коэффициент эффективности рекуператора чему равен

Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №4’2006

Источник

Умный дом в котором я живу. Вентиляция. КПД рекуператоров

В теме про вентиляцию @APanin высказал следующее соображение:

Однако мне видится здесь логическая ошибка. Мы имеем дело с неравновесной системой.

Соответственно здесь лучше пользоваться законом сохранения энергии.

Теплоемкость атмосферы и квартиры по сравнению с энергией доступной рекуператору огромны. И на количество энергии, передаваемой внутри рекуператора их изменением можно пренебречь.

Потерями через корпус рекуператора пренебрежем.

для простоты будем считать, что рекуператор у нас идеально сбалансирован, плотность и теплоемкость воздуха не зависят от температуры. Этим мы обсепечим равеноство масс поступившего в квартиру и ушедшего воздуха.

Итак, у нас воздух приходящий с улицы в рекуператор имеет энергию Qу=m*c*ty

а энергия отданная рекуператором Qотд= Qп-Qу=m*c*(tп-tу)

Итак, tв=25.1С, ty= 1,9C, tп=20.2С

Кстати здесь можно проверить выкладки. Прикинем температуру в выхлопном канале и сравним с реальной.

tвых= tв-tп= 25.1-20.2=4.9С

Измерение пирометром дает =4.4С

В общем, я не вижу ни логической ошибки в своих измерениях, да и теоретические выкладки согласуются с опытными данными.

В этой модельке есть не состыковка.

У меня на выходе из квартиры пароводяная смесь с температурой 25С и влажностью под 40%, а на входе 1С и 92% влажность.

Возврат влаги заявлен у рекуператора 40%-50%. Так что куда-то девается значительная часть скрытой теплоты (энтальпии)

Я нашел! Архимегаполезный сайт с кучей справочников и калькуляторов. В нашем случае интересен вот этот: https://tehtab.ru/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemp.

А теплообменник вот тут видно хорошо:

В общем вы радикально перевернули мое понимание систем вентиляции с рекуператором! Расширил, так сказать, границы понимания. Спасибо!

Человек, которого Вы опровергаете, вряд ли задумывался о конструкции рекуператора. А она такова, что имеется градиент температуры от температуры улицы до температуры комнаты. За счет этого КПД намного выше, чем те 50%, о которых могла идти речь в его рассуждениях

Умный дом в котором я живу. Вентиляция. Автоматизируем по полной. ч1. Настройка терморегулятора

Привет друзья. Давненько я не пилил посты про умный дом. Но я не бездействовал, а потихонечку пилил всякое разное.

Я наконец почти завершил проект автоматизации приточной установки.

Про использование рекуператора в квартире я писал 2 поста:

Есть рекуперативная вентустановка установленная в 3-х комнатной квартире. Была прикручена простенькая логика. Включать при превышении порога CO2, выключать когда воздух снова чист.

Но вентустановкой можно еще регулировать температуру. Этим мы и займемся.

Итак, вентустановка у меня Турков 350, чуть доработанный напильником, но не суть. Он умеет общаться только по modbus.

Был вариант собрать на 1-й малинке из стола сервачок, который будет транслировать в mqtt. Но в итоге остановился на конверторе RS485 в Wi-Fi С гордым названием USR-W600.

Ну, что, провода подцепили: А к А B к В, подали питание, Подключаем к сети: подключаемтся точке доступа USR-W600, в браузере идем по адресу 10.10.100.254, вводим логин-пароль admin. Переключаем язык на английский (фанаты могут оставить китайский)

В закладке WiFi Setting настраиваем подключение к родной сети;
STA mode

И идем во вкладку Trans Setting и прописываем параметры работы с модбасом

И то же самое делаем в кофиге home assistant

Перезапускаемся, и вуаля. установка может общаться с умным домом. Открываем инструкцию и по ней описываем сенсоры в домене sensors

В скриптах прописываем действия

Теперь начинаем собирать термостат. Приточка к сожалению не позволяет плавно регулировать скорость моторов через modbus, поэтому придется изобретать велосипед. Из 3-х доступных нам пресетов установки (которые можно выставить в контроллере):

баланс: п=100% в=33% (именно при таком раскладе температура приточного канала будет средним между притоком и рекуперацией)

рекуперация: п=100%, в=100%

Итак, у нас установка может «греть» воздух в квартире, подавая подогретый воздух и охлаждать его, подавая более прохладный воздух.

Эх, не хотел я затрагивать пока тему расчетных температур да придется коснуться.

мы нашли, что кпд рекуператора можно вычислить по формуле

Было экспериментально установлено, что во всех режимах «КПД» практически постоянен. Со временем он незначительно меняется из-за загрязнения фильтров.

КПД я взял в кавычки, т.к. этот параметр является КПД только при равенстве притока и выхлопа. Так что строго говоря, это некоторая передаточная функция.

Соответственно если мы знаем температуру вытяжного воздуха и температуру на улице, можно вычислить установившуюся температуру воздуха в любом режиме.

соответсвенно в сенсорах calc_pritok, calc_balance, calc_recup лежат температуры в установившихся режимах.

Собираем виртуальный выключатель в домене switch. Он будет у нас переключать установку между нагревом и охлаждением

Ну вот и все. у нас все готово для создания термостата вент установки.

Ну вот и все. Теперь мы можем заставить приточку держать температуру приточного канала с точностью до 1градуса.

Вопрос автоматического выбора температуры уставки я опишу в следующей части. Будет много интересного: синтез ПИД регулятора, борьба с интегральным насыщением, и большим временем выдачи сигналов датчиками.

За сим наступило утро и Шахрезад прекратил дозволенные речи.

ЗЫ одна из главных заказчиц довольна.

Умный дом в котором я живу. Вентиляция. Муки выбора и проектирования

И снова здравствуйте, мои дорогие любители чистого воздуха и лентяи.

С начала обсуждения умных домов у меня резко выросло количество подписчиков, так что придется продолжать.

В прошлой части многих заинтерсовало устройство вентиляции

Итак, что мы имеем: дом 86-го года, трешка, 70 квадратов на 8-м этаже. 3 окна выходят на 2-х полосную дорогу, вечерами и утром задорно стоящую в пробке и одно окно во двор.

Так что вопрос почему чертеж не по ГОСТ мы будем считать закрытым.

В квартире живут 3 человека, собака и кот, которых будем считать за 1 человека. Ну и в планах возможно расширение еще на 1 человека. Итого расчетное количество жильцов 5 человек.

Норматив по концентрации CO2 в помещении прописан в ГОСТ 30494—2011

В самом документе прописано превышение над фоновым уровнем (400ppm).

Поэтому для удобства переведу в абсолютные величины

Высокое — 800ppm и менее

Среднее — 800—1000 ppm

Допустимое 1000—1400 ppm

Низкое 1400 и более

В нормативах по вентиляции прописан МГСН 3.01-01 не менее 30 кубов на человека в час.

Меня стало интересовать, откуда взялась эта магическая цифра. и я нашел интересные расчеты тов. xvalex.

Полностью можно ознакомиться по ссылке выше, а вот выводы я приведу.

Итак, требуемая концентрация углекислого газа и воздухообмен на человека.

Рекуператоры вообще не рекомендуют в квартирах из-за сложности с разводкой, балансировкой притока и вытяжки. Но у меня выбора особо не было и квартира позволяет сделать разводку следующим образом- приток в комнаты, забор из кухни:

Итак, выбор установки в наших условиях сильно сокращается. габариты не более 1х0,8м, вертикальное исполнение. В общем, выбор пал на Турков 350 с догревом.

В процессе эксплуатации выяснилось, что штатная фильтрация F5 недостаточна. И пришлось чередить комбинацию фильтров G3 и F9 на приток. В этом режиме установка работала на пределе и пришлось ставить вентилятор подпора. У меня был Soler & Palau TD-500/150-160 SILENT. Он и пошел в дело.

Сейчас установка выглядит так:

Ну и пара фоток с монтажа и как выглядит в итоге. Для уменьшения шума я использовал гибкие шумопоглощающие воздуховоды

Сейчас установка работает на 2/3 мощности. Температура приточного воздуха колеблется возле проектных +18С без использования догрева.

С задачей удержания СО2 в пределах 400-800 справляется прекрасно.

Ну и про автоматизацию управления.

Управляющие датчики это 3 датчика ClearGrass Air monitor (CO2, TVOC) в жилых комнатах и Xiaomi Mijia Air Quality Tester (TVOC) на кухне.

А включение- выключение обеспечивается через 1 кнопочный выключатель Xiaomi Aqara с нулевой линией.

Коллеги, обратите внимание, что выключатель без нулевой линии может управлять нагрузкой до 800 вт, а с нулевой линией до 2,5 квт (ток не более 10А).

Источник

Энергоэффективное управление рекуперацией воздуха

Рекуперация – важный инструмент энергосбережения в системах приточно-вытяжной вентиляции и центрального кондиционирования зданий. Использование рекуператоров само по себе снижает энергопотребление, но не всегда позволяет извлечь максимальный потенциал экономии.

И чем более интеллектуальна система управления, тем большего энергосбережения можно достичь. В статье представлены популярные и инновационные методы энергоэффективного управления рекуперацией воздуха.

Понятия и определения

Что такое рекуперация тепла? Р екуперация тепла или обратное получение тепла — это процесс теплообмена, при котором тепло забирается от вытягиваемого выбрасываемого воздуха и передается свежему нагнетаемому воздуху, который нагревается. Процесс проходит в рекуперационном теплообменнике таким образом, что выбрасываемый и свежий воздух абсолютно отделены друг от друга, чтобы не произошло их смешивание.

В охлаждаемых помещениях можно использовать рекуперационные теплообменники также обратным способом, то есть для рекуперации холода. При этом подводимому воздуху передается холод от отводимого воздуха.

Важной характеристикой рекуператоров является Коэффициент эффективности рекуперации.
Коэффициент эффективности рекуперации тепла выражает отношение между максимально возможным полученным теплом и теплом, полученным в действительности. Теоретически эффективность может меняться в пределах от 30 до 90 %. Эта характеристика зависит от стоимости, производителя и типа рекуператора.

Типы рекуператоров и их особенности:

Пластинчатые рекуператоры

Удаляемый и приточный воздух проходят с обеих сторон целого ряда пластин. В пластинчатых рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата, потому они оборудованы отводами для конденсата. Конденсатосборники имеют водяной затвор, не позволяющий вентилятору захватывать и подавать воду в канал. Из-за выпадения конденсата существует серьезный риск образования льда в холодное время года. Пластинчатые рекуператоры характеризуется высокой эффективностью (50-80%), являются самыми распространенными и относительно дешевыми, широко используются на малых предприятиях, и в небольших зданиях, коттеджах, магазинах.

Роторные рекуператоры

Тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Это открытая система, и потому здесь велик риск того, что грязь и запахи могут перемещаться из удаляемого воздуха в приточный, однако, некоторые производители утверждают, что в их рекуператорах исключено смешивание. Уровень рекуперации тепла может регулироваться скоростью вращения ротора. Обладают самой высокой эффективностью (75-90%), и соответственно ценой. Преимущественно используются на крупных промышленных предприятиях, цехах, в больших зданиях.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем

Вода или водно-гликолиевый раствор, циркулирует между двух теплообменников, один из которых расположен в вытяжном канале, а другой в приточном. Теплоноситель нагревается удаляемым воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Теплоноситель циркулирует в замкнутой системе и отсутствует риск передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный. Передача тепла может регулироваться изменением скорости циркуляции теплоносителя. Эти рекуператоры имеют низкую эффективность (45-60%).Обладая низкой эффективностью, используются в случае, если удаляемый воздух сильно загрязнен или токсичен, когда смешивание недопустимо.

Камерные рекуператоры

Камера разделяется на две части заслонкой. Удаляемый воздух нагревает одну часть камеры, затем заслонка изменяет направление воздушного потока таким образом, что приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры. Загрязнение и запахи могут передаваться из удаляемого воздуха в приточный. Характеризуется высокой эффективностью ( 70-80%).

Тепловые трубы

Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом. Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Имеет низкую эффективность (50-70%).

Регулирование тепловлажностного режима

В системе кондиционирования воздуха с рекуперацией и увлажнением можно достичь энергосбережения за счет поддержания экономичного тепловлажностного режима. Для этого система автоматизации обеспечивает оптимальный комфорт по температуре и влажности при минимальном энергопотреблении посредством управления рекуператором с учетом фактической потребности.

На диаграмме (рис. 1) наружный воздух перед подачей в помещение либо нагревается, либо охлаждается, в зависимости от наружной температуры, после чего он увлажняется и подается в помещение для поддержания комфортных условий по температуре и влажности. Затем отработанный воздух удаляется из помещения вытяжным вентилятором. Но прежде, чем попасть наружу, он отдает часть своей термальной энергии (тепла или прохлады) потокам приточного воздуха посредством рекуператора. Это позволяет сэкономить энергию в процессе дальнейшей воздухоподготовки.

Но как управлять рекуператором?

Для этого можно изменять степень рекуперации тепла. А разумно ли это? Казалось бы, пусть она будет максимально возможной, определяемой конструкцией и характеристиками рекуператора. Повысить ее вроде бы уже нет возможности, а сознательно понижать нет смысла. Однако это не совсем так. Изменения температуры и относительной влажности всегда находятся в противодействии.

При повышении температуры относительная влажность понижается и наоборот. Поэтому в отдельных случаях можно сознательно снижать степень рекуперации тепла, то есть жертвовать экономией энергии, затрачиваемой после рекуператора на обогрев или охлаждение, но зато выигрывать на экономии энергии, затрачиваемой на увлажнение или осушку воздуха. А в других случаях, возможно, наоборот.

Чему отдать приоритет? Что ценнее?

Это может зависеть от разных обстоятельств:

Кроме того, сознательно снижать степень рекуперации тепла бывает необходимо зимой для борьбы с обледенением рекуператора.

Как все это предусмотреть, рассчитать и выбрать оптимальный режим управления?

В разных рекуператорах управление осуществляется по-разному. Рекуператоры подразделяются по типам, в зависимости от конструкции и принципа действия. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. В зависимости от характеристик и условий использования может применяться тот или иной тип рекуператора.

