Các yếu tố kỹ thuật chính ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng

Tìm hiểu Thu hồi năng lượng trong thiết bị trao đổi nhiệt kiểu quay- Các yếu tố kỹ thuật chính ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng

Có thể chia hệ thống thu hồi nhiệt thành hai loại dựa trên thông số nhiệt của hệ thống: Hệ thống thu hồi và chuyển hóa năng lượng từ nhiệt thải có thông số nhiệt cao (trên 70).^oC) và các hệ thống thu hồi và chuyển hóa năng lượng từ nhiệt thải có thông số nhiệt thấp (dưới 70^oC).

Hệ thống thu hồi nhiệt và chuyển đổi năng lượng trên 70^oC được sử dụng trong các quy trình công nghệ diễn ra trong ngành năng lượng, thực phẩm, hóa chất và các ngành dựa trên quy trình khác, nơi thải ra một lượng lớn nhiệt thải.Nhiệt thải với các thông số nhiệt cao này có thể được sử dụng để cải thiện năng lượng và hiệu quả kinh tế của doanh nghiệp bằng cách làm nóng trực tiếp không khí trong hệ thống thông gió hoặc bằng cách tăng cường các quy trình công nghệ đòi hỏi nhiệt độ cao hơn (ví dụ: nguồn nhiệt cho bơm nhiệt dùng để thanh trùng trong công nghiệp thực phẩm, hoặc để sản xuất điện trong các hệ thống Chu trình Rankine hữu cơ hoặc Chu trình Kalina).Nhiệt thải với các thông số nhiệt cao như vậy cũng có thể được sử dụng cho các quá trình làm lạnh và điều hòa không khí (ví dụ: chuyển đổi năng lượng nhiệt thành nước lạnh bằng cách sử dụng thiết bị làm lạnh hấp thụ hoặc hấp phụ).

Hệ thống thu hồi nhiệt và chuyển đổi năng lượng dưới 70^oC thường được sử dụng cho mục đích sưởi ấm trong các tòa nhà dân cư (ví dụ: sưởi ấm dưới sàn bằng cách sử dụng bơm nhiệt) hoặc các tòa nhà thương mại (ví dụ: trong các thiết bị xử lý không khí (AHU) để sưởi ấm không khí “trong lành” hoặc “ngoài trời” bằng cách thu hồi nhiệt từ “đã qua sử dụng”. ” hoặc “xả” không khí).Bài viết này sẽ tập trung vào các ứng dụng xây dựng thương mại.

Hệ thống thu hồi nhiệt trong các thiết bị xử lý không khí dựa trên hai hệ thống, tùy thuộc vào loại giải pháp được áp dụng trong thiết kế của thiết bị, tiêu thụ điện (hệ thống chủ động) hoặc không (hệ thống thụ động).Các hệ thống thu hồi nhiệt chủ động trong các thiết bị xử lý không khí bao gồm, ví dụ, các hệ thống dựa trên bộ trao đổi nhiệt quay hoặc bơm nhiệt đảo chiều.Hệ thống thu hồi nhiệt thụ động bao gồm bộ trao đổi nhiệt chéo và lục giác.Đặc điểm để thu hồi nhiệt trong các hệ thống thông gió là nhiệt được thu hồi ở nhiệt độ chênh lệch nhỏ giữa luồng không khí có nhiệt độ cao hơn và luồng không khí có nhiệt độ thấp hơn, với luồng không khí có nhiệt độ cao hơn hiếm khi vượt quá 30oC.^oC (trong các tòa nhà thương mại, quá trình thu hồi nhiệt diễn ra ngay cả ở nhiệt độ không khí thấp hơn).

Thông thường, việc thu hồi nhiệt trong các thiết bị thông gió và điều hòa không khí được thực hiện bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt quay hoặc dòng chảy chéo (lục giác), ít sử dụng bơm nhiệt hơn.Bộ trao đổi nhiệt quay được sử dụng trong các AHU nơi cho phép trao đổi khối lượng lớn giữa không khí đầu vào và đầu ra trong AHU (đây thường là các tòa nhà công cộng).Bộ trao đổi nhiệt kiểu ngang và lục giác được sử dụng trong các thiết bị xử lý không khí, nơi không thể cho phép trao đổi khối lượng giữa không khí sạch và không khí đã qua sử dụng (ví dụ: bệnh viện).Máy bơm nhiệt đảo ngược được sử dụng khi cần cung cấp không khí ở nhiệt độ cao cho mục đích sưởi ấm.

Cân bằng khối lượng và năng lượng trong bộ trao đổi nhiệt được sử dụng trong các thiết bị xử lý không khí

Khi tính toán hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt kiểu quay để thu hồi nhiệt trong các thiết bị xử lý không khí, ngoài việc cân bằng năng lượng, cần phải có sự cân bằng khối lượng thích hợp.Sau đây là các phương trình cân bằng năng lượng và khối lượng cho các điều kiện dòng chảy ở trạng thái ổn định với giả định sau.Các thay đổi tham số định kỳ do chuyển động quay của bộ trao đổi được tính trung bình trong cân bằng năng lượng và độ ẩm tổng thể — nghĩa là, những thay đổi cục bộ định kỳ về nhiệt độ và độ ẩm trên bề mặt của bánh xe quay là không đáng kể và do đó bị bỏ qua trong tính toán.

a) Cân bằng khối lượng, nồng độ và năng lượng đối với thiết bị trao đổi nhiệt kiểu quay: