المميزات والعيوب
على الرغم من الكفاءة الحرارية المنخفضة إلى حد ما لهذه الأجهزة ، إلا أنها لا تزال مطلوبة بشدة ويتم استخدامها للتركيب في أنظمة التهوية العاملة مع "تشتت" خطير في الأداء.
وعلاوة على ذلك:
- يمكن توجيه العديد من تيارات هواء الإمداد أو العادم إلى مبادل حراري واحد.
- يمكن أن تصل المسافة بين المبادلات الحرارية إلى أكثر من 500 متر.
- يمكن استخدام هذا النظام في فصل الشتاء ، حيث لا يتجمد المبرد.
- لا تختلط مجاري الهواء من مجاري العادم والإمداد.
من بين أوجه القصور التي يمكن ملاحظتها:
- كفاءة طاقة منخفضة بدرجة كافية (كفاءة حرارية) ، والتي تتراوح من 20 إلى 50٪.
- تكاليف جسيمة للكهرباء ، وهو أمر ضروري لتشغيل المضخة.
- تشتمل أنابيب المبادل الحراري على عدد كبير من أجهزة التحكم والقياس وصمامات الإغلاق ، والتي تتطلب صيانة دورية.
تم تصميم هذه الوحدات للتشغيل الصحيح لوحدات معالجة الهواء ، والتي تتضمن مبادلات حرارية بالجليكول تؤدي وظيفة استرداد الحرارة.
يتم تركيب وحدة الخلط هذه في الدائرة التي تربط المبادل الحراري لغليكول الإمداد والعادم عن طريق خط أنابيب. تحتوي العقدة على جميع عناصر الربط الضرورية اللازمة للتشغيل الصحيح للدائرة. لكي يعمل النظام بشكل صحيح ، يكفي توصيل العقدة بشبكة الأنابيب وتوصيل محرك الأقراص والمضخة بوحدة التحكم في التحكم.
أثناء التشغيل ، تخلق الوحدة معدل التدفق الضروري لسائل التبريد اللازم لنقل الحرارة من المبادل الحراري للعادم المسخن إلى مزود الإمداد البارد. ينظم الصمام ثلاثي الاتجاهات المثبت في الوحدة ، الذي يخلط تدفقات الجليكول بالكمية المناسبة ، أقصى أداء للمبادلات الحرارية. في حالة التبريد الفرعي لأحد المبادلات الحرارية ، يقوم الصمام ثلاثي الاتجاهات بخلط سائل أكثر تسخينًا في الدائرة ، وبالتالي يمنع إمكانية تجميد سخان الجليكول.
يتيح استخدام محرك كهربائي تعديل التحكم الدقيق في الصمام ثلاثي الاتجاهات. تسمح لك مقاييس الحرارة المثبتة في جميع أجزاء الوحدة بمراقبة معلمات درجة الحرارة والضغط في أجزاء مختلفة من النظام. يتم تثبيت مجموعة أمان على المجموعة ، والتي تحتوي على صمام أمان وفتحة تهوية وخزان تمدد. مطلوب فتحة تهوية لنزف الهواء تلقائيًا من النظام الذي دخل الدائرة أثناء التعبئة.
يعد خزان التمدد المثبت في دائرة الجليكول ضروريًا لتعويض السوائل الزائدة في النظام أثناء التغيير الحاد في درجة الحرارة في الدائرة.
يجب أن يعمل صمام الأمان في حالة زيادة الضغط عن القيمة المحددة ، وبالتالي حماية العناصر الأخرى من التلف. يوجد أيضًا في دائرة الوحدة صمام تصريف لسرعة تصريف السوائل من النظام.
تسمح لك الصمامات الكروية بسد دائرة الوحدة وبالتالي استبدال عناصرها الفردية ، إذا لزم الأمر ، دون استنزاف النظام بأكمله.
تم تصميم وحدات الخلط لتشغيل أجهزة استرداد الجليكول للتحكم في تدفق محلول الإيثيلين جلايكول في دائرة المبادلات الحرارية للاسترداد لوحدة الإمداد والعادم.
وتتمثل المهمة في توفير معدل التدفق الضروري لسائل التبريد ، بطريقة تنقل حرارة هواء العادم إلى هواء الإمداد قدر الإمكان ، من خلال دائرة مغلقة منفصلة تربط بين المبادلات الحرارية للإمداد والعادم. عادة ما يكون المبرد لهذه الوحدات عبارة عن محلول من جلايكول الإيثيلين.
تشتمل وحدة الأنابيب الخاصة بالمبادلات الحرارية للجليكول على العناصر التالية.
- ثلاثي صمام؛
- محرك كهربائي؛
- مضخة؛
- مستنقع؛
- فحص الصمام؛
- صمامات كروية
- مقاييس الحرارة.
- خزان التمدد
- صنبور استنزاف
- فتحات التهوية.
إذا لزم الأمر ، تكتمل الوحدة بآيلاينر مموجة.
تُستخدم هذه الوحدات لجميع وحدات مناولة الهواء ، حيث يتوفر خيار استرداد الحرارة بسبب الناقل الحراري الوسيط. كقاعدة عامة ، يتم تثبيت هذه الوحدات على أنظمة تهوية ذات سعة هواء متوسطة وعالية من 5000 إلى 100000 م 3 س.
إذا تم تصميم الوحدة وتجميعها بشكل صحيح ، فعند تشغيل النظام ، يجب أن تعمل أتمتة وحدة مناولة الهواء بطريقة تضمن أولاً أقصى تسخين ممكن لهواء الإمداد ، باستخدام حرارة دائرة الجليكول ، ثم قم بتوصيل دائرة السخان لتسخين الهواء لدرجة حرارة معينة.
كيف يعمل مبادل حراري جليكول
يتكون الجهاز من مبادلتين حراريتين ذات زعانف مترابطة في دائرة مغلقة مع سائل تبريد (محلول جلايكول الإيثيلين) يدور فيهما. يتم تثبيت مبادل حراري واحد في القناة التي يمر من خلالها هواء العادم ، والثاني يقع في تدفق هواء الإمداد. يجب أن تعمل المبادلات الحرارية في تيار معاكس فيما يتعلق بتدفق الهواء. مع اتصال التدفق المباشر ، يتم تقليل كفاءة عملهم إلى 20٪.
في موسم البرد ، يكون أول مبادل حراري أكثر برودة ، حيث يأخذ الحرارة من تدفق هواء العادم. يتحرك المبرد عبر دائرة مغلقة بمساعدة مضخة دوران ويدخل المبادل الحراري الثاني ، الذي يعمل كمسخن ، حيث يتم نقل الحرارة إلى هواء الإمداد. في الفترة الدافئة ، تكون وظائف المبادلات الحرارية معاكسة بشكل مباشر.
في فصل الشتاء ، قد يتشكل المكثف على المبادل الحراري في تيار العادم ، والذي يتم تجميعه وتفريغه باستخدام حمام مائل من الفولاذ المقاوم للصدأ مع مانع تسرب هيدروليكي. لمنع قطرات المكثفات من دخول تيار هواء العادم بمعدلات تدفق عالية ، يتم تثبيت مانع السقوط خلف المبادل الحراري.
أين يتم استخدام مبادل حراري جليكول؟
التطبيق الأكثر فعالية للمبادلات الحرارية الجليكول هو استخدامها في مخططات ثنائية الدائرة. لا غنى عنها في البيئات القابلة للانفجار ، وكذلك في الحالات التي يجب ألا يتقاطع فيها تدفق الهواء والعادم. يتم استخدام مخطط مماثل بنشاط في المصانع ذات المساحات الكبيرة ومراكز التسوق التي تحافظ على ظروف درجات حرارة مختلفة في مناطق مختلفة.
يتيح جهاز التعافي المزود بحامل حرارة وسيط إمكانية توصيل نظامين منفصلين للتهوية - العادم والإمداد. هذه الأجهزة مثالية لترقيتها في حالة الاستخدام المنفصل.
إن تعدد استخدامات أجهزة استرداد الغليكول تجعل من الممكن تركيبها في الأنظمة الحالية بسعة 500 - 150.000 متر مكعب / ساعة. بمساعدتهم ، يمكنك إعادة ما يصل إلى 55٪ من الحرارة. مردود هذه الأنظمة من ستة أشهر إلى سنتين. يعتمد ذلك على المنطقة التي تم فيها تركيب الجهاز وشدة استخدامه. كقاعدة عامة ، يلزم إجراء حساب فردي لهذه الأجهزة.
مبدأ التشغيل
في هذا القسم ، سيتم مناقشة مبادل حراري جليكول بمزيد من التفصيل ، والذي يشبه مبدأ تشغيله إلى حد ما مبدأ مكيف الهواء التقليدي. في فصل الشتاء ، تستهلك غلاية واحدة الطاقة الحرارية من تدفق الهواء الخارج من فتحة عادم النظام ، وبمساعدة مبرد ماء جليكول ينقلها إلى مبادل حراري للإمداد. في الغلاية الثانية ، يعطي مانع التجمد الحرارة المتراكمة لتزويد الهواء ، مما يؤدي إلى تسخينه. في الصيف ، يكون عمل المبادلات الحرارية لهذا الجهاز هو عكس ذلك تمامًا ، لذلك ، باستخدام هذا النوع من المعدات ، يمكنك التوفير ليس فقط في التدفئة ، ولكن أيضًا في تكييف الهواء.
في موسم البرد ، قد تتعرض الغلاية المثبتة في قناة تهوية العادم للتكثيف ، ونتيجة لذلك ، تتساقط. هذا هو السبب في أنها مجهزة بحاوية مع مانع تسرب الماء لتجميع وتصريف المكثفات.بالإضافة إلى ذلك ، لمنع الرطوبة من دخول تدفق الهواء ، عادة ما يتم تركيب مانع السقوط خلف المبادل الحراري. لمنع تلوث المبادل الحراري للإمداد ، يتم تثبيت مرشح هواء خشن في قناة التهوية.
خيارات التثبيت
- يمكنك توصيل عدة تدفقات داخلية وعادم واحد والعكس صحيح.
- يمكن أن تصل المسافة بين العرض والعادم إلى 800 متر.
- يمكن ضبط نظام الاسترداد تلقائيًا عن طريق تغيير معدل دوران المبرد.
- لا يتجمد محلول الجليكول ، أي عند درجات حرارة أقل من الصفر ، فإن إزالة الجليد من النظام ليس ضروريًا.
- نظرًا لاستخدام ناقل حرارة وسيط ، لا يمكن للهواء من الغطاء أن يدخل التدفق.
مع مخطط دائرتين لمبادل حراري غليكول ، يجب أن تتطابق كمية الهواء العادم والتزويد ، على الرغم من السماح بانحرافات تصل إلى 40 ٪ ، مما يؤدي إلى تفاقم مؤشر الكفاءة.
حساب كفاءة الطاقة لجهاز من هذا النوع
من أجل التشغيل الفعال وتوفير الحد الأقصى من الحرارة ، كقاعدة عامة ، يلزم إجراء حساب فردي لهذه المعدات ، والتي يتم تنفيذها بواسطة شركات متخصصة. يمكنك حساب الكفاءة الحرارية وكفاءة الطاقة لمثل هذا المبادل الحراري بنفسك ، باستخدام طريقة حساب المبادلات الحرارية للجليكول. لحساب الكفاءة الحرارية ، من الضروري معرفة تكاليف الطاقة لتسخين أو تبريد هواء الإمداد ، والتي يتم حسابها بواسطة الصيغة:
Q \ u003d 0.335 x L x (تميل - tbegin) ،
- استهلاك الهواء لتر.
- ر تبدأ (درجة حرارة مدخل الهواء في المبادل الحراري)
- tcon. (درجة حرارة استخراج الهواء من الغرفة)
- 0.335 هو معامل مأخوذ من كتيب علم المناخ لمنطقة معينة.
لحساب كفاءة الطاقة في المبادل الحراري ، استخدم الصيغة:
حيث: Q هي تكلفة الطاقة لتسخين أو تبريد تدفق الهواء ، n هي كفاءة المبادل الحراري التي أعلنتها الشركة المصنعة.
كيف يتم إجراء تحليل الجليكول
إجراء دراسة جودة المبرد بسيط للغاية ولا يتطلب الكثير من الجهد من مالك الشبكات الهندسية. تأخذ عينات من الجليكول وترسلها إلى مختبر الشركة المصنعة لتحليلها. يقوم المتخصصون بإجراء التحليلات اللازمة وتحديد الخصائص الكمية للحل. بعد البحث ، تتلقى تقريرًا كاملاً مع التوصيات. بناءً عليها ، يتم اتخاذ قرار. قد يكون من الضروري التخلص من محلول الإيثيلين جلايكول المستهلك واستبدال المبرد بآخر جديد. ربما لا تكون الانحرافات عن القاعدة كبيرة ولا تؤثر على كفاءة النظام المناخي.
من المهم ملاحظة أنه إذا تم إجراء البحث من قبل الشركة المصنعة ، فإنها تعرف تمامًا جميع ميزات التركيبة المستخدمة ويمكنها تقديم المشورة المختصة. على أي حال ، ستحصل على العديد من الفوائد من هذه الخدمة الشاملة:
- تتم مقارنة بعض الخصائص الكمية للجليكول ليس مع المؤشرات المتوسطة ، ولكن مع المعلمات الأولية لهذا الحل المعين ؛
- يمكنك طلب استبدال المبرد بسرعة بالتخلص من النفايات ؛
تمتلك الشركة المصنعة القاعدة المادية اللازمة لنقل الجليكول إلى المنشأة والتخلص من الخليط المستخدم وفقًا للقواعد واللوائح البيئية.
المعافون
بالإضافة إلى ذلك ، في ظل ظروف الارتفاع المستمر في أسعار الطاقة ، في الوقت الحاضر ، غالبًا ما تكون وحدات التهوية مجهزة بأجهزة استرداد من مختلف الأنواع والتصميمات ، مما يسمح بنقل جزء من الحرارة من هواء العادم إلى هواء الإمداد.
تقوم المبادلات الحرارية ذات التدفق المتقاطع ، نظرًا لتصميمها ، بتوجيه هواء الإمداد والعادم إلى قنوات متقاطعة بشكل متبادل دون خلط ومن خلال سطح خلايا الألواح الرقيقة ، يتم نقل الحرارة من هواء العادم إلى هواء الإمداد. يمكن أن تصل كفاءة أجهزة التعافي هذه إلى 75٪.
تتميز المبادلات الحرارية الدوارة بتصميم يتم من خلاله نقل حرارة هواء العادم إلى هواء الإمداد عن طريق قرص يدور ببطء ، وهو عبارة عن مجموعة من العديد من الأقراص المثقبة التي تشبه الألواح.تسمح المبادلات الحرارية الدوارة بخلط صغير (يصل إلى 15٪) من هواء العادم لتزويد الهواء. هذا يضيق نطاق تطبيقها إلى حد ما ، ولكن من ناحية أخرى ، فإن كفاءة المبادلات الحرارية الدوارة أعلى بكثير من المبادلات الحرارية ذات التدفق المتقاطع - تصل إلى 85٪ ، اعتمادًا على كمية ومعلمات العادم وهواء الإمداد.
عندما لا تسمح أبعاد غرفة التهوية أو الميزات الأخرى للمباني جيدة التهوية بوضع وحدة إمداد وعادم في وحدة تهوية واحدة ، فيمكن عندئذٍ استخدام مبادل حراري غليكول. يعمل المبادل الحراري للجليكول على النحو التالي: من خلال مبادلين حراريين منفصلين على العادم وتدفقات الإمداد ، يدور المبرد - الجليكول ؛ ينقل هواء العادم الحرارة من خلال المبادل الحراري إلى الجليكول ، والذي بدوره يقوم بتسخين ألواح المبادل الحراري للإمداد. يمكن أن تكون المسافة بين وحدات العادم والإمداد كبيرة ومحدودة فقط من خلال القدرات الفنية لمد خطوط الأنابيب بين المبادلات الحرارية ، ولكن كفاءة مبادل حراري الجليكول منخفضة ، وأقل بكثير من التدفق العرضي ، علاوة على ذلك ، مبادل حراري دوار.
