العناصر الفنية الرئيسية التي تؤثر على كفاءة الطاقة
فهم استعادة الطاقة في المبادلات الحرارية الدوارة- العناصر التقنية الرئيسية التي تؤثر على كفاءة الطاقة
يمكن تقسيم أنظمة استرداد الحرارة إلى فئتين بناءً على المعلمات الحرارية للنظام: أنظمة لاستعادة الطاقة والتحويل من الحرارة المهدرة ذات المعلمات الحرارية العالية (أعلى من 70oج) وأنظمة استعادة الطاقة وتحويلها من الحرارة المهدرة ذات المعلمات الحرارية المنخفضة (أقل من 70oج).
أنظمة استرداد الحرارة وتحويل الطاقة فوق 70oيتم استخدام C في العمليات التكنولوجية التي تحدث في صناعات الطاقة والغذاء والكيمياء وغيرها من الصناعات القائمة على العمليات حيث يتم إطلاق كميات كبيرة من الحرارة المهدرة.يمكن استخدام هذه الحرارة المهدرة ذات المعلمات الحرارية العالية لتحسين الطاقة والكفاءة الاقتصادية للمؤسسات عن طريق تسخين الهواء مباشرة في أنظمة التهوية أو عن طريق زيادة العمليات التكنولوجية التي تتطلب درجات حرارة أعلى (على سبيل المثال ، مصدر الحرارة لمضخات الحرارة المستخدمة للبسترة في صناعة الأغذية ، أو لإنتاج الكهرباء في دورة رانكين العضوية أو أنظمة دورة كالينا).يمكن أيضًا استخدام حرارة النفايات مع هذه المعلمات الحرارية المرتفعة في عمليات التبريد وتكييف الهواء (على سبيل المثال ، تحويل الطاقة الحرارية إلى ماء مبرد باستخدام مبردات الامتصاص أو الامتزاز).
أنظمة استرداد الحرارة وتحويل الطاقة أقل من 70oغالبًا ما تستخدم C لأغراض التدفئة في المباني السكنية (مثل التدفئة الأرضية باستخدام مضخات الحرارة) أو المباني التجارية (على سبيل المثال في وحدات مناولة الهواء (AHU) لتسخين الهواء "النقي" أو "الخارجي" عن طريق استرداد الحرارة من "المستخدم "أو" العادم ").ستركز هذه المقالة على تطبيقات المباني التجارية.
تعتمد أنظمة استرداد الحرارة في وحدات مناولة الهواء على نظامين ، اعتمادًا على نوع الحل المعتمد في تصميم الوحدة ، يستهلكان الكهرباء (أنظمة نشطة) أو لا (أنظمة سلبية).تشمل أنظمة استرداد الحرارة النشطة في وحدات معالجة الهواء ، على سبيل المثال ، الأنظمة القائمة على المبادلات الحرارية الدوارة أو المضخات الحرارية العكسية.تشمل أنظمة استرداد الحرارة السلبية المبادلات الحرارية المتقاطعة والسداسية.السمة المميزة لاستعادة الحرارة في أنظمة التهوية هي أنه يتم استرداد الحرارة عند اختلافات صغيرة في درجات الحرارة بين تيار الهواء ذي درجة الحرارة الأعلى وتيار الهواء ذي درجة الحرارة المنخفضة ، ونادرًا ما تتجاوز درجة الحرارة المرتفعة 30 درجة مئوية.oC (في المباني التجارية ، يتم استرداد الحرارة حتى في درجات حرارة الهواء المنخفضة).
في أغلب الأحيان ، يتم استرداد الحرارة في وحدات التهوية وتكييف الهواء باستخدام مبادلات حرارية دوارة أو متقاطعة (سداسية) ، وغالبًا ما تستخدم المضخات الحرارية.تُستخدم المبادلات الحرارية الدوارة في وحدات AHU حيث يُسمح بالتبادل الشامل بين مدخل ومخرج الهواء في وحدة معالجة الهواء (عادة ما تكون هذه المباني العامة).تُستخدم المبادلات الحرارية ذات التدفق العرضي والسداسي في وحدات معالجة الهواء حيث لا يُسمح بالتبادل الشامل بين الهواء النقي والمستعمل (مثل المستشفيات).تستخدم المضخات الحرارية العكسية عند الحاجة إلى هواء مزود بدرجة حرارة عالية لأغراض التدفئة.
توازن الكتلة والطاقة في المبادلات الحرارية المستخدمة في وحدات معالجة الهواء
عند حساب أداء المبادل الحراري الدوراني لاستعادة الحرارة في وحدات معالجة الهواء ، بالإضافة إلى توازن الطاقة ، يلزم توازن كتلة مناسب.فيما يلي معادلات توازن الطاقة والكتلة لظروف تدفق الحالة المستقرة مع الافتراض التالي.يتم حساب متوسط تغيرات المعلمات الدورية الناتجة عن حركة دوران المبادل في إجمالي توازن الطاقة والرطوبة - أي أن التغيرات المحلية الدورية في درجة الحرارة والرطوبة على سطح العجلة الدوارة غير مهمة وبالتالي تم حذفها في الحسابات.
أ) الكتلة والتركيز وتوازن الطاقة للمبادلات الحرارية الدوارة:
رسم تخطيطي لمعلمات الحساب للمبادلات الحرارية الدوارة
الوقت ما بعد: ديسمبر-03-2019