Вентиляция спасения жары

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску

Вентиляция спасения жары ( HRV ), также известная как механически спасение жары вентиляции ( MVHR ), система вентиляции спасения энергии которая работает между 2 источниками на различных температурах. Рекуперация тепла-это метод, который все чаще используется для снижения требований к отоплению и охлаждению зданий. Путем извлекать остаточную жару в выхлопном газе, свежий воздух введенный в систему кондиционирования воздуха подогрет (pre-охлаженный), и энтальпия свежего воздуха увеличивается (уменьшается)до того, как свежий воздух поступает в помещение или воздухоохладитель кондиционера выполняет тепловлажностную обработку. типичная система спасения жары в зданиях состоит из блока сердечника, каналов для свежего воздуха и выхлопного воздуха, и вентиляторов воздуходувки. Отработанный воздух здания использован как или источник тепла или теплоотвод в зависимости от условий климата, времени года и требований здания. Системы рекуперации тепла, как правило, восстанавливают около 60-95% тепла в отработанном воздухе и значительно улучшили энергоэффективность зданий .

Принцип работы[править]

Вентиляционная установка с тепловым насосом и наземным теплообменником-охлаждение

Система рекуперации тепла предназначена для подачи кондиционированного воздуха в занимаемое пространство, чтобы продолжить желаемый уровень комфорта. Система рекуперации тепла держит дом полностью вентилируемым, восстанавливая тепло, которое поступает из внутренней среды. Система рекуперации тепла в основном работает как передача тепловой энергии (энтальпии) от одной жидкости к другой жидкости, от одной жидкости к одному твердому телу или от твердой поверхности к жидкости, при разных температурах и в тепловом контакте. Дополнительно, никакое сразу взаимодействие между жидкостью и жидкостью или жидкостью и твердым телом в большой части из систем спасения жары. В некоторых применениях систем рекуперации тепла утечка жидкости наблюдается из-за разности давлений, что приводит к смешению двух жидкостей.

Вентиляционная установка c тепловым насосом и наземным теплообменником

Типы[править]

Вращающиеся тепловые колеса[править]

Роторные термальные колеса механически середины спасения жары. Вращая пористое металлическое колесо возвращает тепловую энергию от одного воздушного потока к другим путем проходить через каждую жидкость друг. Система работает как теплоаккумулирующая масса, в результате чего тепло воздуха временно накапливается в колесной матрице до тех пор, пока оно не будет передано более холодному воздушному потоку.

2 типа роторного термального колеса существуют, колеса жары и колеса энтальпии (осушителя). Хотя существует геометрическое сходство между колесами тепла и энтальпии, существуют различия, которые влияют на работу каждой конструкции. В системе используя колесо осушителя, влага в воздушном потоке с самой высокой относительной влажностью возвращена к противоположному воздушному потоку после пропускать через колесо. Это может работать в обоих направлениях входящего воздуха к выхлопному воздуху и выхлопному воздуху к входящему воздуху. Воздух поставкы можно после этого использовать сразу или использовать более Далее для того чтобы охладить воздух, это энергоемкий процесс.

Неподвижные пластинчатые теплообменники[править]

Теплообменные аппараты фиксированной плиты наиболее обыкновенно используемый тип теплообменного аппарата и были начаты на 40 лет. Тонкие металлические пластины укладываются с небольшим интервалом между пластинами. Два различных воздушных потока проходят через эти пространства, смежные друг с другом. Передача тепла происходит по мере того как передачи температуры через плиту от одного воздушного потока к другому. Эффективность этих приборов показывала значения эффективности жары 90% толковейшей в переносить толковейшую жару от одного воздушного потока к другим. Высокие уровни эффективности приписаны к высоким коэффициентам передачи тепла используемых материалов, рабочему давлению и диапазону температур.

Тепловые трубы[править]

Тепловые трубы-это устройства рекуперации тепла, которые используют многофазный процесс для передачи тепла от одного воздушного потока к другому. Высокая температура передана, используя испаритель и конденсатор в пределах злой, запечатанной трубы, содержащей жидкость, которая подвергается постоянному изменению фазы, чтобы передать высокую температуру. Жидкость внутри труб изменяется от жидкости к газу в секции испарителя, поглощая тепловую энергию из теплого воздушного потока. Газ конденсируется обратно в жидкость в секции конденсатора, где тепловая энергия рассеивается в более холодный воздушный поток, повышая температуру. Жидкость / газ транспортированы от одной стороны трубы жары к другому через давление, силы фитиля или силу тяжести, в зависимости от расположения трубы жары.

Обкатка[править]

Виды теплообменников .

Обкатные системы представляют собой гибридную систему рекуперации тепла, которая включает в себя характеристики других технологий рекуперации тепла, чтобы сформировать единое устройство, способное рекуперировать тепло из одного воздушного потока и доставлять на другое значительное расстояние. Общий случай спасения жары бег-вокруг, 2 неподвижных теплообменных аппарата плиты расположен в 2 отдельных воздушных потоках и соединен замкнутым контуром содержа жидкость которая постоянно нагнетена между 2 теплообменными аппаратами. Жидкость нагрета и охлажена постоянн по мере того как она пропускает вокруг петли, обеспечивающ спасение жары. Постоянный поток жидкости через контур требует, чтобы насосы перемещались между двумя теплообменниками. Хотя это дополнительная потребность в энергии, использование насосов для циркуляции жидкости менее энергоемко, чем вентиляторы для циркуляции воздуха.

Материалы изменения фазы[править]

Материалы изменения фазы, обыкновенно называемые PCMs, технология которая использована для того чтобы хранить толковейшая и скрытая жара внутри структура здания на более высокой емкости запоминающего устройства чем стандартные строительные материалы. PCMs были изучены обширно должные к способности хранить топление жары и перехода и охлаждая требования от обычных пиковых времен к-пиковым временам.

Понятие тепловой массы здания для аккумулирования тепла, что физическая структура здания поглощает тепло, чтобы помочь охладить воздух, давно понято и исследовано. Исследование PCMs по сравнению с традиционными строительными материалами показало, что теплоемкость PCMs в двенадцать раз выше, чем у стандартных строительных материалов в том же диапазоне температур. Падение давления через PCMs не было расследовано для того чтобы мочь прокомментировать влияние которое материал может иметь на воздушных потоках. Однако, по мере того как PCM можно включать сразу в структуру здания, это не повлияло бы на подачу таким же образом другие технологии теплообменного аппарата делают, оно можно предложить что никакая потеря давления созданная включением PCMs в ткани здания.

Приложения[править]

Вращающееся тепловое колесо[править]

Вентиляция спасения жары с теплообменным аппаратом Земля-к-воздуха, который необходим для того чтобы достигнуть немецких стандартов Passivhaus.

О'Коннор и др. изучено влияние вращающегося теплового колеса на расход приточного воздуха в здание. Вычислительная модель была создана для моделирования влияния вращающегося теплового колеса на скорости воздушного потока при включении в промышленную систему ветровой башни. Моделирование было подтверждено с помощью масштабного модельного эксперимента в замкнутой дозвуковой аэродинамической трубе. Данные, полученные в результате обоих испытаний, сравнивались для анализа расходов. Хотя скорости потока были уменьшены по сравнению с ветряной башней, которая не включала вращающееся тепловое колесо, нормы вентиляции для жителей в школе или офисном здании были выполнены выше внешней скорости ветра 3 м/с, которая ниже, чем средняя скорость ветра Великобритании (4-5 м/с).

В этом исследовании не было полномасштабных экспериментальных или полевых испытаний; поэтому не может быть окончательно доказано, что вращающиеся тепловые колеса возможны для интеграции в коммерческую систему ветровой башни. Однако, несмотря на снижение расхода воздуха в здании после введения вращающегося теплового колеса, это снижение не было достаточно большим, чтобы предотвратить выполнение норм вентиляции. Достаточные исследования еще не были проведены для определения пригодности вращающихся тепловых колес в естественной вентиляции, скорости подачи вентиляции могут быть выполнены, но тепловые возможности вращающегося теплового колеса еще не исследованы. Дальнейшая работа будет способствовать углублению понимания системы.

Неподвижные пластинчатые теплообменники[править]

Mardiana et al. интегрированный фикчированный теплообменный аппарат плиты в коммерчески башню ветра, выделяя преимущества этого типа системы как середины Zero вентиляции энергии которую можно просто доработать. Были проведены полномасштабные лабораторные испытания для определения воздействия и эффективности комбинированной системы. Башня ветра была интегрирована с фикчированным теплообменным аппаратом плиты и была установлена Центрально на загерметизированной комнате испытания.