حاليًا ، لدى العديد من الشركات المصنعة في مجموعتها من وحدات التهوية القياسية ذات الإنتاجية المنخفضة نسبيًا. وهي وحدات تهوية للمنازل والمكاتب والمباني التجارية الصغيرة ، ومجهزة بالمياه ، والسخانات الكهربائية ، أو بدونها ، أجهزة التعافي من مختلف الأنواع. للأداء العالي أو بعض الظروف الخاصة ، يتم اختيار وحدات التهوية وتصنيعها بشكل فردي حسب الطلب. بعد حساب نظام التهوية ، مع الإشارة إلى جميع المعلمات اللازمة لميزات الاختيار والتصميم ، يصدر المصمم مهمة فنية لممثل الشركة المصنعة وبعد فترة يتلقى نسخة مطبوعة من التثبيت مع المعلمات الضرورية والخصائص التقنية والأبعاد والتصميم. تضع بعض الشركات المصنعة برامج اختيار المعدات على مواقعها على الإنترنت ، مما يسمح للمصمم بإنشاء وحدات تهوية من أي تكوين عبر الإنترنت.
الخصائص الرئيسية للجليكول
قبل الشروع في ترتيب البحث ، من الضروري تحديد: ما هي الخصائص والخصائص التي تحدد جودة مضاد التجمد بنقطة تجمد منخفضة.
- توصيل حراري؛
- معامل انتقال الحرارة؛
- لزوجة.
- درجة حرارة التبلور القصوى.
أثناء التشغيل ، يمكن أن يتلوث المبرد بالشوائب الجانبية ، مما يضر بشكل كبير بخصائص عمل السائل. إذا كان تركيز المادة الفعالة في المحلول لا يتوافق مع المعيار ، فقد تكون نقطة التجمد أعلى بكثير مما تشير إليه الشركة المصنعة أو تتطلبها ظروف تشغيل نظام المناخ. في بعض الحالات ، يصبح هذا أمرًا خطيرًا ، لأنه عند استخدام الجهاز في ظروف مناخية قاسية ، هناك خطر تجميد السائل في النظام. على عكس الماء ، يحتوي الجليكول على معامل تمدد حجمي منخفض ، مما يقلل من مخاطر تلف خط الأنابيب وتمزقه. لكن انتقال المحلول إلى حالة تجميع طريّة يزيد بشكل كبير من سوء نقله عبر النظام ويؤدي إلى زيادة الحمل على معدات الضخ.
المبرد الملوث بالشوائب له كفاءة منخفضة ، والتي يتم التعبير عنها في القدرة على نقل الحرارة أو إزالتها. لضمان الأداء المطلوب للنظام ، تحتاج إلى مراقبة ذلك باستمرار وتجنب الانحرافات عن القاعدة. وينطبق الشيء نفسه على اللزوجة. إذا تجاوزت الحدود المسموح بها ، فلن يكون النقل عبر خط الأنابيب ممكنًا إلا مع زيادة قوة معدات الضخ ، والتي تتآكل بشكل أسرع في هذا الوضع.
الاستنتاجات
من المنطقي استخدام مانع التجمد لنظام التدفئة عندما يكون هناك بالفعل احتمال أن تتجمد المياه داخل الشبكة
في هذه الحالة ، من الضروري تحديد التركيز الأمثل للحل من أجل التشغيل الفعال لنظام التدفئة بأكمله ومراعاة متطلبات السلامة
مانع التجمد - سائل تبريد يعتمد على الإيثيلين أو البروبيلين جليكول ، مترجم "مضاد التجمد" ، من الإنجليزية العالمية ، على أنه "غير متجمد". صُمم مانع التجمد من الفئة G12 للاستخدام في السيارات من 96 إلى 2001 ؛ وعادة ما تستخدم السيارات الحديثة 12+ أو 12 plus أو g13 antifreezes.