Рассмотрим три разновидности рекуператоров:

Пластинчатый рекуператор:

Пластинчатый рекуператор (рис. 2) – это теплообменник, оснащенный множеством тонких перегородок. Потоки вытяжного и приточного воздуха проходят между перегородками по разные их стороны под прямым углом друг к другу, не пересекаясь и не смешиваясь. При этом они обмениваются термальной энергией.

Потеря давления воздуха может составлять 150–300 Pa. Зимой потоки вытяжного воздуха, как более влажные, охлаждаются до точки росы и оставляют влагу между перегородками рекуператора.

Это может привести к обледенению, которое снижает эффективность рекуперации и увеличивает потерю давления воздуха, что вызывает увеличение энергопотребления вентиляторов. Для защиты от обледенения используется регулируемый воздушный байпас, как показано на функциональной схеме приточно-вытяжной установки (рис. 3).

Контроллер получает от датчика защиты от обледенения информацию о понижении температуры воздуха до определенного порога, отделяющего от точки росы, и перераспределяет потоки воздуха, открывая воздушную заслонку на байпасе и прикрывая воздушную заслонку в приточном канале, для уменьшения степени охлаждения вытяжного воздуха.

Жидкостный рекуператор

Рекуператор этого типа (рис. 4) применяется, когда приточный и вытяжной воздуховоды разведены по разным этажам и нет возможности свести их в общем рекуператоре. На воздуховодах устанавливаются калориферы. Между ними циркулирует теплоноситель вода-гликоль. Для регулирования степени рекуперации и для защиты от обледенения используется датчик температуры и регулирующий клапан.

Роторный рекуператор

Этот рекуператор (рис. 5) представляет собой вращающийся барабан с множеством вентиляционных каналов ячеистой структуры из тонкой алюминиевой ленты. Вращаясь, барабан подставляет свои воздушные каналы попеременно под струи приточного и вытяжного воздуха.

Преимущества роторных рекуператоров:

Степень рекуперации зависит от числа оборотов вращения барабана и от скорости движения воздуха. Утилизация влаги происходит зимой, когда температура вытяжного воздуха в рекуператоре опускается до точки росы.

Вытяжной воздух, выходящий из помещения с комфортными параметрами по температуре и относительной влажности, обозначенными на рис. 6 красной точкой (Extract air), охлаждается в каналах барабана. Его температура падает до точки росы, и водяные пары конденсируются на холодной поверхности перегородок. Затем потоки наружного воздуха, проходя по этим каналам, забирают из них влагу и возвращают в помещение.

В этом случае, помимо утилизации влаги, снижается вероятность обледенения, так как влага удаляется из воздушных каналов, не успев превратиться в лед. Алгоритм экономайзера tx2 Для поддержания в помещении комфортной температуры 20–25°С и комфортной влажности 30–60% алгоритм автоматически определяет экономичные уставки тепловлажностного режима внутри комфортной зоны, ограниченной красными линиями (рис. 7).

Правый верхний угол выводится за пределы комфорта, так как при влагосодержании 11 г возникает легкое ощущение удушья. Рекуператор – первый инструмент изменения параметров наружного воздуха на пути воздухоподготовки.

Показатели воздуха после рекуператора оцениваются программой, и определяется необходимость в дополнительном нагреве или охлаждении, а также в дополнительном увлажнении или осушке. Если температура оказалась в пределах комфортной зоны, а относительная влажность – за ее пределами, то алгоритм программы изменяет скорость вращения барабана так, чтобы ввести относительную влажность в границы комфортной зоны.

При этом температура, скорее всего, выйдет за ее пределы. И наоборот. При обоюдной потребности в изменении температуры и относительной влажности воздуха расставляются приоритеты. Программа определяет оптимальную степень рекуперации, исходя из разной стоимости энергии на обогрев, охлаждение, увлажнение и осушку и координирует ее с работой узлов регулирования для минимального суммарного энергопотребления.

Алгоритм согласует работу узлов обогрева, охлаждения и поддержания влажности, а также скорость вращения барабана, и определяет оптимальную уставку тепловлажностного режима внутри комфортной зоны. Опыт использования функции Economizer tx2 в управлении центральным кондиционированием с рекуперацией и регулированием влажности показал потенциал экономии энергии – 40%.

Все системы управляются с максимальной эффективностью без ущерба для комфорта пользователей. Такой целостный подход к автоматизации инженерных систем зданий является основополагающим, и Economizer tx2 стоит в одном ряду с другими существующими инновационными методами энергосбережения, имеющимися в распоряжении компании «Сименс» и позволяющими достичь максимальной экономии энергии в системах жизнеобеспечения зданий.

Источник

• ← что такое национальность примеры
• что такое желтые жилеты во франции →