Спосіб утилізації теплоти викидного повітря

1 Спосіб утилізації теплоти викидного повітря, який включає нагрівання припливного і охолодження викидного повітряних потоків шляхом пропускання потоку припливного повітря через послідовно з'єднані припливні канали групи п теплоутилізаторів, а потоку викидного повітря через їх послідовно з'єднані викидні канали з подальшим відводом в атмосферу, який відрізняється тим, що потік припливного повітря попередньо пропускають через послідовно з'єднані припливні канали групи m теплоутилізаторів, при цьому цей потік після виходу з припливних каналів останнього з групи п теплоутилізаторів направляють в послідовно з'єднані викидні канали групи m теплоутилізаторів з подальшим відводом в приміщення 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що потоки припливного і викидного повітря через при пливні і викидні канали групи п теплоутилізаторів направляють назустріч один одному, при цьому з потоку припливного повітря після його виходу з припливних каналів останнього з групи п теплоутилізаторів виділяють К-ту частину і направляють в приміщення, вимірюють температуру потоку припливного повітря на вході в припливні канали першого з групи m теплоутилізаторів і температуру потоку викидного повітря на вході в викидні канали останнього з групи п теплоутилізаторів, а К визначають за формулою к 1 _ (Літи -і)[(*пі+*П2Хлпі - ) де п - КІЛЬКІСТЬ теплоутилізаторів в групі п, шт, m - КІЛЬКІСТЬ теплоутилізаторів в групі т , шт, i l n t ' коефіцієнт температурної ефективності кожного з групи п теплоутилізатора, від од , •Hmt" коефіцієнт температурної ефективності кожного з групи m теплоутилізатора, від од , t m -температура викидного повітря, °С, t|-|2 -температура припливного повітря, °С со 00 (О Винахід відноситься до техніки кондицюнування повітря і може бути використаний в системах вентиляції і опалення виробничих і цивільних будівель Ефективність утилізації теплоти викидного повітря з виробничих і цивільних будівель залежить від температури зовнішнього повітря В холодні і перехідні періоди року викидне повітря таких приміщень має більшу ВОЛОГО-МІСТКІСТЬ, ніж зовнішнє повітря , тому в рекуперативних теплоутилізаторах на теплообмінній поверхні зі сторони викидного повітря конденсується волога Коли при знижені температури зовнішнього повітря температура теплообмінної поверхні стає меншою нуля градусів цей конденсат замерзає, що зменшує ефективність утилізації теплоти викидного повітря Для підвищення ефективності утилі зацм теплоти застосовуються різні способи і пристрої Відомий спосіб утилізації теплоти викидного повітря (Авторське свідоцтво СРСР №1384888, МКІ F24F 3/147, опубл ЗО 03 88, бюл №12) Згідно цього способу утилізація теплоти викидного повітря здійснюється шляхом пропускання потоку припливного повітря через припливні канали рекуперативного теплоутилізатора, а потоку викидного повітря через його викидні канали, подальший ВІДВІД потоку охолодженого викидного повітря в атмосферу, а потоку підігрітого припливного повітря в приміщення При температурах зовнішнього повітря менших нуля градусів періодично зупиняючи подачу потоку припливного повітря через припливні канали теплоутилізатора, пропускають його через викидні канали При ю 56839 цьому потік викидного повітря пропускають через припливні канали з подальшим відведенням в атмосферу, а потік припливного повітря в приміщення Це дозволяє запобігати намерзанню конденсату на теплообмінній поверхні теплоутилізатора за рахунок теплової енергії потоку викидного повітря, що підвищує ефективність утилізації теплоти Суттєвим недоліком цього способу утилізації теплоти викидного повітря є те, що тривалість вилучення конденсату, тобто його перетворення в рідину, залежить від температури зовнішнього повітря Причому, при її зниженні тривалість вилучення конденсату збільшується Отже, в процесі періодичної узгодженої зміни подачі потоків припливного та викидного повітря через припливні або викидні канали теплоутилізатора можлива ситуація, коли при певній температурі зовнішнього повітря намерзання конденсату на одній із сторін теплообмінної поверхні починає утворюватись навіть при неповністю вилученому конденсату на другій стороні теплообмінної поверхні Тому цей спосіб утилізації теплоти ефективний тільки в певному невеликому діапазоні змін температури зовнішнього повітря і його застосування в системах вентиляції більшості виробничих і цивільних споруд неможливе Найбільш близьким до запропонованого є спосіб утилізації теплоти (Авторське свідоцтво СРСР №1435894, МКІ F24F 3/147 опубл 15 0 5 9 0 , бюл №18) який включає нагрівання припливного і охолодження викидного повітряних потоків шляхом пропускання потоку припливного повітря через послідовно з'єднані припливні канали теплоутилізаторів, а потоку викидного повітря через їх послідовно з'єднані викидні канали, причому один із теплових потоків поступає в крайньому разі двома потоками з різними температурами Для ефективного використання теплових потенціалів потоків, охолодження викидного повітря і нагрівання припливного повітря здійснюється послідовно по етапам, КІЛЬКІСТЬ ЯКИХ приймають рівним найбільшій КІЛЬКОСТІ ОДНОГО З повітряних потоків На першому етапі в напрямку руху викидного повітря нагрів припливного повітря здійснюється повітряним потоком викидного повітря з максимальною температурою, перед кожним наступним етапом в потік викидного повітря, який пройшов попередній етап, вводиться потік викидного повітря який має найвищу температуру із потоків викидного повітря які залишились На першому етапі в напрямку руху припливного повітря через теплоутилізатор пропускають всі потоки припливного повітря і в крайньому разі перед одним із наступних етапів із потоку припливного повітря відводять потік, який підлягає нагріву до найменшої температури із всіх потоків припливного повітря які пройшли попередній етап При цьому на кожному етапі потоки викидного повітря охолоджують до температури, рівної температурі потоку викидного повітря, а потік припливного повітря нагрівають в крайньому разі на кожному етапі в напрямку руху припливного повітря до температури, рівної найменшій потрібній температурі нагріву одного із потоків припливного повітря, який пройшов даний етап Недоліком прототипу є необхідність розділяти потоки припливного і викидного повітря ще на окремі потоки та контролювати їх температуру на кожному етапі підігріву припливного повітря і охолодження викидного повітря Крім того, цей спосіб не враховує можливість намерзання конденсату на теплообмінній поверхні теплоутилізатора зі сторони потоку викидного повітря при температурі потоку припливного повітря меншій нуля градусів Задачею винаходу є спосіб утилізації теплоти викидного повітря в якому завдяки ЗМІНІ напряму потоків, ПОСЛІДОВНОСТІ з'єднання припливних і викидних каналів теплоутилізаторів підвищується ефективність використання теплоти викидного повітря при температурах припливного повітря менших нуля градусів Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб утилізації теплоти викидного повітря здійснюється шляхом пропускання потоку припливного повітря через послідовно з'єднані припливні канали групи п теплоутилізаторів, а потоку викидного повітря через їх послідовно з'єднані викидні канали з подальшим відводом в атмосферу Причому, потік припливного повітря попередньо пропускають через послідовно з'єднані припливні канали групи m теплоутилізаторів, а після виходу з припливних каналів останнього з групи п теплоутилізаторів направляють в послідовно з'єднані викидні канали групи m теплоутилізаторів з подальшим відводом в приміщення За рахунок підігріву припливного повітря в припливних каналах групи m теплоутилізаторів конденсат на теплообмінній поверхні зі сторони викидних каналів групи п теплоутилізаторів не обмерзає, що підвищує ефективність утилізації теплоти викидного повітря при температурі припливного повітря меншій нуля градусів Крім того, потоки припливного і викидного повітря через припливні і викидні канали групи п теплоутилізаторів направляють назустріч один одному, з потоку припливного повітря після його виходу з припливних каналів останнього з групи п теплоутилізаторів виділяють і направляють в приміщення К-ту частину, яка визначається за формулою 1 к _ (Літи -і)[(*пі+*П2Хлпі - ) де п - КІЛЬКІСТЬ теплоутилізаторів в групі п, шт, m - КІЛЬКІСТЬ теплоутилізаторів в групі т , шт, tint - коефіцієнт температурної ефективності кожного з групи п теплоутилізатора, від од , H t - коефіцієнт температурної ефективності m кожного з групи m теплоутилізатора, від од , tm -температура викидного повітря, °С, tm - температура припливного повітря, °С Виділення з потоку припливного повітря після його виходу з припливних каналів останнього з групи п теплоутилізаторів К-тої частини і направлення її в приміщення, а іншої частини в викидні канали групи m теплоутилізаторів дає змогу при температурі припливного повітря меншій нуля градусів підтримувати рівність абсолютних величин температур повітряних потоків на вході при 56839 пливних каналів і виході викидних каналів першого з групи п теплоутилізаторів За рахунок цього підвищується ефективність передачі теплової енергії від потоку викидного повітря до потоку припливного повітря та виключається можливість намерзання конденсату на теплообмінній поверхні На кресленні показана схема реалізації способу утилізації теплоти викидного повітря який містить групу п теплоутилізаторів 1 і групу m теплоутилізаторів 2 Група п теплоутилізаторів 1 має послідовно з'єднані припливні канали 3 і викидні канали 4 першого 5, другого 6 і п-ного 7 теплоутилізаторів Група m теплоутилізаторів 2 має послідовно з'єднані припливні канали 8 і викидні канали 9 першого 10, другого 11 і m-ного 12теплоутилізаторів Припливний канал 8 m-ного теплоугилізатора 12 з'єднаний з припливним каналом 3 першого з групи п теплоутилізаторів 5 Через регулюючий елемент припливний канал З п-ного теплоутилізатора 7 з'єднаний з викидним каналом 9 m-ного теплоутилізатора 12 та атмосферою приміщення з якою також з'єднаний викидний канал 9 першого з групи m теплоутилізаторів 10 Після ВИКИДНИХ каналів 4 групи п теплоутилізаторів 1 викидне повітря виводиться в атмосферу Припливне повітря після регулюючого елемента 13 і викидних каналів 9 групи m теплоутилізаторів 2 подається в приміщення Спосіб по даній схемі утилізації теплоти викидного повітря реалізується таким чином Нагрівання припливного і охолодження викидного повітря потоків здійснюється шляхом пропускання потоку припливного повітря через послідовно з'єднані припливні канали 3 кожного з групи п тештоутилізаторіві, а потоку викидного повітря через послідовно з'єднані викидні канали 4 цієї ж групи теплоутилізаторів з подальшим відводом в атмосферу Попередньо потік припливного повітря проходить через послідовно з'єднані припливні канали 8 групи m теплоутилізаторів 2 При температурі зовнішнього повітря більшій нуля градусів обмерзання теплообмінної поверхні зі сторони викидних каналів групи п теплоутилізаторів 1 не відбувається Тому весь потік припливного повітря регулюючим елементом 13 направляється в приміщення, а в викидні канали 9 групи m теплоутилізаторів 2 не подається При температурі зовнішнього повітря меншій нуля градусів на теплообмінній поверхні зі сторони викидних каналів групи п теплоутилізаторів 1 конденсується волога, яка при подальшому зниженні температури зовнішнього повітря може обмерзати Для запобігання цього з потоку підігрітого припливного повітря після його виходу з припливного каналу 3 п-ного теплоутилізатора 7 регулюючим елементом 13 виділяється К-та частина і направляється в приміщення, а інша частина підігрітого припливного повітря направля ється в викидні канали 9 групи m теплоутилізаторів 2 За рахунок теплової енергії підігрітого припливного повітря в групі m теплоутилізаторів 2 підігрівається холодне припливне повітря, яке попередньо проходить через припливні канали цієї групи теплоутилізаторів Важливо, що конденсація вологи на теплообмінній поверхні групи m теплоутилізаторів 2 не відбувається тому, що температура повітряного потоку в викидних каналах цих теплоутилізаторів не може бути меншою ніж температура повітряного потоку в припливних каналах Отже в групі m теплоутилізаторів для обмерзання теплообмінної поверхні не має причин при будь-якій температурі припливного повітря Виділення К-тої частини з потоку припливного повітря, яке поступає з виходу припливних каналів групи п теплоутилізаторів 1 і подача його в приміщення, а іншої частини в викидні канали групи m теплоутилізаторів 2 забезпечує найбільш ефективне використання теплового потенціалу викидного повітря При ЗМІНІ температури припливного повітря або температури викидного повітря регулюючим елементом 13 ВІДПОВІДНИМ чином змінюється К-та частина повітряного потоку, який подається в приміщення Приклад Розглядається спосіб для утилізації теплоти викидного повітря, пристрій для реалізації якого має такі параметри коефіцієнт температурної ефективності кожного з групи п теплоутилізаторів r|nt - 0,4, коефіцієнт температурної ефективності кожного з групи m теплоутилізаторів r|mt - 0,25, КІЛЬКІСТЬ теплоутилізаторів в групі п - Зшт , КІЛЬКІСТЬ теплоутилізаторів в групі m - 2шт Температура викидного повітря (в приміщенні) tni=16°C, температура припливного повітря (зовнішнього) tn2--5oC При вказаних умовах за формулою визначається К=0,59 Тобто, при таких умовах регулюючий елемент 13 установлюється в положення, яке забезпечує подачу 0,59 частини повітряного потоку припливного повітря безпосередньо в приміщення, а іншу частину також в приміщення, але через послідовно з'єднані викидні канали 9 групи m теплоутилізаторів 2 При цьому буде забезпечуватись найбільш ефективна утилізація теплоти викидного повітря без обмерзання теплообмінної поверхні Якщо температура припливного чи викидного повітря зміняться, наприклад при tm=16°C, a th2=-10°C, то К=0,13 При thi=12°C, a tn2=-5°C, К=0,4 Спосіб простий в реалізації і дозволяє використовувати теплоту викидного вентиляційного повітря тваринницьких приміщень і цивільних будівель для підігріву припливного повітря за допомогою рекуперативних теплоутилізаторів при будь-якій температурі зовнішнього повітря без обмерзання теплообмінної поверхні 56839 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24