Результаты этого исследования показывают, что сочетание пассивной вентиляционной системы ветровой башни и стационарного пластинчатого устройства рекуперации тепла может обеспечить эффективную комбинированную технологию для рекуперации отработанного тепла из отработанного воздуха и охлаждения входящего теплого воздуха с нулевой потребностью в энергии. Хотя никаких количественных данных о скоростях вентиляции в испытательном помещении представлено не было, можно предположить, что из-за высоких потерь давления в теплообменнике они были значительно снижены по сравнению со стандартной работой ветряной башни. Дальнейшее исследование этой комбинированной технологии имеет важное значение для понимания характеристик воздушного потока системы.

Тепловые трубы[править]

Из-за низкой потери давления в системах тепловых труб было проведено больше исследований по интеграции этой технологии в пассивную вентиляцию, чем в других системах рекуперации тепла. Коммерчески башни ветра снова были использованы как пассивная система вентиляции для интегрировать эту технологию спасения жары. Это еще больше усиливает предположение о том, что коммерческие ветряные башни являются достойной альтернативой механической вентиляции, способной одновременно подавать и выпускать воздух.

Обкатка систем[править]

Flaga-Maryanczyk et al. провел исследование в Швеции, в котором изучил пассивную систему вентиляции, которая интегрировала систему обкатки с использованием теплового насоса наземного источника в качестве источника тепла для нагрева входящего воздуха. Экспериментальные измерения и данные о погоде были взяты из пассивного дома, используемого в исследовании. Модель CFD пассивного дома была создана с измерениями, взятыми из датчиков и метеостанции, используемых в качестве входных данных. Модель была запущена для расчета эффективности системы обкатки и возможностей теплового насоса наземного источника.

Земные тепловые насосы источника обеспечивают надежный источник последовательной тепловой энергии похороненный 10-20 м под земной поверхностью. Температура земли теплее, чем окружающий воздух зимой и прохладнее, чем окружающий воздух летом, обеспечивая как источник тепла, так и теплоотвод. Выяснилось, что в феврале, самом холодном месяце в климате, тепловой насос наземного источника был способен обеспечить почти 25% потребностей в отоплении дома и жильцов.

Материалы изменения фазы[править]

Большинство научных интересов в области PCMs представляет применение интеграции материалов с фазовым переходом в традиционные пористые строительные материалы, такие как бетон и стеновые плиты. Kosny et al. проанализировали тепловые характеристики зданий, которые имеют PCMenhanced строительных материалов в структуре. Анализ показал, что добавление PCMs выгодно с точки зрения улучшения тепловых характеристик.

Существенным недостатком использования ПКМ в пассивной системе вентиляции для рекуперации тепла является отсутствие мгновенной теплопередачи по различным воздушным потокам. Материалы фазового перехода технология аккумулирования тепла, посредством чего жара хранится внутри PCM до тех пор пока температура воздуха не будет падать к значительно уровню где ее можно выпустить назад в воздушный поток. Никакие исследования не были проведены в пользу PCMs между 2 воздушными потоками различной температуры где непрерывная, мгновенная передача тепла может произойти. Исследование в эту область было бы полезно для пассивного исследования спасения жары вентиляции.

Преимущества и недостатки[править]

Тип ВСР Преимущества Ущерб рабочий параметр Эффективность % Падение Давления (Pa) контроль влажности
Вращающееся тепловое колесо Высокоэффективный Разумное и скрытое спасение жары Компактная конструкция Управление заморозка доступное Перекрестное загрязнение возможное требует смежных воздушных потоков Механически управляемый, требуя входного сигнала энергии Скорость вращения Скорость воздушного потока Пористость Колеса 80+ 4-45 ДА
Неподвижная пластина Отсутствие двигающих частей следовательно высокая надежность Высокий коэффициент теплопередачи Отсутствие перекрестного загрязнения Возможен контроль мороза Разумное и скрытое спасение жары Высокая потеря давления через обменник Ограничено двумя отдельными воздушными потоками Накопление конденсата Мороз растет в холодном климате Тип материала Рабочий пресс Температура Проточное устройство 70-90 7-30 ДА
Тепловая труба Отсутствие движущихся частей, высокая надежность Отсутствие перекрестного загрязнения Потеря низкого давления Компактная конструкция Возможна рекуперация тепла в двух . направлениях Требует близких воздушных потоков Внутренняя жидкость должна соответствовать . местным климатическим условиям Тип жидкости Время контакта Расположение конфигурация . . Структура 80 1-5 НЕТ
Бегать Воздушные потоки могут быть отдельными Отсутствие перекрестного загрязнения Потеря низкого давления Несколько источников рекуперации тепла Несколько насосов, необходимых для перемещения жидкости Трудно интегрироваться в существующие структуры Низкая эффективность Стоимость Тип обменника Тип жидкости Источник тепла 50-80 ~1 НЕТ
Материалы изменения фазы Легкое включение в строительные материалы Смещение пиковых потребностей в энергии Отсутствие потери давления Отсутствие перекрестного загрязнения Отсутствие движущихся частей Длительный срок службы Тепловое хранение в отличие от мгновенного переноса Дорогой Не проверенная технология Трудности в выборе подходящего материала Способ пропитки Т 0 НЕТ

Воздействие на окружающую среду[править]

Энергосбережение является одним из ключевых вопросов как для потребления ископаемого топлива, так и для защиты глобальной окружающей среды. Рост стоимости энергии и глобальное потепление подчеркнули, что развитие улучшенных энергетических систем необходимо для повышения энергоэффективности при одновременном сокращении выбросов парниковых газов. Наиболее эффективным способом снижения энергопотребления является более эффективное использование энергии. Поэтому утилизация тепла становится популярной в последние годы, так как повышает энергоэффективность. Во многих странах около 26% промышленной энергии по-прежнему расходуется в виде горячего газа или жидкости. Однако в течение последних двух десятилетий большое внимание уделялось рекуперации отходящего тепла в различных отраслях промышленности и оптимизации агрегатов, используемых для поглощения тепла отходящими газами. Таким образом, эти попытки способствуют сокращению глобального потепления, а также спроса на энергию.

Потребление энергии[править]

В большинстве промышленно развитых стран на ОВКВ приходится треть общего энергопотребления. Кроме того, охлаждение и осушение свежего вентиляционного воздуха составляет 20-40% от общей энергетической нагрузки для ОВКВ в жарких и влажных климатических регионах. Однако этот процент может быть выше, если требуется 100% - ная вентиляция свежим воздухом. Это означает, что требуется больше энергии для удовлетворения потребностей пассажиров в свежем воздухе. Рекуперация тепла становится необходимой в связи с увеличением затрат энергии на обработку свежего воздуха. Основным назначением систем рекуперации тепла является снижение энергопотребления зданий на отопление, охлаждение и вентиляцию путем рекуперации отработанного тепла. В связи с этим автономные или комбинированные системы рекуперации тепла могут быть встроены в жилые или коммерческие здания для энергосбережения. Снижение уровня потребления энергии также может внести заметный вклад в сокращение выбросов парниковых газов для устойчивого развития мира.

Парниковые газы[править]

CO2, N2O и CH4 являются общими парниковыми газами, а CO2 является крупнейшим фактором изменения климата. Поэтому выбросы парниковых газов часто обозначаются как эквивалентные выбросы CO2. В период с 2000 по 2005 год общий объем глобальных выбросов парниковых газов увеличился на 12,7%. В 2005 году строительный сектор выпустил около 8,3 Gt CO2. Кроме того, в большинстве развитых стран на здания приходится более 30% выбросов парниковых газов в год. Согласно другому исследованию, здания в странах Европейского Союза вызывают около 50% CO2 выбросы в атмосферу. В случае принятия надлежащих мер можно снизить выбросы парниковых газов на 70% по сравнению с ожидаемыми уровнями в 2030 году. Увеличение выбросов парниковых газов из-за высокого спроса на энергоресурсы завершилось глобальным потеплением. В этой связи смягчение газовых выбросов в атмосферу является одной из важнейших проблем современного мира, которую необходимо решать. Системы рекуперации тепла обладают значительным потенциалом для снижения выбросов парниковых газов. Ассоциация шотландского виски осуществила проект на заводе Glenmorangie distillery по рекуперации скрытого тепла из новых промывочных кубов для нагрева других технологических вод. Они обнаружили, что 175 т в год CO 2 будут сохранены с периодом окупаемости под одним годом. В другом докладе подчеркивается, что 10 МВт рекуперированного тепла могут быть использованы для экономии 350 000 евро в год в расходах на выбросы. Закон Великобритании об изменении климата 2008 года нацелен на 34% - ное сокращение выбросов парниковых газов к 2020 году по сравнению с уровнем 1990 года и 80% - ное сокращение к 2050 году. Они подчеркивают значительный потенциал и важность технологий рекуперации тепла для достижения этой цели.

См. также[править]

Пруф[править]

.earth.org.uk/MHRV-mechanical-heat-recovery-ventilation.html

Источник — https://wikixw.ru/index.php?title=Вентиляция_спасения_жары&oldid=4681