Energieeinsparung ist heute eine Priorität für die Entwicklung der Weltwirtschaft. Die Erschöpfung der natürlichen Energiereserven und die Erhöhung der Kosten für thermische und elektrische Energie führen zwangsläufig dazu, dass ein ganzes System von Maßnahmen zur Verbesserung der Effizienz energieverbrauchender Anlagen entwickelt werden muss. In diesem Zusammenhang wird die Reduzierung von Verlusten und die Wiederverwendung von Wärmeenergie zu einem wirksamen Instrument zur Lösung des Problems.

Im Rahmen einer aktiven Suche nach Reserven an Brennstoffen und Energieressourcen wird immer mehr auf das Problem der weiteren Verbesserung von Klimaanlagen als große Verbraucher von thermischer und elektrischer Energie hingewiesen. Maßnahmen zur Steigerung der Effizienz von Wärme- und Stoffaustauschvorrichtungen, die die Grundlage des Teilsystems für die polytropische Luftaufbereitung bilden, dessen Betriebskosten 50% aller Kosten für den Betrieb mit Hartwährung erreichen, müssen eine wichtige Rolle bei der Lösung dieses Problems spielen.

Die Nutzung von Wärmeenergie aus Lüftungsemissionen ist eine der wichtigsten Methoden zur Einsparung von Energieressourcen in Klima- und Lüftungssystemen von Gebäuden und Bauwerken für verschiedene Zwecke. In Abb. Abbildung 1 zeigt die wichtigsten Schemata zur Nutzung der Abluftwärme, die auf dem Markt moderner Lüftungsgeräte implementiert sind.

Eine Analyse des Produktionszustands und der Verwendung von Wärmerückgewinnungsgeräten im Ausland zeigt eine Tendenz, hauptsächlich Umwälzung und vier Arten von Abwärmetauschern zu verwenden: rotierende regenerative, plattenrekuperative, basierend auf Wärmerohren und mit einem Zwischenwärmeträger. Die Verwendung dieser Geräte hängt von den Betriebsbedingungen der Lüftungs- und Klimaanlagen, wirtschaftlichen Erwägungen, der relativen Position der Zu- und Abluftzentren und den Betriebsfähigkeiten ab.

In der Tabelle. Abbildung 1 zeigt eine vergleichende Analyse verschiedener Wärmerückgewinnungsschemata für Abluft. Zu den Hauptanforderungen des Investors an Wärmerückgewinnungsanlagen gehören: Preis, Betriebskosten und Betriebseffizienz. Die billigsten Lösungen zeichnen sich durch eine einfache Konstruktion und das Fehlen beweglicher Teile aus, wodurch zwischen den vorgestellten Schemata eine Einheit mit einem Querstromrekuperator (Abb. 2) unterschieden werden kann, die für die klimatischen Bedingungen des europäischen Teils Russlands und Polens am besten geeignet ist.

Jüngste Studien auf dem Gebiet der Schaffung neuer und der Verbesserung bestehender Wärmerückgewinnungsgeräte von Klimaanlagen zeigen einen deutlichen Trend bei der Entwicklung neuer Konstruktionslösungen für Plattenwärmetauscher (Abb. 3). Der entscheidende Faktor bei der Auswahl ist die Fähigkeit, einen störungsfreien Betrieb des Geräts unter Bedingungen der Feuchtigkeitskondensation bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen Außenluft.

Die Temperatur der Außenluft, ab der sich in den Abluftkanälen Frost bildet, hängt von folgenden Faktoren ab: Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Abluft, Verhältnis der Zuluft- und Abluftströme sowie Auslegungsmerkmale. Wir stellen die Besonderheit der Wärmetauscher bei niedrigen Außentemperaturen fest: Je höher die Wärmeübertragungseffizienz, desto größer ist die Frostgefahr auf der Oberfläche der Abluftkanäle.

In dieser Hinsicht kann eine geringe Wärmeübertragungseffizienz in einem Querstromwärmetauscher ein Vorteil sein, um das Risiko einer Vereisung der Oberflächen der Abluftkanäle zu verringern. Die Gewährleistung sicherer Bedingungen ist normalerweise mit der Umsetzung der folgenden traditionellen Maßnahmen zur Verhinderung des Einfrierens der Düse verbunden: periodisches Abschalten der Außenluftversorgung, deren Umgehung oder Vorwärmung, deren Umsetzung die Effizienz der Abwärmerückgewinnung sicherlich verringert.

Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht darin, Wärmetauscher zu schaffen, bei denen das Einfrieren der Platte entweder fehlt oder bei niedrigeren Lufttemperaturen auftritt. Ein Merkmal des Betriebs von Luft-Luft-Wärmerückgewinnungsgeräten ist die Möglichkeit, Wärme- und Stoffaustauschprozesse in den „trockenen“ Wärmeübertragungsmodi zu realisieren und gleichzeitig die entfernte Luft mit Kondensation in Form von Tau und Frost auf der gesamten oder einem Teil der Wärmetauscheroberfläche zu kühlen (Abb. 4).

Die rationelle Nutzung der Kondensationswärme, deren Wert unter bestimmten Betriebsarten von Wärmetauschern 30% erreicht, kann den Bereich der Änderungen der Parameter der Außenluft, bei denen keine Vereisung der Wärmeaustauschflächen der Platten auftritt, erheblich vergrößern. Die Lösung des Problems der Bestimmung der optimalen Betriebsarten der betrachteten Wärmetauscher, die bestimmten Betriebs- und Klimabedingungen entsprechen, und des Anwendungsbereichs erfordert jedoch detaillierte Untersuchungen des Wärme- und Stoffübergangs in den Düsenkanälen unter Berücksichtigung von Kondensation und Frostbildung.

Als Hauptforschungsmethode wird die numerische Analyse gewählt. Es ist am wenigsten mühsam und ermöglicht es Ihnen, die Merkmale zu bestimmen und Muster des Prozesses basierend auf der Verarbeitung von Informationen über den Einfluss der Anfangsparameter zu identifizieren. Daher wurden experimentelle Untersuchungen von Wärme- und Stoffübergangsprozessen in den betrachteten Geräten in einem viel kleineren Volumen durchgeführt und hauptsächlich, um die als Ergebnis der mathematischen Modellierung erhaltenen Abhängigkeiten zu verifizieren und anzupassen.

Bei der physikalischen und mathematischen Beschreibung des Wärme- und Stoffübergangs im untersuchten Rekuperator wurde ein eindimensionales Übertragungsmodell (ε-NTU-Modell) bevorzugt. In diesem Fall wird der Luftstrom in den Düsenkanälen als Fluidstrom mit konstanter Geschwindigkeit, Temperatur und Stoffübergangspotential über seinen Querschnitt betrachtet, der den Massenmittelwerten entspricht. Um die Effizienz der Wärmerückgewinnung in modernen Wärmetauschern zu erhöhen, wird eine Lamellenoberflächenrippe verwendet.

Die Art und Lage der Rippen beeinflusst die Art des Wärmeflusses und den Stoffübergang erheblich. Das Ändern der Temperatur entlang der Höhe der Rippe führt zur Implementierung verschiedener Varianten von Wärme- und Stoffaustauschprozessen (Abb. 5) in den Kanälen der entfernten Luft, was die mathematische Modellierung und den Algorithmus zur Lösung des Differentialgleichungssystems erheblich verkompliziert.

Die Gleichungen des mathematischen Modells von Wärme- und Stoffübergangsprozessen in einem Kreuzpräzisionswärmetauscher werden in einem orthogonalen Koordinatensystem implementiert, wobei die Achsen OX und OY parallel zu den kalten bzw. warmen Luftströmen und die Achsen Z1 und Z2 senkrecht zur Oberfläche der Düsenplatten in den Zuluft- und Abluftkanälen gerichtet sind (Abb. 6) ), beziehungsweise.

In Übereinstimmung mit den Annahmen dieses ε-NTU-Modells wird der Wärme- und Stoffaustausch im untersuchten Verarbeiter durch Differentialgleichungen von Wärme- und Materialbilanzen beschrieben, die für die wechselwirkenden Luft- und Düsenströme unter Berücksichtigung der Phasenübergangswärme und des Wärmewiderstands der gebildeten Frostschicht erstellt wurden. Um eine eindeutige Lösung zu erhalten, wird das Differentialgleichungssystem durch Randbedingungen ergänzt, die die Werte der Parameter der Austauschmedien an den Eingängen zu den entsprechenden Kanälen des Rekuperators festlegen.

Das formulierte nichtlineare Problem kann nicht analytisch gelöst werden, daher wurde die Integration des Differentialgleichungssystems mit numerischen Methoden durchgeführt. Eine ausreichend große Anzahl numerischer Experimente, die mit dem ε-NTU-Modell durchgeführt wurden, ermöglichte es, eine Reihe von Daten zu erhalten, die zur Analyse der Eigenschaften des Prozesses und zur Identifizierung seiner allgemeinen Gesetze verwendet wurden.

In Übereinstimmung mit den Zielen der Untersuchung des Betriebs des Wärmetauschers wurde die Auswahl der untersuchten Modi und der Variationsbereiche der Parameter der ausgetauschten Strömungen durchgeführt, so dass die tatsächlichen Prozesse des Wärme- und Stoffaustauschs in der Düse bei negativen Werten der Außentemperatur sowie die Strömungsbedingungen der gefährlichsten Betriebsarten der Betriebsarten der Wärmerückgewinnungsgeräte am vollständigsten simuliert wurden .

Präsentiert auf Abb. 7-9 ermöglichen die Ergebnisse der Berechnung der Betriebsarten des untersuchten Geräts, die für klimatische Bedingungen mit einer niedrigen berechneten Außentemperatur in der Wintersaison charakteristisch sind, die Beurteilung der qualitativ erwarteten Möglichkeit der Bildung von drei Zonen aktiver Wärme und Stoffübertragung in den Kanälen der entfernten Luft (Abb. 6), die sich in ihrem Charakter unterscheiden Prozesse, die in ihnen auftreten.

Eine Analyse der in diesen Zonen ablaufenden Wärme- und Stoffaustauschprozesse ermöglicht es, mögliche Wege zur effizienten Erfassung der Wärme der entzogenen Belüftungsluft und zur Verringerung des Risikos der Frostbildung in den Kanälen der Wärmetauscherdüse auf der Grundlage der rationellen Verwendung von Phasenübergangswärme zu bewerten. Basierend auf der Analyse werden die Grenztemperaturen der Außenluft festgelegt (Tabelle 2), unterhalb derer sich in den Kanälen der Abluft Frost bildet.

Schlussfolgerungen

Die Analyse verschiedener Wärmerückgewinnungsschemata für Lüftungsemissionen wird vorgestellt. Die Vor- und Nachteile der betrachteten (bestehenden) Schemata zur Nutzung der Abluftwärme in Lüftungs- und Klimaanlagen werden angegeben. Basierend auf der Analyse wird ein Schema mit einem Plattenquerstromrekuperator vorgeschlagen:

• auf der Grundlage eines mathematischen Modells wurden ein Algorithmus und ein Programm zur Berechnung der Grundparameter von Wärme- und Stoffaustauschprozessen im untersuchten Wärmetauscher auf einem Computer entwickelt.
• die Möglichkeit der Bildung verschiedener Zonen der Feuchtigkeitskondensation in den Kanälen der Düse des Verwenders, innerhalb derer die Art der Wärme- und Stoffaustauschprozesse erheblich variiert;
• die Analyse der erhaltenen Muster ermöglicht es uns, rationale Betriebsmodi der untersuchten Geräte und die Bereiche ihrer rationalen Verwendung für verschiedene klimatische Bedingungen des russischen Territoriums zu bestimmen.

ÜBEREINKOMMEN UND INDIZES

Legende: h Rebrippenhöhe, m; l reb ist die Länge der Rippe, m; t ist die Temperatur, ° C; d ist der Feuchtigkeitsgehalt der Luft, kg / kg; ϕ - relative Luftfeuchtigkeit,%; δ Reb - Rippendicke, m; δ in - die Dicke der Frostschicht, m

Indizes: 1 - Außenluft; 2 - entfernte Luft; e - am Eingang zu den Düsenkanälen; p eb - rib; in - Raureif, o - am Ausgang der Düsenkanäle; Rosentaupunkt; sat ist der Zustand der Sättigung; w ist die Wand des Kanals.

Eine der Sekundärenergiequellen im Gebäude ist die Wärmeenergie der Luft, die in die Atmosphäre abgeführt wird. Der Wärmeenergieverbrauch zum Erhitzen der einströmenden Luft beträgt 40 ... 80% des Wärmeverbrauchs, der größte Teil kann bei Verwendung von sogenannten Wärmetauschern, Wärmetauschern, eingespart werden.

Es gibt verschiedene Arten von Wärmetauschern.

Rekuperative Plattenwärmetauscher werden in Form eines Plattenpakets hergestellt, das so installiert ist, dass sie zwei benachbarte Kanäle bilden, von denen einer die entfernte Luft und der andere die Zuluft bewegt. Bei der Herstellung von Plattenwärmetauschern dieser Bauart mit hohem Luftdurchsatz treten erhebliche technologische Schwierigkeiten auf. Daher werden Konstruktionen von Rohrbündelwärmetauschern und Wärmetauschern TKT entwickelt, bei denen es sich um ein Bündel von Rohren handelt, die in einem Schachbrettmuster angeordnet und in einem Gehäuse eingeschlossen sind. Die entfernte Luft bewegt sich im Ringraum, von außen nach innen. Die Bewegung der Strömungen ist kreuzweise.

Feige. Wärmetauscher:
a - Plattenbenutzer;
b - TKT-Verwender;
in - rotierend;
g - erholsam;
1 - Fall; 2 - Zuluft; 3 - Rotor; 4 - Säuberungssektor; 5 - Abluft; 6 - fahren.

Um Vereisungen zu vermeiden, sind die Wärmetauscher mit einer zusätzlichen Leitung entlang der Außenluft ausgestattet, durch die ein Teil der kalten Außenluft bei einer Temperatur der Wände des Rohrbündels unterhalb der kritischen Temperatur (-20 ° C) umgangen wird.

Abluft-Wärmerückgewinnungsgeräte mit Zwischenkühlmittel können in Systemen der mechanischen Versorgung und Abluft sowie in Klimaanlagen eingesetzt werden. Die Anlage besteht aus einem Lufterhitzer in den Zu- und Abluftkanälen, der durch einen geschlossenen Kreislauf mit einem Zwischenträger verbunden ist. Das Kühlmittel wird von Pumpen umgewälzt. Die entfernte Luft, die im Lufterhitzer des Abluftkanals gekühlt wird, überträgt Wärme an den Zwischenwärmeträger, der die Zuluft erwärmt. Wenn die Abluft unter die Taupunkttemperatur abgekühlt wird, tritt an einem Teil der Wärmeaustauschfläche der Abluftheizungen Kondensation von Wasserdampf auf, was zur Möglichkeit der Eisbildung bei negativen anfänglichen Zulufttemperaturen führt.

