Avantatges i inconvenients
Malgrat la baixa eficiència tèrmica d'aquests dispositius, encara tenen una gran demanda i s'utilitzen per a la instal·lació en sistemes de ventilació en funcionament amb una "dispersió" greu de rendiment.
A més:
- Es poden dirigir diversos corrents d'aire de subministrament o d'escapament a un intercanviador de calor.
- La distància entre intercanviadors de calor pot arribar a més de 500 m.
- Aquest sistema es pot utilitzar a l'hivern, ja que el refrigerant no es congela.
- Els corrents d'aire dels conductes d'escapament i de subministrament no es barregen.
Entre les mancances es poden destacar:
- Eficiència energètica prou baixa (eficiència tèrmica), que oscil·la entre el 20 i el 50%.
- Costos greus d'electricitat, que és necessari per al funcionament de la bomba.
- La canonada de l'intercanviador de calor inclou un gran nombre de dispositius de control i mesura i vàlvules de tancament, que requereixen un manteniment periòdic.
Aquestes unitats estan dissenyades per al correcte funcionament de les unitats de tractament d'aire, que inclouen intercanviadors de calor de glicol que fan la funció de recuperació de calor.
Aquesta unitat de mescla s'instal·la al circuit que connecta l'intercanviador de calor de glicol de subministrament i d'escapament mitjançant una canonada. El node conté tots els elements de fleixament necessaris per al correcte funcionament del circuit. Perquè el sistema funcioni correctament, n'hi ha prou amb connectar el node a la xarxa de canonades i connectar el variador i la bomba al controlador de control.
Durant el funcionament, la unitat crea el cabal necessari del refrigerant necessari per transferir la calor de l'intercanviador de calor d'escapament escalfat al de subministrament en fred. Una vàlvula de tres vies instal·lada a la unitat, que barreja els fluxos de glicol en la quantitat adequada, regula el màxim rendiment dels intercanviadors de calor. En cas de subrefrigerament d'un dels intercanviadors de calor, una vàlvula de tres vies barreja un líquid més escalfat al circuit, evitant així la possibilitat de congelació de l'escalfador de glicol.
L'ús d'un accionament elèctric modulant permet un control precís de la vàlvula de tres vies. Els termomanòmetres instal·lats a totes les parts de la unitat permeten controlar els paràmetres de temperatura i pressió en diferents parts del sistema. Al conjunt s'instal·la un grup de seguretat, que conté una vàlvula de seguretat, una ventilació i un dipòsit d'expansió. Es requereix una ventilació per purgar automàticament l'aire del sistema que ha entrat al circuit durant l'ompliment.
Un dipòsit d'expansió instal·lat al circuit de glicol és necessari per compensar l'excés de líquid al sistema durant un canvi brusc de temperatura al circuit.
La vàlvula de seguretat ha de funcionar en cas d'augment de la pressió per sobre del valor establert, protegint així altres elements de danys. També s'inclou al circuit de la unitat una vàlvula de drenatge per drenar ràpidament el líquid del sistema.
Les vàlvules de bola permeten bloquejar el circuit de la unitat i, per tant, substituir els seus elements individuals, si cal, sense drenar tot el sistema.
Les unitats de mescla per al funcionament dels recuperadors de glicol estan dissenyades per controlar el flux de solució d'etilenglicol en el circuit d'intercanviadors de calor de recuperació de la unitat de subministrament i d'escapament.
La tasca és proporcionar un cabal de refrigerant tan necessari, de manera que es transfereixi la calor de l'aire d'escapament a l'aire de subministrament tant com sigui possible, mitjançant un circuit tancat separat que connecta els intercanviadors de calor de subministrament i d'escapament. El refrigerant d'aquestes unitats sol ser una solució d'etilenglicol.
La unitat de canonades per als intercanviadors de calor de glicol inclou els elements següents.
- vàlvula de tres vies;
- accionament elèctric;
- bomba;
- dipòsit;
- vàlvula de retenció;
- Vàlvules de bola;
- termomanòmetres;
- tanc d'expansió;
- aixeta de desguàs;
- sortides d'aire.
Si cal, la unitat es completa amb delineadors ondulats.
Aquestes unitats s'utilitzen per a totes les unitats de tractament d'aire, on s'ofereix l'opció de recuperació de calor gràcies al portador de calor intermedi. Per regla general, aquestes unitats s'instal·len en sistemes de ventilació de capacitat d'aire mitjana i alta de 5.000 a 100.000 m 3 h.
Si la unitat està dissenyada i muntada correctament, quan el sistema s'encén, l'automatització de la unitat de tractament d'aire hauria de funcionar de manera que s'asseguri primer l'escalfament màxim possible de l'aire de subministrament, utilitzant la calor del circuit de glicol. , i després connecteu el circuit de l'escalfador per escalfar l'aire a una temperatura determinada.
Com funciona un intercanviador de calor de glicol
El dispositiu consta de dos intercanviadors de calor amb aletes, que estan interconnectats en un circuit tancat amb un refrigerant (solució d'etilenglicol) que hi circula. Un intercanviador de calor s'instal·la al canal pel qual passa l'aire d'escapament, el segon es troba al flux d'aire de subministrament. Els intercanviadors de calor han de funcionar en contracorrent respecte al flux d'aire. Amb una connexió de flux directe, l'eficiència del seu treball es redueix al 20%.
A l'estació freda, el primer intercanviador de calor és un refrigerador, que pren calor del flux d'aire d'escapament. El refrigerant es mou per un circuit tancat amb l'ajuda d'una bomba de circulació i entra al segon intercanviador de calor, que actua com a escalfador, on la calor es transfereix a l'aire de subministrament. En el període càlid, les funcions dels intercanviadors de calor són directament oposades.
A l'hivern, es pot formar condensació a l'intercanviador de calor del corrent d'escapament, que es recull i es descarrega mitjançant un bany inclinat d'acer inoxidable amb un segell hidràulic. Per evitar que les gotes de condensat entrin al corrent d'aire d'escapament a cabals elevats, s'instal·la un eliminador de gotes darrere de l'intercanviador de calor.
On s'utilitza un intercanviador de calor de glicol?
L'aplicació més eficaç dels intercanviadors de calor de glicol és el seu ús en esquemes de dos circuits. Són indispensables en entorns explosius, així com en els casos en què el subministrament d'aire i els fluxos d'escapament no s'han de creuar en absolut. Un esquema similar s'utilitza activament a les fàbriques amb grans superfícies i als centres comercials que mantenen diferents condicions de temperatura en diferents àrees.
El recuperador amb un portador de calor intermedi permet connectar dos sistemes de ventilació existents per separat: evacuació i subministrament. Aquests dispositius són ideals per actualitzar-los en cas d'ús independent.
La versatilitat dels recuperadors de glicol permet instal·lar-los en sistemes existents amb una capacitat de 500 - 150.000 m3/h. Amb la seva ajuda, podeu retornar fins al 55% de la calor. La recuperació d'aquests sistemes és de sis mesos a dos anys. Depèn de la regió on s'instal·li l'equip i de la intensitat del seu ús. Com a regla general, es requereix un càlcul individual d'aquests dispositius.
Principi de funcionament
En aquesta secció, es parlarà amb més detall d'un intercanviador de calor de glicol, el principi de funcionament del qual és una mica similar al d'un aparell d'aire condicionat convencional. A l'hivern, una caldera pren l'energia tèrmica del flux d'aire que surt de la sortida d'escapament del sistema i, amb l'ajuda d'un refrigerant d'aigua-glicol, la transfereix a l'intercanviador de calor de subministrament. És a la segona caldera on l'anticongelant desprèn la calor acumulada a l'aire de subministrament, escalfant-lo. A l'estiu, l'acció dels intercanviadors de calor d'aquest dispositiu és exactament la contrària, per tant, amb aquest tipus d'equips, podeu estalviar no només en calefacció, sinó també en aire condicionat.
A l'estació de fred, una caldera instal·lada en un conducte de ventilació d'escapament pot estar exposada a condensats i, com a conseqüència, a la formació de gel. És per això que està equipat amb un recipient amb tancament d'aigua per recollir i drenar el condensat.A més, per evitar que la humitat entri al flux d'aire, se sol muntar un eliminador de gotes darrere de l'intercanviador de calor. Per evitar la contaminació de l'intercanviador de calor de subministrament, s'instal·la un filtre d'aire gruixut al conducte de ventilació.
Opcions d'instal·lació
- Podeu connectar diverses entrades i un d'escapament i viceversa.
- La distància entre el subministrament i l'escapament pot ser de fins a 800 m.
- El sistema de recuperació es pot ajustar automàticament canviant la velocitat de circulació del refrigerant.
- La solució de glicol no es congela, és a dir, a temperatures sota zero, no és necessari descongelar el sistema.
- Com que s'utilitza un transportador de calor intermedi, l'aire de la campana no pot entrar a l'entrada.
Amb un esquema de dos circuits d'intercanviador de calor de glicol, la quantitat d'aire d'escapament i subministrament ha de coincidir, tot i que es permeten desviacions de fins a un 40%, que empitjoren l'indicador d'eficiència.
Càlcul de l'eficiència energètica d'un dispositiu d'aquest tipus
Per a un funcionament eficient i un màxim estalvi de calor, per regla general, es requereix un càlcul individual d'aquests equips, que es realitza per empreses especialitzades. Podeu calcular vosaltres mateixos l'eficiència tèrmica i l'eficiència energètica d'aquest intercanviador de calor mitjançant el mètode per calcular els intercanviadors de calor de glicol. Per calcular l'eficiència tèrmica, cal conèixer els costos energètics per escalfar o refrigerar l'aire de subministrament, que es calculen per la fórmula:
Q \u003d 0,335 x L x (tendència - tinici),
- L consum d'aire.
- t començar (temperatura d'entrada d'aire a l'intercanviador de calor)
- tcon. (temperatura de l'aire d'extracció de l'habitació)
- 0,335 és un coeficient extret del manual de climatologia per a una regió concreta.
Per calcular l'eficiència energètica de l'intercanviador de calor, utilitzeu la fórmula:
on: Q és el cost energètic per escalfar o refredar el flux d'aire, n és l'eficiència de l'intercanviador de calor declarada pel fabricant.
Com es realitza l'anàlisi del glicol
El procediment per estudiar la qualitat del refrigerant és bastant senzill i no requereix gaire esforç per part del propietari de les xarxes d'enginyeria. Pren mostres de glicol i les envia al laboratori del fabricant per analitzar-les. Els especialistes realitzen les anàlisis necessàries i determinen les característiques quantitatives de la solució. Després de la investigació, rebeu un informe complet amb recomanacions. A partir d'ells es pren una decisió. Pot ser que sigui necessari eliminar la solució d'etilenglicol esgotada i substituir el refrigerant per un de nou. Potser les desviacions de la norma no són tan significatives i no afecten l'eficiència del sistema climàtic.
És important tenir en compte que si la investigació la porta a terme el fabricant, coneix perfectament totes les característiques de la composició utilitzada i pot donar consells competents. En qualsevol cas, obtindreu molts avantatges d'un servei tan complet:
- Algunes característiques quantitatives del glicol no es comparen amb els indicadors mitjans, sinó amb els paràmetres inicials d'aquesta solució particular;
- Podeu demanar ràpidament la substitució del refrigerant amb l'eliminació dels residus;
El fabricant disposa de la base material necessària per al transport de glicol a la instal·lació i l'eliminació de la mescla utilitzada d'acord amb les normes i regulacions mediambientals.
Recuperadores
A més, en condicions d'augment constant dels preus de l'energia, actualment, les unitats de ventilació estan molt sovint equipades amb recuperadors de diversos tipus i dissenys, que permeten transferir part de la calor de l'aire d'escapament a l'aire de subministrament.
Els intercanviadors de calor de flux creuat, a causa del seu disseny, dirigeixen l'aire de subministrament i d'escapament cap a canals que s'entrecreuen mútuament sense barrejar-se i a través de la superfície de les cèl·lules de plaques primes, la calor de l'aire d'escapament es transfereix a l'aire de subministrament. L'eficiència d'aquests recuperadors pot arribar al 75%.
Els intercanviadors de calor rotatius tenen un disseny pel qual la calor de l'aire d'escapament es transfereix a l'aire de subministrament mitjançant un disc que gira lentament, que és un conjunt de molts discos perforats en forma de plaques.Els intercanviadors de calor rotatius permeten una petita mescla (fins a un 15%) d'aire d'escapament per subministrar aire. Això redueix una mica l'abast de la seva aplicació, però, d'altra banda, l'eficiència dels intercanviadors de calor rotatius és molt superior a la dels intercanviadors de calor de flux creuat, fins a un 85%, depenent de la quantitat i els paràmetres de l'aire d'escapament i subministrament.
Quan les dimensions de la cambra de ventilació o altres característiques del local ventilat no permeten col·locar una unitat de subministrament i d'escapament en una unitat de ventilació, es pot utilitzar un intercanviador de calor de glicol. L'intercanviador de calor de glicol funciona de la següent manera: a través de dos intercanviadors de calor separats als fluxos d'escapament i subministrament, circula el refrigerant - glicol; L'aire d'escapament transfereix calor a través de l'intercanviador de calor al glicol, que al seu torn escalfa les plaques de l'intercanviador de calor d'alimentació. La distància entre les unitats d'escapament i subministrament pot ser significativa i només està limitada per les capacitats tècniques de col·locar canonades entre els intercanviadors de calor, però l'eficiència de l'intercanviador de calor de glicol és baixa, molt inferior al flux creuat i, a més, el intercanviador de calor rotatiu.
Actualment, molts fabricants tenen en la seva gamma d'unitats de ventilació estàndard de productivitat relativament baixa. Es tracta d'unitats de ventilació per a cases rurals, oficines, petits locals comercials, equipades amb aigua, escalfadors elèctrics, o sense ells, recuperadors de diversos tipus. Per a un alt rendiment o algunes condicions especials, les unitats de ventilació es seleccionen i es fabriquen individualment, per encàrrec. Després de calcular el sistema de ventilació, indicant tots els paràmetres necessaris per a la selecció i les característiques de disseny, el dissenyador emet una tasca tècnica per al representant del fabricant i al cap d'un temps rep una impressió de la instal·lació amb els paràmetres, característiques tècniques, dimensions i disseny necessaris. Alguns fabricants col·loquen programes de selecció d'equips als seus llocs web a Internet, cosa que permet al dissenyador crear unitats de ventilació de qualsevol configuració en línia.
Propietats clau del glicol
Abans de procedir amb l'ordre d'investigació, cal decidir: quines propietats i característiques determinen la qualitat de l'anticongelant amb un punt de congelació baix.
- Conductivitat tèrmica;
- coeficient de transferència de calor;
- Viscositat;
- Temperatura màxima de cristal·lització.
Durant el funcionament, el refrigerant es pot contaminar amb impureses laterals, que perjudiquen significativament les propietats de treball del fluid. Si la concentració de la substància activa a la solució no es correspon amb la norma, el punt de congelació pot ser molt més alt que el que indica el fabricant o requerit per les condicions de funcionament del sistema climàtic. En alguns casos, això esdevé perillós, ja que quan s'utilitza l'equip en condicions climàtiques dures, hi ha el risc de congelació del líquid del sistema. A diferència de l'aigua, el glicol té un coeficient d'expansió volumètric baix, que minimitza el risc de danys i ruptura de la canonada. Però la transició de la solució a un estat d'agregació suau empitjora significativament el seu transport a través del sistema i provoca un augment de la càrrega en l'equip de bombeig.
Un refrigerant contaminat amb impureses té una eficiència reduïda, que s'expressa en la capacitat de transferir o eliminar calor. Per garantir el rendiment requerit del sistema, cal controlar-ho constantment i evitar desviacions de la norma. El mateix passa amb la viscositat. Si supera els límits permesos, el transport a través de la canonada només és possible amb una major potència de l'equip de bombeig, que es desgasta molt més ràpidament en aquest mode.
conclusions
Té sentit utilitzar anticongelant per a un sistema de calefacció quan realment hi ha la possibilitat que l'aigua de la xarxa es congeli.
En aquest cas, cal determinar la concentració òptima de la solució per al funcionament eficient de tot el sistema de calefacció i tenir en compte els requisits de seguretat.
Anticongelant: un refrigerant a base d'etilè o propilenglicol, traduït per "anticongelant", de l'anglès internacional, com "no congelant". L'anticongelant de classe G12 està pensat per al seu ús en cotxes des del 96 al 2001; els cotxes moderns solen utilitzar anticongelants 12+, 12 plus plus o g13.
