استفاده از انرژی حرارتی تهویه اگزوز. اصول طراحی و نصب سیستم های گرمایشی. ساختار و زمان سخنرانی

یکی از منابع انرژی ثانویه در ساختمان، انرژی حرارتی هوای خارج شده به جو است. مصرف انرژی حرارتی برای گرم کردن هوای ورودی 40 ... 80 درصد گرمای مصرفی است که در صورت استفاده از مبدل های حرارتی ضایعاتی می توان بیشتر آن را ذخیره کرد.

انواع مختلفی از مبدل های حرارتی زباله وجود دارد.

مبدل های حرارتی صفحه بازیابی به شکل بسته ای از صفحات ساخته می شوند که به گونه ای نصب شده اند که دو کانال مجاور را تشکیل می دهند که یکی از آنها هوای خارج شده را حرکت می دهد و دیگری - هوای تامین را. در ساخت مبدل های حرارتی صفحه ای این طرح با ظرفیت هوای زیاد، مشکلات فنی قابل توجهی ایجاد می شود، بنابراین، طرح های مبدل های حرارتی ضایعاتی پوسته و لوله TKT که دسته ای از لوله ها هستند که به صورت شطرنجی چیده شده اند و در داخل آن قرار گرفته اند. یک پوشش، توسعه یافته اند. هوای حذف شده در فضای حلقوی حرکت می کند، بیرونی - در داخل لوله ها. جریان متقاطع.

برنج. مبدل های حرارتی:
الف - مبدل حرارتی صفحه ای؛
ب - استفاده کننده TKT؛
در - چرخش؛
g - بهبودی؛
1 - بدن؛ 2 - تامین هوا؛ 3 - روتور؛ 4 - دمیدن بخش; 5 - هوای خروجی; 6 - رانندگی کنید.

به منظور محافظت در برابر یخ زدگی، مبدل های حرارتی به یک خط اضافی در امتداد جریان هوای بیرون مجهز شده اند، که از طریق آن، در دمای دیواره های بسته لوله زیر دمای بحرانی (20- درجه سانتیگراد)، بخشی از هوای سرد بیرون از آن عبور می کند. دور زده می شود.

واحدهای بازیابی حرارت هوای استخراج شده با حامل گرمای متوسط را می توان در سیستم های تهویه مکانیکی و تهویه خروجی و همچنین در سیستم های تهویه مطبوع استفاده کرد. این واحد متشکل از یک بخاری هوا است که در کانال های تغذیه و اگزوز قرار دارد که توسط یک مدار گردش بسته پر شده با یک حامل میانی به هم متصل شده است. گردش مایع خنک کننده با استفاده از پمپ ها انجام می شود. هوای خروجی که در گرمکن هوای مجرای اگزوز خنک می شود، گرما را به یک حامل گرما میانی منتقل می کند که هوای تغذیه را گرم می کند. هنگامی که هوای خروجی زیر دمای نقطه شبنم خنک می شود، بخار آب در قسمتی از سطح تبادل حرارتی بخاری های هوای مجرای خروجی متراکم می شود که منجر به احتمال تشکیل یخ زدگی در دمای اولیه منفی هوای تغذیه می شود.

واحدهای بازیابی گرما با حامل گرمای میانی می توانند در حالتی کار کنند که امکان ایجاد یخ زدگی در سطح تبادل حرارتی بخاری هوای خروجی در طول روز با خاموش شدن و یخ زدایی بعدی را فراهم کند، یا اگر خاموش شدن واحد غیرقابل قبول باشد، با استفاده از یکی از اقدامات زیر برای محافظت از بخاری هوای مجرای اگزوز در برابر تشکیل یخ زدگی:

پیش گرم کردن هوای عرضه به دمای مثبت؛
ایجاد یک بای پس برای خنک کننده یا هوای تامین.
افزایش جریان خنک کننده در مدار گردش خون؛
گرم کردن مایع خنک کننده میانی

انتخاب نوع مبدل حرارتی احیا کننده بسته به پارامترهای طراحی حذف شده و تامین کننده هوا و رهاسازی رطوبت در داخل اتاق انجام می شود. مبدل های حرارتی احیا کننده را می توان در ساختمان ها برای اهداف مختلف در سیستم های تامین مکانیکی و تهویه خروجی، گرمایش هوا و تهویه مطبوع نصب کرد. نصب یک مبدل حرارتی احیا کننده باید جریان هوای مخالف را فراهم کند.

سیستم تهویه و تهویه مطبوع با مبدل حرارتی احیا کننده باید مجهز به وسایل کنترل و کنترل خودکار باشد که باید حالت های عملیاتی با ذوب دوره ای یخ زدگی یا جلوگیری از تشکیل یخ زدگی را فراهم کند و همچنین پارامترهای هوای مورد نیاز را حفظ کند. برای جلوگیری از تشکیل یخبندان در هوای تامین:

ترتیب یک کانال بای پس؛
هوای تامین را از قبل گرم کنید؛
فرکانس چرخش نازل احیا کننده را تغییر دهید.

در سیستم هایی با دمای هوای اولیه مثبت در هنگام بازیابی گرما، خطر انجماد میعانات روی سطح مبدل حرارتی در مجرای اگزوز وجود ندارد. در سیستم‌هایی با دمای هوای اولیه منفی، لازم است از طرح‌های بازیافت استفاده شود که از یخ زدگی سطح بخاری‌های هوا در مجرای اگزوز محافظت می‌کند.

در یک سیستم تهویه مطبوع، گرمای هوای خروجی از محل به دو صورت قابل استفاده است:

· استفاده از طرح های با گردش هوا.

· نصب مبدل های حرارتی.

روش دوم، به عنوان یک قاعده، در مدارهای جریان مستقیم سیستم های تهویه مطبوع استفاده می شود. با این حال، استفاده از واحدهای بازیابی گرما در طرح های با گردش مجدد هوا مستثنی نیست.

طیف گسترده ای از تجهیزات در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع مدرن استفاده می شود: بخاری، رطوبت ساز، انواع فیلترها، توری های قابل تنظیم و موارد دیگر. همه اینها برای دستیابی به پارامترهای هوای مورد نیاز، حفظ یا ایجاد شرایط راحت برای کار در داخل خانه ضروری است. انرژی زیادی برای نگهداری از این تجهیزات لازم است. مبدل های حرارتی راه حل موثری برای صرفه جویی در مصرف انرژی در سیستم های تهویه هستند. اصل اساسی عملکرد آنها گرم کردن جریان هوای عرضه شده به اتاق با استفاده از گرمای جریان خارج شده از اتاق است. هنگام استفاده از مبدل حرارتی، انرژی کمتری برای گرم کردن هوای تغذیه مورد نیاز است و در نتیجه مقدار انرژی مورد نیاز برای عملکرد آن کاهش می یابد.

بازیابی گرما در ساختمان های دارای تهویه مطبوع می تواند با بازیابی گرمای ناشی از انتشارات تهویه انجام شود. بازیابی گرمای زباله برای گرم کردن هوای تازه (یا خنک کردن هوای تازه ورودی با هوای زائد از سیستم تهویه مطبوع در تابستان) ساده ترین شکل بازیابی است. در این مورد می توان به چهار نوع سیستم دفع اشاره کرد که قبلاً ذکر شد: احیاگرهای دوار. مبدل های حرارتی با خنک کننده متوسط؛ مبدل های حرارتی ساده هوا؛ مبدل های حرارتی لوله ای یک مبدل حرارتی چرخشی در یک سیستم تهویه مطبوع می تواند دمای هوای عرضه شده را در زمستان 15 درجه سانتی گراد افزایش دهد و در تابستان می تواند دمای هوای عرضه را 4-8 درجه سانتی گراد کاهش دهد (6.3). مانند سایر سیستم های بازیابی، به استثنای مبدل حرارتی میانی، مبدل حرارتی دوار تنها زمانی می تواند کار کند که اگزوز و مجرای مکش در نقطه ای از سیستم مجاور یکدیگر باشند.

یک مبدل حرارتی متوسط نسبت به مبدل حرارتی دوار کارایی کمتری دارد. در سیستم نشان داده شده، آب از طریق دو سیم پیچ تبادل حرارتی به گردش در می آید و از آنجایی که از پمپ استفاده می شود، این دو سیم پیچ می توانند در فاصله ای از یکدیگر قرار گیرند. هم این مبدل حرارتی و هم احیاء کننده دوار دارای قطعات متحرک هستند (پمپ و موتور الکتریکی به حرکت در می آیند و این آنها را از مبدل های حرارتی هوا و لوله متمایز می کند. یکی از معایب احیاگر این است که ممکن است در کانال ها رسوب ایجاد شود. کثیفی می تواند ایجاد شود. بر روی چرخ رسوب می کند، که سپس آن را به کانال مکش منتقل می کند. اکثر چرخ ها در حال حاضر مجهز به جابجایی هستند که انتقال آلاینده ها را به حداقل می رساند.

مبدل حرارتی هوای ساده یک وسیله ثابت برای تبادل حرارت بین اگزوز و جریان هوای ورودی است که به صورت جریان مخالف از آن عبور می کند. این مبدل حرارتی شبیه یک جعبه فولادی مستطیلی با انتهای باز است که به کانال های باریک زیادی مانند اتاقک تقسیم می شود. اگزوز و هوای تازه از طریق کانال های متناوب جریان می یابد و گرما از یک جریان هوا به جریان دیگر به سادگی از طریق دیواره کانال ها منتقل می شود. هیچ انتقال آلاینده در مبدل حرارتی وجود ندارد و از آنجایی که سطح قابل توجهی در یک فضای فشرده محصور شده است، راندمان نسبتا بالایی حاصل می شود. مبدل حرارتی لوله‌های حرارتی را می‌توان به‌عنوان توسعه‌ای منطقی از طراحی مبدل حرارتی که در بالا توضیح داده شد، مشاهده کرد، که در آن دو جریان هوا به داخل محفظه‌ها کاملاً مجزا می‌مانند و توسط یک دسته از لوله‌های حرارتی پره‌دار به هم متصل می‌شوند که گرما را از یک کانال به کانال دیگر منتقل می‌کنند. اگرچه دیواره لوله را می توان به عنوان مقاومت حرارتی اضافی در نظر گرفت، اما راندمان انتقال حرارت در خود لوله، که در آن چرخه تبخیر-تراکم انجام می شود، آنقدر بالا است که تا 70 درصد گرمای اتلاف را می توان در این مبدل های حرارتی بازیافت کرد. . یکی از مزیت های اصلی این مبدل های حرارتی نسبت به مبدل حرارتی میانی و احیاء کننده دوار، قابلیت اطمینان آنها است. خرابی چندین لوله فقط اندکی راندمان مبدل حرارتی را کاهش می دهد، اما سیستم دفع را به طور کامل متوقف نمی کند.

با انواع راه حل های طراحی برای دستگاه های بازیابی حرارت منابع انرژی ثانویه، هر یک از آنها دارای عناصر زیر است:

· محیط زیست منبع انرژی حرارتی است.

· محیط زیست مصرف کننده انرژی حرارتی است.

· گیرنده حرارت - مبدل حرارتی که گرما را از یک منبع دریافت می کند.

· دستگاه انتقال حرارت - مبدل حرارتی که انرژی حرارتی را به مصرف کننده منتقل می کند.

· یک ماده فعال که انرژی حرارتی را از منبع به مصرف کننده منتقل می کند.

در مبدل های حرارتی احیا کننده و هوا-هوا (هوا-مایع) بازیابی کننده، خود رسانه های تبادل حرارت ماده فعال هستند.

نمونه های کاربردی

1. گرمایش هوا در سیستم های گرمایش هوا.
بخاری های هوا برای گرم کردن سریع هوا با کمک خنک کننده آبی و توزیع یکنواخت آن با کمک فن و پرده های راهنما طراحی شده اند. این یک راه حل خوب برای کارگاه های ساختمانی و تولیدی است، جایی که گرمایش سریع و حفظ دمای راحت فقط در ساعات کاری مورد نیاز است (اجاق ها معمولاً همزمان کار می کنند).

2. گرمایش آب در سیستم تامین آب گرم.
استفاده از واحدهای بازیابی گرما به شما امکان می دهد اوج مصرف انرژی را صاف کنید، زیرا حداکثر مصرف آب در ابتدا و انتهای شیفت اتفاق می افتد.

3. گرمایش آب در سیستم گرمایشی.
سیستم بسته
مایع خنک کننده در یک مدار بسته گردش می کند. بنابراین خطر آلودگی وجود ندارد.
سیستم باز. مایع خنک کننده با گاز داغ گرم می شود و سپس گرما را به مصرف کننده می دهد.

4. حرارت دادن هوای انفجاری برای احتراق. به شما امکان می دهد مصرف سوخت را 10٪ -15٪ کاهش دهید.

محاسبه شده است که ذخیره اصلی برای صرفه جویی در سوخت در حین کار مشعل های دیگ بخار، کوره ها و خشک کن ها، استفاده از گرمای گازهای خروجی با گرم کردن سوخت احتراق با هوا است. بازیابی حرارت گازهای دودکش اگزوز در فرآیندهای تکنولوژیکی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا گرمای برگشتی به کوره یا دیگ بخار به شکل هوای انفجاری از پیش گرم شده، کاهش مصرف گاز طبیعی سوخت را تا 30 درصد ممکن می سازد.
5. حرارت دادن سوخت به سمت احتراق با استفاده از مبدل های حرارتی "مایع-مایع". (به عنوان مثال - گرم کردن روغن سوخت تا 100˚–120˚ C.)

6. حرارت دادن سیال را با استفاده از مبدل های حرارتی "مایع-مایع" پردازش کنید. (به عنوان مثال - گرم کردن محلول گالوانیکی.)

بنابراین مبدل حرارتی عبارت است از:

حل مشکل بهره وری انرژی در تولید؛

عادی سازی وضعیت زیست محیطی؛

در دسترس بودن شرایط راحت در تولید شما - گرما، آب گرم در اماکن اداری و رفاهی؛

کاهش هزینه های انرژی.

تصویر 1.

ساختار مصرف انرژی و پتانسیل صرفه جویی انرژی در ساختمان های مسکونی: 1- تلفات حرارتی انتقالی. 2 - مصرف گرما برای تهویه; 3 - مصرف گرما برای تامین آب گرم; 4- صرفه جویی در مصرف انرژی

فهرست ادبیات استفاده شده

1. Karadzhi VG، Moskovko Yu.G. برخی از ویژگی های استفاده موثر از تجهیزات تهویه و گرمایش. راهنما - م.، 2004

2. Eremkin A.I., Byzeev V.V. اقتصاد تامین انرژی در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع. انتشارات انجمن دانشگاه های ساختمانی م.، 1387.

3. اسکانوی ع.و.، ماخوف. L. M. گرمایش. انتشارات DIA M.، 2008

سخنرانی

بر اساس رشته تحصیلی "تجهیزات انتقال حرارت و انبوه شرکت ها"

(به برنامه درسی 200__)

درس شماره 26. مبدل های حرارتی - یوتیلایزرها. طرح ها، اصل عملیات

توسعه دهنده: دکتری، دانشیار کوستیلووا ای. ای.

در جلسه این اداره مورد بحث قرار گرفت

شماره پروتکل _____

مورخ "_____" ___________2008

کازان - 2008

درس شماره 26. مبدل های حرارتی - یوتیلایزر. طرح ها، اصل عملیات

اهداف یادگیری:

1. مطالعه طراحی و اصل مبدل های حرارتی زباله های مختلف

نوع کلاس:سخنرانی

وقت صرف کردن: 2 ساعت

محل: اود. ________

ادبیات:

1. منابع الکترونیکی اینترنت.

پشتیبانی آموزشی و مادی:

پوسترهایی که مطالب آموزشی را به تصویر می کشند.

ساختار و زمان سخنرانی:

انواع مختلفی از مبدل های حرارتی زباله وجود دارد.

برنج. 1 مبدل های حرارتی-استفاده کننده:
ولی- استفاده کننده لایه ای؛ ب- استفاده کننده TKT؛ که در- چرخش؛ جی- بهبودی؛
1 - بدن؛ 2 - تامین هوا؛ 3 - روتور؛ 4 - دمیدن بخش; 5 - هوای خروجی; 6 - رانندگی کنید.

واحدهای بازیابی حرارت هوای استخراج شده با حامل گرمای متوسط را می توان در سیستم های تهویه مکانیکی و تهویه خروجی و همچنین در سیستم های تهویه مطبوع استفاده کرد. این واحد متشکل از یک بخاری هوا است که در کانال های تغذیه و اگزوز قرار دارد که توسط یک مدار گردش بسته پر شده با یک حامل میانی به هم متصل شده است. گردش مایع خنک کننده با استفاده از پمپ ها انجام می شود. هوای خروجی که در گرمکن هوای مجرای اگزوز خنک می شود، گرما را به یک حامل گرما میانی منتقل می کند که هوای تغذیه را گرم می کند. هنگامی که هوای خروجی کمتر از دما خنک می شود نقاط شبنمبخار آب در قسمتی از سطح تبادل حرارتی بخاری های هوای مجرای اگزوز متراکم می شود که منجر به احتمال تشکیل یخ در دمای اولیه منفی هوای تغذیه می شود.

پیش گرم کردن هوای عرضه به دمای مثبت؛
ایجاد یک بای پس برای خنک کننده یا هوای تامین.
افزایش جریان خنک کننده در مدار گردش خون؛
گرم کردن مایع خنک کننده میانی

ترتیب یک کانال بای پس؛
هوای تامین را از قبل گرم کنید؛
فرکانس چرخش نازل احیا کننده را تغییر دهید.

2. بهره برداری از مبدل حرارتی - مبدل حرارتی در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع

مبدل های حرارتی زباله را می توان در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع برای بازیابی گرمای هوای خروجی خارج شده از اتاق استفاده کرد.

جریان هوای عرضه و خروجی از طریق لوله‌های ورودی مربوطه به کانال‌های جریان متقاطع واحد تبادل گرما، به عنوان مثال، به شکل بسته‌ای از صفحات آلومینیومی وارد می‌شود. هنگامی که جریان ها از طریق کانال ها حرکت می کنند، گرما از طریق دیواره ها از هوای خروجی گرمتر به هوای سردتر منتقل می شود. سپس این جریان ها از طریق خروجی های مناسب از مبدل حرارتی خارج می شوند.

با عبور از مبدل حرارتی، دمای هوای تغذیه کاهش می یابد. در دمای پایین هوای بیرون، می تواند به دمای نقطه شبنم برسد، که منجر به بارش رطوبت متراکم بر روی سطوح می شود که کانال های مبدل حرارتی را محدود می کند. در دمای منفی این سطوح، میعانات به یخ یا یخ تبدیل می شوند که طبیعتاً عملکرد مبدل حرارتی را مختل می کند. برای جلوگیری از تشکیل یخ یا یخ یا حذف آنها در حین کارکرد این مبدل حرارتی، دمای سردترین گوشه مبدل حرارتی یا (به عنوان اختیاری) اختلاف فشار در مجرای هوای خروجی قبل و بعد از مبدل حرارتی است. اندازه گیری شده. هنگامی که به حد مجاز، مقدار از پیش تعیین شده توسط پارامتر اندازه گیری شده رسید، واحد تبادل حرارت 180 اینچ حول محور مرکزی خود می چرخد. این امر کاهش مقاومت آیرودینامیکی، زمان صرف شده برای جلوگیری از تشکیل یخ زدگی یا حذف آن و استفاده از کل گرما را تضمین می کند. سطح مبادله

وظیفه کاهش مقاومت آیرودینامیکی در برابر جریان هوای تامین، استفاده از کل سطح مبدل حرارتی برای فرآیند تبادل حرارت در طول فرآیند جلوگیری از تشکیل یخبندان یا از بین بردن آن و همچنین کاهش زمان صرف شده برای انجام است. این فرآیند.

دستیابی به این نتیجه فنی با این واقعیت تسهیل می شود که پارامتری که توسط آن امکان تشکیل یا وجود یخ زدگی در سطح منطقه سرد مبدل حرارتی قضاوت می شود یا دمای سطح آن در سردترین گوشه است. یا اختلاف فشار در کانال هوای خروجی قبل و بعد از واحد تبادل حرارتی.

جلوگیری از تشکیل یخ زدگی با گرم کردن سطح با هوای خروجی که از سمت خروجی آنها به کانال ها می رسد با چرخاندن مبدل حرارتی در زاویه 180 درجه (زمانی که پارامتر اندازه گیری شده به مقدار حد مجاز می رسد) مقاومت آیرودینامیکی ثابت در برابر جریان هوای تغذیه را تضمین می کند. و همچنین استفاده از تمام سطح مبدل حرارتی برای تبادل حرارت در طول کار خود.

استفاده از مبدل حرارتی زباله باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های گرمایش فضا می شود و تلفات حرارتی را که به طور اجتناب ناپذیر در طول تهویه و تهویه مطبوع رخ می دهد، کاهش می دهد. و با توجه به یک رویکرد اساساً جدید برای جلوگیری از تشکیل میعانات با ظهور بعدی یخبندان یا یخ، حذف کامل آنها، راندمان این مبدل حرارتی به طور قابل توجهی افزایش می یابد که آن را از سایر ابزارهای استفاده از گرمای هوای خروجی متمایز می کند.

3. مبدل های حرارتی از لوله های تمام شده

امروزه حفظ انرژی در اولویت توسعه اقتصاد جهانی قرار دارد. کاهش ذخایر انرژی طبیعی، افزایش هزینه انرژی حرارتی و الکتریکی ناگزیر ما را به نیاز به توسعه یک سیستم کامل از اقدامات با هدف بهبود کارایی تاسیسات مصرف کننده انرژی سوق می دهد. در این زمینه کاهش تلفات و استفاده مجدد از انرژی حرارتی مصرفی به ابزاری موثر در حل مشکل تبدیل می شود.

در زمینه جستجوی فعال برای ذخایر برای صرفه جویی در منابع سوخت و انرژی، مشکل بهبود بیشتر سیستم های تهویه مطبوع به عنوان مصرف کنندگان بزرگ انرژی حرارتی و الکتریکی توجه بیشتری را به خود جلب می کند. نقش مهمی در حل این مشکل باید با اقداماتی برای بهبود کارایی مبدل های حرارتی و جرمی ایفا شود که اساس زیرسیستم تصفیه هوای پلی تروپیک را تشکیل می دهد که هزینه های عملیاتی آن به 50٪ از کل هزینه های عملیات SCR می رسد. .