Wärmerückgewinnungsgeräte mit einem Zwischenkühlmittel können entweder in einem Modus betrieben werden, der tagsüber eine Eisbildung auf der Wärmeaustauschfläche des Abluftheizgeräts während des anschließenden Abschaltens und Auftauens ermöglicht, oder wenn das Herunterfahren der Anlage nicht akzeptabel ist, wenn eine der folgenden Maßnahmen zum Schutz des Abluftkanalheizgeräts vor Eisbildung getroffen wird ::

• vorheizen der Zuluft auf eine positive Temperatur;
• schaffung eines Bypasses im Kühlmittel oder in der Zuluft;
• erhöhung des Kühlmittelflusses im Kreislauf;
• erwärmung des Zwischenwärmeträgers.

Der Typ des regenerativen Wärmetauschers wird in Abhängigkeit von den berechneten Parametern der entfernten und zugeführten Luft und Feuchtigkeit im Raum ausgewählt. Regenerative Wärmetauscher können in Gebäuden für verschiedene Zwecke in Systemen der mechanischen Zu- und Ablüftung, Luftheizung und Klimaanlage installiert werden. Die Installation eines regenerativen Wärmetauschers sollte eine Gegenstrombewegung der Luftströme ermöglichen.

Die Lüftungs- und Klimaanlage mit einem regenerativen Wärmetauscher muss mit Überwachungs- und automatischen Steuermitteln ausgestattet sein, die Betriebsarten mit periodischem Auftauen von Frost oder zur Verhinderung der Frostbildung bieten sowie die erforderlichen Zuluftparameter einhalten sollen. Um Frostbildung in der Zuluft zu vermeiden:

• einen Bypass-Kanal einrichten;
• zuluft vorheizen;
• Ändern Sie die Geschwindigkeit der Düse des Regenerators.

In Systemen mit positiven anfänglichen Zulufttemperaturen während der Wärmerückgewinnung besteht keine Gefahr des Einfrierens von Kondensat auf der Oberfläche des Wärmetauschers im Abluftkanal. In Systemen mit negativen anfänglichen Zulufttemperaturen müssen Recyclingverfahren angewendet werden, die einen Schutz gegen das Einfrieren der Oberfläche von Lufterhitzern im Abluftkanal bieten.

Der Hauptzweck der Abluft ist die Beseitigung der Abluft aus den bedienten Räumlichkeiten. Die Absaugung erfolgt in der Regel in Verbindung mit der Versorgung, die wiederum für die Versorgung mit sauberer Luft verantwortlich ist.

Damit der Raum ein günstiges und gesundes Mikroklima hat, müssen Sie ein kompetentes Design des Luftaustauschsystems erstellen, die entsprechende Berechnung durchführen und die Installation der erforderlichen Einheiten gemäß allen Regeln durchführen. Bei der Planung müssen Sie berücksichtigen, dass der Zustand des gesamten Gebäudes und die Gesundheit der Personen, die sich darin befinden, davon abhängen.

Die kleinsten Fehler führen dazu, dass die Belüftung ihre Funktion nicht mehr so \u200b\u200berfüllt, wie sie sollte, ein Pilz in den Räumen erscheint, Dekoration und Baumaterialien zerstört werden und Menschen krank werden. Daher ist die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Lüftungsberechnung in keinem Fall zu unterschätzen.

Die Hauptparameter der Abluft

Abhängig von den Funktionen des Lüftungssystems werden vorhandene Installationen normalerweise unterteilt in:

1. Auspuff. Notwendig für die Ansaugung von Abluft und deren Entfernung aus dem Betriebsgelände.
2. Liefern Sorgen Sie für frische, saubere Luft von der Straße.
3. Versorgung und Auspuff. Gleichzeitig wird die alte muffige Luft entfernt und eine neue in den Raum eingespeist.

Abgasanlagen werden hauptsächlich in der Produktion, in Büros, Lagern und ähnlichen Räumlichkeiten eingesetzt. Ein Nachteil der Abluftbelüftung besteht darin, dass sie ohne ein simultanes Versorgungssystem sehr schlecht funktioniert.

Wenn mehr Luft aus dem Raum gezogen wird als er eintritt, entstehen Zugluft. Daher ist das Zu- und Abgassystem am effektivsten. Es bietet die angenehmsten Bedingungen sowohl in Räumlichkeiten als auch in Industrie- und Arbeitsräumen.

Moderne Systeme sind mit verschiedenen zusätzlichen Geräten ausgestattet, die die Luft reinigen, erwärmen oder kühlen, befeuchten und gleichmäßig im gesamten Gebäude verteilen. Alte Luft wird ohne Schwierigkeiten durch die Haube abgelassen.

Bevor man mit der Anordnung des Lüftungssystems fortfährt, muss man sich ernsthaft dem Prozess seiner Berechnung nähern. Die direkte Berechnung der Belüftung zielt darauf ab, die Hauptparameter der Hauptkomponenten des Systems zu bestimmen. Nur wenn Sie die am besten geeigneten Eigenschaften bestimmen, können Sie eine solche Belüftung herstellen, die alle ihr zugewiesenen Aufgaben vollständig erfüllt.

