Viktige tekniske elementer som påvirker energieffektiviteten

Forstå energigjenvinning i roterende varmevekslere - Tekniske nøkkelelementer som påvirker energieffektiviteten

Varmegjenvinningssystemer kan deles inn i to kategorier basert på de termiske parameterne til systemet: Systemer for energigjenvinning og konvertering fra spillvarme med høye termiske parametere (over 70^oC) og systemer for energigjenvinning og konvertering fra spillvarme med lave termiske parametere (under 70^oC).

Varmegjenvinning og energikonverteringssystemer over 70^oC brukes i teknologiske prosesser som finner sted i energi-, mat-, kjemisk- og annen prosessbasert industri hvor det frigjøres store mengder spillvarme.Denne spillvarmen med høye termiske parametere kan brukes til å forbedre energien og den økonomiske effektiviteten til bedrifter ved å varme opp luft direkte i ventilasjonssystemer eller ved å forsterke teknologiske prosesser som krever høyere temperaturer (f.eks. varmekilden til varmepumper som brukes til pasteurisering i næringsmiddelindustrien, eller for produksjon av elektrisitet i de organiske systemene Rankine Cycle eller Kalina Cycle).Spillvarme med slike forhøyede termiske parametere kan også brukes til kjøle- og luftkondisjoneringsprosesser (f.eks. konvertering av termisk energi til kjølt vann ved bruk av absorpsjons- eller adsorpsjonskjølere).

Varmegjenvinning og energikonverteringssystemer under 70^oC brukes oftest til oppvarmingsformål i boligbygg (f.eks. gulvvarme ved bruk av varmepumper) eller næringsbygg (f.eks. i luftbehandlingsaggregater (AHU) for oppvarming av «frisk» eller «uteluft» ved å gjenvinne varme fra «brukt " eller "avtrekksluft").Denne artikkelen vil fokusere på kommersielle byggapplikasjoner.

Varmegjenvinningssystemer i luftbehandlingsaggregater er basert på to systemer som, avhengig av type løsning som benyttes i aggregatets design, forbruker strøm (aktive systemer) eller ikke (passive systemer).Aktive varmegjenvinningssystemer i luftbehandlingsaggregater inkluderer for eksempel systemer basert på roterende varmevekslere eller reversible varmepumper.Passive varmegjenvinningssystemer inkluderer kryss- og sekskantvarmevekslere.Karakteristisk for varmegjenvinning i ventilasjonsanlegg er at varme gjenvinnes ved små temperaturforskjeller mellom luftstrømmen med høyere temperatur og luftstrømmen med lavere temperatur, hvor luft med høyere temperatur sjelden overstiger 30 grader.^oC (i næringsbygg skjer varmegjenvinning selv ved lavere lufttemperaturer).

Oftest utføres varmegjenvinning i ventilasjons- og luftkondisjoneringsenheter ved hjelp av roterende eller tverrstrøms (sekskantede) varmevekslere, sjeldnere ved bruk av varmepumper.Roterende varmevekslere brukes i AHU hvor masseutveksling mellom inn- og utluft i AHU er tillatt (disse er vanligvis offentlige bygninger).Kryssstrøm og sekskantede varmevekslere brukes i luftbehandlingsaggregater hvor masseutveksling mellom frisk og brukt luft ikke kan tillates (f.eks. sykehus).Reversible varmepumper brukes når høytemperatur tilluft er nødvendig for oppvarmingsformål.

Masse- og energibalanse i varmevekslere som brukes i luftbehandlingsaggregater

Ved beregning av roterende varmevekslerytelse for varmegjenvinning i luftbehandlingsaggregat kreves det i tillegg til energibalanse en hensiktsmessig massebalanse.Følgende er energi- og massebalanselikninger for strømningsforhold i jevn tilstand med følgende antakelse.Periodiske parameterendringer som følge av vekslerens rotasjonsbevegelse beregnes som gjennomsnitt i den totale energi- og fuktighetsbalansen - det vil si at periodiske lokale endringer i temperatur og fuktighet på overflaten av det roterende hjulet er ubetydelige og derfor utelatt i beregningene.

a) Masse, konsentrasjon og energibalanse for roterende varmevekslere: