen e efikasitetit të përdorimit. Prandaj, ekzistenca e një minimumi SDZ është e mundur në një ose një nivel tjetër të k eff dhe një vlerë fikse të T. Rezultatet e llogaritjeve përkatëse janë paraqitur në Fig. 2. Në grafikët, mund të shihet lehtësisht se minimumi në lakoren SDZ shfaqet pothuajse për çdo horizont llogaritës, i cili, sipas kuptimit të problemit, është i barabartë me periudhën e kërkuar të shlyerjes.
Kjo do të thotë se me çmimet aktuale për pajisjet dhe tarifat për burimet e energjisë, çdo investim, qoftë edhe më i vogël në rikuperimin e nxehtësisë, shpërblehet dhe mjaft shpejt. Prandaj, përdorimi i nxehtësisë me një bartës të ndërmjetëm nxehtësie është pothuajse gjithmonë i justifikuar. Me një rritje në periudhën e pritshme të shlyerjes, minimumi në kurbën SDZ zhvendoset shpejt në rajonin e efikasitetit më të lartë, duke arritur në 0.47 në T = T AM = 15 vjet.
Është e qartë se vlera optimale e k eff për periudhën e pranuar të shlyerjes do të jetë ajo në të cilën vërehet një minimum prej SDZ. Një grafik i varësisë së një vlere të tillë optimale të k eff nga T është paraqitur në Fig. 3. Meqenëse një periudhë më e gjatë kthimi që tejkalon jetëgjatësinë e parashikuar të shërbimit të pajisjes nuk justifikohet me sa duket, duhet të ndalet në nivelin k eff = 0,4-0,5, veçanërisht pasi me një rritje të mëtejshme në T, rritja e efikasitetit optimal ngadalësohet ndjeshëm. .
Përveç kësaj, duhet të merret parasysh se metoda e rikuperimit të nxehtësisë në shqyrtim për çdo sipërfaqe të shkëmbimit të nxehtësisë dhe shpejtësinë e rrjedhës së ftohësit në parim nuk mund të sigurojë një vlerë k eff më të lartë se 0,52-0,55, e cila konfirmohet nga llogaritja sipas programi i kompanisë Veza. Nëse pranojmë tarifën për energjinë termike si për konsumatorët komercialë në shumën 547 rubla / Gcal, ulja e kostove vjetore për shkak të rikuperimit të nxehtësisë do të jetë më e lartë, kështu që grafiku në Fig. 3 tregon kufirin e sipërm të periudhës së mundshme të shlyerjes.
Kështu, diapazoni i specifikuar i vlerave k eff nga 0.4 në 0.5 gjen një studim të plotë fizibiliteti. Prandaj, rekomandimi kryesor praktik i bazuar në rezultatet e studimit të mësipërm është përdorimi më i gjerë i mundshëm i rikuperimit të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit me një bartës të ndërmjetëm nxehtësie në çdo ndërtesë ku sigurohet furnizimi mekanik dhe ventilimi i shkarkimit dhe klimatizimi, me zgjedhjen e temperaturës. koeficienti i efikasitetit afër maksimumit të mundshëm për këtë lloj instalimi. Një rekomandim tjetër është se është e detyrueshme që një ekonomi tregu të marrë parasysh skontimin e kostove kapitale dhe operative në krahasimin tekniko-ekonomik të zgjidhjeve inxhinierike sipas formulës (1).
Në të njëjtën kohë, nëse krahasohen vetëm dy opsione, siç ndodh më shpesh, është e përshtatshme të krahasohen vetëm kostot shtesë dhe të supozohet se në rastin e parë, K = 0, dhe në të dytën, përkundrazi, E = 0, dhe K është e barabartë me investimet shtesë në aktivitete, realizueshmëria e të cilave është e justifikuar. Pastaj në vend të E në opsionin e parë, duhet të përdorni diferencën në kostot vjetore për opsionet. Pas kësaj, ndërtohen grafikët e varësisë së SDZ nga T, dhe në pikën e kryqëzimit të tyre, përcaktohet periudha e vlerësuar e shlyerjes.
Nëse rezulton të jetë më i lartë se T AM, ose oraret nuk kryqëzohen fare, masat nuk justifikohen ekonomikisht. Rezultatet e marra janë të një natyre shumë të përgjithshme, pasi varësia e ndryshimit të kostove kapitale nga shkalla e rikuperimit të nxehtësisë në situatën aktuale të tregut ka pak të bëjë me një prodhues specifik të pajisjeve të ventilimit, dhe ndikimi kryesor në kostot e funksionimit është në përgjithësi vetëm kostoja e ngrohjes dhe energjisë elektrike.
Prandaj, rekomandimet e propozuara mund të përdoren në marrjen e vendimeve të qëndrueshme ekonomikisht për kursimin e energjisë në çdo sistem të ventilimit mekanik dhe të ajrit të kondicionuar. Për më tepër, këto rezultate kanë një formë të thjeshtë dhe inxhinierike dhe mund të rafinohen lehtësisht kur ndryshojnë çmimet dhe tarifat aktuale.
Duhet të theksohet gjithashtu se periudha e shlyerjes së përftuar në llogaritjet e mësipërme, në varësi të k eff-it të pranuar, arrin 15 vjet, d.m.th. deri në TAM, në disa aspekte është marxhinale, që lind kur merren parasysh të gjitha kostot kapitale. Nëse marrim parasysh vetëm investimet kapitale shtesë direkt në rikuperimin e nxehtësisë, periudha e shlyerjes reduktohet me të vërtetë në 3-4 vjet, siç u përmend më lart.
Prandaj, rikuperimi i nxehtësisë së ajrit të shkarkimit me një bartës të ndërmjetëm të nxehtësisë është me të vërtetë një masë me kosto të ulët dhe me kthim të shpejtë dhe meriton aplikimin më të gjerë në një ekonomi tregu.
- O.D. Samarin. Për rregullimin e mbrojtjes termike të ndërtesave. Revista S.O.K., Nr.6/2004.
- O.Ya. Kokorin. Sistemet moderne të ajrit të kondicionuar - M .: Fizmatlit, 2003.
- V.G. Gagarin. Për arsyetimin e pamjaftueshëm të kërkesave të shtuara për mbrojtjen termike të mureve të jashtme të ndërtesave. (Ndryshimet nr. 3 të SNiP II-3-79). Shtu. raporti Konf. 3. RNTOS 23–25 prill 1998
- O.D. Samarin. Efikasiteti ekonomikisht i përshtatshëm i shkëmbyesve të nxehtësisë me një bartës të ndërmjetëm nxehtësie. Montim dhe punime speciale në ndërtim, Nr. 1/2003.
- SNiP 23-01-99 * "Klimatologjia e ndërtimit" .- M: GUP TsPP, 2004.
Kostoja e ngrohjes për ngrohjen e normës sanitare të ajrit të furnizimit me metoda moderne të mbrojtjes termike të zarfeve të ndërtesave në ndërtesat e banimit është deri në 80% të ngarkesës së nxehtësisë në pajisjet e ngrohjes, dhe në ndërtesat publike dhe administrative - më shumë se 90%. Prandaj, sistemet e ngrohjes që kursejnë energji në dizajnet moderne të ndërtesave mund të krijohen vetëm me kusht
shfrytëzimi i nxehtësisë së ajrit të shkarkimit për ngrohjen e standardit sanitar të ajrit të furnizimit.
Gjithashtu e suksesshme është përvoja e përdorimit të një njësie riciklimi me qarkullim të pompës së një ftohës të ndërmjetëm - antifriz, në një ndërtesë administrative në Moskë.
Kur njësitë e furnizimit dhe shkarkimit janë të vendosura në një distancë prej më shumë se 30 m nga njëra-tjetra, sistemi i asgjësimit me qarkullimin e pompës së antifrizit është më racional dhe ekonomik. Nëse ato janë të vendosura krah për krah, një zgjidhje edhe më efektive është e mundur. Pra, në rajonet klimatike me dimër të butë, kur temperatura e jashtme nuk bie nën -7 ° C, shkëmbyesit e nxehtësisë së pllakave përdoren gjerësisht.
Në fig. 1 tregon një diagram strukturor të shkëmbyesit të nxehtësisë për rikuperimin e nxehtësisë (transferimi i nxehtësisë kryhet përmes një muri ndarës) të një pllake. Këtu tregohet (Fig. 1, a) një shkëmbyes nxehtësie "ajër-ajër" i montuar nga kanalet e pllakave, i cili mund të jetë prej çeliku të galvanizuar me fletë të hollë, alumini, etj.
Foto 1.a - kanale pllakash, në të cilat ajri i shkarkimit L y hyn nga sipër mureve ndarëse të kanaleve dhe ajri i furnizimit horizontal L p.n.; b - kanale tubulare, në të cilat ajri i shkarkimit L y kalon nga lart në tuba, dhe ajri i furnizimit kalon horizontalisht në hapësirën unazore L p.n.
Kanalet lamelare janë të mbyllura në një shtresë me fllanxha për t'u lidhur me kanalet e ajrit të furnizimit dhe shkarkimit.
Në fig. 1, b tregon një shkëmbyes nxehtësie "ajër-ajër" të bërë nga elementë tuba, i cili gjithashtu mund të jetë prej alumini, çeliku i galvanizuar, plastika, qelqi, etj. kanalet për kalimin e ajrit të shkarkimit. Muret anësore dhe fletët e tubave formojnë kornizën e shkëmbyesit të nxehtësisë, me seksione të hapura fasade, të cilat lidhen me kanalin e ajrit të furnizimit L a.s.
Për shkak të sipërfaqes së zhvilluar të kanaleve dhe vendosjes së grykave turbulente ajri në to, në shkëmbyes të tillë nxehtësie "ajër-ajër", arrihet një efikasitet i lartë termik θ t bp (deri në 0,75), dhe kjo është Avantazhi kryesor i pajisjeve të tilla.
Disavantazhi i këtyre rikuperuesve është nevoja për të ngrohur paraprakisht ajrin e furnizimit në ngrohëset elektrike në një temperaturë jo më të ulët se -7 °C (për të shmangur ngrirjen e kondensatës në anën e ajrit të lagësht të shkarkimit).
Në fig. 2 tregon diagramin strukturor të njësisë së furnizimit dhe shkarkimit me një shkëmbyes nxehtësie të ajrit të shkarkimit të pllakave L y për ngrohjen e furnizimit me ajër të jashtëm L a.s. Njësitë e furnizimit dhe shkarkimit bëhen në një strehim të vetëm. Filtrat 1 dhe 4 janë instaluar fillimisht në hyrjen e furnizimit të jashtëm L p.n. dhe shkarkimi i hequr L pranë ajrit. Të dy ajri i pastruar nga funksionimi i furnizimit 5 dhe ventilatori i shkarkimit 6 kalojnë përmes shkëmbyesit të nxehtësisë së pllakës 2, ku energjia e ajrit të shkarkimit të nxehtë L y bartet në furnizimin e ftohtë L b.s.
Figura 2. Diagrami strukturor i njësive të furnizimit dhe shkarkimit me një shkëmbyes nxehtësie me pllaka që ka një kanal ajri anashkalues për ajrin e furnizimit:1 - filtri i ajrit në njësinë e furnizimit; 2 - shkëmbyesi i nxehtësisë për shfrytëzimin e pllakave; 3 - fllanxha për lidhjen e rrugës së ajrit për marrjen e ajrit të shkarkimit; 4 - filtër xhepi për pastrimin e ajrit të shkarkimit L y; 5 - furnizimi i tifozit me një motor elektrik në një kornizë; 6 - tifoz i shkarkimit me një motor elektrik në një kornizë; 7 - paleta që mbledh lagështi të kondensuar nga kanalet e kalimit të ajrit të shkarkimit; 8 - tubacioni i kullimit të kondensatës; 9 - kanal ajri anashkalues për kalimin e ajrit të furnizimit L p.n.; 10 - ngasja automatike e valvulave të ajrit në kanalin e anashkalimit; 11 - ngrohës për rinxehjen e ajrit të furnizimit, i ushqyer me ujë të nxehtë
Si rregull, ajri i shkarkimit ka një përmbajtje të lartë lagështie dhe një temperaturë të pikës së vesës prej të paktën +4 °C. Kur ajri i jashtëm i ftohtë me temperaturë nën +4 °C hyn në kanalet e shkëmbyesit të nxehtësisë 2, në muret ndarëse do të vendoset një temperaturë në të cilën avulli i ujit do të kondensohet në një pjesë të sipërfaqes së kanaleve nga drejtimi i lëvizjes. të ajrit të shkarkimit të hequr.
Kondensata që rezulton, nën ndikimin e rrjedhës së ajrit L y, do të derdhet intensivisht në tiganin 7, nga ku derdhet në kanalizim (ose rezervuarin e depozitimit) përmes tubacionit të lidhur me tubin e degëzimit 8.
Shkëmbyesi i nxehtësisë me pllaka karakterizohet nga ekuacioni i mëposhtëm për balancën e nxehtësisë së nxehtësisë së transferuar në ajrin e furnizimit të jashtëm:
ku Q tu është energjia termike e përdorur nga ajri i furnizimit; L y, L p.n - kostot e shkarkimit të nxehtë dhe ajrit të furnizimit të jashtëm, m 3 / orë; ρ y, ρ p.n - dendësi specifike të shkarkimit të nxehtë dhe ajrit të furnizimit të jashtëm, kg / m 3; I y 1 dhe I y 2 - entalpia fillestare dhe përfundimtare e ajrit të shkarkimit të nxehtë, kJ/kg; t n1 dhe t n2, s p - temperaturat fillestare dhe përfundimtare, ° С, dhe kapaciteti i nxehtësisë, kJ / (kg · ° С), i ajrit të furnizimit të jashtëm.
Në temperatura të ulëta fillestare të ajrit të jashtëm t n.x ≈ t n1 në muret ndarëse të kanaleve, kondensata që bie nga ajri i shkarkimit nuk ka kohë të derdhet në tabaka 7, por ngrin në mure, gjë që çon në një ngushtimi i zonës së rrjedhës dhe rrit rezistencën aerodinamike ndaj kalimit të ajrit të shkarkimit. Kjo rritje e rezistencës aerodinamike perceptohet nga sensori, i cili dërgon një komandë në diskun 10 për të hapur valvulat e ajrit në kanalin e anashkalimit (bypass) 9.
Testet e shkëmbyesve të nxehtësisë me pllaka në klimën e Rusisë kanë treguar se kur temperatura e ajrit të jashtëm bie në t n.x ≈ t n1 ≈ -15 ° С, valvulat e ajrit në anashkalimin 9 janë plotësisht të hapura dhe i gjithë ajri i furnizimit L p.n kalon nëpër të, duke anashkaluar kanalet e pllakave të shkëmbyesit të nxehtësisë 2.
Ngrohja e ajrit të pastër L p.n. nga t n.x deri në t p.n. Në këtë mënyrë, Q tu, e llogaritur sipas ekuacionit (9.10), është e barabartë me zero, pasi vetëm ajri i shkarkimit kalon nëpër shkëmbyesin e lidhur të nxehtësisë 2 dhe I y 1 ≈ I y 2, d.m.th. nuk ka rikuperim të nxehtësisë.
Metoda e dytë për të parandaluar ngrirjen e kondensatës në kanalet e shkëmbyesit të nxehtësisë 2 është ngrohja paraprake elektrike e ajrit të furnizimit nga t n.x në t n1 = -7 °C. Në kushtet e projektimit të periudhës së ftohtë të vitit në klimën e Moskës, ajri i furnizimit të ftohtë në ngrohësin elektrik duhet të nxehet me ∆t t.el = t n1 - t n.x = -7 + 26 = 19 °С. Ngrohja e ajrit të furnizimit të jashtëm në θ t p.n = 0,7 dhe t y1 = 24 °С do të jetë t p.n = 0,7 (24 + 7) - 7 = 14,7 °С ose ∆t t.u \u003d 14,7 + 7 \u003d 21,7 ° С.
Llogaritja tregon se në këtë mënyrë ngrohja në shkëmbyesin e nxehtësisë dhe në ngrohës është praktikisht e njëjtë. Përdorimi i një anashkalimi ose ngrohja elektrike paraprake redukton ndjeshëm efikasitetin termik të shkëmbyesve të nxehtësisë së pllakave në sistemet e ventilimit të furnizimit dhe shkarkimit në klimën ruse.
Për të eliminuar këtë mangësi, specialistët vendas kanë zhvilluar një metodë origjinale për shkrirjen e shpejtë periodike të shkëmbyesve të nxehtësisë së pllakave duke ngrohur ajrin e shkarkimit të nxjerrë, i cili siguron funksionimin e besueshëm dhe efikas të energjisë gjatë gjithë vitit të njësive.
Në fig. Fig. 3 tregon një diagram skematik të impiantit për rikuperimin e nxehtësisë së ajrit të shkarkimit X për furnizimin me ngrohje të ajrit të jashtëm L p.n. me heqjen e shpejtë të ngrirjes së kanaleve 2 për të përmirësuar kalimin e ajrit të shkarkimit përmes shkëmbyesit të nxehtësisë së pllakës 1.
Kanalet e ajrit 3 Shkëmbyesi i nxehtësisë 1 është i lidhur me shtegun e furnizimit të ajrit të jashtëm L p.n, dhe kanalet e ajrit 4 në rrugën e kalimit të ajrit të shkarkimit të hequr L y.
Figura 3. Diagrami skematik i përdorimit të një shkëmbyesi nxehtësie me pllaka në klimën e Rusisë: 1 - shkëmbyesi i nxehtësisë me pllaka; 2 - kanale lamelare për kalimin e furnizimit të ftohtë të ajrit të jashtëm L p.n. dhe ajrit të ngrohtë të shkarkimit L y; 3 - kanalet lidhëse të ajrit për kalimin e ajrit të pastër L p.n.; 4 - kanalet lidhëse të ajrit për kalimin e ajrit të shkarkimit të hequr L y; 5 - ngrohës në rrjedhën e ajrit të shkarkimit L y në hyrjen në kanalet 2 të shkëmbyesit të nxehtësisë së pllakës 1.6 - valvula automatike në tubacionin e furnizimit me ujë të nxehtë G w g; 7 - lidhje elektrike; 8 - sensor për kontrollin e rezistencës së rrjedhës së ajrit në kanalet 2 për kalimin e ajrit të shkarkimit L y; 9 - kullimi i kondensatës
Në temperatura të ulëta të furnizimit me ajër të jashtëm (t n1 = t n. x ≤ 7 °C), përmes mureve të kanaleve lamelare 2, nxehtësia nga ajri i shkarkimit transferohet plotësisht në nxehtësinë që korrespondon me ekuacionin e bilancit të nxehtësisë [ Shiko. formula (1)]. Një rënie në temperaturën e ajrit të shkarkimit ndodh me kondensim të bollshëm lagështie në muret e kanaleve lamelare. Një pjesë e kondensatës ka kohë të kullojë nga kanalet 2 dhe hiqet përmes tubacionit 9 në kanalizim (ose rezervuarin e magazinimit). Megjithatë, pjesa më e madhe e kondensatës ngrin në muret e kanaleve 2. Kjo shkakton një rritje të rënies së presionit ∆Р у në rrjedhën e ajrit të shkarkimit të matur nga sensori 8.
Kur ∆Р y rritet në vlerën e caktuar, do të ndiqet një komandë nga sensori 8 përmes një lidhjeje teli 7 për të hapur valvulën automatike 6 në tubacion për furnizimin me ujë të nxehtë G w g në tubat e ngrohësit 5 të instaluar në kanalin e ajrit. 4 për marrjen e ajrit të shkarkimit të hequr në shkëmbyesin e nxehtësisë së pllakës 1. Kur valvula automatike e hapur 6 ujë të nxehtë G w g do të hyjë në tubat e ngrohësit 5, gjë që do të shkaktojë një rritje të temperaturës së ajrit të shkarkimit t y 1 në 45 -60 ° С.
Kur kaloni nëpër kanalet 2 të ajrit të hequr me një temperaturë të lartë, do të ketë një shkrirje të shpejtë nga muret e kanaleve të ngricës dhe kondensata që rezulton do të derdhet përmes tubacionit 9 në kanalizim (ose në rezervuarin e depozitimit të kondensatës) .
Pas shkrirjes së kremit, rënia e presionit në kanalet 2 do të ulet dhe sensori 8 do të dërgojë një komandë për të mbyllur valvulën 6 nëpërmjet lidhjes 7 dhe furnizimi me ujë të nxehtë në ngrohësin 5 do të ndalojë.
Konsideroni procesin e rikuperimit të nxehtësisë në diagramin I-d, të paraqitur në fig. katër.
Figura 4 Ndërtimi në diagramin I-d të mënyrës së funksionimit në klimën e Moskës të një impianti shfrytëzimi me një shkëmbyes nxehtësie me pllaka dhe shkrirja e tij sipas një metode të re (sipas skemës në Fig. 3). U 1 -U 2 - mënyra e projektimit të nxjerrjes së nxehtësisë nga ajri i shkarkimit i hequr; H 1 - H 2 - ngrohje me hyrjen e ajrit të jashtëm të ricikluar nga nxehtësia në modalitetin e projektimit; U 1 - U nën 1 - ngrohja e ajrit të shkarkimit në modalitetin e shkrirjes nga kremja e kanaleve lamelare për kalimin e ajrit të hequr; Y 1. koha - parametrat fillestarë të ajrit të hequr pas lëshimit të nxehtësisë për të shkrirë akullin në muret e kanaleve lamelare; H 1 -H 2 - ngrohja e ajrit të furnizimit në mënyrën e shkrirjes së shkëmbyesit të nxehtësisë së pllakës
Le të vlerësojmë ndikimin e metodës së shkrirjes së shkëmbyesve të nxehtësisë me pllaka (sipas skemës në Fig. 3) në efikasitetin termik të mënyrave të rikuperimit të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit duke përdorur shembullin e mëposhtëm.
SHEMBULL 1. Kushtet fillestare: Në një ndërtesë të madhe industriale dhe administrative të Moskës (t h.x = -26 °С), në furnizim u instalua një njësi e rikuperimit të nxehtësisë (HTU) e bazuar në një shkëmbyes nxehtësie me pllaka rikuperuese (me një tregues θ t p.n = 0.7). dhe sistemi i ventilimit të shkarkimit). Vëllimi dhe parametrat e ajrit të shkarkimit të hequr gjatë procesit të ftohjes janë: L y \u003d 9000 m 3 / h, t y1 \u003d 24 ° C, I y 1 \u003d 40 kJ / kg, t r. y1 \u003d 7 ° C, d y1 \u003d 6, 2 g/kg (shih ndërtimin në diagramin I-d në Fig. 4). Shkalla e rrjedhës së furnizimit të ajrit të jashtëm L p.n = 10,000 m 3 / orë. Shkëmbyesi i nxehtësisë shkrihet duke rritur periodikisht temperaturën e ajrit të shkarkimit, siç tregohet në diagramin në Fig. 3.
Kërkohet: Për të vendosur efikasitetin termik të mënyrave të rikuperimit të nxehtësisë duke përdorur një metodë të re të shkrirjes periodike të pllakave të aparatit.
Zgjidhje: 1. Llogaritni temperaturën e ajrit të furnizimit të ngrohur nga nxehtësia e shfrytëzueshme në kushtet e projektimit të periudhës së ftohtë të vitit në t n.x = t n1 = -26 °С:
2. Ne llogarisim sasinë e nxehtësisë së shfrytëzuar për orën e parë të funksionimit të njësisë së rikuperimit, kur ngrirja e kanaleve të pllakave nuk ndikoi në efikasitetin termik, por rriti rezistencën aerodinamike në kanalet për kalimin e ajrit të shkarkimit:
3. Pas një ore funksionimi të TUU në kushtet e llogaritura të dimrit, në muret e kanaleve u grumbullua një shtresë ngricash, e cila shkaktoi një rritje të tërheqjes aerodinamike ∆Р у. Le të përcaktojmë sasinë e mundshme të akullit në muret e kanaleve për kalimin e ajrit të shkarkimit përmes shkëmbyesit të nxehtësisë së pllakave të formuar brenda një ore. Nga ekuacioni i bilancit të nxehtësisë (1) ne llogarisim entalpinë e ajrit të shkarkimit të ftohur dhe të tharë:
Për shembullin në shqyrtim, sipas formulës (2), marrim:
Në fig. 4 tregon ndërtimin në diagramin I-d të mënyrave të ngrohjes së ajrit të furnizimit (procesi H 1 - H 2) nga nxehtësia e marrë nga ajri i shkarkimit (procesi Y 1 - Y 2). Duke vizatuar në diagramin I-d, u morën parametrat e mbetur të ajrit të shkarkimit të ftohur dhe të tharë (shih pikën U 2): t y2 \u003d -6,5 ° C, d y2 \u003d 2,2 g / kg.
4. Sasia e kondensatës që ka rënë nga ajri i shkarkimit llogaritet me formulën:
Sipas formulës (4), ne llogarisim sasinë e të ftohtit të shpenzuar për të ulur temperaturën e akullit: Q = 45 4.2 6.5 / 3.6 = 341 W h. Sasia e mëposhtme e të ftohtit shpenzohet për formimin e akullit:
Sasia totale e energjisë së shpenzuar për formimin e akullit në sipërfaqen ndarëse të shkëmbyesve të nxehtësisë së pllakave do të jetë:
6. Nga konstruksioni në diagramin I-d (Fig. 4), mund të shihet se gjatë lëvizjes së kundërt përgjatë kanaleve të pllakës së furnizimit L p.n dhe shkarkimit L në rrjedhat e ajrit në hyrje në shkëmbyesin e nxehtësisë së pllakës, më i ftohti. ajri i jashtëm kalon ajrin e shkarkimit të ftohur në temperatura negative. Pikërisht në këtë pjesë të shkëmbyesit të nxehtësisë së pllakës vërehen formacione intensive të ngricave dhe ngricave, të cilat do të bllokojnë kanalet për kalimin e ajrit të shkarkimit. Kjo do të shkaktojë një rritje të tërheqjes aerodinamike.
Në të njëjtën kohë, sensori i kontrollit do të japë një komandë për të hapur valvulën automatike për furnizimin me ujë të nxehtë në tubat e shkëmbyesit të nxehtësisë, të montuar në kanalin e ajrit të shkarkimit deri në shkëmbyesin e nxehtësisë së pllakës, i cili do të sigurojë ngrohjen e shkarkimit. ajrit në një temperaturë prej t.nën.1 = +50 °C.
Rrjedha e ajrit të nxehtë në kanalet lamelare siguroi shkrirjen e kondensatës së ngrirë në 10 minuta, e cila hiqet në formë të lëngshme në kanalizim (në rezervuarin e magazinimit). Për 10 minuta ngrohje të ajrit të shkarkimit, u shpenzua sasia e mëposhtme e nxehtësisë:
ose me formulën (5) marrim:
7. Nxehtësia e furnizuar në ngrohësin 5 (Fig. 3) shpenzohet pjesërisht në shkrirjen e akullit, i cili, sipas llogaritjeve në paragrafin 5, do të kërkojë Q t.ras = 4,53 kWh nxehtësi. Për transferimin e nxehtësisë në ajrin e furnizimit nga nxehtësia e shpenzuar në ngrohësin 5 për ngrohjen e ajrit të shkarkimit, nxehtësia e mëposhtme do të mbetet:
8. Temperatura e ajrit të ekstraktit të nxehtë pas konsumimit të një pjese të nxehtësisë për shkrirje llogaritet me formulën:
Për shembullin në shqyrtim, sipas formulës (6), marrim:
9. Ajri i shkarkimit i ngrohur në ngrohësin 5 (shih Fig. 3) do të kontribuojë jo vetëm në shkrirjen e kremrave të kondensatës, por edhe në një rritje të transferimit të nxehtësisë në ajrin e furnizimit përmes mureve ndarëse të kanaleve lamelare. Llogaritni temperaturën e ajrit të furnizimit të nxehtë:
10. Sasia e nxehtësisë e transferuar për të ngrohur ajrin e furnizimit gjatë 10 minutave të shkrirjes llogaritet me formulën:
Për mënyrën e konsideruar, sipas formulës (8), marrim:
Llogaritja tregon se në regjimin e shkrirjes në shqyrtim nuk ka humbje të nxehtësisë, pasi një pjesë e nxehtësisë së ngrohjes nga ajri i shkarkimit Q t.u = 12,57 kW h transferohet në ngrohje shtesë të ajrit të furnizimit L p.n. në një temperaturë t n2.raz = 20,8 °С, në vend të t н2 = +9 °С kur përdoret vetëm nxehtësia e ajrit të shkarkimit me temperaturë t у1 = +24 °С (shih pikën 1).
Sfondi i zhvillimit
Nxehtësia e ajrit që largohet në atmosferë është një burim i kursimit të energjisë. Nuk është sekret që 40…80% e konsumit të nxehtësisë shpenzohet për ngrohjen e ajrit që hyn në ndërtesë. Prandaj, ideja e ngrohjes së ajrit të pastër në kurriz të ajrit të shkarkimit nuk është e re. Edhe në Bashkimin Sovjetik, punohej vazhdimisht për të krijuar instalime që do të bënin të mundur përdorimin e energjisë termike të ajrit të shkarkimit. Por për fat të keq, rezultatet e këtyre studimeve u përdorën vetëm në projekte të veçanta (industriale, mbrojtëse, shkencore).
Jashtë vendit, shkak i aplikimit u bë kriza e parë energjetike, e cila shkaktoi fillimin e përdorimit të instalimeve të tilla. Në të njëjtën kohë, pajisjet për shfrytëzimin e energjisë termike të ajrit të hequr fillimisht u krijuan për përdorim në ndërtesa banimi dhe vila me shumë apartamente. Si pasojë, ngrohja e ajrit është tani kudo në Kanada dhe shtetet fqinje të Shteteve të Bashkuara. Pra, në Kanada, sistemet e ngrohjes së ujit nuk përdoren fare.
Në Rusi, njësitë e rikuperimit të nxehtësisë filluan të përdoren gjerësisht me fillimin e ndërtimit aktiv të ulët, kur zhvilluesit privatë filluan të shfaqnin interes për pajisjet me efikasitet të energjisë dhe kursim të energjisë.
Përdorimi i energjisë elektrike për ngrohje
Përdorimi i teknologjisë së ngrohjes së ventilimit përfshin përdorimin e energjisë elektrike për ngrohje. Deri vonë, përdorimi i energjisë elektrike për ngrohje ishte i ndaluar me ligj. Kjo është për shkak të politikës së kursimit të energjisë të ndjekur në Bashkimin Sovjetik. Shumëçka ka ndryshuar që nga rënia e Bashkimit Sovjetik.
Aktualisht, kur përdoren materiale të reja dhe zotërohen teknologji të reja, mendimi i ekspertëve për pranueshmërinë e përdorimit të energjisë elektrike për ngrohje ka filluar të ndryshojë. Për këtë kontribuon futja e normave të reja në vitin 2000, të cilat kërkojnë përmirësimin e mbrojtjes termike të ndërtesave të banimit. Sipas standardeve të reja, humbjet e normalizuara të nxehtësisë përmes mureve të jashtme reduktohen me 2,5–3,0 herë në krahasim me standardet e vitit 1995. 
Në të ardhmen, normat për mbrojtjen termike dhe efiçencën e energjisë vetëm do të bëhen më të ashpra. Në këto kushte, vetë koncepti i infiltrimit të ajrit do të zhduket, ambientet do të jenë hermetike. Në kushte të tilla, përdorimi i pajisjeve të rikuperimit të nxehtësisë do të hapë perspektivat më të gjera.
Llojet ekzistuese të rikuperuesve
Nomenklatura reale e njësive të rikuperimit të nxehtësisë është shumë e larmishme. Por e gjithë shumëllojshmëria mund të reduktohet në llojet e mëposhtme: a) këmbyesit e nxehtësisë me guaskë dhe tub dhe pllaka, duke përfshirë ato me rrjedhje tërthore; b) rrotullues (rigjenerues); c) pompat e nxehtësisë me një mjet pune të ndërmjetëm. Aftësitë e shumicës së pajisjeve moderne bëjnë të mundur përdorimin dhe përdorimin e vetëm 60% të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit për ngrohjen e ajrit të furnizuar në ambiente. Për objektet me një vëllim të vogël ndërtimi, në mënyrë që instalimi i një shkëmbyesi nxehtësie të fitojë, kjo shifër duhet të jetë 90%. 
Një drejtim premtues për zhvillimin e njësive të rikuperimit të nxehtësisë
Për të rritur efikasitetin e njësive të rikuperimit të nxehtësisë lejon përdorimin e metodës së përshkruar më poshtë. Siç e dini, kapaciteti i nxehtësisë i ujit është më i larti në krahasim me lëngjet e tjera. Kapaciteti termik i ajrit është 4.5 herë më i ulët se kapaciteti i nxehtësisë së ujit. Teknologjia e ultra-shpërndarjes së ajrit të hequr në ujë bazohet në përdorimin e ujit. Për të rritur shpejtësinë e transferimit të nxehtësisë nga ajri i hequr, ky ajër kalohet nëpër ujë në mënyrë të veçantë, duke krijuar flluska me madhësi mikron.
Shkalla e transferimit të nxehtësisë rritet pasi flluskat me madhësi mikron shkatërrojnë rezistencën termike të shtresës sipërfaqësore të ujit. Aplikimi i teknologjisë së ultra-dispersionit të ajrit të hequr në ujë do të bëjë të mundur përdorimin e 90-95% të nxehtësisë së ajrit të hequr. Është e rëndësishme që shkëmbyesi i nxehtësisë i ndërtuar sipas kësaj teknologjie të ketë një numër minimal pjesësh, dimensione minimale dhe të jetë i lehtë për t'u përdorur. 
Mënyrat e përdorimit të shkëmbyesve të nxehtësisë
- Mënyra e parë është përdorimi i një shkëmbyesi nxehtësie të një lloji rikuperues. Në të njëjtën kohë, bëhet ngrohja e pjesshme e ajrit të furnizuar në dhomë.
- Mënyra e dytë është rikuperimi i nxehtësisë me ndihmën e pompave të nxehtësisë.
- Mënyra e tretë është përdorimi i nxehtësisë së ajrit në dalje për të ngrohur ujin në hyrje. Sistemi përfshin ngrohës të mëdhenj të ujit dhe akumulatorë të ujit të nxehtë.
Gjendja aktuale e punëve në Rusi për çështjen në shqyrtim
Ligji Federal Nr. 261-FZ "Për kursimin e energjisë dhe rritjen e efikasitetit të energjisë ..." parashikon uljen e intensitetit të energjisë të sistemeve inxhinierike të ndërtesave. Objektivi është ulja e intensitetit të energjisë së PBB-së me 40% deri në vitin 2020 krahasuar me nivelet e vitit 2007. Kjo tendencë për të rritur efikasitetin e energjisë, për të përmirësuar mbrojtjen termike është e pranishme kudo.
Dekreti i Qeverisë së Moskës Nr. 900, datë 5 tetor 2010 "Për përmirësimin e efikasitetit energjetik të ndërtesave rezidenciale, sociale dhe publike-afariste në qytetin e Moskës..." vendosi nivelin e konsumit të energjisë, i cili nuk mund të sigurohet pa rikuperimin e nxehtësisë. .
Federata Ruse, pasi u bashkua me OBT-në, mori përsipër të sjellë çmimet e energjisë për konsumatorët vendas në nivelin e çmimeve botërore. Në të gjithë botën, çështjet e efikasitetit të energjisë dhe si rezultat, çështjet e rikuperimit të nxehtësisë janë shumë të mprehta. Qeveritë kombëtare vendosin dhe zbatojnë programe për të përmirësuar efikasitetin e energjisë. Prandaj, me rritjen e çmimeve të brendshme të energjisë, interesi për impiantet e rikuperimit të nxehtësisë në mënyrë të pashmangshme do të rritet.
Në "sobën ruse" ngrohej ajri i furnizimit, me ndihmën e kësaj nxehej dhoma e ndenjes. Në Evropë, sistemi i ngrohjes, ku ofroheshin kanale, si në një sobë ruse, quhej "rus". Kjo njohu efikasitetin e madh të sobës ruse në krahasim me ngrohjen evropiane. Aktualisht, mund të flasim për nevojën për t'u kthyer në rrënjë në çështjet e ngrohjes.
Furnizimi dhe ventilimi i shkarkimit me rikuperim
Sot, ruajtja e energjisë është një prioritet në zhvillimin e ekonomisë botërore. Shkarkimi i rezervave natyrore të energjisë, rritja e kostos së energjisë termike dhe elektrike na çon në mënyrë të pashmangshme në nevojën për të zhvilluar një sistem të tërë masash që synojnë përmirësimin e efikasitetit të instalimeve që konsumojnë energji. Në këtë kontekst, ulja e humbjeve dhe ripërdorimi i energjisë termike të konsumuar bëhet një mjet efektiv në zgjidhjen e problemit.
Në kuadër të kërkimit aktiv të rezervave për kursimin e burimeve të karburantit dhe energjisë, problemi i përmirësimit të mëtejshëm të sistemeve të ajrit të kondicionuar si konsumatorë të mëdhenj të energjisë termike dhe elektrike po tërheq gjithnjë e më shumë vëmendje. Një rol të rëndësishëm në zgjidhjen e këtij problemi duhet të luajnë masat për përmirësimin e efikasitetit të shkëmbyesve të nxehtësisë dhe masës, të cilat përbëjnë bazën e nënsistemit politropik të trajtimit të ajrit, kostot e funksionimit të të cilit arrijnë në 50% të të gjitha kostove për funksionimin e SCR. .
Shfrytëzimi i energjisë termike nga emetimet e ventilimit është një nga metodat kryesore për kursimin e burimeve të energjisë në sistemet e ajrit të kondicionuar dhe ventilimit për ndërtesa dhe struktura për qëllime të ndryshme. Në fig. 1 tregon skemat kryesore të rikuperimit të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit të zbatuara në tregun e pajisjeve moderne të ventilimit.
Një analizë e gjendjes së prodhimit dhe përdorimit të pajisjeve të rikuperimit të nxehtësisë jashtë vendit tregon një prirje drejt përdorimit mbizotërues të riqarkullimit dhe katër llojeve të shfrytëzuesve të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit: rigjenerues rrotullues, rikuperues i pllakave, bazuar në tubacionet e nxehtësisë dhe me një bartës të ndërmjetëm nxehtësie. Përdorimi i këtyre pajisjeve varet nga kushtet e funksionimit të sistemeve të ventilimit dhe ajrit të kondicionuar, konsideratat ekonomike, pozicioni relativ i qendrave të furnizimit dhe shkarkimit, aftësitë operacionale.
Në tabelë. 1 tregon një analizë krahasuese të skemave të ndryshme të rikuperimit të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit. Ndër kërkesat kryesore nga ana e investitorit për impiantet e rikuperimit të nxehtësisë, duhet theksuar: çmimi, kostot e funksionimit dhe efikasiteti. Zgjidhjet më të lira karakterizohen nga thjeshtësia e dizajnit dhe mungesa e pjesëve lëvizëse, gjë që bën të mundur që midis skemave të paraqitura të veçohet një instalim me një shkëmbyes nxehtësie me rrjedhje tërthore (Fig. 2) si më i përshtatshmi për kushtet klimatike të pjesa evropiane e Rusisë dhe Polonisë.
Studimet e fundit në fushën e krijimit dhe përmirësimit të njësive ekzistuese të rikuperimit të nxehtësisë për sistemet e ajrit të kondicionuar tregojnë një prirje të qartë në zhvillimin e zgjidhjeve të reja të projektimit për shkëmbyesit e nxehtësisë me pllaka (Fig. 3), momenti vendimtar në zgjedhjen se cili është mundësia për të siguruar funksionimi pa probleme i njësisë në kushtet e kondensimit të lagështirës në temperatura të ulëta të ajrit të jashtëm.
Temperatura e ajrit të jashtëm, duke filluar nga e cila vërehet formimi i ngricave në kanalet e ajrit të shkarkimit, varet nga faktorët e mëposhtëm: temperatura dhe lagështia e ajrit të shkarkimit, raporti i normave të rrjedhës së ajrit të furnizimit dhe shkarkimit dhe karakteristikat e projektimit. Le të vërejmë veçorinë e funksionimit të shkëmbyesve të nxehtësisë në temperatura negative të ajrit të jashtëm: sa më i lartë të jetë efikasiteti i shkëmbimit të nxehtësisë, aq më i madh është rreziku i formimit të ngricave në sipërfaqen e kanaleve të ajrit të shkarkimit.
Në këtë drejtim, efikasiteti i ulët i shkëmbimit të nxehtësisë në një shkëmbyes nxehtësie me rrjedhje të kryqëzuar mund të jetë një avantazh në drejtim të zvogëlimit të rrezikut të ngrirjes në sipërfaqet e kanaleve të ajrit të shkarkimit. Sigurimi i mënyrave të sigurta zakonisht shoqërohet me zbatimin e masave tradicionale të mëposhtme për të parandaluar ngrirjen e hundës: mbyllja periodike e furnizimit me ajër të jashtëm, anashkalimi ose ngrohja paraprake e tij, zbatimi i të cilave sigurisht redukton efikasitetin e rikuperimit të nxehtësisë së ajrit të shkarkimit.
Një nga mënyrat për të zgjidhur këtë problem është krijimi i shkëmbyesve të nxehtësisë në të cilët ngrirja e pllakave ose mungon ose ndodh në temperatura më të ulëta të ajrit. Një tipar i funksionimit të shkëmbyesve të nxehtësisë ajër-ajër është mundësia e zbatimit të proceseve të transferimit të nxehtësisë dhe masës në mënyrat e transferimit të nxehtësisë "të thatë", ftohja dhe tharja e njëkohshme e ajrit të hequr me kondensim në formën e vesës dhe ngricës në e gjithë ose një pjesë e sipërfaqes së shkëmbimit të nxehtësisë (Fig. 4).
Përdorimi racional i nxehtësisë së kondensimit, vlera e së cilës arrin 30% në mënyra të caktuara të funksionimit të shkëmbyesve të nxehtësisë, bën të mundur rritjen e ndjeshme të gamës së ndryshimeve në parametrat e ajrit të jashtëm, në të cilin ngrirja e shkëmbimit të nxehtësisë sipërfaqet e pllakave nuk ndodhin. Sidoqoftë, zgjidhja e problemit të përcaktimit të mënyrave optimale të funksionimit të shkëmbyesve të nxehtësisë në shqyrtim, që korrespondojnë me kushte të caktuara funksionimi dhe klimatike, si dhe fushën e aplikimit të tij të përshtatshëm, kërkon studime të hollësishme të transferimit të nxehtësisë dhe masës në kanalet e paketimit. , duke marrë parasysh proceset e kondensimit dhe formimit të ngricave.
Analiza numerike u zgjodh si metoda kryesore e hulumtimit. Ai gjithashtu ka më pak mundimin, dhe ju lejon të përcaktoni karakteristikat dhe të identifikoni modelet e procesit bazuar në përpunimin e informacionit në lidhje me ndikimin e parametrave fillestarë. Prandaj, studimet eksperimentale të proceseve të transferimit të nxehtësisë dhe masës në pajisjet e konsideruara u kryen në një vëllim shumë më të vogël dhe, kryesisht, për të verifikuar dhe korrigjuar varësitë e marra si rezultat i modelimit matematik.