استفاده از انرژی حرارتی ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای تهویه یکی از روش های کلیدی برای صرفه جویی در منابع انرژی در سیستم های تهویه مطبوع و تهویه ساختمان ها و سازه ها برای اهداف مختلف است. روی انجیر 1 طرح های اصلی بازیابی حرارت هوای خروجی را نشان می دهد که در بازار تجهیزات تهویه مدرن اجرا شده است.

تجزیه و تحلیل وضعیت تولید و استفاده از تجهیزات بازیابی گرما در خارج از کشور نشان دهنده گرایش به استفاده غالب از چرخش مجدد و چهار نوع استفاده کننده گرمای هوای خروجی است: احیا کننده دوار، بازیابی صفحه، بر اساس لوله های حرارتی و با حامل گرمای متوسط. استفاده از این دستگاه ها به شرایط عملکرد سیستم های تهویه و تهویه مطبوع، ملاحظات اقتصادی، موقعیت نسبی مراکز عرضه و اگزوز، قابلیت های عملیاتی بستگی دارد.

روی میز. 1 تجزیه و تحلیل مقایسه ای از طرح های مختلف بازیابی حرارت هوای خروجی را نشان می دهد. از جمله الزامات اصلی سرمایه گذار برای نیروگاه های بازیابی حرارت، باید به قیمت، هزینه های عملیاتی و کارایی اشاره کرد. ارزان‌ترین راه‌حل‌ها با سادگی طراحی و عدم وجود قطعات متحرک مشخص می‌شوند، که باعث می‌شود یک نصب با مبدل حرارتی جریان متقاطع (شکل 2) را در میان طرح‌های ارائه‌شده به‌عنوان مناسب‌ترین برای شرایط آب و هوایی مشخص کنیم. بخش اروپایی روسیه و لهستان.

مطالعات اخیر در زمینه ایجاد و بهبود واحدهای بازیافت حرارت موجود برای سیستم های تهویه مطبوع نشان دهنده روند واضحی در توسعه راه حل های طراحی جدید برای مبدل های حرارتی صفحه ای است (شکل 3)، لحظه تعیین کننده در انتخاب که امکان اطمینان از آن است. عملکرد بدون مشکل واحد در شرایط تراکم رطوبت در دمای پایین هوای بیرون.

دمای هوای بیرون که از آن تشکیل یخ زدگی در مجاری هوای خروجی مشاهده می شود، به عوامل زیر بستگی دارد: دما و رطوبت هوای خروجی، نسبت میزان جریان هوای خروجی و خروجی، و ویژگی های طراحی. بیایید به ویژگی عملکرد مبدل های حرارتی در دمای منفی هوای بیرون توجه کنیم: هر چه بازده تبادل حرارت بیشتر باشد، خطر تشکیل یخ زدگی در سطح کانال های هوای خروجی بیشتر است.

در این راستا، راندمان پایین تبادل حرارتی در مبدل حرارتی با جریان متقاطع می تواند از نظر کاهش خطر یخ زدگی در سطوح کانال های هوای خروجی یک مزیت باشد. اطمینان از حالت های ایمن معمولاً با اجرای اقدامات سنتی زیر برای جلوگیری از یخ زدگی نازل همراه است: خاموش شدن دوره ای منبع هوای بیرون، دور زدن یا پیش گرمایش آن، که اجرای آن مطمئناً کارایی بازیابی گرمای هوای خروجی را کاهش می دهد.

یکی از راه‌های حل این مشکل، ایجاد مبدل‌های حرارتی است که در آن‌ها یخ زدگی صفحات یا وجود ندارد یا در دمای پایین‌تر هوا رخ می‌دهد. از ویژگی های عملکرد مبدل های حرارتی هوا به هوا، امکان اجرای فرآیندهای انتقال حرارت و جرم در حالت های انتقال حرارت "خشک"، خنک سازی و خشک کردن همزمان هوای خارج شده با تراکم به صورت شبنم و یخ زدگی بر روی کل یا بخشی از سطح تبادل حرارت (شکل 4).

استفاده منطقی از گرمای چگالش، که مقدار آن در حالت‌های عملکرد معین مبدل‌های حرارتی به 30٪ می‌رسد، این امکان را فراهم می‌کند که دامنه تغییرات پارامترهای هوای بیرون را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، که در آن یخ‌زدگی تبادل حرارت سطوح صفحات رخ نمی دهد. با این حال، حل مشکل تعیین حالت های عملکرد بهینه مبدل های حرارتی مورد نظر، مطابق با شرایط عملیاتی و اقلیمی خاص، و منطقه کاربرد مناسب آن، مستلزم مطالعات دقیق انتقال گرما و جرم در کانال های بسته بندی است. ، با در نظر گرفتن فرآیندهای تراکم و تشکیل یخبندان.

تحلیل عددی به عنوان روش اصلی تحقیق انتخاب شد. همچنین کمترین زحمت را دارد و به شما امکان می دهد ویژگی ها را تعیین کنید و الگوهای فرآیند را بر اساس پردازش اطلاعات در مورد تأثیر پارامترهای اولیه شناسایی کنید. بنابراین، مطالعات تجربی فرآیندهای انتقال گرما و جرم در دستگاه‌های مورد نظر در حجم بسیار کمتر و عمدتاً برای تأیید و تصحیح وابستگی‌های به‌دست‌آمده در نتیجه مدل‌سازی ریاضی انجام شد.

در توصیف فیزیکی و ریاضی انتقال گرما و جرم در بازیابی کننده مورد مطالعه، اولویت به مدل انتقال یک بعدی (مدل ε-NTU) داده شد. در این حالت جریان هوا در کانال‌های بسته‌بندی به‌عنوان یک جریان مایع با سرعت، دما و پتانسیل انتقال جرم ثابت در سطح مقطع آن برابر با مقادیر میانگین جرم در نظر گرفته می‌شود. به منظور افزایش راندمان بازیابی حرارت در مبدل های حرارتی مدرن، سطح پکینگ پره ای می شود.

نوع و محل دنده ها به طور قابل توجهی بر ماهیت فرآیندهای انتقال گرما و جرم تأثیر می گذارد. تغییر دما در امتداد ارتفاع دنده منجر به اجرای گزینه های مختلف برای فرآیندهای انتقال گرما و جرم (شکل 5) در کانال های هوای خروجی می شود که به طور قابل توجهی مدل سازی ریاضی و الگوریتم حل سیستم دیفرانسیل را پیچیده می کند. معادلات

معادلات مدل ریاضی فرآیندهای انتقال گرما و جرم در یک مبدل حرارتی جریان متقاطع در یک سیستم مختصات متعامد با محورهای OX و OY که به ترتیب به موازات جریان هوای سرد و گرم هدایت می‌شوند و محورهای Z1 و Z2 پیاده‌سازی می‌شوند. عمود بر سطح صفحات بسته بندی به ترتیب در کانال های هوای تامین و خروجی (شکل 6).

مطابق با مفروضات این مدل ε-NTU، انتقال گرما و جرم در مبدل حرارتی مورد مطالعه با معادلات دیفرانسیل تعادل گرما و مواد توصیف می‌شود که برای برهمکنش جریان‌های هوا و نازل‌ها، با در نظر گرفتن گرمای انتقال فاز جمع‌آوری شده است. و مقاومت حرارتی لایه یخبندان حاصله. برای به دست آوردن یک راه حل بدون ابهام، سیستم معادلات دیفرانسیل با شرایط مرزی تکمیل می شود که مقادیر پارامترهای رسانه مبادله شده را در ورودی های کانال های مربوطه بازیابی کننده تعیین می کند.

مسئله غیرخطی فرمول بندی شده را نمی توان به صورت تحلیلی حل کرد، بنابراین، ادغام سیستم معادلات دیفرانسیل با روش های عددی انجام شد. مقدار نسبتاً زیادی از آزمایش‌های عددی انجام‌شده بر روی مدل ε-NTU به دست آوردن یک آرایه داده‌ای که برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های فرآیند و شناسایی الگوهای کلی آن استفاده می‌شود، ممکن ساخت.

مطابق با اهداف مطالعه عملکرد مبدل حرارتی، انتخاب حالت های مورد مطالعه و دامنه تغییرات پارامترهای جریان های تبادل به گونه ای انجام شد که فرآیندهای واقعی انتقال حرارت و جرم در بسته بندی انجام شود. در مقادیر منفی دمای هوای بیرون و همچنین شرایط برای جریان خطرناک ترین حالت های عملیاتی تجهیزات بازیابی حرارت از نقطه نظر عملکرد، به طور کامل مدل سازی شد.

ارائه شده در شکل 7-9، نتایج محاسبه حالت های عملکرد دستگاه مورد مطالعه، که برای شرایط آب و هوایی با دمای هوای بیرون محاسبه شده کم در فصل زمستان سال معمول است، قضاوت در مورد احتمال کیفی مورد انتظار تشکیل را ممکن می سازد. از سه منطقه انتقال گرما و جرم فعال در کانال های هوای خروجی (شکل 6) که از نظر خصوصیات فرآیندهای انجام شده در آنها متفاوت است.

تجزیه و تحلیل فرآیندهای انتقال گرما و جرمی که در این مناطق اتفاق می‌افتد، ارزیابی روش‌های ممکن برای جذب مؤثر گرمای هوای تهویه حذف شده و کاهش خطر تشکیل یخبندان در کانال‌های بسته‌بندی مبدل حرارتی بر اساس استفاده منطقی را ممکن می‌سازد. گرمای انتقال فاز بر اساس تجزیه و تحلیل انجام شده، دمای مرزی هوای بیرون تعیین شد (جدول 2)، که در زیر آن تشکیل یخ زدگی در کانال های هوای خروجی مشاهده می شود.

نتیجه گیری

تحلیلی از طرح‌های مختلف برای استفاده از گرما از انتشارات تهویه ارائه شده است. مزایا و معایب طرح های در نظر گرفته شده (موجود) برای استفاده از گرمای هوای خروجی در تاسیسات تهویه و تهویه مطبوع ذکر شده است. بر اساس تجزیه و تحلیل انجام شده، یک طرح با مبدل حرارتی با جریان متقاطع صفحه ای پیشنهاد شده است:

بر اساس یک مدل ریاضی، یک الگوریتم و یک برنامه محاسبه کامپیوتری برای پارامترهای اصلی فرآیندهای انتقال گرما و جرم در مبدل حرارتی مورد مطالعه توسعه داده شده است.
امکان تشکیل مناطق مختلف تراکم رطوبت در کانال های نازل مبدل حرارتی، که در آن ماهیت فرآیندهای انتقال گرما و جرم به طور قابل توجهی تغییر می کند، ایجاد شده است.
تجزیه و تحلیل قوانین به دست آمده امکان ایجاد حالت های منطقی عملکرد دستگاه های مورد مطالعه و مناطق استفاده منطقی از آنها را برای شرایط مختلف آب و هوایی قلمرو روسیه فراهم می کند.

نمادها و شاخص ها

افسانه: h reb - ارتفاع دنده، متر؛ l دنده - طول دنده، متر؛ t درجه حرارت، درجه سانتیگراد است. d میزان رطوبت هوا، کیلوگرم بر کیلوگرم است. ϕ-رطوبت نسبی هوا، %؛ دنده δ ضخامت دنده، m است. δ in ضخامت لایه یخبندان، m است.

شاخص ها: 1 - هوای بیرون؛ 2 - هوای خارج شده e - در ورودی کانال های نازل؛ rb - دنده؛ در - یخ زدگی، o - در خروجی کانال های نازل؛ شبنم - نقطه شبنم; sat حالت اشباع است. w دیوار کانال است.

در اروپای شمالی و اسکاندیناوی، سیستم‌های تهویه ساختمان‌های مسکونی چند طبقه با گرمایش هوای تامین شده به دلیل گرمای حذف شده با کمک واحدهای بازیابی گرما گسترده شده‌اند. مبدل های حرارتی در سیستم های تهویه در دهه 1970 در طول بحران انرژی توسعه یافتند.

تا به امروز، واحدهای بازیابی حرارت به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند: - نوع بازیابی بر اساس مبدل های حرارتی صفحه ای هوا به هوا (شکل 41). - احیا کننده با یک نازل تبادل حرارتی چرخان (شکل 42). - با یک حامل حرارت متوسط با مبدل های حرارتی "هوای مایع" (شکل 43).

مبدل های حرارتی با توجه به اجرای آنها در ساختمان های مسکونی چند طبقه می توانند مرکزی برای تمام ساختمان ها یا مجموعه ای از آپارتمان ها و انفرادی، آپارتمان به آپارتمان باشند.

برنج. 42. مبدل حرارتی با نازل تبادل حرارتی چرخان

برنج. 41. مبدل حرارتی از نوع بازیابی (واحد بازیابی حرارت هوای تهویه)

با شاخص های وزن و اندازه مشابه، مبدل های حرارتی احیا کننده (80-95٪) بالاترین راندمان انرژی را دارند و پس از آن مبدل های بازیابی (تا 65٪) و مبدل های حرارتی با خنک کننده متوسط (45-55٪) در رتبه آخر قرار دارند. .

با توجه به ویژگی های طراحی خود، مبدل های حرارتی با حامل حرارت متوسط برای تهویه آپارتمان فردی مناسب نیستند و بنابراین، در عمل برای سیستم های مرکزی استفاده می شوند.

برنج. 43. واحد بازیابی حرارت هوای تهویه با حامل گرمای متوسط: 1 - واحد تهویه تامین; 2 - واحد تهویه اگزوز; 3 - مبدل حرارتی; 4 - پمپ سیرکولاسیون; 5 - فیلتر; 6 – بدنه یوتیلایزر

مبدل های حرارتی احیا کننده یک اشکال قابل توجه دارند - احتمال مخلوط شدن قسمت خاصی از هوای خروجی با هوای تامین شده در بدنه واحد که به نوبه خود می تواند منجر به انتقال بوهای ناخوشایند و باکتری های بیماری زا شود. حجم هوای سرریز در دستگاه‌های مدرن به کسری از درصد کاهش می‌یابد، اما با این وجود، اکثر کارشناسان توصیه می‌کنند که محدوده آنها را به محدودیت‌های یک آپارتمان، کلبه یا یک اتاق در ساختمان‌های عمومی محدود کنند.

مبدل های حرارتی بازیابی، به عنوان یک قاعده، شامل دو فن (تامین و اگزوز)، یک مبدل حرارتی صفحه ای، فیلترها (شکل 41) است. در طرح های مدرن، دو بخاری آب یا برقی در مبدل حرارتی تعبیه شده است. یکی برای محافظت از مجرای اگزوز مبدل حرارتی از یخ زدگی، دوم - برای گرم کردن مجدد دمای هوای عرضه به مقدار از پیش تعیین شده.

این سیستم ها، در مقایسه با سیستم های سنتی، دارای تعدادی مزیت هستند که شامل صرفه جویی قابل توجهی در انرژی حرارتی صرف شده برای گرمایش هوای تهویه - از 50 تا 90٪، بسته به نوع مبدل حرارتی مورد استفاده است. و همچنین سطح بالایی از راحتی هوا-حرارتی، به دلیل پایداری آیرودینامیکی سیستم تهویه و تعادل نرخ جریان هوای عرضه و خروجی.

هنگام نصب مبدل های حرارتی بازیابی برای آپارتمان ها، موارد زیر ظاهر می شود: - توانایی تنظیم انعطاف پذیر رژیم حرارتی هوا بسته به نحوه عملکرد آپارتمان، از جمله استفاده از هوای چرخشی. - امکان محافظت در برابر صدای شهری و خارجی (در هنگام استفاده از نرده های شفاف مهر و موم شده)؛ – امکان تمیز کردن هوای عرضه شده با کمک فیلترهای بسیار کارآمد.

اجرای این مزایا با حل تعدادی از مشکلات همراه است: - لازم است راه حل های مناسب برنامه ریزی فضایی برای آپارتمان ارائه شود و فضایی برای قرار دادن واحدهای بازیابی گرما و کانال های هوای اضافی اختصاص داده شود. - محافظت در برابر یخ زدگی مبدلهای حرارتی در دمای پایین در فضای باز (-10 درجه سانتیگراد و کمتر) ضروری است. - مبدل های حرارتی باید از طراحی کم صدا و در صورت لزوم مجهز به سرکوب کننده های نویز اضافی باشند. - لازم است از نگهداری واجد شرایط واحدهای بازیابی حرارت اطمینان حاصل شود (تعویض یا تمیز کردن فیلترها، شستشوی مبدل حرارتی).

تغییرات مختلف مبدل های حرارتی هوای خروجی در مجموع توسط بیش از 20 شرکت تولید می شود. علاوه بر این، تولید تجهیزات صرفه جویی در انرژی در شرکت های داخلی آغاز می شود.

سطح قدرت صدا بدون شبکه مجرای، بدون صدا خفه کن برای یک مبدل حرارتی در فضای باز ارائه می شود.

استفاده گسترده از سیستم های تهویه مکانیکی در ساختمان های مسکونی چند طبقه با بازیابی حرارت هوای خروجی توسط تعدادی از عوامل محدود شده است: - عملاً هیچ انگیزه مادی برای صرفه جویی در انرژی در بین مصرف کنندگان - صاحبان آپارتمان ها وجود ندارد. - سرمایه گذاران توسعه دهندگان علاقه ای به هزینه های اضافی برای تجهیزات مهندسی در خانه های اقتصادی و تجاری ندارند و معتقدند که کیفیت تهویه یک شاخص ثانویه در شکل گیری ارزش بازار مسکن است. - نیاز به نگهداری تهویه مکانیکی را "اسکار از بین می برد". - مردم به اندازه کافی در مورد معیارهای آسایش هوا-حرارتی یک خانه، تأثیر آن بر سلامت و عملکرد آگاه نیستند.

در عین حال، روند مثبتی برای غلبه بر مشکلات ذکر شده وجود داشته است و هم سرمایه گذاران و هم خریداران آپارتمان علاقه عملی به راه حل های فنی مدرن برای سیستم های تهویه دارند.

بیایید کارایی تهویه سنتی و راه حل های فنی جدید را در رابطه با ساختمان های مسکونی چند طبقه توسعه انبوه مقایسه کنیم.

سه گزینه برای سازماندهی تهویه در ساختمان های مسکونی 17 طبقه سری P-44 برای شرایط مسکو وجود دارد:
الف- تهویه طبق یک طرح معمولی (اگزوز کانالی طبیعی از اتاق های آشپزخانه، حمام و توالت و ورودی به دلیل نفوذ و از
روکش های پشت پنجره).
ب- اگزوز مکانیکی، سیستم تهویه مرکزی با نصب در آپارتمان ها دریچه های تغذیه و خروجی با جریان هوای ثابت.
ب- سیستم تهویه مکانیکی و خروجی با بازیابی حرارت هوای خارج شده در مبدل های حرارتی بازیابی.

مقایسه بر اساس سه معیار انجام شد: - کیفیت هوا. - مصرف انرژی حرارتی در سیستم های تهویه؛ - حالت آکوستیک

برای شرایط مسکو، با توجه به مشاهدات هواشناسی، شرایط آب و هوایی زیر اتخاذ شد.

مقادیر زیر مقاومت انتقال حرارت در محاسبات در نظر گرفته شد: - دیوارها - 3.2 m2 ° C / W. – پنجره ها – 0.62 m2 °С/W. - پوشش ها - 4.04 m2 ° C / W.

سیستم گرمایش با کنوکتورهای سنتی برای پارامترهای خنک کننده 95/70 درجه سانتی گراد.

در هر ورودی در طبقه دو آپارتمان 2 اتاقه، یکی 1 اتاقه و دیگری 3 اتاقه وجود دارد. هر آپارتمان دارای آشپزخانه با اجاق برقی، حمام و توالت است.

عصاره مطابق با استانداردها تولید می شود: - از آشپزخانه - 60 متر مکعب در ساعت؛ - از حمام - 25 متر مکعب در ساعت؛ - از توالت - 25 متر مکعب در ساعت.

برای تجزیه و تحلیل، فرض می شود که در گزینه A، به دلیل تهویه با باز کردن پنجره ها، متوسط حجم روزانه ورودی با حجم اگزوز از آپارتمان مطابقت دارد.

برنج. 44. ریکپراتور با نصب بخاری در آپارتمان های ساختمان آزمایشی: 1 - فن هوای خروجی; 2 – عرضه فن هوا؛ 3 - مبدل حرارتی صفحه ای; 4 – بخاری برقی 5 – بخاری مبدل حرارتی; 6 - فیلتر هوای بیرون (کلاس EU5)؛ 7 - فیلتر هوای خروجی (کلاس EU5)؛ 8 - سنسور در برابر یخ زدگی مبدل حرارتی; 9، 10 - تنظیم مجدد خودکار حفاظت حرارتی؛ 11، 12 - تنظیم مجدد دستی حفاظت حرارتی؛ 13 - تامین سنسور دمای هوا

در گزینه B، تبادل هوای ثابت با عملکرد یک فن مرکزی اگزوز که توسط شبکه ای از کانال های هوا به هر آپارتمان متصل است، تضمین می شود. سازگاری تبادل هوا با استفاده از دریچه های ورودی جریان ثابت نصب شده در ارسی های پنجره و دریچه های خروجی خود تنظیم شونده در آشپزخانه، حمام و توالت تضمین می شود.

در گزینه B، یک سیستم تهویه مکانیکی منبع تغذیه و خروجی با بازیابی گرما از هوای خروجی برای گرم کردن هوای تغذیه در یک مبدل حرارتی صفحه ای استفاده می شود. هنگام مقایسه، شرط پایداری تبادل هوا نیز پذیرفته شد.

با توجه به معیار کیفیت هوا، گزینه A به طور قابل توجهی پایین تر از گزینه های B و C است. تهویه به طور دوره ای در طول زمانی که به طور دلخواه توسط ساکنان انتخاب می شود انجام می شود، یعنی ذهنی است و بنابراین همیشه موثر نیست. در زمستان، تهویه با نیاز ساکنان به ترک محل های تهویه شده همراه است. تلاش برای تنظیم دهانه ترانسوم ها برای تهویه ثابت اغلب منجر به ناپایداری تهویه، پیش نویس ها و ناراحتی حرارتی می شود. با تهویه دوره ای، کیفیت هوا پس از بسته شدن دریچه ها بدتر می شود و ساکنان بیشتر وقت خود را در یک محیط هوای آلوده می گذرانند (شکل 45).

برنج. 45. تغییر در تبادل هوا و غلظت مواد مضر در تهویه دوره ای محل:
1 - تبادل هوا؛
2 - غلظت مواد مضر;
3 - سطح هنجاری غلظت مواد مضر

یک حالت تهویه ویژه برای آشپزخانه در نظر گرفته شده است. هنگام پخت و پز، یک چتر روی اجاق گاز مجهز به فن چند سرعته با کارایی بالا در کار گنجانده شده است. ظرفیت هوای چترهای مدرن روی دال به 600-1000 متر مکعب در ساعت می رسد که چندین برابر بیشتر از تبادل هوای محاسبه شده در آپارتمان است. برای حذف هوا از چترهای بالای صفحه، به طور معمول، کانال های هوای جداگانه ای ارائه می شود که به سیستم تهویه عمومی اگزوز از آشپزخانه متصل نیستند. جریان جبرانی هوای تغذیه توسط یک شیر تغذیه در دیوار تامین می شود که در حین کار چتر باز می شود. نتیجه گیری کلی در مورد گزینه های مقایسه شده به شرح زیر است: گزینه B با بازیابی حرارت هوای خروجی بالاترین راندمان را از نظر راحتی هوا-حرارتی و صرفه جویی در انرژی حرارتی دارد. برای عادی سازی رژیم آکوستیک، اقدامات حفاظت از نویز اضافی برای نصب فن مورد نیاز است.

تهویه مداوم آپارتمان ها با استفاده از دریچه های تامین (گزینه B) تعبیه شده در ارسی های پنجره یا دیوارهای خارجی در دمای پایین در فضای باز می تواند منجر به ناراحتی حرارتی مرتبط با توزیع نابرابر دما و سرعت هوا در محل شود. علیرغم این واقعیت که توصیه می شود دریچه های تامین را در بالای یا پشت وسایل گرمایشی قرار دهید، کارشناسان در اروپای غربی دامنه موثر چنین سیستم های تهویه را به مناطقی با دمای هوای خارج از منزل حداقل -10 درجه سانتیگراد محدود می کنند. بیشترین علاقه گزینه تهویه B است، یعنی تامین مکانیکی و تهویه خروجی با بازیابی حرارت هوای خروجی در مبدل‌های حرارتی بازیابی. این سیستم بود که برای طراحی و ساخت سیستم آزمایشی استفاده شد.

ساختمان آزمایشی شامل چهار بخش است. تعداد کل آپارتمان ها 264 است. زیر ساختمان یک پارکینگ برای 94 ماشین وجود دارد. در طبقه 1، اماکن کمکی غیر مسکونی وجود دارد، دو طبقه فوقانی برای یک مرکز ورزشی و تناسب اندام در نظر گرفته شده است. آپارتمان های مسکونی از طبقه 2 تا 16 واقع شده اند. در آپارتمان های با پلان آزاد از 60 تا 200 متر مربع مساحت کل، علاوه بر اتاق های نشیمن، آشپزخانه، حمام با توالت، اتاق رختشویی، توالت مهمان، اتاق های انباری، ایوان های لعاب دار ارائه می شود. این ساختمان طبق یک پروژه فردی (معمار P.P. Pakhomov) ساخته شده است. راه حل های سازه ای ساختمان یکپارچه با عایق موثر با روکش آجری است. مفهوم راه حل های صرفه جویی در انرژی برای ساختمان تحت هدایت رئیس انجمن مهندسین گرمایش، تهویه، تهویه مطبوع، تامین حرارت و ترموفیزیک ساختمان، پروفسور یو، توسعه داده شد.

این پروژه یک راه حل جامع را ارائه می دهد که به طور عملکردی راه حل های معماری و برنامه ریزی صرفه جویی در انرژی، سازه های محصور کننده موثر و سیستم های مهندسی نسل جدید را ترکیب می کند.

سازه های ساختمانی دارای سطح بالایی از حفاظت حرارتی هستند. بنابراین، مقاومت انتقال حرارت دیوارها 3.33 متر مربع درجه سانتی گراد / وات، پنجره های فلزی پلاستیکی با پنجره های دو جداره - 0.61 متر مربع * درجه سانتی گراد / وات، پوشش های بالایی - 4.78 متر مربع درجه سانتی گراد / وات، ایوان ها با آفتاب لعاب می شوند. شیشه های رنگی محافظ

پارامترهای هوای داخلی برای دوره سرد به شرح زیر است: - اتاق نشیمن - 20 درجه سانتیگراد. - آشپزخانه - 18 درجه سانتیگراد؛ - حمام - 25 درجه سانتیگراد؛ - توالت - 18 درجه سانتی گراد.

ساختمان با سیستم گرمایش افقی در هر آپارتمان با لوله کشی محیطی در سراسر آپارتمان طراحی شده است. لوله های فلزی پلاستیکی با عایق حرارتی در یک راه راه محافظ در تهیه کف "سیاه" تعبیه شده است. برای کل ساختمان با مساحت کل حدود 44 هزار متر مربع در سیستم گرمایش قسمت مسکونی، تنها چهار جفت رایزر (تامین و برگشت) با توجه به تعداد مقاطع وجود دارد. در هر طبقه در سالن آسانسور، منیفولدهای توزیع به آپارتمان ها به رایزرها متصل می شوند. کلکتورها مجهز به اتصالات، شیرهای متعادل کننده و متر حرارت آپارتمان هستند.

این ساختمان در هر آپارتمان طراحی و اجرا شده است و سیستم تهویه خروجی قابل تنظیم با بازیابی حرارت هوای خروجی است.

یک دستگاه هواساز جمع و جور با مبدل حرارتی صفحه ای در سقف کاذب سرویس بهداشتی مهمان در کنار آشپزخانه قرار دارد.

هوای ورودی از طریق یک کانال هوای عایق حرارتی و یک سوراخ در دیواره بیرونی رو به ایوان آشپزخانه انجام می شود. هوای خروجی از فضای آشپزخانه گرفته می شود. عصاره دستشویی و حمام از گرما استفاده نمی شود، زیرا در زمان تصویب پروژه، استانداردها ترکیب عصاره های آشپزخانه، حمام و توالت را در یک شبکه تهویه داخل آپارتمان ممنوع کرده بودند. در حال حاضر با توجه به "توصیه های فنی ساماندهی تبادل هوا در آپارتمان های یک ساختمان مسکونی چند طبقه" این محدودیت حذف شده است.

در شرایط برنامه ریزی آزاد آپارتمان ها، یکسان سازی سه یا چهار منطقه توسط یک مجرای هوای خروجی افقی مشترک مستلزم راهکارهای معماری و برنامه ریزی خاصی است، نصب شبکه مجرای هوای افقی در آپارتمان که به دلایل ساختاری اجرای آن دشوار است. .

در طول دوره گرمایش 2003-2004 در یک آپارتمان 3 اتاقه در طبقه 12، آزمایشات اولیه سیستم تهویه آپارتمان با بازیابی حرارت هوای حذف شده انجام شد. متراژ کل آپارتمان 125 متر مربع است. آزمایش ها در یک آپارتمان بدون تکمیل، بدون پارتیشن داخلی و درب انجام شد. نتایج آزمون انتخابی در جدول آورده شده است. 22. دمای هوای بیرون 4 از +4.1 تا -4.5 درجه سانتیگراد با هوای عمدتا ابری متغیر بود. دمای هوا در اتاق tB توسط یک سیستم گرمایش آپارتمان با رادیاتورهای فولادی مجهز به دریچه‌های ترموستاتیک در محدوده 22.8 تا 23.7 درجه سانتیگراد حفظ شد. در طول آزمایشات با کمک مرطوب کننده هوا، رطوبت نسبی φ از 25 تا 45 درصد متغیر بود.

یک مبدل حرارتی بازیابی در آپارتمان نصب شد، با حداکثر ظرفیت برای تامین هوا Lnp = 430 m3/h. حجم لنگوتل هوای خارج شده تقریباً 60 تا 70 درصد هوای تأمین شده بود که به دلیل تنظیم دستگاه برای استفاده تنها از بخشی از هوای خارج شده است.
این دستگاه مجهز به فیلتر هوا برای مسیرهای تغذیه و اگزوز و دو بخاری برقی می باشد. اولین بخاری با توان نامی 0.6 کیلو وات برای محافظت از مجرای اگزوز از انجماد میعانات طراحی شده است که از طریق یک لوله زهکشی ویژه از طریق آب بند آب به فاضلاب تخلیه می شود. بخاری دوم با قدرت 1.5 کیلو وات برای گرم کردن مجدد هوای تغذیه tw به مقدار راحتی از پیش تعیین شده طراحی شده است.

برنج. 46. پلان آپارتمان با سیستم تهویه: 1 - واحد هواساز با مبدل حرارتی. 2 - ورودی هوا از لجیا؛ 3 - عصاره از آشپزخانه; 4 - عصاره از توالت مهمان; 5 - عصاره از اتاق رختکن. 6 - عصاره از حمام; 7 - پخش کننده هوای سوراخ دار سقفی

برای سهولت در نصب، برقی نیز می باشد.

در طول آزمایش، دما و رطوبت هوای بیرون، داخل و خروجی هوا، دبی هوای عرضه و خروجی، مصرف گرمای سیستم گرمایش آپارتمان Qm با توجه به قرائت‌های کنتور حرارتی و مصرف برق

مبدل حرارتی مجهز به سیستم اتوماسیون با یک کنترلر و یک صفحه کنترل است. سیستم اتوماسیون امکان روشن کردن اولین بخاری را زمانی که دمای دیواره مبدل حرارتی به زیر +1 درجه سانتیگراد می رسد، روشن و خاموش کردن بخاری دوم را فراهم می کند و از ثبات دمای هوای تنظیم شده اطمینان حاصل می کند که در محدوده قرار داشت. از 15 تا 18.3 درجه سانتیگراد در طول آزمایش. سیستم کنترل فن به شما امکان می دهد سه حالت جریان هوا ثابت را انتخاب کنید که مربوط به نرخ تبادل هوا از 0.48 تا 1.15 1/h است.

کنترل و تنظیم دما و جریان هوا از یک صفحه کنترل سیمی از راه دور انجام می شود.

آزمایشات عملکرد پایدار سیستم تهویه آپارتمان و بازده انرژی استفاده از گرمای هوای حذف شده را نشان داده است.

باید به تعدادی از ویژگی ها در انجام تحقیقات اشاره کرد که هنگام ارزیابی شاخص های رژیم هوا-حرارتی یک آپارتمان نمی توان آنها را نادیده گرفت.

1. در ساختمان های جدید، بتن و ملات تازه مقدار قابل توجهی از رطوبت را در محوطه آزاد می کنند. دوره ای که در طی آن رطوبت در سازه های ساختمانی به حالت تعادل می رسد به 1.5-2 سال می رسد. بنابراین، در نتیجه آزمایش‌ها، تقریباً شش ماه پس از پر کردن یکپارچه و لایه‌گذاری، رطوبت هوای داخل در حضور تهویه 4-4.5 گرم بر کیلوگرم هوای خشک بود، در حالی که رطوبت هوای بیرون. هوا از 1-1.5 گرم بر کیلوگرم هوای خشک تجاوز نمی کند.

بر اساس برآوردهای ما، در یک ساختمان یکپارچه، برای اینکه سازه‌ها را به حالت رطوبت تعادل برسانیم، لازم است تا 200 کیلوگرم رطوبت در هر متر مربع جذب شود. متر مساحت طبقه مقدار گرمای مورد نیاز برای تبخیر این رطوبت در دوره اولیه 10-15 وات بر متر مربع و در دوره آزمایش - 7-5 وات بر متر مربع است که سهم قابل توجهی در تعادل حرارتی آپارتمان در فصل سرد می باشد. . عدم توجه به این عامل در اجرای گرمایش و تهویه به ویژه در ساخت و ساز مسکن یکپارچه بی پروا است.

2. در فرآیند آزمایش، به اصطلاح انتشار گرمای داخلی خانگی وجود نداشت که اندازه آن در استانداردها 10 W/m2 پیشنهاد شده است.
به نظر می رسد که این شاخص باید بسته به مساحت آپارتمان به ازای هر ساکن متفاوت باشد.

در آپارتمان های بزرگ (بیش از 100 متر مربع) با مساحت هر نفر 30-50 متر مربع، مقدار احتمالی این شاخص باید به 5-8 وات بر متر مربع کاهش یابد. در غیر این صورت، خروجی حرارت طراحی سیستم های گرمایش و تهویه ساختمان ها ممکن است 10-30٪ دست کم گرفته شود.

اما در حین ساخت و ساز، به ویژه ساختمان هایی با ساختارهای یکپارچه که رطوبت زیادی را وارد محوطه می کنند، بهتر است قبل از راه اندازی ساختمان ها و به ویژه قبل از راه اندازی ساختمان ها، با کمک بخاری های برقی قدرتمند در اختیار سازندگان، آنها را خشک کنید. اشغال شده اند. متأسفانه، چنین خشک کردن قبل از آزمایش انجام نشد.

همانطور که اشاره شد، ساختمان آزمایشی مورد بررسی به عنوان صرفه جویی در انرژی طراحی و ساخته شده است. بر اساس نتایج آزمایش‌ها، تنظیم شده برای انتشار گرمای خانگی پیش‌بینی‌شده و گرمای تبخیر رطوبت در سازه‌های ساختمانی، ویژگی‌های گرما و انرژی ویژه یک آپارتمان 3 اتاقه به ازای هر 1 متر مربع مساحت با حفظ دمای 1 متر مربع محاسبه شد. 20 درجه سانتیگراد در آپارتمان.

نتایج محاسبات نشان داد که پس از اتمام آپارتمان ها و استقرار در ساختمان، مصرف گرمای تخمینی ویژه سالانه برای گرمایش و تهویه تقریباً از 132 به 70 کیلووات ساعت/(متر مربع سال) به نصف و با استفاده از بازیافت حرارت به 44 کاهش می یابد. کیلووات ساعت / (m2 سال).

عملیات بیشتر ساختمان امکان بررسی مفروضات انجام شده در محاسبات اولیه را فراهم می کند.

مطالعات سیستم آزمایشی باید تمام عواملی را که عملکرد آن را مشخص می کند، از جمله نگرش روانی ساکنان با استفاده از وسایلی که برای آنها جدید است، پوشش دهد.

گرمایش الکتریکی هوا در سیستم آزمایشی، در مقایسه با استفاده از گرمای سیستم گرمایشی که ساختمان به آن متصل است، توجیه اقتصادی ندارد. این تصمیم برای راحتی آزمایش، به ویژه برای اندازه گیری های مربوط به مصرف گرما گرفته شد. با این حال، به گفته نویسندگان، با گذشت زمان، بشریت شروع به روی آوردن به تامین برق و گرما کامل ساختمان های مسکونی شهری خواهد کرد. بنابراین، مطالعه تجربی سیستمی که در آن تهویه آپارتمان با استفاده از بخاری های برقی هوا کار می کند برای آینده مورد توجه است.