Enerji verimliliğini etkileyen temel teknik unsurlar

Döner ısı eşanjörlerinde enerji geri kazanımını anlama - Enerji verimliliğini etkileyen temel teknik unsurlar

Isı geri kazanım sistemleri, sistemin termal parametrelerine göre iki kategoriye ayrılabilir: Yüksek termal parametrelere sahip (70'in üzerinde) enerji geri kazanımı ve atık ısıdan dönüşüm sistemleri.^oC) ve düşük termal parametrelerle (70'in altında) atık ısıdan enerji geri kazanımı ve dönüşümü için sistemler^oC).

70 üzeri ısı geri kazanım ve enerji dönüşüm sistemleri^oC, büyük miktarlarda atık ısının salındığı enerji, gıda, kimya ve diğer proses bazlı endüstrilerde yer alan teknolojik proseslerde kullanılır.Yüksek termal parametrelere sahip bu atık ısı, havalandırma sistemlerindeki havayı doğrudan ısıtarak veya daha yüksek sıcaklık gerektiren teknolojik prosesleri artırarak (örneğin gıda endüstrisinde pastörizasyon için kullanılan ısı pompaları için ısı kaynağı, veya organik Rankine Döngüsü veya Kalina Döngüsü sistemlerinde elektrik üretimi için).Bu tür yükseltilmiş termal parametrelere sahip atık ısı, soğutma ve iklimlendirme işlemleri için de kullanılabilir (örneğin, absorpsiyonlu veya adsorpsiyonlu soğutucular kullanılarak termal enerjinin soğutulmuş suya dönüştürülmesi).

70'in altında ısı geri kazanım ve enerji dönüştürme sistemleri^oC genellikle konutlarda (örn. ısı pompaları kullanılarak yerden ısıtma) veya ticari binalarda (örn. klima santrallerinde (AHU) "taze" veya "dış" havayı "kullanılmış"tan ısı geri kazanarak ısıtmak için ısıtma amacıyla kullanılır. ” veya “egzoz” havası).Bu makale ticari bina uygulamalarına odaklanacaktır.

Klima santrallerinde ısı geri kazanım sistemleri, ünite tasarımında benimsenen çözümün tipine göre elektrik tüketen (aktif sistemler) ve tüketmeyen (pasif sistemler) olmak üzere iki sisteme dayanmaktadır.Klima santrallerindeki aktif ısı geri kazanım sistemleri, örneğin döner ısı eşanjörlerine veya tersinir ısı pompalarına dayalı sistemleri içerir.Pasif ısı geri kazanım sistemleri, çapraz ve altıgen ısı eşanjörlerini içerir.Havalandırma sistemlerinde ısı geri kazanımının özelliği, ısının, daha yüksek sıcaklıktaki hava akışı ile daha düşük sıcaklıktaki hava akışı arasındaki küçük sıcaklık farklarında geri kazanılmasıdır; daha yüksek sıcaklıktaki hava nadiren 30°C'yi geçer.^oC (ticari binalarda, ısı geri kazanımı daha düşük hava sıcaklıklarında bile gerçekleşir).

Çoğu zaman, havalandırma ve iklimlendirme ünitelerinde ısı geri kazanımı, döner veya çapraz akışlı (altıgen) ısı eşanjörleri kullanılarak, daha az sıklıkla ısı pompaları kullanılarak gerçekleştirilir.AHU'da giriş ve çıkış havası arasında kütle değişimine izin verilen AHU'larda döner ısı eşanjörleri kullanılır (bunlar genellikle kamu binalarıdır).Çapraz akışlı ve altıgen ısı eşanjörleri, taze ve kullanılmış hava arasında kütle alışverişine izin verilmeyen klima santrallerinde (örn. hastaneler) kullanılmaktadır.Tersinir ısı pompaları, ısıtma amacıyla yüksek sıcaklıkta besleme havası gerektiğinde kullanılır.

Klima santrallerinde kullanılan ısı değiştiricilerde kütle ve enerji dengesi

Klima santrallerinde ısı geri kazanımı için döner ısı eşanjörü performansı hesaplanırken enerji balansının yanı sıra uygun bir kütle balansı da aranır.Aşağıdakiler, aşağıdaki varsayımla kararlı durum akış koşulları için enerji ve kütle dengesi denklemleridir.Eşanjörün dönme hareketinden kaynaklanan periyodik parametre değişikliklerinin ortalaması, genel enerji ve nem dengesinde alınır - yani, dönen çarkın yüzeyindeki sıcaklık ve nemdeki periyodik yerel değişiklikler önemsizdir ve bu nedenle hesaplamalarda dikkate alınmaz.

a) Döner ısı eşanjörleri için kütle, konsantrasyon ve enerji dengesi: