Проектирование рекуператоров механической энергии: Диссертация на тему «Совершенствование ниткошвейной машины на основе принципа рекуперации механической энергии», скачать бесплатно автореферат по специальности ВАК РФ 05.02.13

Содержание

нормы, преимущества использования рекуперации ► Exsys

Какой воздухообмен должен быть в квартирах, частных домах?

Основными показателями для создания проекта вентиляционной системы являются нормы расхода поступающего воздуха в помещение и кратности воздухообмена. Вентиляционная система должна осуществить подачу воздуха для комфортного пребывания людей в помещении.

Воздухообмен в помещении рассчитывается исходя из следующей формулы:

L = V пом * Kр (м3/ч),

Где,

L– Объем воздуха для полного воздухообмена М3/ч;

V пом – объем рассчитываемого помещения, м3;

Кр – кратность воздухообмена, основанная на таблице кратности.

Определение объема помещения производится по следующей формуле:

V (м3) = A * B *H

Где,

А — ширина помещения в метрах;

В — длина помещения в метрах;

Н — высота помещения в метрах.

Необходимое количество воздуха на человека по нормативным документам:

20 м3/час на одного человека — при незначительной физической активности;

45 м3/час на одного человека — при легкой физической активности;

60 м3/час на одного человека — при тяжелой физической работе.

Оборудование для реализации системы вентиляции подбирается исходя из полученных показателей по этим формулам.

Для чего увлажнять и обогревать воздух в помещении?

Человек проводит большую часть своей жизни в помещении. Поэтому, микроклимат в помещении очень важен для нашего здоровья, так как он  влияет и на здоровый способ жизни, и на высокий уровень жизнедеятельности. Важно отметить — не только температура воздуха, а и влажность играют большую роль в частном доме/квартире.

Интенсивность, с какой воздух впитывает влажность, зависит от температуры. Чем холоднее воздух, тем меньше влажности он может впитать, и наоборот – чем теплее воздух, тем больше влажности впитывается. Оптимальное содержание влажности в помещении составляет 9,2 г воды на м2 воздуха. При комнатной температуре 21 ℃ это отвечает уровню относительной влажности 50%. В холодное время года, особенно в зимние месяцы, относительная влажность воздуха снижается до недопустимых показателей – менее 30%. Воздух с улицы в отопительный период при температуре -5℃ нуждается в дополнительном 1,2 л воды на час в помещении приблизительно 21℃ при относительной влажности 50%.

Уровень влажности ниже 40% приводит до высыхания слизистых оболочек, что повышает восприимчивость к инфекционным простудам, так как сухой воздух негативно влияет на функцию очищения внутренних поверхностей дыхательных путей. Поддерживая уровень относительной влажности в помещении в диапазоне от 40% до 60%,  удается достичь комфортного микроклимата, а именно:

  • снижается концентрация пыли в воздухе
  • активизируется защита кожи от микробов, значительно снижается длительность жизни бактерий и вирусов
  • снижается уровень неприятных запахов и накопление электростатических зарядов в помещении

Но, нужно учитывать, что в помещении, где показатель относительной влажности превышает 70%, человек себя чувствует не комфортно по причине снижения уровня поглощения кислорода кровью. Так же высокий уровень влажности может привести к увеличению плесени в закрытых помещениях.

Что такое рекуперация и в чем преимущества использования вентиляции с рекуперацией?

Современным и практичным способом создания комфортного микроклимата и необходимого воздухообмена в частных домах/квартирах является механическая приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла. Такой тип вентиляции предусматривает использование приточно-вытяжной установки с утилизацией тепла, приточных и вытяжных воздуховодов, воздухозаборных устройств.

Рекуперация – в переводе с латинского языка – обратное получение, возвращение.

Рекуперация это возвращение части энергии для повторного ее использования в том же технологическом процессе.

Больше всего потребление энергии в помещении происходит такими системами как вентиляция, кондиционирование или отопление. Чтобы не тратить впустую такие объемы энергии – мы рекомендуем использовать рекуперацию в системе вентиляции, таким образом минимизирую затраты на энергию вентустановкой. А также экономя на отоплении в помещении. Рекуперация подразумевает обычный обмен теплом между приточным и вытяжным воздухом.

 Рассмотрим на примере:

Зимой приточный воздух с улицы при минусовой температуре допустим -40 градусов, по нормам должен нагреваться до +20 градусов, то есть до комнатной температуры и подаваться в помещение. Теплый загрязненный воздух , который имеет температуру +20 или +22 градуса удаляется из помещения вытяжкой.

Предположим, необходимо обогреть 1000 м3 воздуха до +40 градусов – потребуется потратить 14,4 кВт энергии.

В теплое время года, летом во время работы кондиционеров на улицу удаляется отработанный, но прохладный воздух, а в помещение приточной вентиляцией подается горячий воздух с улицы, который обычно имеет температуру +35 или +40 градусов и его опять потребуется охладить, затратив энергию.

Чтобы сделать систему приточно-вытяжную вентиляцию экономной – рекомендуется использовать рекуператоры, которые могут идти в комплекте с вентустановкой либо докупаться отдельно.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: типы установок, их особенности

Рекуператор – это устройство или теплообменник (открытого типа), который используется для использования тепла вытяжных газов, в котором обмен тепла между теплообменниками происходит непрерывно через разделяющую их стенку. То есть, перед тем, как удалить вытяжной воздух наружу, в рекуператоре забирается с него тепло, которое потом используется для нагрева приточного воздуха в холодное время года. Такие системы позволяют экономить до 90% энергии, которая используется для нагрева внешнего холодного воздуха.

Воздух при попадании в рекуператор не перемешивается, так как потоки разделены тонкими стенками из пластин. За счет разности температур приточного и вытяжного воздуха теплообмен происходит через стенки, и теплый отработанный воздух отдает тепло холодному приточному воздуху.

С помощью рекуператора приточный воздух может подогреваться от 14 градусов до 20 градусов, в зависимости от наружной температуры.

Как понять эффективность рекуператора – это узнать его КПД – то есть какой процент тепла может забрать рекуператор из воздуха, который удаляется из помещения.Обычно КПД рекуператоров колеблется в пределах 30%-95%. От чего зависит КПД рекуператора?

Конечно, чем больше КПД, тем существеннее будет экономия. КПД рекуператора зависит от конструкции рекуператора и наличия калорифера – нагревательного элемента (водяного или электро), который и осуществляет догрев воздуха до необходимых показателей.

Рассмотрим типы рекуператоров:

  • Пластинчатые рекуператоры

Приточно-вытяжные установки с пластинчатыми рекуператорами позволяют уменьшить затраты на подогрев приточного  воздуха на 60-70%. В основе таких устройств лежит пластинчатый перекрестно-потоковый рекуператор – пакет тонких металлических пластин, листов пластика или специально обработанной целлюлозы, между которыми оставлены промежутки. Воздух, что удаляется из помещения, проходит в каждом втором промежутке между пластинами, а внешний воздух, что поступает в помещение, проходит через решетку каналов. Рекуператоры с пластинами с целлюлозы имеют еще особенность выравнивать концентрацию водяного пара в приточном, и вытяжном воздухе (способность осушать или увлажнять приточный воздух). Благодаря этому летом можно заметно сокращать длительность работы системы кондиционирования воздуха. Кроме рекуператора, в корпусе приточно-вытяжной установки есть приточный и вытяжной вентиляторы, фильтры, которые обеспечивают очистку воздуха от пыли, электронагревателя и другие элементы. Контроль температуры осуществляется с помощью системы автоматичного регулирования мощности за показателями датчика температуры, установленного в потоке воздуха, который подается в помещение.

При использовании приточно-вытяжных установок с перекрестно-потоковым рекуператором наибольшие энергозатраты достигаются при плюсовой и небольшой минусовой температуре внешнего воздуха.  При температуре -3…-8 ℃ между пластинами рекуператора может образоваться лед, что приведет до уменьшения эффективности работы системы – в канале перед входом в установку монтируется электронагреватель  или управляемая заслонка и обводной канал (байпас).

  • Роторные рекуператоры

В роторных рекуператорах теплообмен происходит с помощью ротора, который постоянно оборачивается между приточным и вытяжным каналами. Ротор – это короткий цилиндр, заполненный по очереди навитыми плоскими и гофрированными лентами, между которыми образованы мелкие воздухопроникающие каналы (ячейки). Во время вращения эти ячейки по очереди оказываются то в горячем, то в холодном потоке.  В горячем потоке ячейки отбирают теплоту и нагреваются. Теплообменники, в которых теплообменная поверхность по очереди контактирует с потоками, называется регенеративными теплообменниками или регенераторами теплоты.

Эффективность роторных рекуператоров в системе приточно-вытяжной вентиляции достигает 80-85%.

Приточно-вытяжные установки с роторным рекуператором могут использоваться без предыдущего подогрева воздуха. Кроме этого, благодаря высокому коэффициенту  использования теплоты в приточно-вытяжной установке с роторным рекуператором часто можно не использовать даже штатный воздухонагреватель. На юге Украины, а также  в средней полосе страны, в частных домах с индивидуальным отоплением, которое обеспечивает избыток теплоты, дополнительный подогрев приточного воздуха может не понадобиться на протяжении всего года. Когда температура внешнего воздуха уменьшиться на столько, что эффективности оборачиваемого теплообменника станет недостаточно, автоматика немного уменьшит затраты приточного воздуха.

Опасность появления льда в ячейках роторного теплообменника возникает только при температуре внешнего воздуха ниже -20 ℃. Размораживание устройства происходит двумя способами – в аппаратах нового поколения с помощью регулятора частоты уменьшается скорость оборачиваемости ротора, или остановка приточного вентилятора и закрытие заслонки всасывания внешнего воздуха.

Использование приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуперацией тепла на сегодняшний день является одним из основных методов энергосбережения в частных домах и квартирах.

Навигация по записям

Вентиляция с рекуперацией тепла.

Что такое рекуперация? Типы рекуператоров

Вентиляцию с рекуперацией тепла по России реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на вентиляцию с рекуперацией, позвоните по телефону: +7(495) 146-67-66. Отправить письменную заявку Вы можете на email [email protected] или через форму заказа.

Рекуперация (от лат. recuperatio — обратное получение, возвращение), возвращение части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе.

Плюсом рекуперации является экономия энергии, и как следствие, экономия средств на эксплуатацию системы вентиляции. Иногда, когда имеется ограничение в возможном объеме потребляемой энергии и установить мощную обогревательную систему невозможно использование рекуператора является хорошим решением задачи.

Наши преимущества:

10

10 лет стабильной и успешной работы

500

Выполнено более 500 000 м

2

Почему у нас лучшая цена?

24

Минимальные сроки

100

100% контроль качества

5

5 лет гарантии на выполненные работы

1500

1500 м2 площадь собственных складских помещений

Минусом является необходимые дополнительные первоначальные вложения на установку рекуператора.

Что такое рекуперация тепла?

Рекуперация тепла или обратное получение тепла — это процесс теплообмена, при котором тепло забирается от удаляемого воздуха и передается свежему нагнетаемому воздуху. Рекуперация применяется с использованием приточно-вытяжных установок и центральных кондиционеров с наличием в них рекуперационного теплообменника. Процесс проходит в рекуперационном теплообменнике таким образом, что выбрасываемый и свежий воздух абсолютно отделены друг от друга, чтобы не произошло их смешивание.

В охлаждаемых помещениях можно использовать рекуперационные теплообменники также обратным способом, то есть для рекуперации холода. При этом подводимому воздуху передается холод от отводимого воздуха.

Важной характеристикой рекуператоров является Коэффициент эффективности рекуперации.

Коэффициент эффективности рекуперации тепла выражает отношение между максимально возможным полученным теплом и теплом, полученным в действительности. Теоретически эффективность может меняться в пределах от 30 до 90 %.

Эта характеристика зависит от стоимости, производителя и типа рекуператора.

Устройство и принцип действия приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла

Чтобы обеспечить постоянный воздухообмен в помещении, очистку поступающего воздуха от пыли и нагрев температуры в частном доме или квартире необходимо установить принудительную вентиляцию. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла подает очищенный воздух. Экономия тепловой энергии при номинальной мощности составляет около 6 кВт. Рекуператор это устройство, которое возвращает тепло в дом. Относится к категории энергозависимых конструкций, требует подключения к источнику электрической энергии.

При проектировании учитывается:

  1. Количество помещений в доме;
  2. Ожидаемое количество людей;
  3. Назначение помещения.

Расчет сети воздуховодов по дому производится, исходя из потерь давления, которое присутствует в системе вентиляции. В здании с установленной принудительной системой приточно-вытяжной вентиляции воздушный поток поступает с улицы. При прохождении через конденсационный агрегат, воздух очищается от пыли, нагревается до необходимой температуры и поступает в помещение. Достоинство системы в том, что в дом подается очищенный и подогретый воздух в необходимом объеме.

Процесс работает круглосуточно:

  • Воздух с улицы поступает по вентиляционному каналу через шумоглушитель в вентиляционный агрегат;
  • В агрегате воздух очищается от пыли, нагревается и подается через шумоглушитель по вентиляционному каналу в помещение;
  • Отработанный воздух из санузлов и подсобных помещений возвращается обратно в вентиляционную установку и передает свое тепло входящему воздуху, который поступает с улицы;
  • Проходя через вентиляционную установку, уже охлажденный и отработанный воздух выходит на крышу улицы.

С помощью встроенного пульта управления можно настраивать:

  • Температуру входящего воздуха;
  • Скорость работы вентилятора, необходимого при воздухообмене;
  • Интервал замены фильтра регулируется по неделям.

Если необходимо, чтобы ночью или в определенные дни недели воздухообмен был меньше, делаются соответствующие настройки. Например,

  • Температура поступающего воздуха в приточную установку -9◦C;
  • Температура воздуха, которая подается в помещение +15◦C;
  • Температура выходящего из установки отработанного воздуха -3◦C.

При таком режиме калорифер (нагреватель) внутри приточного столба выключен — электроэнергия не тратится впустую для нагрева воздуха. Таким образом, обеспечивается экономия тепловой энергии.

Конструктивные особенности

Рекуперация в вентиляции является довольно новой технологией. Её действие основано на возможности использовать удаляемое тепло для обогрева помещения. Происходит это благодаря отдельным каналам, поэтому воздушные потоки между собой не смешиваются. Конструкция рекуперативных узлов может быть разной, некоторые типы позволяют избежать образования конденсата во время процесса теплоотдачи.

От этого также зависит и уровень производительности системы в целом.

Вентиляция с рекуперацией тепла может выдавать во время работы высокий КПД (коэффициент полезного действия), который зависит от типа рекуперативного узла, скорости движения воздушных потоков через теплообменник и от того, насколько велика разница между температурой снаружи и внутри помещения. Значение КПД в некоторых случаях, когда вентиляционная система спроектирована с учётом всех факторов и обладает высокой производительностью, может достигать 96%. Но даже с учётом наличия погрешностей в работе системы минимальный предел КПД составляет 30%.

Целью рекуперативного узла является максимально эффективное использование ресурсов вентиляции для дальнейшего обеспечения достаточного воздухообмена в помещении, а также экономия электроэнергии. С учётом того, что приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией функционирует большую часть суток, а также, принимая во внимание, что обеспечение достаточной кратности воздухообмена требует немалой мощности оборудования, то применение системы вентиляции со встроенным узлом рекуперации поможет сэкономить до 30% электроэнергии.

Недостатком подобной техники можно назвать довольно малую эффективность при установке на больших площадях. При этом расход электричества будет высок, а производительность системы, направленная на теплообмен между воздушными потоками, может оказаться заметно ниже ожидаемого предела. Это объясняется тем, что на малых площадях намного быстрее происходит воздухообмен, чем на крупных объектах.

Типы рекуператоров

1. Пластинчатые рекуператоры

Удаляемый и приточный воздух проходят с обеих сторон целого ряда пластин. В пластинчатых рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата, потому они оборудованы отводами для конденсата. Конденсатосборники имеют водяной затвор, не позволяющий вентилятору захватывать и подавать воду в канал. Из-за выпадения конденсата существует серьезный риск образования льда в холодное время года. Пластинчатые рекуператоры характеризуется высокой эффективностью (50-80%), являются самыми распространенными и относительно дешевыми, широко используются на малых предприятиях, и в небольших зданиях, коттеджах, магазинах.

2. Роторные рекуператоры

Тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Это открытая система, и потому здесь велик риск того, что грязь и запахи могут перемещаться из удаляемого воздуха в приточный, однако, некоторые производители утверждают, что в их рекуператорах исключено смешивание. Уровень рекуперации тепла может регулироваться скоростью вращения ротора. Обладают самой высокой эффективностью (75-90%), и соответственно ценой. Преимущественно используются на крупных промышленных предприятиях, цехах, в больших зданиях.

3. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем

Вода или водно-гликолиевый раствор, циркулирует между двух теплообменников, один из которых расположен в вытяжном канале, а другой в приточном. Теплоноситель нагревается удаляемым воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Теплоноситель циркулирует в замкнутой системе и отсутствует риск передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный. Передача тепла может регулироваться изменением скорости циркуляции теплоносителя.

Эти рекуператоры имеют низкую эффективность (45-60%).
Обладая низкой эффективностью, используются в случае, если удаляемый воздух сильно загрязнен или токсичен, когда смешивание недопустимо.

4. Камерные рекуператоры

Камера разделяется на две части заслонкой. Удаляемый воздух нагревает одну часть камеры, затем заслонка изменяет направление воздушного потока таким образом, что приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры. Загрязнение и запахи могут передаваться из удаляемого воздуха в приточный. Характеризуется высокой эффективностью (70-80%).

5. Тепловые трубы

Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом. Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Имеет низкую эффективность (50-70%).

Технические характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе

  • Металлические устройства эффективны в эксплуатации до -10ºС. При пониженных температурах работоспособность заметно снижается. Вследствие чего применяется электрические преднагревательные элементы;
  • При выборе следует изучить толщину корпуса, материал мостиков холода. Толщина 3 см подлежит дополнительной изоляции, когда температура на улице станет ниже -5ºС. Вдвойне придется использовать изоляционный материал, если каркас сделан из алюминия;
  • Следует обращать особое внимание на показатели свободного напора вентиляторов. Может случиться так, что на 500 м3 напор может полностью отсутствовать. Об этом потребители узнают, как правило, когда рекуператор выходит из строя;
  • Большой плюс, когда к автоматической системе можно подключить дополнительные функции. Благодаря усовершенствованной автоматике, снижаются издержки в эксплуатации и повышается работа всего прибора;
  • Основной показатель для принятия решения, на каком рекуператоре остановить свой выбор – это вентиляционный напор и мощность. Предварительно делается расчет, сколько воздуха должно поступать в дом за один час.

Какие преимущества имеет система вентиляции с рекуперацией

Как мы уже не раз отмечали, главное преимущество такой системы — это возможность управлять взаимодействием притока и отвода воздуха. За счёт этого мы значительного снижаем теплопотери вентиляции, хотя продолжаем насыщать помещение свежим воздухом.

Теперь поговорим подробнее о каждом из преимуществ систем вентиляции с рекуперацией.

Эффективность. Естественное удаление воздуха — это не всегда удобное решение, ведь мы становимся зависимыми от обстоятельств, условий окружающей среды, разницы в температурах. В связи с этим намного проще пользоваться системой вентиляции с рекуперацией, способной принудительно гонять воздух. Простой пример принудительной вентиляции — это кухонная вытяжка. Более сложные устройства способны, ко всему прочему, избавляться ещё и от лишней влаги. Но это простое вытяжное оборудование. В нашем же случае есть идёт о приточно-вытяжных системах, способных организовать движение воздушных потоков сразу в оба направления, смешивать их и образовывать нужные температуры для комфортного пребывания человека в помещении, то есть осуществлять рекуперацию воздуха.

Выгодность. Следует отметить, что системы с рекуперацией способны окупить свою стоимость за счёт экономии на отоплении и электроэнергии. Расходы ощутимо снижаются, иногда в 5 раз, то есть вы уже платите на 80% меньше, чем обычно. Поинтересуйтесь у знакомых, во сколько им обходится отопление загородного дома, если у вас такого нет. Цифры окажутся внушительными. Представьте, сколько средств способна сэкономить вентиляция с рекуперацией. В случае износа недорогих элементов можно их заменить без негативных последствий. В тёплое время года вы сможете экономить на климатическом оборудовании, попутно снижая выбросы в атмосферу вредных веществ. Да, даже с точки зрения экологии вы наносите природе уже значительно меньше ущерба, ведь, ко всему прочему, снижаете нагрузку на сеть. И пусть вам не кажется, что один человек это слишком мало. Во-первых, это довольно серьёзные объёмы энергии. Во-вторых, людей, которые переходят на вентиляцию с рекуперацией, с годами всё больше.

Практичность. Системы вентиляции с рекуперацией, как правило, малогабаритны, а значит, удобны при монтаже. Расположить такое оборудование можно в санузле, и в шкафу, и встроить в потолок. Моделей сегодня огромное множество, на все вкусы. Так что вам не придётся беспокоиться на счёт интерьера.

Как выбрать вентиляционные установки с рекуперацией тепла

О чём следует помнить, выбирая вентиляцию с рекуперацией? Купить надо такое оборудование, чтобы не пожалеть, так что спросите продавца о следующих нюансах:

Первым делом задайте продавцу следующие вопросы: 

Вопрос 1. Кто является производителем данной вентиляции с рекуперацией воздуха? Как давно эта фирма работает, какую имеет репутацию, что ещё производит?

Вопрос 2. Насколько данная вентиляция с рекуперацией воздуха производительна?

Тут вам потребуется специалист, способный произвести подробный расчёт, исходя из особенностей вашего помещения. Понятно, что купить приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла для квартиры и трёхэтажного дома — не одно и то же.

Вопрос 3. Каким станет сопротивление системы потокам воздуха после монтажа данного оборудования?

Тут вам снова потребуется консультация специалистов. Важно не просто ограничиться какими-то общими характеристиками, указанными в таблице из Интернета, а произвести подробный расчёт, например, учитывающий количество изгибов в воздуховоде и многие другие нюансы. Соотношение расхода воздуха и сопротивления системы — один из самых главных факторов выбора.

Вопрос 4. Как дорого будет обслуживать вентиляцию с данным рекуператором? Каков его класс энергопотребления? Какова экономия при использовании этого устройства?

Вопрос 5. Каковы Коэффициенты Полезного Действия данного рекуператора для вентиляции? Заметьте — мы говорим «коэффициенты», а не «коэффициент». Почему? Неужели он не один. На самом деле нет. Есть заявленный — это некоторое усреднённое значение. А есть реальный КПД, который является объективным показателем. От чего же он зависит. Факторов множество. Тут и влажность и воздуха, и то, как организована система, и температуры внутри и снаружи.

Вот некоторые рекомендации по расчёту КПД рекуператора:

  • При наличии бумажного теплообменника Коэффициент полезного действия будет равняться от 60 до 70 процентов. Что это для нас означает? Хорошо это или плохо? Это значит то, что вентиляция с рекуперацией воздуха устойчива к замерзаниям, хотя и не на сто процентов.
  • При наличии алюминиевого теплообменника КПД составит не более 63%, в то время как КПД рекуператора воздуха составит от 42 до 45% процентов. Таким образом, вам придётся использовать значительное количество электроэнергии, чтобы избавляться от обмерзания.
  • Роторный рекуператор воздуха иметь отличные показатели КПД, но при условии, что управление им осуществляется автоматически, исходя из показаний специальных датчиков. Тем не менее, эти рекуператоры могут обмерзать так же, как и алюминиевые, от чего КПД снижается.

Что ещё следует учесть, выбирая рекуператор для вентиляции?

Первое. Вы вряд ли найдёте приточно-вытяжной рекуператор воздуха, способный эффективно справляться с работой при температурах ниже минус десяти градусов по шкале Цельсия. Не верьте обещаниям на этикетках и заверениям продавцов. Самый лучший вариант — это металлический рекуператор для вентиляции, способный справляться со своей задачей при тех самых -10 ºС. При более низких температурах рекуператор просто перестаёт эффективно работать. И если реклама вам обещает, что данное устройство способно функционировать при -50 ºС, то, вполне возможно, так оно и есть, но с одной оговоркой — это скорее видимость деятельности, чем реальная рекуперация. КПД будет в любом случае снижать, рекуператор воздуха обмёрзнет, так что не верьте обещаниям о 100% эффективности и КПД до 99% — это всё лишь рекламный трюк и обман, не имеющий ничего общего с реальностью.

Второе. Смотрите на толщину корпуса и материал. Дело в том, что тонкие корпусы очень быстро промерзают. Например, 3 сантиметра — это ничтожное препятствие холоду. Тут скорее одно название от корпуса, чем какая-либо эффективность. То же самое и с материалом. Тот же алюминий — покрытие бесполезное, если только на него сверху не нанесён дополнительный слой изоляции, а лучше — даже не один. В противном случае вы получаете просто эффективный проводник для холода, который очень быстро заморозит оборудование, и вентиляция с рекуперацией перестанет работать, либо начнёт демонстрировать очень низкий КПД.

Третье. Обращайте внимание на такой показатель, как свободный напор вентиляторов. Дело в том, что характеристика «500 м³» ничего не значит, когда рядом указано «0 Па». Вас могут обмануть большие показатели, которые фактически невероятны при тех условиях эксплуатации, которые характерны для обычного жилого дома в России. Иначе говоря, вам пишут о том, как вентиляция с рекуперацией способна работать в каких-то идеальных обстоятельствах, которые вы ей физически никогда не сможете обеспечить. Таким образом, речь о гипотетической способности, а не реальных возможностях системы.

Четвёртое. Переключение режимов и опций — вещь полезная, ведь она позволяет добиться значительной экономии энергетических ресурсов. Конечно, вы можете сами следить за температурами и оперативно настраивать под них оборудование, но чувствительные датчики и автоматика сделают это намного лучше.

Пятое. Главный параметр при выборе оборудования для вентиляции с рекуперацией — это объём воздуха, который поступает в помещение за один час. Оптимальное количество — не менее 60 кубических метров на человека. Если вас в квартире двое — уже не менее 120 и т.д. Убедитесь, что оборудование, которое вы думаете приобрести, действительно способно обеспечить такой приток воздуха. Если нет, то не тратьте ни деньги, ни время на его приобретение и подыщите что-то, подходящее для ваших условий. Кроме самой производительности, стоит обратить внимание на напор, который имеют вентиляторы.

Советы, как выполнить монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

Теперь поговорим о том, как выполнить монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией. Начнём с того, как выбрать наиболее подходящее место для установки.

  • Если у вас имеется частный дом, то лучше всего подобрать для монтажа нежилые помещения. Это подвал, чердак, подсобка. А котельная — вообще самый идеальный вариант для приточно-вытяжной вентиляции.
  • Обратите внимание на то, чтобы установка вентиляции с рекуперацией не противоречила требованиям, указанным в технической документации.
  • Лучше всего, чтобы разводки системы вентиляции с рекуперацией воздуха приходились на помещения, где есть отопление.
  • Вентиляция с рекуперацией воздуха, вполне вероятно, будет проходить по тем помещениям, где отопления нет. Эти отрезки необходимо основательно утеплять.
  • Необходимо утеплять уличные воздуховоды вентиляции с рекуперацией воздуха, как и те, что находятся в наружных стенах.
  • Желательно расположить оборудование вентиляции с рекуперацией воздуха таким образом, чтобы оно оказалось максимально удалено от жилых помещений, чтобы не мешал шум работы, который никогда не исключён.

Собственно, эти советы по монтажу вентиляции с рекуперацией воздуха не могут быть применены во всех без исключения случаях. Вполне возможно, что у вас имеются другие условия и места, где можно оборудовать подобную систему. Многое зависит от планировки здания и габаритов оборудования.

Забор воздуха для вентиляции с рекуперацией лучше оборудовать с той стороны, где ветер бывает реже. Это позволит избежать пыли и мусора, либо, как минимум, снизить их количество. При этом важно убедиться, что поблизости нет дымоходов, труб и любых других мест, откуда может выходить нежелательный воздух.

Установка. Крайне не рекомендуется производить монтаж вентиляции с рекуперацией воздуха самостоятельно. Это рискованное предприятие, которое может привести к неприятным последствиям. Если вы читаете данную статью, то вряд ли являетесь специалистом в области установки вентиляции с рекуперацией, так что мы рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам.

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Вентиляцию с рекуперацией тепла по России реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на вентиляцию с рекуперацией, позвоните по телефону: +7(495) 146-67-66. Отправить письменную заявку Вы можете на email [email protected] или через форму заказа.

Получите коммерческое предложение на email:

Нужна консультация? Звоните:

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

Рекуператор или приточка: что выбрать для дома?

Наличие правильного воздухообмена является ключевым фактором комфорта в доме и здоровья домочадцев. И тогда сама собой напрашивается мысль о создании правильной вентиляции. В последнее время чего только нет на рынке климатического оборудования! Неподготовленному человеку трудно разобраться в том, что ему действительно необходимо для создания комфортного микроклимата в квартире.
Давайте разберёмся, для чего служат, к примеру, приточные вентиляционные клапаны, приточные установки и рекуператоры.

1. Приточный стеновой клапан с регулируемым открыванием КИВ-125 
(он же КПВ, он же KIV и альпийская форточка)
 
обеспечивает поступление свежего воздуха в жилые 
или другие помещения с постоянным нахождением людей.


Применяется в системах естественной и механической вентиляции. Клапан имеет защиту от насекомых, шума, пыли, от промерзания стены и выпадения конденсата, а также регулировку количества поступающего воздуха. Регулировать поток проходящего через клапан воздуха можно при помощи рукоятки на оголовке клапана или специального шнура, если клапан расположен высоко. На оголовке клапана расположена шкала, указывающая степень открытия клапана. Клапан имеет плавную регулировку вплоть до полного закрытия. КИВ-125 не требует никаких затрат электроэнергии.
Как он работает? Существующая вытяжка (вентканалы, расположенные на кухне и в санузлах), удаляя отработанный воздух, создаёт разряжение в помещениях квартиры, и за счет этого разряжения в помещение через клапаны КИВ-125 поступает свежий наружный воздух.

2. Приточная установка iFresh обеспечит Вас очищенным
свежим воздухом для комфортного проживания и работы. 

Преимущества:
* Двойная очистка воздуха.
* Встроенный двухступенчатый керамический нагреватель — для вентиляции в холодное время года.
* Высокоэффективный вентилятор — для тихой работы (от 21 дБ) с минимальным потреблением электроэнергии.
* Производительность от 40 до 120 м3

3. Рекуператор воздуха — это устройство приточно-вытяжной
вентиляции для квартиры и комнаты, для частного дома и дачи.

 

Рекуператор воздуха проветривает ваше помещение путем удаления старого воздуха и притока нового, очищенного фильтром, внутрь помещения. В процессе обмена воздуха происходит рекуперация, передача энергии от выходящего воздуха входящему. Этим рекуператор экономит энергию, затраченную на отопление зимой и кондиционирование летом.


                                                                     * * * * *
Для эффективной работы приточного клапана или установки вытяжка должна быть активной. Активная вытяжка — это любая стабильно работающая вытяжная система – механическая (с помощью вентиляторов) или естественная (вентканалы, расположенные на кухне и в санузлах). Для гарантированной работы вентиляции в квартире в любой сезон, независимо от этажа, рекомендуется устанавливать вытяжные вентиляторы на кухнях и в санузлах.
Рекуператоры работают независимо от наличия вытяжных каналов. Мы помним, что в задачи рекуператоров, помимо притока свежего воздуха, входит выведение отработанного воздуха.
НО! Естественная вытяжка есть в каждом доме. Именно поэтому, устанавливать рекуператоры в жилых помещениях, на наш взгляд, нецелесообразно. Они, скорее, подойдут для помещений, в которых совсем нет вытяжки (гараж, сарай, кладовка и т.д.). Обещанная экономия электроэнергии — тоже спорный вопрос, поскольку объёма поступающего воздуха будет явно недостаточно — не более 40 м3/ч. А разве этого Вы хотели добиться, заботясь о проветривании своего дома? Да и подогрева воздуха в мороз Вы тоже не почувствуете.

Если Вам нужна действительная экономия, то рекомендуем рассмотреть приточные клапаны КИВ-125. Производительность клапана зависит от создаваемого вытяжкой разряжения:
при разряжении 20 Па (создаёт механическая вытяжка) — 50 м3/ч;
при разряжении 10 Па (создаёт естественная вытяжка) — 35 м3/ч.

Если же Вам хочется большего притока свежего, очищенного и, при необходимости, ощутимо подогретого воздуха, стоит задуматься уже о приточной вентиляционной установке.

И ещё один немаловажный момент:
для наружного отверстия до 150 мм (которое необходимо для монтажа, например, КИВ-125 или iFresh) не требуется согласование (если здание не является объектом культурного наследия):

4.3.7.* Устройство систем кондиционирования и вентиляции без наружного блока с подачей воздуха через отверстие в стене диаметром до 0,15 м, скрытое заборной решеткой, допускается повсеместно (для объектов культурного наследия — по согласованию с КГИОП).

*Постановление Правительства города Санкт-Петербурга «Об утверждении правил содержания и ремонта фасадов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге» (№1135 от 14.09.2006 г.)

Для монтажа рекуператоров требуется наружное отверстие большего диаметра — 180 мм.

 

Самодельный рекуператор для загородного дома с КПД 80% / Хабр

Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме. До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.

Теоретическая часть очень проста.

Рекуператор — это ящик со слоями фольги или чего то подобного, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. По четным промежуткам между слоями из дома выходит теплый отработанный воздух, по нечетным заходит с улицы свежий холодный. Потоки идут навстречу друг другу, при этом теплый отработанный воздух из дома, проходя по промежуткам между фольгой, соприкасаясь через фольгу с холодным воздухом с улицы, постепенно отдает ему свое тепло и выходя из рекуператора остывает почти до температуры входящего. Входящий с улицы воздух, в свою очередь, поглотив тепло выходящего из дома воздуха, нагревается почти до температуры воздуха в помещении.

Расчетная экономия на отоплении входящего с улицы воздуха ожидалась в районе 1-2 квт, при объеме циркуляции через вентиляцию с рекуператором около 100-150м3/час, что делало проект теоретически рентабельным и окупаемым.

Подумав и порисовав

я приступил к закупкам материалов и изготовлению устройства.

Для создания слоев я использовал фольгу для утепления парилки в бане толщиной 50 мкм, для проставок между слоями — трехмиллиметровый линолеум, разрезанный на полоски шириной 10-15мм. Для склеивания и герметизации — обычный хороший силиконовый герметик под пистолет, для звуко- и гидроизоляции внутри рекуператора — пластиковые сэндвич панели, для внешней стенки ящика — фанеру 12мм, а в качестве вентиляторов — обычные канальные вентиляторы диаметром 125мм производительностью до 188м3/ч.

Процесс изготовления состоял из двух основных этапов — изготовления ящика с внутренним слоем из пластиковой сэндвич панели

и приклеивания слоев фольги с проставками на силиконовый герметик. На одно только приклеивание слоев фольги с их вырезанием ушло дня четыре, не меньше.

Слоев вышло 43 штуки, общая площадь фольги в рекуператоре около 17 м2.

Дальше идет монтаж ящика на стену в топочной и подключение его к системе вентиляции.

Запуск, измерение температур воздуха в помещении, на улице, на выходе из рекуператора в дом и на выходе рекуператора на улицу, а также дальнейший расчет КПД по формуле КПД=(t[рек]-t[внешн])/(t[внутр]-t[внешн]) показали очень неплохой КПД — около 80%, притом что для коммерческих рекуператоров нормальным является КПД в районе 65-80%.

В чем секрет? В огромной площади теплообмена и удачной конструкции. 17м2 фольги против 4-5м2 у магазинных рекуператоров. Призматическая форма теплообменника вместо 2-3 квадратных теплообменников позволяет более эффективно использовать площадь и объем внутри рекуператора. Расчеты тепловой «мощности» рекуператора показали около полутора киловатт экономии энергии на обогрев воздуха.

Видео процесса создания рекуператора:


В ЧЕМ ОТЛИЧИЕ РЕКУПЕРАТОРА ОТ КОНДИЦИОНЕРА И ДРУГОЙ ТЕХНИКИ?

  • Чем отличается рекуператор от кондиционера?

Кондиционер создает нам комфортную прохладу летом или тепло зимой, но не обеспечивает притока свежего воздуха. Система вентиляции — рекуператор Прана, в отличие от кондиционера, обеспечивает нас свежим воздухом, сохраняя его тепло или прохладу благодаря системе теплообмена. Прана может прекрасно работать в паре с кондиционером в одном помещении, дополняя друг друга.
Кондиционер создает прохладу, а рекуператор, сохраняя ее и уменьшая нагрузку на кондиционер, подает в помещение свежий воздух.

  • Почему в вентиляционной системе — рекуператор ПРАНА — нет электронных ионизаторов воздуха?

Начнем с того, что электронные ионизаторы воздуха создают «искусственные ионы».
Благодаря же тому, что децентрализованная система вентиляции — рекуператор Прана является прямоточной и имеет короткий путь прохождения воздуха в помещение через рабочий модуль, то естественный ионный и энергетический состав воздуха при этом сохраняются.
Кроме того, благодаря природным свойствам меди и пластика, из которых изготовлена система вентиляции ПРАНА, воздух, при прохождении через нее, создает статическую энергию, которая подпитывает ионы и увеличивает продолжительность их жизни.
Поэтому установление искусственных ионизаторов воздуха в вентиляционной системе ПРАНА не имеет смысла.

  • Почему нет дополнительного электрического подогрева воздуха в системе вентиляции — рекуператор ПРАНА?

Данная система вентиляции работает по принципу рекуперации: подогрев приточного воздуха с улицы происходит за счет тепла вытяжного воздуха. При этом вентиляция помещения осуществляется с коэффициентом утилизации тепла до 67%.
Если поставить дополнительные электрические тэны, тогда этот коэффициент увеличивается, однако это уже не выгодно экономически.
Не следует забывать о том, что рекуператор Прана это, в первую очередь, система вентиляции, а не система отопления.
Ее задача — подать максимум здорового и свежего воздуха в помещение для нормальной жизнедеятельности человеческого организма и при этом минимизировать теплопотери, которые являются неотъемлемой частью всех привычных систем вентиляции.

  • Образуется ли внутри рабочего модуля системы вентиляции ПРАНА конденсат?

Предложенная нами система вентиляции — это климатическая техника, и так же, как и любая другая климатическая техника, она имеет предпосылки для образования конденсата.
Однако, благодаря инновационным конструктивным решением, незначительное количество конденсата, который может образовываться за счет воздушных потоков в виде пара выбрасывается на улицу.
Кроме этого рекуператор монтируется в стену под наклоном 3-5° в строну улицы, что позволяет с помощью специальных каналов выводиться конденсату на улицу естесственным путем.

  • Возможно ли попадание конденсата в вентилируемое помещение?

Попадание конденсата в вентилируемое помещение возможно лишь в случае нарушение технологии монтажа рекуператора (смотри стр. «Монтаж рекуператоров Прана»), а именно: 
— отсутствия уклона горизонтальной оси устройства (при монтаже необходимо установить рекуператор под уголом 3~5о) в сторону улицы;
— некачественного заполнения теплоизоляцией пространства между корпусом рекуператора и стеной вентилируемого помещения, что приводит к проникновению через пустоты холодного воздуха, охдаждению корпуса и внутренней решетки устройства и, как следствие, конденсации влаги на холодных поверхностях (по принципу охлажденной бутылки, вынутой из холодильника в теплой комнате).  

  • Не обмерзает ли рекуператор ПРАНА в зимний период?

В течение всего периода эксплуатации рекуператоров ПРАНА, случаев обледенения рабочего модуля при температурах до -15 ° С зафиксировано не было.
Для климатических зон(в том числе Дальний Восток), где зимняя температура опускается ниже — 15 С, вентиляционная система комплектуется функцией «мини догрев», что позволяет осуществлять эксплуатацию устройства при температурах ниже — 30о С.

  • Возможно ли появление сквозняка после установки рекуператора?

Использование в вентилируемом помещении вытяжной вентиляции создает разряжение и, при  выключенном рекуператоре, возможно естественное проникновение наружнего воздуха внутрь помещения. 
Данное явление легко устраняется включением рекуператора на минимальный режим («Н»-ночной, или «1») вентиляции.

  • Пропускает ли приточно-вытяжная вентиляционная система — рекуператор Прана — шум с улицы?

Приточно-вытяжная вентиляционная система — рекуператор Прана — оснащена системой медных трубок-теплообменников.
За счет того, что звуковая волна, прежде чем попасть в помещение с улицы, проходит сложный и ломаный путь через эту систему, ее амплитуда уменьшается.  В результате уровень шума снижается в 7-8 раз от первоначального.

  • Какой уровень шума при работе вентиляционной системы — рекуператор ПРАНА?

Вентиляционная система ПРАНА работает в нескольких режимах.
Уровень шума на расстоянии 3 м от прибора при максимальном режиме работы децентрализованной системы вентиляции — рекуператор ПРАНА — не превышает 40 дБ, что приравнивается к шуму кондиционера.
В режиме «ночь» — 26-30 дБ, что равноценно уровню шума работающего кондиционера.

  • Сколько электроэнергии потребляет предлагаемая вентиляционная система?

В максимальном режиме работы рекуператор Прана потребляет 32 Вт / час (миниподогрев — 55 Вт/час), в ночном режиме — 6 — 7 Вт / ч.

  • Затягивает ли децентрализованная прямоточная система вентиляции — рекуператор ПРАНА — пыль с улицы в помещение?

Приточно-вытяжная система вентиляции — рекуператор Прана — это рабочий модуль стандартного диаметра 150 мм. Он монтируется в верхней части стены, граничащей с улицей. Поэтому вероятность попадания пыли с улицы в помещение через него не больше, чем через открытую форточку.
Вентиляционные решетки рекуператора Прана защищены специальными сетками, которые не искажают качество воздуха и одновременно исключают попадание в помещение насекомых, пуха и других посторонних частиц.
Кроме этого, благодаря природной свойства меди (медь — природный антисептик, максимально приближений к серебру), в рекуператоре создается среда, которая не поддерживает жизнедеятельность вирусов, бактерий, микробов.

  • Нужно ли обслуживать вентиляционную установку — рекуператор ПРАНА?

Фактически, вентиляционная система — рекуператор Прана — самоочищающаяся установка. 
Но один раз в год (в местах с повышенным уровнем загрязнения воздуха — чаще) следует осуществлять сервисное обслуживание прибора.
Для этого открывается внутренняя вентиляционная решетка, извлекается теплообменник с рабочего модуля и проводится влажная чистка.
Теплообменник высушиваем и устанавливаем на рабочее место. Работы проводим при отключении системы вентиляции от электросети.

  • Какой уровень воздухообмена обеспечивает приточно-вытяжная система вентиляции — рекуператор ПРАНА?

В максимальном режиме работы приток свежего воздуха в помещение составляет 80 м3/час, а вытяжка при этом — 72 м3/час.
В среднем режиме работы рекуператор ПРАНА обеспечивает приток воздуха с улицы 25 м3/час, вытяжка при этом составляет 20 м3/час.
С целью компенсации работы существующих вытяжных вентиляционных каналов, приток свежего воздуха всегда на 5-8 % больше, чем вытяжка.

  •  В нашей квартире после установки пластиковых окон значительно возросла влажность воздуха, появились плесень и грибок на стенах. Может решить рекуператор ПРАНА эти проблемы и каким образом?

Борьба с плесенью  и грибком начинается с удаления причин их появления. Плесень на стенах, черная плесень, грибок на стенах, «потеют» окна, влажность в доме, высокая влажность воздуха в комнате — это все последствия плохой вентиляции или же ее отстутствия.  Пластиковые окна практически герметично отделяют помещения от улицы, вентиляция в доме при этом резко ухудшается, имеющиеся вент.каналы перестают работать, даже при установленных вытяжных вентиляторах, из-за отсутствия притока воздуха. В каждом доме есть источники образования влажности (ванная, кухня, сам человек). 
В холодное время года, когда кратковременное открытие окон для проветривания недостаточно для вывода излишней влаги из помещений,  в случаях, когда вентиляция отсутствует или недостаточна, влага будет накапливаться и конденсироваться на холодных поверхностях (пластиковые окна, откосы, углы, стены граничащие с улицей). Как следствие, мы получаем повышенную влажность в квартире и влагу на стенах, что создает идеальные условия для образования плесени, а впоследствии и грибка, споры которого очень негативно влияют на здоровье человека. Кроме того, резко  уменьшаетсяе содержания кислорода, повышаются доли углекислого газа и радона, что также неполезно для здоровья.Установка рекуператора обеспечит правильную принудительную вентиляцию, нормализует микроклимат в помещении, устранит причину появления и не позволит впредь развиваться и распространяться плесени и грибку.
Грибок или плесень, которые уже существуют, рекуператор не уничтожит — пораженные места необходимо обработать антигрибковыми средствами до полного уничтожения.   

  • Что такое ПРАНА?

Прана (по другим источникам — пране) — особый вид жизненной силы, энергии.
Пранэ — это биоэнергетическая составляющая воздуха, которая включает в себя ионный состав и многие другие жизненно необходимых показателей «Прана» — катализатор жизни.  Энергия «пране» относится к категории тонкой энергетики.
Известно, что психическая и иммунная устойчивость напрямую зависят от энергетической составляющей воздуха. Именно поэтому людям, которые дышат искусственным воздухом (подводники, летчики, космонавты), предоставляют удлиненные отпуска с обязательным посещением санитарно-лечебных профилакториев на морском побережье или в сосновых лесах.
Мы также после работы в офисе идем прогуляться «на свежем воздухе», даже если это загрязненный городской воздух. Нехватка «пране» вызывает снижение производительности труда, повышение утомляемости, угнетение психического состояния человека.
Установлено, что для обеспечения «пране» семьи из трех человек, минимальный воздухообмен должен составлять 5 м3/час, воздух должен поступать исключительно извне, без механических воздействий, а воздуховод не может быть длиннее 1 м.

  • Как быстро окупится установка системы вентиляции — рекуператор Прана?

При расчете окупаемости необходимо учитывать, что установка рекуператора в первую очередь создает комфорт в помещении, нормализует микроклимат, ликвидирует негативные явления, связанные с «синдромом больного здания».
Свежий воздух обеспечивает высокую профилактику заболеваний, здоровый сон и хорошее самочувствие.
Благодаря установке системы вентиляции Прана Вы можете улучшить качественный состав воздуха в своем жилище, обеспечить оптимальный уровень влаги и предотвратить распространение плесени и грибков.
Деньги, затраченные на лечение и постоянную ликвидацию негативных явлений в помещении, значительно превышают стоимость установки системы вентиляции, что позволяет экономить на тепле и электроэнергии, а не на здоровье своих близких.

  • Оснащена ли вентиляционная система — рекуператор ПРАНА — фильтрами и защитными сетками?

Фильтры в рекуператор мы не ставим принципиально. Потому что название рекуператора — Прана, а Прана — это энергетическая составляющая воздуха. А при прохождении воздуха через фильтр мы теряем эту энергетическую составляющую.
На самом деле фильтр, в отличие от совершенных систем очистки воздуха в нашем организме (а именно альвеолярных макрофагов), накапливает пыль и органические остатки и уже через короткое время вентиляционная система наиболее загрязняется именно через него.
Кроме этого, фильтр требует постоянного своевременной замены, что, к сожалению, в большинстве случаев не происходит по ряду причин: для кого это дорого, а кто просто забывает это делать. И, как правило, фильтры ставят не с целью очистки воздуха, а с целью продления эксплуатационного срока самой системы вентиляции.
Вентиляционные решетки рекуператора Прана защищены специальными сетками, которые не искажают качество воздуха и одновременно исключают попадание в помещение насекомых, пуха и других посторонних частиц.
Кроме этого, благодаря природной свойства меди (медь — естественный антисептик, максимально приближений к серебру) в рекуператоре создается среда, в которой не содержатся жизнедеятельность вирусы, бактерии, микробы.

  • Можно ли использовать систему вентиляции — рекуператор ПРАНА — как кухонную вытяжку?

Рекуператор ПРАНА — разработан и выпускается как климатическая техника: система вентиляции. Поэтому рекуператор нельзя устанавливать над источником открытого огня и нельзя использовать как кухонную  вытяжку.
Однако рекуператор ПРАНА может прекрасно использоваться как дополнительная вентиляция кухни. В любом режиме работы, эта вентиляционная система всегда обеспечивает количество приточного воздуха  на 5-8 % больше, чем вытяжного, что компенсирует работу существующих вытяжных каналов.

Монтаж систем вентиляции с рекуперацией тепла

 

Системы с рекуператорами роторного типа.

Конструкция рекуператора представляет собой квадратный, круглый или прямоугольный блок, с обеих сторон которого располагаются отверстия для ввода приточного и вытяжного вентиляционного канала.

Обладают КПД 85%, могут дополнительно осушать помещения, поэтому идеально подходят для специальных объектов с высоким уровнем влажности, например, крытых бассейнов. Существует вероятность смешивания воздушных потоков, поэтому удаляемые запахи могут попадать обратно с новыми потоками воздуха.

Узлы с промежуточными теплоносителями.

Такие системы вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла имеют скромный КПД (50%), но высоко востребованы для организации вентиляции на производстве. Особенностью вентиляции с промежуточным теплоносителем является тот факт, что в них теплообмен производится через простую воду или водно-гликолевый раствор, а не между двумя воздушными потоками, как в других вентиляционных системах.


Рекуператоры с тепловыми трубками.

Рекуператоры на основе тепловых труб состоят из труб, заполненных фреоном, образующих закрытую систему. Принцип работы рекуператора на основе тепловых труб основан на нагреве приточного воздуха паром фреона, который испарился под действием удаляемого воздуха.

В системах такого типа используется фреон, который способен остывать и являться причиной образования конденсата. Имеют среднюю производительность, но при этом не позволяют запахам и загрязнениям попадать обратно в помещения. Подходят для оснащения небольших площадей.
Практически все перечисленные разновидности приточных установок с рекуперацией тепла подходят для использования в местности с относительно мягким климатом, где не характерны критические отметки температур наружного воздуха.

Камерные рекуператоры.

В таком рекуператоре камера разделяется на две части заслонкой. Удаляемый воздух нагревает одну часть камеры, затем заслонка изменяет направление воздушного потока таким образом, что приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры.

Высокопроизводительное оборудование (с КПД 80%), имеющее подвижные заслонки. При работе систем такого типа выводимые загрязнения и запахи могут попадать обратно в помещения.

Основные характеристики и особенности типов теплообменников

Приточно-вытяжная вентиляция


Главная > Приточно-вытяжная вентиляция
  Приточно-вытяжную вентиляцию могут полностью обеспечить теплоутилизаторные приточно-вытяжные установки со встроенным рекуператором. Наша компания предлагает проектирование и монтаж вентиляционных систем для частных домов, общественных и промышленных зданий – в Москве и области, а также по РФ.

Варианты реализации приточно-вытяжной вентиляции частного дома или коттеджа

Приточная вентиляция с рекуперацией тепла Кликните на картинку, чтобы увеличить Приточно-вытяжная установка со встроенным рекуператором позволяет сократить расход энергии на нужды вентиляции, передавая часть тепла от удаляемого из помещений воздуха поступающему с улицы. Рекуперация может быть полноценной, когда воздух с улицы поступает непосредственно на теплообменник рекуператора, и неполноценной, когда уличный воздух предварительно подогревается ТЭНом до плюсовой температуры и только потом поступает на теплообменник. Неполноценная рекуперация за счёт электрического подогрева практически полностью нивелирует эффект применения рекуператора. Она используется в дешёвых рекуператорах европейского производства. Полноценная рекуперация позволяет действительно получить хорошую экономию за счёт более высокой эффективности, обусловленную большей разностью температур удаляемого и поступающего воздуха. Только полноценные рекуператоры имеют систему дренажа для удаления конденсата и снабжены автоматическими устройствами предотвращения обмерзания теплообменника. Использование только лишь приточно-вытяжной установки для обеспечения вентиляции исключает равномерное распределение свежего воздуха по помещениям. Воздух от рекуператора подаётся в помещения локально, как правило, через одну решётку. Кроме того, для подачи воздуха с комфортной температурой, необходимо его подогревать после теплообменника рекуператора перед подачей в помещение. Более качественным способом обеспечения помещений свежим воздухом является совмещённая вентиляция.
 Совмещённая вентиляция Приточно-вытяжная установка с рекуператором может быть интегрирована в комплексную канальную систему, обеспечивающую подогрев воздуха, поступающего от рекуператора и равномерное его распределение по помещениям за счёт более разветвлённой системы воздуховодов. Можно подобрать теплообменник, мощность которого достаточна не только для подогрева рекуперационного воздуха, но и для компенсации всех теплопотерь. Таким образом, этой системе можно будет полностью передать функцию отопления. Такая климатическая система, работающая по принципу централизованной обработки воздуха, получила название воздушное отопление, хотя она может выполнять и другие функции, например, кондиционирование, увлажнение, фильтрацию и стерилизацию воздуха. Для обеспечения её работы и управления температурой, воздух забирается из помещений и возвращается в обратный канал системы, где он смешивается с рекуперационным воздухом и опять подаётся в помещения. При этом приточно-вытяжная установка с рекуператором может удалять часть воздуха, как из обратного канала системы, так и непосредственно из технических помещений. Подача свежего воздуха производится в том же объёме, сколько было удалено. При наличии такой климатической системы использование рекуператора не всегда оправдано. Например, если источником энергии является природный газ и нагрев воздуха выполняется непосредственно от него, без использования промежуточного теплоносителя, то гораздо проще и дешевле подогревать свежий уличный воздух тем же способом. В этом случае выполняется вентиляция подмесом воздуха.
Вентиляция подмесом воздуха Климатическая система с воздушным отоплением сама по себе работает по принципу рециркуляции, то есть воздух подаётся в помещения, поддерживая заданную температуру, и возвращается обратно на канальную установку. Для вентиляции к обратному каналу делается подвод уличного воздуха, обеспечивающего подачу свежего воздуха в достаточном объёме. Вентилятор канальной установки втягивает воздух с улицы и смешивает его с рециркуляционным. Эта смесь, которая обычно содержит 10-20% уличного воздуха, проходит фильтрацию и обработку в соответствии с функционалом системы и заданным режимом, и равномерно распределяется по помещениям, как жилым, так и техническим. Но из технических помещений (обычно это санузлы, кухня, мастерская, постирочная и т.п.) воздух не возвращается в обратный канал, а выкидывается через вытяжки непосредственно на улицу. Таким образом, обеспечивается баланс между приточным и удаляемым воздухом. Вытяжки могут быть естественными (без механического побуждения), или иметь вентилятор со своим устройством управления. Естественные вытяжки работают постоянно, но с разной производительностью, а с механическим побуждением только при принудительной активации. В зависимости от того, какой выбран способ работы вытяжек и определяется режим подачи уличного воздуха для вентилирования.

Почему важна приточная вентиляция?

Современные строительные технологии позволяют строить энергоэффективные дома. Это достигается за счет термоизоляции и герметизации наружных ограждающих конструкций. В результате чего практически полностью исключается инфильтрация, то есть проникновение воздуха через ограждающие конструкции из окружающей среды в помещения за счет ветрового и теплового напоров, формируемых разностью температур и перепадом давления воздуха снаружи и внутри помещений. В этой связи возникает необходимость в организации притока воздуха с улицы, который без современной энергосберегающей системы вентиляции не сможет оправдать затраты на герметизацию и изоляцию.

Принцип работы энергосберегающей системы вентиляции

Небольшой вентилятор обеспечивает дом свежим, чистым наружным воздухом, в то же время выбрасывая грязный и бедный кислородом воздух на улицу. При этом сохраняется энергия, затраченная на обеспечение условий отопления или кондиционирования. В результате достигается экономия энергоресурсов (энергоносителя или электричества). При этом воздух очищается от пыли и грязи с помощью специального фильтра. Таким образом, мы говорим о приточной вентиляции с фильтрацией. Во время этого процесса потоки попадают в специальный алюминиевый перекрёстный пластинчатый теплообменник. При этом энергия аккумулированная в доме (тепло или холод) передается воздуху, поступающему с улицы. Это и есть – рекуперация, то есть сохранение тепла, в системе вентиляции дома. Что делает Lifebreath самым передовым из вентиляционного оборудования представленного на рынке? Теплоутилизирующее оборудование Lifebreath позволяет передавать энергию накопленную внутри помещений или дома от удаляемого внутреннего воздуха к свежему наружному с максимально возможной на сегодня эффективностью. Данное оборудование применяется для вентиляция дома, а также приточно-вытяжной вентиляции бассейна.   Приточно-вытяжная вентиляция очень часто применяется не только в офисных зданиях, коттеджах, кинотеатрах, кафе и ресторанах, бассейнах, гостиницах, но и в крупных производственных помещениях. На коммерческих и промышленных объектах она выполняется высокопроизводительными приточно-вытяжными установками с рекуперацией или на основе приточных установок и руфтопов, совместно с вытяжными крышными вентиляторами. Приточная вентиляция: проектирование и монтаж Расчет системы   Проектирование системы рекуперации тепла

| Механические услуги

Обзор систем рекуперации тепла и систем рекуперации энергии

Существует два типа систем рекуперации энергии: вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV) и вентиляторы с рекуперацией энергии (или рекуперацией энтальпии) (ERV). Оба типа вентиляторов включают в себя теплообменник, один или несколько вентиляторов для проталкивания воздуха через механическое оборудование и некоторые другие элементы управления. Наиболее очевидное различие между вентилятором с рекуперацией тепла и вентилятором с рекуперацией энергии заключается в том, как работает сердцевина теплообменника.В вентиляторах с рекуперацией энергии теплообменник передает определенное количество водяного пара в дополнение к тепловой энергии. Вентилятор с рекуперацией тепла передает только тепло, а не водяной пар.

Часть страны, в которой вы строите сооружение, будет определять, какой тип устройства подходит для ваших нужд. Вообще говоря, преобразователи частоты HRV обычно рекомендуются для более холодного климата с более длительным отопительным сезоном. В качестве альтернативы, ERV используются для более теплого и влажного климата с продолжительными периодами похолодания.

Найдите время, чтобы найти точки выхлопа

Так как идея состоит в том, чтобы удалить влажный, старый воздух из коммерческого помещения, расположите точки выпуска отработанного воздуха в каждой ванной комнате, кухне, подсобном помещении и других помещениях с высокой влажностью в коммерческом здании. Если вы работаете с новым строительством и все еще находитесь на этапе проектирования, используйте подробные планы, чтобы определить местонахождение всех точек выхлопа. Это обеспечивает рекуперацию тепла из участков здания, где больше всего влаги и запахов.Система рекуперации тепла может заменить вентиляторы точечной вентиляции (вытяжные) в некоторых из этих помещений, чтобы сэкономить деньги и создать более приятную атмосферу. В любом помещении, где влажность создавалась бы в результате действий людей, будет полезна система рекуперации тепла. Точка вытяжки, расположенная рядом с кухонной зоной, должна находиться на расстоянии не менее шести футов от варочной поверхности. Эта точка выпуска предназначена для удаления общей влаги из воздуха и неприятных запахов при приготовлении пищи.

Обязательно найдите точки подачи свежего воздуха

Чтобы свежий воздух смешивался по всему зданию, точки подачи должны располагаться на значительном расстоянии от точек вытяжки.Спальни и гостиные — хороший выбор. Хотя поступающий свежий воздух смягчается и нагревается теплообменником, он обычно немного ниже общественно нормальной комнатной температуры. Учет того, где люди будут сидеть или занимать пространство, поможет избежать попадания воздуха прямо на них. Рекомендуется размещать входящие вентиляционные отверстия высоко на стене, чтобы они смешивались с теплым воздухом и не были замечены людьми.

Рекомендуется создание системы выделенных воздуховодов

Большинство экспертов сходятся во мнении, что для HRV лучше всего иметь собственную выделенную систему воздуховодов.Если в здании установлены водяные тепловые насосы или бесканальные тепловые насосы, это единственный выбор. В этом случае HRV перемешивает воздух по всему зданию. Однако в зданиях с системами принудительного воздушного отопления и охлаждения можно использовать эти воздуховоды. Это экономит деньги и трудозатрат, а также обеспечивает хорошее распределение свежего воздуха. Интеграция HRV с системами принудительной подачи воздуха требует тщательного планирования, проверки со стороны инженера MEP, надлежащих средств управления и надежных методов установки.

Проект 3: Высокоэффективные рекуператоры для циклов утилизации отходящего тепла

Предпосылки: Повышение энергоэффективности в системах обслуживания судов может быть достигнуто путем объединения существующего газового цикла Брайтона с циклом, в котором используется отработанное тепло выхлопных газов турбины.Существует несколько вариантов утилизации отработанного тепла в судовых системах либо для дополнительной выработки электроэнергии, либо для охлаждения / кондиционирования воздуха. Среди различных вариантов, доступных для производства электроэнергии, сверхкритические циклы диоксида углерода (sCO2) привлекают все большее внимание в последние годы из-за его относительно высокой эффективности (~ 50%) при умеренных температурах источника (~ 550 C), небольшого размера и простого управления. . Другие возможности включают использование. Решающим фактором для любого из вышеупомянутых методов повышения энергоэффективности является эффективный рекуператор, который отбирает тепло из выхлопных газов газовой турбины и передает его рабочей жидкости вторичного цикла.Ключевыми характеристиками рекуператора являются его компактность и низкое противодавление в выхлопе турбины (обычно менее 5 дюймов водяного столба), а также способность выдерживать термоциклирование.

Учитывая важную роль рекуператора в системах рекуперации отходящего тепла, крайне важно, чтобы его теплогидравлические характеристики были оптимизированы для желаемого применения.

Цель проекта: Целью этого проекта является разработка экспериментально подтвержденной конструкции компактного рекуператора для циклов переключения sCO2.Принципы, использованные в конструкции рекуператора, также могут быть использованы при проектировании блоков рекуперации тепла с низким противодавлением для использования в циклах абсорбции / адсорбции и других применениях.

Детали проекта: Цели проекта:

  • Создание упрощенной тепловой, гидравлической и механической модели для проектирования рекуператора
  • Проверить механическую целостность и теплогидравлические характеристики выбранной конструкции на основе выходных данных модели на основе лабораторных экспериментов
  • Оптимизация конструкции рекуператора с учетом реальных ограничений противодавления в системе

Ведущее исследовательское подразделение: Западный центр эффективности охлаждения Калифорнийского университета в Дэвисе

Главный исследователь: Dr.Винод Нараянан

Ассоциированный персонал / исследователи: Тереза ​​Писточини

Рекуперация энергии | Инструменты для экзаменов PE для термических и жидкостных сред

Рекуперация энергии используется в различных термодинамических циклах во многих типах оборудования, таком как нагреватели питательной воды, теплообменники, змеевики повторного нагрева и т. Д. В этом разделе обсуждается каждый элемент оборудования, но концепцию рекуперации энергии лучше всего объяснить, посмотрев на устройства рекуперации энергии.Важно понимать, что передача тепла при рекуперации энергии не идеальна и что есть потеря эффективности. На экзамене эта концепция проверяется с помощью термина «эффективность» или «эффективность устройства».

Рекуперация энергии из воздуха в воздух

В области тепловых и жидкостных систем используются устройства рекуперации энергии для обмена энергией между выходящим отработанным воздухом и входящим наружным воздухом. В зимние месяцы наружный воздух предварительно нагревается перед входом в кондиционер, а летом наружный воздух предварительно охлаждается.

Количество тепла, передаваемого устройством, определяется его эффективностью. Эффективность устройства рекуперации энергии определяется как отношение фактически переданного тепла к максимальному количеству тепла, которое может быть передано. Эффективность можно оценить с точки зрения явной теплопередачи, скрытой теплопередачи или полной теплопередачи.

Фактическое количество переданной энергии находится путем умножения массового расхода каждого отдельного воздушного потока на изменение условий, будь то изменение температуры, изменение влажности или изменение общей энтальпии.

Максимальное количество передаваемой энергии достигается, если условия входа 1-го воздушного потока выходят из устройства рекуперации энергии в тех же условиях, что и условия входа 2-го воздушного потока. Однако, если один воздушный поток имеет больший воздушный поток, чем другой, следует использовать наименьший воздушный поток.

Приведенные выше уравнения также могут быть скорректированы от балансов энергии воздуха к воздуху к балансу энергии от воздуха к жидкости или от балансов энергии жидкости к жидкости.

В книгу также включены краткие обсуждения различных типов устройств, таких как вращающееся колесо чувствительности, вращающееся колесо энтальпии, тепловая трубка с обертыванием и круговая петля. Дополнительную информацию см. В техническом руководстве.

Рекуперация отходящего тепла

Рекуперация отходящего тепла

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Рекуперация отходящего тепла — это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции. Примеры двигателей внутреннего сгорания включают использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева кабины, турбонаддув для увеличения удельной мощности, нижние циклы для получения дополнительной работы от выхлопных газов или встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя.

WHR в двигателях внутреннего сгорания

Рекуперация отходящего тепла (WHR) — это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции. Во многих случаях WHR позволяет избежать или уменьшить потребность в дополнительном вводе топливной энергии, которая в противном случае потребовалась бы для достижения этой функции. Примеры двигателей внутреннего сгорания:

  • Использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева кабины
  • Турбонаддув для увеличения удельной мощности
  • Циклы опускания дна для получения дополнительной работы от выхлопных газов
  • Встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя

Основные пути отвода тепла в двигателе внутреннего сгорания, которые являются потенциальными кандидатами на WHR, включают горячие выхлопные газы, выходящие из выхлопной трубы, радиатор охлаждающей жидкости двигателя, а также охладители EGR и наддувочного воздуха.

Во многих случаях цель WHR — произвести дополнительную работу. Источники тепла более высокого качества позволяют преобразовать большую часть отработанного тепла в работу. «Качество» конкретного источника тепла для целей WHR в значительной степени зависит от его температуры. Чем выше температура среды, тем выше ее энтропия, что позволяет преобразовать большую часть тепла в полезную работу (т.е. эффективность выше или выше эксергия). Например, можно ожидать, что система WHR, приводимая в действие теплом от охладителя EGR в контуре EGR высокого давления, будет иметь более высокий КПД, чем аналогичная система, рекуперирующая тепло из выхлопных газов выхлопной трубы.

Отработанное тепло от теплового двигателя или электростанции отводится в окружающую среду либо через теплообменник, либо непосредственно за счет выброса горячей рабочей жидкости. В двигателе внутреннего сгорания используются оба из них: горячий выхлопной газ, рабочая жидкость двигателя, выбрасывается непосредственно в окружающую среду, а теплообменники используются для отвода тепла в окружающую среду от охлаждающей жидкости двигателя, охладителя системы рециркуляции отработавших газов, охладителя наддувочного воздуха и масляный радиатор.

На рисунке 1 показаны основные пути отвода тепла в дизельном двигателе большой мощности, которые являются потенциальными кандидатами на утилизацию отработанного тепла [3706] .Полезность этих источников тепла для целей WHR зависит от:

  • их температура,
  • количество тепла, доступное от каждого источника и
  • количество тепла от каждого источника, которое может быть восстановлено.
Рисунок 1 . Основные источники тепловых потерь ДВС

На рис. 2 более подробно показана температура различных потоков отвода тепла, показанных на рис. 1, для тяжелого дизельного двигателя в зависимости от мощности двигателя.Данные были собраны при частоте вращения двигателя 53 и условиях нагрузки, и изменения в рециркуляции отработавших газов и температуры выхлопных газов представляют собой эффекты скорости / нагрузки, не улавливаемые влиянием мощности двигателя [3709] .

Рисунок 2 . Температура различных потоков отходящего тепла в дизельном двигателе большой мощности

Двигатель: 2011 12,8 л Mack MP8-505C 505 л.с. (377 кВт) при 1800 об / мин / 1810 фут-фунт (2454 Нм) при 1100 об / мин. Выбросы EPA 2010. ВД EGR / DOC-DPF-SCR.

На рисунке 3 показана доля энергии топлива, производящей тормозную работу, и теряется через различные потоки отходящего тепла для трех режимов мощности двигателя, показанного на рисунке 2.Также показаны дополнительные детали потоков отходов, которые доступны для WHR, включая долю тепла выхлопных газов, остающегося в выхлопном газе после системы дополнительной обработки, и количество тепла, переданного от охладителя EGR к охлаждающей жидкости двигателя [3709] . Таблица 1 суммирует энергию и первое приближение эксергии — на основе фактора Карно — различных источников отходящего тепла для двух рабочих условий, показанных на рисунке 3 ( эксергия представляет собой объем работы, который теоретически может быть произведен из поток энергии).

Рисунок 3 . Доля топливной энергии, потерянной через потоки отработанного тепла на Рисунке 2
Таблица 1
Энергия и эксергия источников отходящего тепла для двух рабочих условий, показанных на Рисунке 3, при температуре отвода тепла 36 ° C
Мощность двигателя, кВт 136 348
EGR Температура, ° C 500 600
кВт
Exergy, кВт 13 33
Выхлоп, опора SCR Температура, ° C 400 400
Тепло, кВт 64 64 кВт 35 101
Охладитель наддувочного воздуха Температура, ° C 100 200
Тепло, кВт 14 68
24
Охлаждающая жидкость двигателя (без тепла EGR) Температура, ° C 90 90
Тепло, кВт 21 34
Exergy, кВт 3 5
Всего Теплота, кВт 122 340

Отработанное тепло охладителя системы рециркуляции отработавших газов представляет собой тепло с максимальной доступной температурой и, следовательно, имеет высокий приоритет для WHR.Более 60% отработанного тепла EGR доступно в виде эксергии. В приложениях без высокоэффективных систем SCR скорость потока EGR может быть выше, а рекуперация тепла из системы EGR более значительной [3711] . Выхлопные газы после SCR также важны, и, учитывая, что поток выхлопных газов обычно намного выше, чем поток EGR, представляет собой значительные потоки энергии и эксергии. Около 50% тепла выхлопных газов доступно в виде эксергии и, следовательно, также является приоритетом для WHR. Охлаждение наддувочного воздуха и охлаждающая жидкость двигателя имеют значительно более низкие температуры и представляют собой тепло относительно низкого качества.Однако при более высоких нагрузках наддувочный воздух все еще содержит значительное количество эксергии.

Некоторые из важных технологий, которые используются и / или разрабатываются для WHR, приведены в Таблице 2.

Таблица 2
Технологии WHR для двигателей внутреннего сгорания
WHR Technology Принцип работы Статус
Теплообменники Прямая теплопередача между двумя средами. Коммерческий (например, обогрев кабины с использованием охлаждающей жидкости двигателя и тепла выхлопных газов).
Турбо-компаундирование Преобразование тепла выхлопных газов в механическую или электрическую энергию с помощью турбины с приводом от выхлопных газов. Механическое турбонагнетание — коммерческая технология.
Нижний цикл Термодинамический цикл, такой как цикл Ренкина или Брайтона, который включает в себя рекуперацию и отвод тепла через рабочую жидкость (воздух, пар или органическую жидкость) для рекуперации отработанного тепла и привода турбины для производства механических или электрическая энергия. Коммерческий для больших стационарных и судовых двигателей. Рабочие прототипы цикла Ренкина и органического цикла Ренкина, разработанные несколькими производителями двигателей для тяжелых условий эксплуатации (например, в рамках программы DOE SuperTruck США). Системы WHR цикла Брайтона менее развиты, чем системы, основанные на цикле Ренкина.
Термоэлектрические генераторы Твердотельные устройства, которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию посредством эффекта Зеебека. Коммерческое применение для обогрева и охлаждения автомобильных сидений.В разработке для двигателя WHR.
Термохимическая рекуперация Используйте отходящее тепло для проведения парового риформинга топлива для увеличения его LHV. В разработке.
Термоакустическое преобразование Технология на основе цикла Стирлинга, работающая на высокой частоте для преобразования пульсаций давления в рабочей жидкости в электрическую энергию. В разработке.

###

Теплопередача / Механика жидкостей

Преподаватели

ME занимаются разработкой и применением методологии вычислительной гидродинамики совместно с Центром компьютерного моделирования и проектирования штата Миссисипи (SimCenter) на территории кампуса.

Команда преподавателей и аспирантов работает с производителями теплообменников как над проектированием теплопередачи, так и над механическим проектированием и изготовлением теплообменников. Одной из областей, в которой уделяется особое внимание, является улучшение теплопередачи в результате шероховатости поверхности и измененных конфигураций поверхности.

Исследования в области прикладного энергосбережения проводятся Центром промышленной оценки (IAC) МГУ и Центром промышленной оценки (IAC) на базе факультета машиностроения.ИАЦ МГУ, спонсируемый Министерством энергетики США, предоставляет производителям из Миссисипи экспертные знания в области энергетики. Программа MSU IAC Outreach, спонсируемая Управлением по делам малого бизнеса США, предоставляет опыт в области энергетики для предприятий штата Миссисипи.

У преподавателей ME есть исследовательские проекты в рамках программы Министерства энергетики США по охлаждению, обогреву и электроснабжению (CHP) и MicroCHP для зданий. Охлаждение, обогрев и электроэнергия (CHP) — многообещающая технология для повышения энергоэффективности за счет использования распределенных систем генерации электроэнергии (DE) и утилизации отходов энергии на объектах конечных пользователей или рядом с ними.MicroCHP — это маломасштабные (компактные) приложения ТЭЦ, предназначенные для использования в жилых домах, небольших коммерческих или сельскохозяйственных зданиях. Эти проекты включают моделирование тепловых и жидкостных систем для устройств производства и использования энергии в зданиях, которые вырабатывают электроэнергию на месте, и связанных с ними систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Проекты по анализу неопределенности, проводимые факультетом ME, включают исследования с НАСА для определения неопределенности в эксплуатационных испытаниях усовершенствованных силовых установок. Методологии неопределенности также используются для определения неопределенности сравнений между испытаниями и аналитическими моделями и всего процесса проектирования, включая производственный компонент.

проектов | Машиностроение и авиакосмическая промышленность

Текущие проекты

  • Солнечный термоэлектрический генератор

Анализируется модель солнечного термоэлектрического генератора (СТЭГ) на основе концепции преобразования тепловой энергии в электрическую. В недавней статье о солнечном термоэлектрическом генераторе сообщается о самом высоком КПД 4,6%, в котором система имела вакуумное стекло в этом корпусе, плоскую панель (абсорбер), термоэлектрический генератор и циркуляцию воды для холодной стороны.Была применена валидация, которая хорошо согласуется с этой статьей. Стремясь повысить эффективность; в систему будет добавлена ​​та же модель, но с использованием радиатора вместо циркуляции воды и с применением теории оптимального проектирования доктора Ли с использованием безразмерных параметров. Затем будет применен новый дизайн с использованием трех сегментированных элементов. Численное моделирование с использованием программного обеспечения ANSYS будет создано во всех моделях для сравнения с аналитическими решениями.

  • Термоэлектрические генераторы для утилизации низкопотенциального отходящего тепла

Этот проект фокусируется на использовании термоэлектрической технологии для рекуперации низкопотенциального отходящего тепла (низкотемпературной) жидкости в жидкую.Проектирование и строительство системы модулей термоэлектрических генераторов (ТЭГ) для преобразования отработанного тепла в электричество в надежде снизить затраты на производство электроэнергии.

  • Оптимальная конструкция термоэлектрического охлаждения и обогрева для климат-контроля автокресел

Оптимальная конструкция термоэлектрического устройства изучается аналитически с использованием недавно разработанного доктором Ли метода оптимизации, основанного на уравнениях термоэлектрического идеала наряду с методикой анализа размеров, чтобы улучшить характеристики термоэлектрического устройства с точки зрения мощности охлаждения и нагрева, а также коэффициент производительности.

  • Термоэлектрический генератор для системы утилизации тепла выхлопных газов автомобилей

Разработайте аналитическое моделирование вместе с экспериментальной проверкой термоэлектрической системы, которая используется для преобразования части отходящего тепла в полезную электроэнергию в надежде уменьшить расход энергии и загрязнение окружающей среды.

  • Миниатюрные термоэлектрические устройства

Этот проект представляет рассмотрение контактного сопротивления в миниатюрном термоэлектрическом модуле дальнейший прогресс в разработке термоэлектрических микромодулей с короткими ножками для охлаждения электронных компонентов с высокой плотностью мощности.

  • Термоэлектрики наноструктур

Разработать универсальную модель для расчета значения добротности (ZT) наноструктур во всех трех измерениях; т.е. 1-D, 2-D и 3-D и из разных материалов. Также для оценки влияния ZT на поведение электронов и фотонов.

  • Воздействие эффекта Томсона на термоэлектрические материалы при изменении длины опоры

Проведено исследование на основе эффекта Томсона термоэлектрических материалов для сравнения общей эффективности, рассчитанной экспериментально и аналитически, с использованием различных параметров, на которых основано исследование.Сравнение проводится с задействованным эффектом Томсона и только с идеальными уравнениями для определения его эффекта в практических приложениях.

Прошлые проекты

  • Изучение оптимальной конструкции автомобильного термоэлектрического кондиционера

В этой работе используется недавно разработанная теория оптимального проектирования и метод анализа размеров, который позволяет одновременно оптимизировать термоэлектрические параметры. Применение этого метода к элементарной ячейке, расположенной в центре системы TEAC, обеспечивает простой способ изучения оптимальной конструкции и ее осуществимости; однако необходимы дальнейшие исследования для моделирования оптимальной конструкции всей системы TEAC на основе заданных входных параметров (т.е., массовые расходы горячего и холодного воздуха и температура окружающей среды).

  • Метод эффективных свойств материала при определении характеристик коммерческих термоэлектрических модулей

В данной работе исследуется правомерность формулирования эффективных термоэлектрических свойств материала как способа прогнозирования характеристик термоэлектрического модуля. Три максимальных параметра термоэлектрического охладителя (разность температур, сила тока и охлаждающая способность) были сформулированы на основе температуры горячего спая.Затем эффективные свойства материала (коэффициент Зеебека, электрическое сопротивление и теплопроводность) были определены в терминах трех максимальных параметров, которые были взяты либо из коммерческого термоэлектрического модуля охлаждения, либо из результатов измерений. Показано, что простое стандартное уравнение с эффективными свойствами материала хорошо предсказывает рабочие характеристики четырех выбранных коммерческих продуктов. Нормализованные параметры по максимальным параметрам также были сформулированы для представления характеристик термоэлектрических охладителей вместе с нормализованными диаграммами.Нормированные диаграммы будут универсальными для данного термоэлектрического материала.

Кандидат технических наук

Оптимальная конструкция автомобильного термоэлектрического кондиционера

Старшие проекты дизайна

Термоэлектрический генератор отработанного тепла

Термоэлектрический генератор

Солнечный термоэлектрический генератор

Бакалавриат в составе курсовой работы

  • Термическое поведение электрического провода

Когда электрически изолированный многожильный провод подвергается воздействию постоянного тока, в проводе выделяется тепло, которое одновременно рассеивается в окружающий воздух из-за естественной конвекции и излучения.Ожидается, что провод достигнет установившейся температуры. Целью этого проекта является экспериментальное и аналитическое исследование, которое включает компьютерное моделирование теплового поведения электрического провода. Провод калибра 18 проложен горизонтально вверх в спокойном окружающем воздухе и подвергается воздействию трех различных заданных постоянных токов по отдельности. Проект разделен на три части: аналитическое моделирование, экспериментальные данные и численные расчеты.

Инструменты, используемые для сбора данных

  • Двухтрубный теплообменник

Наиболее часто используемым устройством для передачи энергии (тепла) является теплообменник.Теплообменник обеспечивает передачу тепла от одной жидкости к другой. Есть много типов теплообменников, включая двухтрубные, кожухотрубные, поперечно-проточные и пластинчато-рамные. Конкретные применения могут быть найдены в обогреве и кондиционировании помещений, производстве энергии, утилизации отходящего тепла и химической переработке. В этом проекте мы рассматриваем два типа теплообменников: двухтрубный теплообменник и кожухотрубный теплообменник. Этот проект разделен на три части: экспериментальные данные, аналитическое решение и численное моделирование.

Теплообменники | IPIECA

Последнее рассмотрение темы: 1 февраля 2014 г.

секторов: нисходящий, средний, восходящий

Теплообменники используются для передачи тепла от одной среды к другой. Эти среды могут быть газом, жидкостью или их комбинацией. Среда может быть разделена сплошной стенкой для предотвращения смешивания или может находиться в прямом контакте. Теплообменники могут повысить энергоэффективность системы за счет передачи тепла от систем, где оно не требуется, другим системам, где оно может быть использовано с пользой.

Например, отработанное тепло в выхлопе газовой турбины, вырабатывающей электричество, можно передать через теплообменник для кипячения воды для приведения в действие паровой турбины для выработки большего количества электроэнергии (это основа для технологии газовых турбин с комбинированным циклом).

Другое распространенное использование теплообменников — предварительный нагрев холодной жидкости, поступающей в нагретую технологическую систему, с использованием тепла от горячей жидкости, выходящей из системы. Это снижает энергозатраты, необходимые для нагрева поступающей жидкости до рабочей температуры.

  • К специальным областям применения теплообменников относятся:
  • Нагревание более холодной жидкости за счет тепла более горячей жидкости
  • Охлаждение горячей жидкости за счет передачи тепла более холодной жидкости
  • Кипячение жидкости с использованием тепла более горячей жидкости
  • Кипение жидкости при конденсации более горячего газообразного флюида
  • Конденсация газообразной жидкости с помощью более холодной жидкости [Ссылка 1]

Жидкости в теплообменниках обычно текут быстро, что способствует передаче тепла за счет принудительной конвекции.Этот быстрый поток приводит к потерям давления в жидкостях. Под эффективностью теплообменников понимается то, насколько хорошо они передают тепло относительно потери давления, которую они несут. Современная технология теплообменников сводит к минимуму потери давления, одновременно увеличивая теплопередачу и достигая других целей проектирования, таких как выдерживание высокого давления жидкости, сопротивление загрязнению и коррозии, а также возможность очистки и ремонта.

Для эффективного использования теплообменников в многопроцессном предприятии тепловые потоки следует учитывать на системном уровне, например, с помощью «пинч-анализа» [вставьте ссылку на страницу пинч-анализа].Существует специальное программное обеспечение для облегчения этого типа анализа, а также для выявления и предотвращения ситуаций, которые могут усугубить засорение теплообменника (см. Пример 1 ).

Применение технологий

Теплообменники

доступны во многих типах конструкций, каждый со своими преимуществами и ограничениями. Основные типы теплообменников:

Кожух и трубка — Наиболее распространенный тип конструкции теплообменника состоит из параллельного расположения трубок в кожухе [Рис. 1]. Одна жидкость течет по трубкам, а другая жидкость течет через кожух по трубкам. Трубки могут быть расположены в оболочке для обеспечения параллельного потока, противотока, поперечного потока или того и другого. Теплообменники также могут быть описаны как имеющие расположение труб в однопроходном, многопроходном или U-образном исполнении. Благодаря своей трубчатой ​​конструкции теплообменник этого типа может выдерживать большие давления. Теплообменник может иметь одну или две головки на кожухе и несколько впускных, выпускных, выпускных и сливных патрубков [Ссылка 2].

Рис. 1 : Поперечное сечение кожухотрубного теплообменника с одинарным проходом с, конфигурацией противотока , большими сегментными перегородками и двумя кожухами [Ref 3].

Элементы отклонения потока часто устанавливаются в кожухотрубных теплообменниках для улучшения теплообмена между жидкостями за счет создания более турбулентного потока жидкости на стороне кожуха и более перпендикулярного потока по трубам. Такие элементы должны быть тщательно спроектированы, чтобы минимизировать потери давления и образование «мертвых зон».Мертвые зоны — это области медленного или остановленного потока жидкости, которые могут привести к засорению (отложению твердых частиц) в теплообменнике.

Общие функции отклонения потока включают:

  • Сегментные перегородки (расположенные в шахматном порядке перпендикулярные перегородки, каждая из которых блокирует часть стороны оболочки; см. Рисунок 1),
  • Дисковые и кольцевые перегородки — расположенные в шахматном порядке круглые и кольцевые барьеры поочередно отталкивают поток со стороны оболочки поочередно в сторону и в сторону оси оболочки
  • Спиральные перегородки, расположенные под углом для обеспечения спиралевидного обтекания стороны кожуха
  • Стержневые перегородки — решетки стержней, обычно перпендикулярные оси оболочки.Трубки проходят в осевом направлении через промежутки между стержнями
  • Вставки для трубок — вставки, такие как катушки из длинной проволоки, помещаются внутри труб для обеспечения турбулентного потока и минимизации загрязнения

Рисунок 2 — Расположение спиральных перегородок Обратите внимание, что перегородки на самом деле имеют много отверстий, позволяющих проходить трубам по всей длине кожуха. [Ссылка 4]

Другой подход к отклонению потока — это конструкция «витой трубы» от Koch Heat Transfer Company.В этой конструкции трубки сплющиваются в овалы и скручиваются в длинные спирали, а затем складываются вместе. Спиральный поток жидкостей как со стороны кожуха, так и со стороны трубы обеспечивает хорошую теплопередачу при относительно низких перепадах давления.

Рисунок 3 — Трубные вставки, выступающие из трубок кожухотрубного теплообменника 5

Рисунок 4 — Трубки теплообменника с витыми трубками и схема потока 6

Пластина и рама — тонкие параллельные пластины сложены вместе, образуя широкие параллельные каналы.Горячие и холодные жидкости проходят через чередующиеся каналы. Пластины разделены прокладкой или сваркой и могут иметь рисунок, способствующий турбулентному потоку. Пластины штабелируются вместе, и дополнительные пластины могут быть добавлены к конструкциям прокладок для увеличения теплопроизводительности. Поток может быть как параллельным, так и противотоком. Большая площадь поверхности пластин означает, что пластинчатые и рамные теплообменники могут обеспечивать больший теплообмен между двумя жидкостями для заданного объема по сравнению с кожухотрубными теплообменниками.

Рисунок 5: Схема пластинчато-рамного теплообменника

Другие типы — вариации предыдущих типов теплообменников включают пластинчатый и ребристый, пластинчатый и кожух, спиральный, воздухоохладитель с мокрой поверхностью и двухтрубный.

Все теплообменники, которые обсуждались до сих пор, удерживают обе жидкости по отдельности. Однако существуют две другие категории теплообменников:

  • Открытый поток — одна жидкость содержится, а другая нет.Примеры включают автомобильный радиатор, погружной нагреватель бака, охладители с лопастями / вентиляторами или воздуховоды
  • Прямой контакт — несмешивающиеся среды вступают в прямой контакт. Градирня используется для охлаждения воды, когда она распыляется в поток охлаждающего воздуха. Воздух и вода не смешиваются, но тепло передается в процессе испарения. Затем охлажденная вода собирается и возвращается на установку8. Другие теплообменники этого типа включают регенеративные колонны с вращающимся колесом и распылительные колонны. Обратите внимание, что если две жидкости не разделяются, устройство называется нагревателем или охладителем.Например, в распределителе резервуара для воды пар поглощается водой, когда она охлаждается и конденсируется.

Рисунок 6: Градирня с поперечным потоком, тип теплообменника с прямым контактом

Краткое описание преимуществ и ограничений этих типов теплообменников показано в таблице ниже:

Таблица 1: Сравнение различных типов теплообменников

  • Тип Преимущества Ограничения
  • Кожухотрубный с высоким КПД
  • Высокое рабочее давление Большой размер
  • Двойное пространство, необходимое для очистки
  • Трудно очистить кожух
  • Пластина и рама Максимальный коэффициент теплопередачи
  • Низкое падение давления
  • Легче чистить, чем кожух и трубка
  • Малый размер
  • Расширяемая емкость
  • Более близкие температуры Низкое рабочее давление
  • Более подвержен обрастанию более крупными частицами, чем кожухотрубный
  • Прямой контакт Большой расход
  • Низкое падение давления
  • Высокая эффективность
  • Меньше обрастания
  • Большой размер
  • Требуется подпиточная вода
  • Потребности в химической обработке
  • Ограниченные заявки

Конфигурации потока теплообменника

Теплообменники имеют три (3) конфигурации первичного потока:

Параллельный поток — две жидкости входят в один конец теплообменника и текут в одном направлении, параллельно друг другу.В этой конструкции разница температур на входе велика, но температура жидкости на выходе будет приближаться к аналогичному значению.

Противоток — две жидкости входят на противоположных концах теплообменника и протекают навстречу друг другу. В этой конструкции разница температур меньше, но более постоянна по длине теплообменника. Возможно, что нагретая текучая среда может покидать теплообменник при более высокой температуре, чем температура на выходе нагревающей текучей среды.Это наиболее эффективная конструкция из-за более высокого перепада температур по длине теплообменника.

Поперечный поток — две жидкости текут перпендикулярно друг другу.

В теплообменнике может быть несколько методов передачи тепла. Передача тепла будет происходить с использованием одного или нескольких режимов передачи, теплопроводности, конвекции или излучения.

Реализация

Правильная реализация теплообменников в многопроцессорных системах, таких как нефтеперерабатывающие заводы, требует учета сети тепловых потоков на системном уровне.Это часто выполняется с помощью «пинч-анализа», который сопоставляет доступные источники тепла в системе с потребностями в тепле с точки зрения как количества, так и температуры тепла. В помощь дизайнеру в этом процессе доступно сложное программное обеспечение. Снижение загрязнения также является соображением проектирования и может включать рассмотрение различных технологий, скоростей, байпасов для очистки отдельных HX во время работы и включение запасных теплообменников.

Аналогичным образом доступно программное обеспечение для управления загрязнением теплообменника.На основании условий процесса и выбора компонентов некоторые программные пакеты могут прогнозировать скорость, с которой теплообменники могут подвергаться загрязнению. Также доступны пакеты программного обеспечения для мониторинга загрязнения путем изучения характеристик теплообменника с течением времени. Также рассчитываются оценки затрат на очистку теплообменников по сравнению с экономической выгодой (с точки зрения снижения энергопотребления).

Зрелость технологий

Имеется в продаже ?: Есть
Жизнеспособность на шельфе: Есть
Модернизация Brownfield ?: Есть
Многолетний опыт работы в отрасли: 21+

Ключевые показатели

.

Область применения:

Добывающие скважины, установки FPSO, рекуперация тепла из воды или нефти, нагрев, охлаждение и конденсация воды, продуктовых сред, углеводородов и газов, нагрев или охлаждение воздуха для горения, производство пара из выхлопных газов.
Эффективность: 2. 80% до почти 100%
Ориентировочные капитальные затраты: Общие «практические правила» для расчета стоимости недоступны из-за большого количества доступных обменных пунктов. Затраты, которые следует учитывать, включают теплообменник, платформу или фундамент, средства управления, соединительные впускные и выпускные трубопроводы, впускные фильтры, приборы, клапаны, вентиляторы, насосы, резервуары, химикаты, резервирование, а также затраты на установку, запуск и ввод в эксплуатацию.
Ориентировочные эксплуатационные расходы: Включает текущее обслуживание, такое как очистка труб и пластин, устранение утечек, восстановление насосов, замена наполнителя градирни. Дополнительные затраты или упущенная выгода связаны с простоями завода, когда оборудование отключено. Эксплуатационные расходы включают электроэнергию для насосов, вентиляторов и средств управления, а также химикаты для очистки воды.

Потенциал сокращения выбросов парниковых газов:

Теплообменники могут значительно снизить потребность процесса в энергии, уменьшая связанные с этим выбросы парниковых газов.
Время на проектирование и монтаж: 1 неделя — 6 месяцев
Описание типового объема работ: Теплообменники используются в самых разных отраслях промышленности. Типичный проект будет рассматривать использование теплообменников во время первоначального планирования проекта, определять условия эксплуатации и составлять спецификации оборудования. Теплообменник обычно изготавливается специализированным производителем, тестируется и доставляется на объект готовым к установке.Теплообменники большего размера могут быть отправлены по частям или даже собраны или построены на объекте

Решение драйверов

Технический: Диапазоны давления рабочих жидкостей и разность давлений между ними
Допустимый перепад давления жидкостей в теплообменнике
Диапазоны температур рабочих жидкостей и требуемая температура приближения
Свойства рабочих жидкостей (физические свойства, таких как плотность, вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность, температура)
Тенденция рабочих жидкостей к засорению
Наличие воды для охлаждения
Доступное пространство
Основные коды проектирования
Избыточность
Оперативный: Сложность системы
Уровень автоматизации
Требуется техобслуживание
Коммерческий: Срок поставки
Стоимость оборудования
Паразитная потребность в электроэнергии
Выбор материала
Окружающая среда: Водные ресурсы и доступность
Температура сброса
Устранение выбросов паров
Разрешительные требования
Требования к шуму

Альтернативные технологии

Существуют технологии, которые можно рассматривать как альтернативу использованию теплообменников.

Пруды-охладители могут использоваться для естественного охлаждения теплой воды за счет испарения в атмосферу. Затем воду из пруда можно рециркулировать в растение в качестве охлаждающей воды. Эти пруды могут использоваться для вторичных рекреационных целей, таких как рыбалка, катание на лодках или плавание. Подпиточная вода необходима для учета потерь на испарение. Для этого варианта требуется большой участок земли.

Прямой отвод пара может снизить потребность в охлаждении технологической воды, но этот вариант игнорирует основные причины охлаждения, которые заключаются в повышении эффективности системы и сохранении воды технологического качества, а также в дополнительных количествах добавочной воды и химикатов для обработки воды.Эта опция обычно не используется, за исключением операций запуска, аварийного сброса воздуха и останова.

Модификации технологического процесса и управления могут избежать или уменьшить потребность в теплообменниках.

Операционные проблемы / риски

Теплообменники

требуют регулярного технического обслуживания для работы с высокой эффективностью и обычно требуют строгого графика капитального ремонта. Большая часть этих усилий направлена ​​на противодействие эффектам загрязнения, когда твердые частицы (например, посторонние частицы или осадки) накапливаются на поверхностях теплообменника, препятствуя передаче тепла и ограничивая поток жидкости.Химические добавки также могут предотвращать осаждение частиц и могут быть экономически эффективным средством предотвращения загрязнения.

Капитальный ремонт может варьироваться от простого профилактического технического обслуживания (например, промывка) до ремонта, который требует снятия пучка труб с кожуха теплообменника для очистки. Это время простоя также следует учитывать при определении размеров теплообменников и проектировании технологической сети.

Многие теплообменники работают при высоких давлениях и температурах или с опасными жидкостями, поэтому необходимо соблюдать соответствующие рабочие процедуры, чтобы избежать рисков для персонала и сбоев системы.

Теплообменники обычно регулируются отраслевыми нормами, такими как ANSI и TEMA. Конструкции нового оборудования и любой ремонт должны соответствовать применимым нормам.

Возможности / бизнес-пример

Многие конструкции теплообменников доступны из различных материалов и могут быть адаптированы для конкретных применений, а также в стандартных конструкциях, которые доступны с минимальным временем выполнения заказа и меньшими затратами. Несколько преимуществ использования теплообменников перечислены ниже:

  • Повышение энергоэффективности производственных систем
  • Снижение расхода топлива, парниковых газов и выбросов
  • Заменить существующее оборудование из-за износа
  • Модернизация существующего оборудования до более новых, более эффективных конструкций
  • Дополнительная мощность обогрева или охлаждения в связи с увеличением производительности установки

Примеры из практики

1.Воздухо-воздушный теплообменник для рекуперации отработанного тепла
В этом исследовании рассматривается, как предприятие пищевой промышленности использовало теплообменник для рекуперации отработанного тепла технологического процесса и использовало его для нагрева рабочего воздуха.

Стремясь контролировать запах от процесса обжарки, предприятие установило новый эффективный регенеративный термический окислитель (RTO). Для экономии топлива в этот агрегат включен дополнительный впрыск топлива (SFI) в периоды низкого содержания летучих органических соединений. Чтобы еще больше снизить эксплуатационные расходы, компания стремилась утилизировать отходящее тепло от RTO для предварительного нагрева входящего воздуха.Для этого они наняли консультанта по проектированию для анализа и разработки решения HX.

Критическими расчетными факторами для этого проекта были расход воздуха, температура воздушного потока, допустимый перепад давления в системе и желаемое тепло, передаваемое в теплообменник. Вторичный пластинчатый теплообменник был выбран из-за его универсальности и прочных, но поддающихся очистке пластин. Он имеет относительно низкий перепад давления, небольшую площадь основания и низкие капитальные затраты, что делает его наиболее экономичным вариантом для этого применения.

Консультационная компания проанализировала данные приложения с помощью программного обеспечения для моделирования производительности теплообменника. С помощью этого программного обеспечения они выполнили анализ пограничного слоя и отрегулировали толщину пластин и расстояние между пластинами теплообменника, чтобы максимизировать производительность.

Тепло выхлопных газов RTO использовалось для предварительного нагрева 3,3 м3 / с воздуха примерно до 88 ° C. Этот горячий воздух смешивается без бокового воздуха, чтобы обеспечить 15,6 м3 / с нагретого воздуха для блока подпиточного воздуха. Вторичный теплообменник передает примерно 1.5 млн БТЕ / ч тепла от выхлопа RTO в воздух, возвращающийся в блок подпиточного воздуха, и расчетная годовая экономия по проекту составила около 45 000 долларов США.

Источник: http://www.anguil.com/case-studies/energy-recovery/air-to-air-heat-exchanger-provides-plant-heat-and-big-savings.aspx?alttemplate=PDFCaseStudy&

2. Прогнозирование загрязнения теплообменника

Скопление отложений или загрязнений на металлических поверхностях теплообменников нефтехимических заводов является серьезной экономической и экологической проблемой во всем мире.Были сделаны оценки затрат на загрязнение, в основном из-за потерь энергии из-за избыточного сжигания топлива, которые достигают 0,25% валового национального продукта (ВНП) промышленно развитых стран. Многие миллионы тонн выбросов углерода являются результатом этой неэффективности. Затраты, связанные, в частности, с загрязнением сырой нефтью в линиях предварительного нагрева нефтеперерабатывающих заводов по всему миру, по оценкам в 1995 г., составили порядка 4,5 млрд долларов.

В данном тематическом исследовании рассматривается использование программного обеспечения для прогнозирования обрастания французской нефтяной компанией Total.Это программное обеспечение, разработанное консалтинговой компанией по промышленному дизайну совместно с крупными нефтяными компаниями, направлено на уменьшение или даже устранение загрязнения сырой нефтью в теплообменниках предварительного нагрева. В 2002 году компания Total столкнулась с сильным обрастанием линии предварительного нагрева вскоре после реконструкции НПЗ для повышения эффективности. Это привело к значительному снижению производительности, так как печь стала узким местом. Компания Total применила программное обеспечение консалтинговой компании, которое успешно выявило загрязненные теплообменники и указывало на варианты модернизации.Они были реализованы, что позволило решить проблему и восстановить нормальную работу системы.

Источник: http://www.ihs.com/news/overcoming-effect-oil-fouling.htm


Ссылки:

  1. Справочник по основам энергетики Министерства энергетики, Механика, Модуль 2, Теплообменники, DOE-HDBK-1018 / 1-93.
  2. Институт теплообмена, Основы кожухотрубных теплообменников.
  3. -удалено-
  4. http://en.hx-hr.com
  5. http: //www.stamixco-usa.ru / products / теплообменники / default.html
  6. http://www.oxide.co.il/en/twisted-tube.html (больше не доступен)
  7. http://www.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *