Avantaje și dezavantaje
În ciuda eficienței termice destul de scăzute a acestor dispozitive, ele sunt încă destul de solicitate și sunt utilizate pentru instalarea în sisteme de ventilație funcționale cu o „împrăștiere” serioasă în performanță.
În plus:
- Mai multe fluxuri de aer de alimentare sau evacuare pot fi direcționate către un schimbător de căldură.
- Distanța dintre schimbătoarele de căldură poate ajunge la mai mult de 500 m.
- Un astfel de sistem poate fi folosit iarna, deoarece lichidul de răcire nu îngheață.
- Curențele de aer din conductele de evacuare și de alimentare nu se amestecă.
Printre deficiențe pot fi remarcate:
- Eficiență energetică suficient de scăzută (eficiență termică), care variază de la 20 la 50%.
- Costuri serioase pentru energie electrică, care este necesară pentru funcționarea pompei.
- Conducta schimbătorului de căldură include un număr mare de dispozitive de control și măsurare și supape de închidere, care necesită întreținere periodică.
Aceste unități sunt proiectate pentru funcționarea corectă a unităților de tratare a aerului, care includ schimbătoare de căldură cu glicol care îndeplinesc funcția de recuperare a căldurii.
Această unitate de amestecare este instalată în circuitul care conectează schimbătorul de căldură cu glicol de alimentare și evacuare prin intermediul unei conducte. Nodul contine toate elementele de legare necesare functionarii corecte a circuitului. Pentru ca sistemul să funcționeze corect, este suficient să conectați nodul la rețeaua de conducte și să conectați unitatea și pompa la controlerul de control.
În timpul funcționării, unitatea creează debitul necesar de lichid de răcire necesar pentru a transfera căldura de la schimbătorul de căldură de evacuare încălzit la cel de alimentare cu rece. O supapă cu trei căi instalată în unitate, care amestecă fluxurile de glicol în cantitatea potrivită, reglează performanța maximă a schimbătoarelor de căldură. În cazul subrăcirii unuia dintre schimbătoarele de căldură, o supapă cu trei căi amestecă un lichid mai încălzit în circuit, prevenind astfel posibilitatea înghețului încălzitorului cu glicol.
Utilizarea unui antrenament electric modulator permite controlul precis al supapei cu trei căi. Termomanometrele instalate în toate părțile unității vă permit să monitorizați parametrii de temperatură și presiune în diferite părți ale sistemului. Pe ansamblu este instalat un grup de siguranță, care conține o supapă de siguranță, un aerisire și un rezervor de expansiune. Este necesară o ventilație pentru a evacua automat aerul din sistemul care a intrat în circuit în timpul umplerii.
Un vas de expansiune instalat în circuitul de glicol este necesar pentru a compensa excesul de lichid din sistem în timpul unei schimbări bruște a temperaturii în circuit.
Supapa de siguranță ar trebui să funcționeze în cazul creșterii presiunii peste valoarea setată, protejând astfel alte elemente de deteriorare. De asemenea, în circuitul unității este inclusă o supapă de scurgere pentru scurgerea rapidă a lichidului din sistem.
Supapele cu bilă vă permit să blocați circuitul unității și, prin urmare, să înlocuiți elementele sale individuale, dacă este necesar, fără a goli întregul sistem.
Unitățile de amestecare pentru funcționarea recuperatoarelor de glicol sunt proiectate pentru a controla debitul de soluție de etilenglicol în circuitul schimbătoarelor de căldură de recuperare ale unității de alimentare și evacuare.
Sarcina este de a asigura un debit atât de necesar al lichidului de răcire, astfel încât să transfere cât mai mult posibil căldura aerului evacuat către aerul de alimentare, printr-un circuit închis separat care conectează schimbătoarele de căldură de alimentare și evacuare. Lichidul de răcire al acestor unități este de obicei o soluție de etilenglicol.
Unitatea de conducte pentru schimbătoarele de căldură cu glicol include următoarele elemente.
- supapă cu trei căi;
- acționare electrică;
- pompa;
- bazin;
- verifica valva;
- Supape cu bilă;
- termomanometre;
- rezervor de expansiune;
- robinet de scurgere;
- orificii de aerisire.
Dacă este necesar, unitatea este completată cu eyeliner ondulat.
Aceste unități sunt utilizate pentru toate unitățile de tratare a aerului, unde este prevăzută opțiunea de recuperare a căldurii datorită transportorului intermediar de căldură. De regulă, astfel de unități sunt instalate pe sisteme de ventilație cu capacitate medie și mare de aer de la 5.000 la 100.000 m 3 h.
Dacă unitatea este proiectată și asamblată corect, atunci când sistemul este pornit, automatizarea unității de tratare a aerului ar trebui să funcționeze astfel încât să asigure mai întâi încălzirea maximă posibilă a aerului de alimentare, folosind căldura circuitului de glicol. , apoi conectați circuitul de încălzire pentru a încălzi aerul la o anumită temperatură.
Cum funcționează un schimbător de căldură cu glicol
Dispozitivul este format din două schimbătoare de căldură cu aripioare, care sunt interconectate într-un circuit închis cu un lichid de răcire (soluție de etilenglicol) care circulă în el. Un schimbător de căldură este instalat în canalul prin care trece aerul evacuat, al doilea este situat în fluxul de aer de alimentare. Schimbatoarele de caldura trebuie sa functioneze in contracurent in raport cu debitul de aer. Cu o conexiune cu flux direct, eficiența muncii lor este redusă la 20%.
În sezonul rece, primul schimbător de căldură este un răcitor, care preia căldură din fluxul de aer evacuat. Lichidul de răcire se deplasează printr-un circuit închis cu ajutorul unei pompe de circulație și intră în al doilea schimbător de căldură, care acționează ca un încălzitor, unde căldura este transferată în aerul de alimentare. În perioada caldă, funcțiile schimbătoarelor de căldură sunt direct opuse.
Iarna, se poate forma condens pe schimbătorul de căldură din fluxul de evacuare, care este colectat și evacuat folosind o baie înclinată din oțel inoxidabil cu etanșare hidraulică. Pentru a preveni intrarea picăturilor de condens în fluxul de aer evacuat la debite mari, în spatele schimbătorului de căldură este instalat un eliminator de picături.
Unde se folosește un schimbător de căldură cu glicol?
Cea mai eficientă aplicare a schimbătoarelor de căldură cu glicol este utilizarea lor în scheme cu două circuite. Sunt indispensabile în medii explozive, precum și în cazurile în care fluxurile de aer și evacuare nu trebuie să se intersecteze absolut. O schemă similară este utilizată în mod activ în fabricile cu suprafețe mari și în centrele comerciale care mențin condiții de temperatură diferite în zone diferite.
Recuperătorul cu un agent intermediar de căldură face posibilă conectarea a două sisteme de ventilație existente separat - evacuare și alimentare. Astfel de dispozitive sunt ideale pentru a le actualiza în cazul utilizării separate.
Versatilitatea recuperatoarelor de glicol face posibilă instalarea acestora în sisteme existente cu o capacitate de 500 - 150.000 m3/h. Cu ajutorul lor, poți reveni până la 55% din căldură. Rambursarea acestor sisteme este de la șase luni la doi ani. Depinde de regiunea în care este instalat echipamentul și de intensitatea utilizării acestuia. De regulă, este necesar un calcul individual al unor astfel de dispozitive.
Principiul de funcționare
În această secțiune, va fi discutat mai detaliat un schimbător de căldură cu glicol, al cărui principiu de funcționare este oarecum similar cu cel al unui aparat de aer condiționat convențional. Iarna, un cazan preia energie termică din fluxul de aer de ieșire al orificiului de evacuare al sistemului și, cu ajutorul unui lichid de răcire apă-glicol, o transferă în schimbătorul de căldură de alimentare. În al doilea cazan antigelul degajă căldura acumulată aerului de alimentare, încălzindu-l. Vara, acțiunea schimbătoarelor de căldură ale acestui dispozitiv este exact opusă, prin urmare, folosind acest tip de echipamente, puteți economisi nu numai la încălzire, ci și la aer condiționat.
În sezonul rece, un cazan instalat într-o conductă de ventilație de evacuare poate fi expus la condens și, ca urmare, la înghețare. De aceea este echipat cu un recipient cu etanșare pentru a colecta și a scurge condensul.În plus, pentru a preveni intrarea umidității în fluxul de aer, în spatele schimbătorului de căldură este de obicei montat un eliminator de picături. Pentru a preveni contaminarea schimbătorului de căldură de alimentare, un filtru de aer grosier este instalat în conducta de ventilație.
Opțiuni de instalare
- Puteți conecta mai multe fluxuri de intrare și o evacuare și invers.
- Distanța dintre alimentare și evacuare poate fi de până la 800 m.
- Sistemul de recuperare poate fi reglat automat prin modificarea vitezei de circulație a lichidului de răcire.
- Soluția de glicol nu îngheață, adică la temperaturi sub zero, dezghețarea sistemului nu este necesară.
- Deoarece se folosește un vehicul intermediar de căldură, aerul din hotă nu poate intra în fluxul de intrare.
Cu o schemă cu două circuite a unui schimbător de căldură cu glicol, cantitatea de aer evacuat și de alimentare trebuie să se potrivească, deși sunt permise abateri de până la 40%, ceea ce agravează indicatorul de eficiență.
Calculul eficienței energetice a unui dispozitiv de acest tip
Pentru o funcționare eficientă și economisirea maximă a căldurii, de regulă, este necesar un calcul individual al unui astfel de echipament, care este efectuat de companii specializate. Puteți calcula singur eficiența termică și eficiența energetică a unui astfel de schimbător de căldură, folosind metoda de calcul al schimbătoarelor de căldură cu glicol. Pentru a calcula randamentul termic, este necesar să se cunoască costurile energetice pentru încălzirea sau răcirea aerului de alimentare, care se calculează prin formula:
Q \u003d 0,335 x L x (tend - tbegin),
- L consum de aer.
- nu începe (temperatura de intrare a aerului în schimbătorul de căldură)
- tcon. (temperatura aerului extras din cameră)
- 0,335 este un coeficient preluat din manualul de climatologie pentru o anumită regiune.
Pentru a calcula eficiența energetică a schimbătorului de căldură, utilizați formula:
unde: Q este costul energiei pentru încălzirea sau răcirea fluxului de aer, n este randamentul schimbătorului de căldură declarat de producător.
Cum se efectuează analiza glicolului
Procedura de studiere a calității lichidului de răcire este destul de simplă și nu necesită mult efort din partea proprietarului rețelelor de inginerie. Luați mostre de glicol și le trimiteți la laboratorul producătorului pentru analiză. Specialiștii efectuează analizele necesare și determină caracteristicile cantitative ale soluției. După cercetare, primiți un raport complet cu recomandări. Pe baza lor se ia o decizie. Poate fi necesar să aruncați soluția de etilenglicol uzată și să înlocuiți lichidul de răcire cu unul nou. Poate că abaterile de la normă nu sunt atât de semnificative și nu afectează eficiența sistemului climatic.
Este important de reținut că, dacă cercetarea este efectuată de producător, ea cunoaște perfect toate caracteristicile compoziției utilizate și poate oferi sfaturi competente. În orice caz, beneficiați de multe beneficii de la un astfel de serviciu cuprinzător:
- Anumite caracteristici cantitative ale glicolului nu sunt comparate cu indicatorii medii, ci cu parametrii inițiali ai acestei soluții particulare;
- Puteți comanda rapid înlocuirea lichidului de răcire cu eliminarea deșeurilor;
Producătorul are baza materială necesară pentru transportul glicolului la instalație și eliminarea amestecului utilizat în conformitate cu regulile și reglementările de mediu.
Recuperatori
În plus, în condițiile creșterii constante a prețurilor la energie, în prezent, unitățile de ventilație sunt foarte des echipate cu recuperatoare de diferite tipuri și modele, care permit transferul unei părți a căldurii din aerul evacuat în aerul de alimentare.
Schimbătoarele de căldură cu flux încrucișat, datorită designului lor, direcționează aerul de alimentare și evacuat în canale care se intersectează reciproc, fără amestecare, iar prin suprafața celulelor cu plăci subțiri, căldura din aerul evacuat este transferată în aerul de alimentare. Eficiența unor astfel de recuperatoare poate ajunge la 75%.
Schimbătoarele de căldură rotative au un design datorită căruia căldura aerului evacuat este transferată în aerul de alimentare prin intermediul unui disc care se rotește lent, care este un set de multe discuri perforate asemănătoare plăcilor.Schimbătoarele de căldură rotative permit un amestec mic (până la 15%) de aer evacuat pentru a furniza aer. Acest lucru restrânge oarecum domeniul de aplicare al acestora, dar, pe de altă parte, eficiența schimbătoarelor de căldură rotative este mult mai mare decât schimbătoarele de căldură cu flux încrucișat - până la 85%, în funcție de cantitatea și parametrii aerului de evacuare și de alimentare.
Atunci când dimensiunile camerei de ventilație sau alte caracteristici ale spațiilor ventilate nu permit plasarea unei unități de alimentare și evacuare într-o unitate de ventilație, atunci poate fi utilizat un schimbător de căldură cu glicol. Schimbătorul de căldură cu glicol funcționează astfel: prin două schimbătoare de căldură separate pe fluxurile de evacuare și de alimentare circulă lichidul de răcire — glicolul; Aerul evacuat transferă căldură prin schimbătorul de căldură către glicol, care, la rândul său, încălzește plăcile schimbătorului de căldură de alimentare. Distanța dintre unitățile de evacuare și alimentare poate fi semnificativă și este limitată numai de capacitățile tehnice de așezare a conductelor între schimbătoarele de căldură, dar eficiența schimbătorului de căldură cu glicol este scăzută, mult mai mică decât fluxul încrucișat și, în plus, schimbător de căldură rotativ.
În prezent, mulți producători au în gama lor de unități de ventilație standard de productivitate relativ scăzută. Este vorba de unități de ventilație pentru cabane, birouri, spații comerciale mici, dotate cu apă, încălzitoare electrice, sau fără ele, recuperatoare de diferite tipuri. Pentru performante ridicate sau unele conditii speciale, unitatile de ventilatie sunt selectate si fabricate individual, la comanda. După calcularea sistemului de ventilație, indicând toți parametrii necesari pentru selecția și caracteristicile de proiectare, proiectantul emite o sarcină tehnică pentru reprezentantul producătorului și după un timp primește o imprimare a instalației cu parametrii necesari, caracteristicile tehnice, dimensiunile și designul. Unii producători plasează programe de selecție a echipamentelor pe site-urile lor de pe Internet, ceea ce permite designerului să creeze online unități de ventilație de orice configurație.
Proprietățile cheie ale glicolului
Înainte de a continua cu ordinea cercetării, este necesar să decideți: ce proprietăți și caracteristici determină calitatea antigelului cu un punct de îngheț scăzut.
- Conductivitate termică;
- Coeficient de transfer termic;
- Viscozitate;
- Temperatura maxima de cristalizare.
În timpul funcționării, lichidul de răcire poate fi contaminat cu impurități laterale, care afectează semnificativ proprietățile de lucru ale fluidului. Dacă concentrația substanței active în soluție nu corespunde normei, atunci punctul de îngheț poate fi mult mai mare decât cel indicat de producător sau cerut de condițiile de funcționare ale sistemului de climatizare. În unele cazuri, acest lucru devine periculos, deoarece atunci când se utilizează echipamentul în condiții climatice dure, există riscul de înghețare a lichidului din sistem. Spre deosebire de apă, glicolul are un coeficient de expansiune volumetric scăzut, ceea ce minimizează riscul de deteriorare și ruptură a conductei. Dar trecerea soluției într-o stare de agregare moale agravează semnificativ transportul acesteia prin sistem și provoacă o sarcină crescută asupra echipamentului de pompare.
Un lichid de răcire contaminat cu impurități are o eficiență redusă, care se exprimă în capacitatea de a transfera sau elimina căldura. Pentru a asigura performanța necesară a sistemului, trebuie să monitorizați în mod constant acest lucru și să evitați abaterile de la normă. Același lucru este valabil și pentru vâscozitate. Dacă depășește limitele admise, transportul prin conductă este posibil numai cu puterea crescută a echipamentului de pompare, care se uzează mult mai repede în acest mod.
concluzii
Este logic să folosiți antigel pentru un sistem de încălzire atunci când există într-adevăr posibilitatea ca apa din interiorul rețelei să înghețe
În acest caz, este necesar să se determine concentrația optimă a soluției pentru funcționarea eficientă a întregului sistem de încălzire și să se țină cont de cerințele de siguranță.
Antigel - un lichid de răcire pe bază de etilen sau propilen glicol, tradus „Antigel”, din engleza internațională, ca „non-freezing”. Antigelul din clasa G12 este destinat utilizării pe mașini din 96 până în 2001; mașinile moderne folosesc de obicei antigel 12+, 12 plus plus sau g13.