Bei der Berechnung der Beatmung werden folgende Parameter ermittelt:

1. Verbrauch.
2. Betriebsdruck.
3. Die Leistung der Heizung.
4. Die Querschnittsfläche der Kanäle.

Auf Wunsch können Sie zusätzlich den Energieverbrauch für Betrieb und Wartung des Systems berechnen.

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Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Bestimmung der Systemleistung

Die Berechnung der Belüftung beginnt mit der Bestimmung des Hauptparameters - Leistung. Die Maßeinheit der Lüftungsleistung beträgt m³ / h. Damit die Berechnung des Luftstroms korrekt durchgeführt werden kann, müssen Sie die folgenden Informationen kennen:

1. Die Höhe der Räumlichkeiten und deren Fläche.
2. Der Hauptzweck jedes Raumes.
3. Die durchschnittliche Anzahl der Personen, die gleichzeitig im Raum bleiben.

Für die Berechnung benötigen Sie folgende Geräte:

1. Roulette für Messungen.
2. Papier und Bleistift für Notizen.
3. Rechner für Berechnungen.

Um die Berechnung durchzuführen, müssen Sie einen Parameter wie die Luftaustauschrate pro Zeiteinheit kennen. Dieser Wert wird von SNiPom je nach Zimmertyp eingestellt. Für Wohn-, Industrie- und Verwaltungsräume variiert der Parameter. Sie müssen auch Momente wie die Anzahl der Heizgeräte und deren Leistung sowie die durchschnittliche Anzahl der Personen berücksichtigen.

Für Wohnräume beträgt der im Berechnungsprozess verwendete Luftwechselkurs 1. Verwenden Sie bei der Berechnung der Belüftung von Verwaltungsgebäuden einen Luftaustauschwert von 2-3 - abhängig von den spezifischen Bedingungen. Direkt zeigt die Vielzahl des Luftaustauschs, dass beispielsweise in einem Wohngebäude die Luft einmal in 1 Stunde vollständig erneuert wird, was in den meisten Fällen mehr als ausreichend ist.

Die Berechnung der Produktivität erfordert die Verfügbarkeit von Daten wie der Luftaustauschmenge in der Vielzahl und Anzahl der Personen. Es wird notwendig sein, die größte Bedeutung zu übernehmen und bereits ausgehend die geeignete Abluftleistung zu wählen. Die Berechnung der Luftaustauschrate erfolgt nach einer einfachen Formel. Es reicht aus, die Fläche des Raums mit der Deckenhöhe und dem Multiplizitätswert zu multiplizieren (1 für Haushalt, 2 für Verwaltung usw.).

Um den Luftaustausch anhand der Anzahl der Personen zu berechnen, wird die Luftmenge, die 1 Person verbraucht, mit der Anzahl der Personen im Raum multipliziert. Was das Luftvolumen anbelangt, das durchschnittlich bei minimaler körperlicher Aktivität verbraucht wird, so verbraucht 1 Person 20 m³ / h, bei einer durchschnittlichen Aktivität steigt dieser Indikator auf 40 m³ / h und liegt bei hohen Werten bereits bei 60 m³ / h.

Zur Verdeutlichung können Sie ein Berechnungsbeispiel für ein gewöhnliches Schlafzimmer mit einer Fläche von 14 m² angeben. Es sind 2 Personen im Schlafzimmer. Die Decke hat eine Höhe von 2,5 m. Ganz normale Bedingungen für eine einfache Stadtwohnung. Im ersten Fall zeigt die Berechnung, dass der Luftaustausch 14x2,5x1 \u003d 35 m³ / h beträgt. Wenn Sie die Berechnung nach dem zweiten Schema durchführen, werden Sie feststellen, dass sie bereits 2x20 \u003d 40 m³ / h beträgt. Wie bereits erwähnt, muss eine größere Bedeutung erlangt werden. Daher wird speziell in diesem Beispiel die Berechnung entsprechend der Anzahl der Personen durchgeführt.

Mit den gleichen Formeln wird der Sauerstoffverbrauch für alle anderen Räume berechnet. Abschließend müssen noch alle Werte addiert, die Gesamtleistung ermittelt und anhand dieser Daten Lüftungsgeräte ausgewählt werden.

Standardwerte für die Leistung von Lüftungssystemen sind:

1. Von 100 bis 500 m³ / h für gewöhnliche Wohneinheiten.
2. Von 1000 bis 2000 m³ / h für Privathäuser.
3. Von 1000 bis 10000 m³ / h für Industrieräume.

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Bestimmen der Leistung der Heizung

Um das Lüftungssystem nach allen Regeln zu berechnen, muss die Leistung des Heizgeräts berücksichtigt werden. Dies geschieht für den Fall, dass in dem Komplex mit Abluftversorgung eine Versorgung organisiert wird. Eine Heizung ist so installiert, dass die von der Straße kommende Luft erwärmt wird und bereits warm in den Raum gelangt. Tatsächlich bei kaltem Wetter.

Die Berechnung der Leistung des Heizgeräts wird unter Berücksichtigung von Werten wie dem Luftstrom, der erforderlichen Temperatur am Auslass und der Mindesttemperatur der einströmenden Luft bestimmt. Die letzten 2 Werte werden in SNiP genehmigt. Gemäß diesem Regelungsdokument muss die Lufttemperatur am Auslass des Heizgeräts mindestens 18 ° betragen. Die minimale Außentemperatur sollte entsprechend der Wohnregion angegeben werden.

Moderne Lüftungssysteme enthalten Leistungsregler. Solche Geräte wurden speziell entwickelt, um die Geschwindigkeit der Luftzirkulation zu verringern. Bei kaltem Wetter reduziert dies den Energieverbrauch des Lufterhitzers.

Um die Temperatur zu bestimmen, bei der das Gerät die Luft erwärmen kann, wird eine einfache Formel verwendet. Demnach müssen Sie den Wert der Leistung des Geräts nehmen, durch den Luftstrom dividieren und dann den resultierenden Wert mit 2,98 multiplizieren.

Wenn der Luftstrom in der Anlage beispielsweise 200 m³ / h beträgt und der Lufterhitzer eine Leistung von 3 kW hat und diese Werte in der obigen Formel ersetzt werden, wird das Luft durch das Gerät um maximal 44 ° erwärmt. Das heißt, wenn es im Winter -20 ° draußen ist, kann der ausgewählte Lufterhitzer Sauerstoff auf 44-20 \u003d 24 ° erwärmen.

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Arbeitsdruck und Kanalabschnitt

Die Berechnung der Belüftung erfordert die obligatorische Bestimmung von Parametern wie Betriebsdruck und Kanalquerschnitt. Ein effektives und vollständiges System umfasst Luftverteiler, Kanäle und Armaturen. Bei der Ermittlung des Arbeitsdrucks sind folgende Indikatoren zu berücksichtigen:

1. Die Form der Lüftungsrohre und deren Querschnitt.
2. Lüfterparameter.
3. Die Anzahl der Übergänge.

Die Berechnung eines geeigneten Durchmessers kann unter Verwendung der folgenden Verhältnisse durchgeführt werden:

1. Ein Rohr mit einer Querschnittsfläche von 5,4 cm² reicht für ein Wohngebäude auf 1 m Fläche aus.
2. Für private Garagen - ein Rohr mit einem Querschnitt von 17,6 cm² pro 1 m² Fläche.

Ein Parameter wie der Luftdurchsatz steht in direktem Zusammenhang mit dem Rohrquerschnitt: In den meisten Fällen wird eine Geschwindigkeit im Bereich von 2,4 bis 4,2 m / s gewählt.

Bei der Berechnung der Belüftung, ob es sich um ein Abgas-, Versorgungs- oder Versorgungs- und Abgassystem handelt, müssen daher eine Reihe wichtiger Parameter berücksichtigt werden. Die Wirksamkeit des gesamten Systems hängt von der Richtigkeit dieses Stadiums ab. Seien Sie also vorsichtig und geduldig. Auf Wunsch können Sie zusätzlich den Energieverbrauch für den Betrieb des einzurichtenden Systems ermitteln.

VORLESUNG

in der akademischen Disziplin "Wärme- und Stoffaustauschgeräte von Unternehmen"

(zum Lehrplan 200__)

Lektion Nummer 26. Wärmetauscher - Verwender. Designs, Funktionsprinzip

Entwickelt von: Ph.D., Associate Professor Kostyleva E.E.

Besprochen bei einem Treffen der Abteilung

protokoll Nr. _____

datiert "_____" ___________2008

Kasan - 2008

Lektion Nummer 26. Wärmetauscher - Verwender. Designs, Funktionsprinzip

Lernziele:

1. Untersuchung des Aufbaus und des Prinzips verschiedener Wärmetauscher von Wärmetauschern

Art des Berufs:vorlesung

Zeit verbringen: 2 Stunden

Veranstaltungort: aud. ________ ________.

Literatur:

1. Elektronische Ressourcen des Internets.

Pädagogische und materielle Unterstützung:

Plakate, die Lehrmaterial veranschaulichen.

Vorlesungsaufbau und Zeitberechnung:

Eine der Sekundärenergiequellen im Gebäude ist die Wärmeenergie der Luft, die in die Atmosphäre abgeführt wird. Der Wärmeenergieverbrauch zum Erhitzen der einströmenden Luft beträgt 40 ... 80% des Wärmeverbrauchs, der größte Teil kann bei Verwendung von sogenannten Wärmetauschern, Wärmetauschern, eingespart werden.

Es gibt verschiedene Arten von Wärmetauschern.

Rekuperative Plattenwärmetauscher werden in Form eines Plattenpakets hergestellt, das so installiert ist, dass sie zwei benachbarte Kanäle bilden, von denen einer die entfernte Luft und der andere die Zuluft bewegt. Bei der Herstellung von Plattenwärmetauschern dieser Bauart mit hohem Luftdurchsatz treten erhebliche technologische Schwierigkeiten auf. Daher werden Konstruktionen von Rohrbündelwärmetauschern und Wärmetauschern TKT entwickelt, bei denen es sich um ein Bündel von Rohren handelt, die in einem Schachbrettmuster angeordnet und in einem Gehäuse eingeschlossen sind. Die entfernte Luft bewegt sich im Ringraum, von außen nach innen. Die Bewegung der Strömungen ist kreuzweise.

Feige. 1 Wärmetauscher-Verwender:
und - Plattenbenutzer; b - TKT-Utilizer; im - rotierend; g - erholsam;
1 - Fall; 2 - Zuluft; 3 - Rotor; 4 - Säuberungssektor; 5 - Abluft; 6 - fahren.

Um Vereisungen zu vermeiden, sind die Wärmetauscher mit einer zusätzlichen Leitung entlang der Außenluft ausgestattet, durch die ein Teil der kalten Außenluft bei einer Temperatur der Wände des Rohrbündels unterhalb der kritischen Temperatur (-20 ° C) umgangen wird.

Abluft-Wärmerückgewinnungsgeräte mit Zwischenkühlmittel können in Systemen der mechanischen Versorgung und Abluft sowie in Klimaanlagen eingesetzt werden. Die Anlage besteht aus einem Lufterhitzer in den Zu- und Abluftkanälen, der durch einen geschlossenen Kreislauf mit einem Zwischenträger verbunden ist. Das Kühlmittel wird von Pumpen umgewälzt. Die entfernte Luft, die im Lufterhitzer des Abluftkanals gekühlt wird, überträgt Wärme an den Zwischenwärmeträger, der die Zuluft erwärmt. Beim Abkühlen der Abluft unter die Temperatur taupunkte An einem Teil der Wärmeaustauschfläche der Abluftheizungen tritt Kondensation von Wasserdampf auf, was bei negativen Anfangstemperaturen der Zuluft zur Möglichkeit der Eisbildung führt.

Wärmerückgewinnungsgeräte mit einem Zwischenkühlmittel können entweder in einem Modus betrieben werden, der tagsüber eine Eisbildung auf der Wärmeaustauschfläche des Abluftheizgeräts während des anschließenden Abschaltens und Auftauens ermöglicht, oder wenn das Herunterfahren der Anlage nicht akzeptabel ist, wenn eine der folgenden Maßnahmen zum Schutz des Abluftkanalheizgeräts vor Eisbildung getroffen wird ::

• vorheizen der Zuluft auf eine positive Temperatur;
• schaffung eines Bypasses im Kühlmittel oder in der Zuluft;
• erhöhung des Kühlmittelflusses im Kreislauf;
• erwärmung des Zwischenwärmeträgers.

Der Typ des regenerativen Wärmetauschers wird in Abhängigkeit von den berechneten Parametern der entfernten und zugeführten Luft und Feuchtigkeit im Raum ausgewählt. Regenerative Wärmetauscher können in Gebäuden für verschiedene Zwecke in Systemen der mechanischen Zu- und Ablüftung, Luftheizung und Klimaanlage installiert werden. Die Installation eines regenerativen Wärmetauschers sollte eine Gegenstrombewegung der Luftströme ermöglichen.

Die Lüftungs- und Klimaanlage mit einem regenerativen Wärmetauscher muss mit Überwachungs- und automatischen Steuermitteln ausgestattet sein, die Betriebsarten mit periodischem Auftauen von Frost oder zur Verhinderung der Frostbildung bieten sowie die erforderlichen Zuluftparameter einhalten sollen. Um Frostbildung in der Zuluft zu vermeiden:

• einen Bypass-Kanal einrichten;
• zuluft vorheizen;
• Ändern Sie die Geschwindigkeit der Düse des Regenerators.

In Systemen mit positiven anfänglichen Zulufttemperaturen während der Wärmerückgewinnung besteht keine Gefahr des Einfrierens von Kondensat auf der Oberfläche des Wärmetauschers im Abluftkanal. In Systemen mit negativen anfänglichen Zulufttemperaturen müssen Recyclingverfahren angewendet werden, die einen Schutz gegen das Einfrieren der Oberfläche von Lufterhitzern im Abluftkanal bieten.

Wärmetauscher-Verwender können in Lüftungs- und Klimaanlagen eingesetzt werden, um die aus dem Raum entfernte Abluftwärme zu nutzen.

Die Zu- und Abluftströme werden durch die entsprechenden Einlassrohre in die Querströmungskanäle der Wärmeaustauscheinheit geleitet, beispielsweise in Form eines Pakets von Aluminiumplatten. Wenn sich Strömungen durch die Kanäle bewegen, wird Wärme durch die Wände von wärmerer Abluft auf kältere Zuluft übertragen. Diese Ströme werden dann durch die entsprechenden Auslassrohre aus dem Wärmetauscher entfernt.

Beim Durchgang durch den Wärmetauscher nimmt die Zulufttemperatur ab. Bei niedrigen Außentemperaturen kann es die Taupunkttemperatur erreichen, was zu einem Feuchtigkeitsabfall (Kondensat) auf der Oberfläche führt und die Kanäle des Wärmetauschers begrenzt. Bei einer negativen Temperatur dieser Oberflächen verwandelt sich das Kondensat in Frost oder Eis, was natürlich den Betrieb des Wärmetauschers stört. Um die Bildung von Frost oder Eis oder deren Entfernung während des Betriebs dieses Wärmetauschers zu verhindern, messen Sie die Temperatur in der kältesten Ecke des Wärmetauschers oder (optional) die Druckdifferenz im Abluftkanal vor und nach der Wärmetauschereinheit. Bei Erreichen des Grenzwerts, einem durch den gemessenen Parameter vorgegebenen Wert, dreht sich die Wärmeaustauscheinheit um 180 Zoll um ihre Mittelachse. Dies gewährleistet eine Verringerung des Luftwiderstands, Zeitaufwand für die Verhinderung der Frostbildung oder deren Entfernung und die Nutzung der gesamten Wärmeaustauschfläche.

Die Aufgabe besteht darin, den aerodynamischen Widerstand gegen den Zuluftstrom zu verringern, die gesamte Oberfläche des Wärmetauschers für den Wärmeübertragungsprozess zu nutzen, um die Bildung von Frost oder dessen Entfernung zu verhindern und den Zeitaufwand für den Prozess zu verringern.

Das Erreichen des angegebenen technischen Ergebnisses wird dadurch erleichtert, dass entweder die Temperatur seiner Oberfläche in der kältesten Ecke oder die Druckdifferenz im Abluftkanal vor und nach der Wärmeaustauscheinheit als Parameter zur Beurteilung der Möglichkeit der Bildung oder des Vorhandenseins von Frost auf der Oberfläche der kalten Zone des Wärmetauschers dient.

Die Verhinderung der Frostbildung durch Erwärmung der Oberfläche durch Eintritt in die Kanäle von ihrer Auslassseite durch Drehen des Wärmetauschers um einen Winkel von 180 ° mit dem Abluftstrom (wenn der gemessene Parameter den Grenzwert erreicht) bietet einen konstanten aerodynamischen Widerstand gegen den Zuluftstrom sowie die Nutzung der gesamten Wärmetauscheroberfläche für den Wärmeaustausch während die ganze Zeit seiner Arbeit.

Die Verwendung eines Wärmetauschers-Wärmetauschers führt zu erheblichen Einsparungen bei den Heizungsanlagen und verringert den Wärmeverlust, der während der Lüftung und Klimatisierung unvermeidlich ist. Und aufgrund eines grundlegend neuen Ansatzes zur Verhinderung der Bildung von Kondensat mit dem anschließenden Auftreten von Frost oder Eis, deren vollständige Entfernung, steigt die Effizienz dieses Verarbeiters erheblich, was ihn von anderen Mitteln zur Wärmerückgewinnung von Abluft unterscheidet.

Träumen Sie davon, dass das Haus ein gesundes Mikroklima hatte und in keinem Raum nach muffig und feucht roch? Um das Haus wirklich komfortabel zu gestalten, ist es erforderlich, in der Entwurfsphase eine kompetente Berechnung der Belüftung durchzuführen.

Wenn Sie beim Bau des Hauses diesen wichtigen Punkt übersehen, müssen Sie in Zukunft eine Reihe von Problemen lösen: vom Entfernen von Schimmel im Badezimmer über neue Reparaturen bis hin zur Installation eines Luftkanalsystems. Sie müssen zugeben, dass es nicht allzu angenehm ist, schwarze Setzlinge in der Küche auf der Fensterbank oder in den Ecken des Kinderzimmers zu sehen und wieder in Reparaturarbeiten einzutauchen.

In dem von uns vorgestellten Artikel werden nützliche Materialien zur Berechnung von Lüftungssystemen und Referenztabellen gesammelt. Die im Video gezeigten Formeln, veranschaulichenden Abbildungen und ein reales Beispiel für Räume für verschiedene Zwecke und einen bestimmten Bereich werden angegeben.

Bei ordnungsgemäßer Berechnung und ordnungsgemäßer Installation erfolgt die Belüftung des Hauses in einem geeigneten Modus. Dies bedeutet, dass die Luft im Wohnbereich frisch ist, normale Luftfeuchtigkeit aufweist und keine unangenehmen Gerüche aufweist.

Wenn das entgegengesetzte Bild beobachtet wird, z. B. ständige Verstopfung im Badezimmer oder andere negative Phänomene, müssen Sie den Zustand des Lüftungssystems überprüfen.

Bildergalerie

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Clip # 1. Nützliche Informationen zu den Funktionsprinzipien des Lüftungssystems:

Clip # 2. Zusammen mit der Abluft verlässt das Haus und heizt. Hier werden die Berechnungen der Wärmeverluste im Zusammenhang mit dem Betrieb des Lüftungssystems deutlich gezeigt:

Die korrekte Berechnung der Belüftung ist die Grundlage für das erfolgreiche Funktionieren und der Schlüssel zu einem günstigen Mikroklima in einem Haus oder einer Wohnung. Wenn Sie die grundlegenden Parameter kennen, auf denen solche Berechnungen basieren, können Sie nicht nur das Lüftungssystem während des Baus korrekt konstruieren, sondern auch seinen Zustand anpassen, wenn sich die Umstände ändern.