Në përshkrimin fiziko-matematik të transferimit të nxehtësisë dhe masës në rekuperatorin në studim, përparësi iu dha modelit të transferimit njëdimensional (modeli ε-NTU). Në këtë rast, fluksi i ajrit në kanalet e paketimit konsiderohet si një rrjedhje e lëngshme me shpejtësi konstante, temperaturë dhe potencial transferimi të masës në seksionin e tij kryq, të barabartë me vlerat mesatare të masës. Për të rritur efikasitetin e rikuperimit të nxehtësisë në shkëmbyesit modernë të nxehtësisë, përdoret fija e sipërfaqes së paketimit.
Lloji dhe vendndodhja e brinjëve ndikon ndjeshëm në natyrën e proceseve të transferimit të nxehtësisë dhe masës. Ndryshimi i temperaturës përgjatë lartësisë së brinjës çon në zbatimin e opsioneve të ndryshme për proceset e transferimit të nxehtësisë dhe masës (Fig. 5) në kanalet e ajrit të shkarkimit, gjë që ndërlikon ndjeshëm modelimin matematikor dhe algoritmin për zgjidhjen e sistemit të diferencialit. ekuacionet.
Ekuacionet e modelit matematik të proceseve të transferimit të nxehtësisë dhe masës në një shkëmbyes nxehtësie me rrjedhje tërthore zbatohen në një sistem koordinativ ortogonal me akset OX dhe OY të drejtuara paralelisht me rrjedhat e ajrit të ftohtë dhe të ngrohtë, përkatësisht, dhe boshtet Z1 dhe Z2. , pingul me sipërfaqen e pllakave të paketimit në kanalet e ajrit të furnizimit dhe shkarkimit (Fig. 6), përkatësisht.
Në përputhje me supozimet e këtij modeli ε-NTU, transferimi i nxehtësisë dhe masës në shkëmbyesin e nxehtësisë në studim përshkruhet nga ekuacionet diferenciale të ekuilibrave të nxehtësisë dhe materialit, të përpiluara për ndërveprimet e rrjedhave të ajrit dhe grykave, duke marrë parasysh nxehtësinë e tranzicionit fazor. dhe rezistenca termike e shtresës së ngrirjes që rezulton. Për të marrë një zgjidhje të paqartë, sistemi i ekuacioneve diferenciale plotësohet me kushte kufitare që vendosin vlerat e parametrave të mediave të shkëmbyera në hyrjet në kanalet përkatëse të rikuperuesit.
Problemi jolinear i formuluar nuk mund të zgjidhet në mënyrë analitike, prandaj, integrimi i sistemit të ekuacioneve diferenciale u krye me metoda numerike. Një sasi mjaft e madhe eksperimentesh numerike të kryera në modelin ε-NTU bënë të mundur marrjen e një grupi të dhënash që u përdor për të analizuar karakteristikat e procesit dhe për të identifikuar modelet e tij të përgjithshme.
Në përputhje me objektivat e studimit të funksionimit të shkëmbyesit të nxehtësisë, zgjedhja e mënyrave të studiuara dhe diapazoni i ndryshimit të parametrave të flukseve të shkëmbimit u krye në mënyrë që proceset reale të transferimit të nxehtësisë dhe masës në paketim. në vlerat negative të temperaturës së ajrit të jashtëm, si dhe kushtet për rrjedhën e mënyrave më të rrezikshme të funksionimit të pajisjeve të rikuperimit të nxehtësisë nga pikëpamja e funksionimit, u modeluan më plotësisht. .
Paraqitur në fig. 7-9, rezultatet e llogaritjes së mënyrave të funksionimit të aparatit në studim, të cilat janë tipike për kushtet klimatike me një temperaturë të ulët të llogaritur të ajrit të jashtëm në periudhën e dimrit të vitit, bëjnë të mundur gjykimin e mundësisë së pritshme cilësore të formimit. e tre zonave të transferimit aktiv të nxehtësisë dhe masës në kanalet e ajrit të shkarkimit (Fig. 6), të cilat ndryshojnë në karakter proceset që ndodhin në to.
Një analizë e proceseve të transferimit të nxehtësisë dhe masës që ndodhin në këto zona bën të mundur vlerësimin e mënyrave të mundshme për të kapur në mënyrë efektive nxehtësinë e ajrit të larguar të ventilimit dhe për të zvogëluar rrezikun e formimit të ngricave në kanalet e paketimit të shkëmbyesit të nxehtësisë bazuar në përdorimin racional. të nxehtësisë së kalimit fazor. Në bazë të analizave të kryera, u përcaktuan temperaturat kufitare të ajrit të jashtëm (Tabela 2), nën të cilat vërehet formimi i ngricave në kanalet e ajrit të shkarkimit.
konkluzionet
Është paraqitur një analizë e skemave të ndryshme për shfrytëzimin e nxehtësisë nga emetimet e ventilimit. Vërehen avantazhet dhe disavantazhet e skemave të konsideruara (ekzistuese) për përdorimin e nxehtësisë së ajrit të shkarkimit në instalimet e ventilimit dhe ajrit të kondicionuar. Bazuar në analizën e kryer, propozohet një skemë me një shkëmbyes nxehtësie me rrjedhje tërthore me pllaka:
- në bazë të një modeli matematikor, është zhvilluar një algoritëm dhe një program llogaritjeje kompjuterike për parametrat kryesorë të proceseve të transferimit të nxehtësisë dhe masës në shkëmbyesin e nxehtësisë në studim;
- është krijuar mundësia e formimit të zonave të ndryshme të kondensimit të lagështirës në kanalet e hundës së shkëmbyesit të nxehtësisë, brenda të cilave natyra e proceseve të transferimit të nxehtësisë dhe masës ndryshon ndjeshëm;
- analiza e rregullsive të marra bën të mundur përcaktimin e mënyrave racionale të funksionimit të pajisjeve të studiuara dhe zonave të përdorimit të tyre racional për kushte të ndryshme klimatike të territorit rus.
SIMBOLET DHE INDIKET
Legjenda: h reb - lartësia e brinjëve, m; l brinjë - gjatësia e brinjës, m; t është temperatura, °C; d është përmbajtja e lagështisë së ajrit, kg/kg; ϕ-lagështia relative e ajrit, %; brinja δ është trashësia e brinjës, m; δ in është trashësia e shtresës së ngricës, m.
Tregues: 1 - ajri i jashtëm; 2 - ajri i hequr; e - në hyrje të kanaleve të hundës; rb - brinjë; në - acar, o - në daljen e kanaleve të hundës; vesë - pikë vese; sat është gjendja e ngopjes; w është muri i kanalit.
