۱۹ اردیبهشت دستگاههای بازیاب حرارت
دستگاههای بازیاب حرارت (Heat Recovery)
وظیفه یک دستگاه بازیاب حرارت بهره بردن از خواص حرارتی هوایی با دمای بالا است که از ساختمان یا مکان مورد تهویه خارج میشود تا حرارت خود را با هوایی که از بیرون ساختمان به داخل آن کشیده میشود، مبادله نماید. در رکوپراتورها یک سلول مبادلهای وظیفه تبادل انرژی بین هوای داخل و بیرون ساختمان را بدون اختلاط آنها با هم و یا بدون اتلاف انرژی (گرمایشی یا سرمایشی) به عهده دارد. در سیستمهای تهویه مطبوع با بازیاب حرارت، آسایش بیشتری برای ساکنین ساختمان باتوجه به هوای تمیز و از نظر دمایی کنترل شده ایجاد میگردد و همچنین انرژی بیشتری ذخیره میشود.
ضرورت نو کردن هوای داخل ساختمان و بازیافت انرژی
تجدید هوای داخل ساختمان برای ایجاد شرایط آسایش و سالم برای ساکنین آن ضروری است. تعویض هوای داخل ساختمان و وارد نمودن هوای تازه به داخل آن از بیرون به منظور تامین هوا با کیفیت مناسب برای ساکنین آن که در حال انجام فعالیت خاصی هستند ضروری است. در هر کشور قوانین مشخصی برای تعویض هوای داخل ساختمان برحسب حجم هوا، تعداد افرادی که داخل فضا در حال فعالیت هستند و نوع فعالیت آنها وجود دارد.
مشکلی که همواره در تعویض هوای داخل ساختمان وجود دارد آن است که انرژی تلف میشود. در زمستان و تابستان به ترتیب گرما و سرما در اثر تهویه هوای محیط مستقیماً به محیط بیرون از ساختمان تلف میشوند. با استفاده از یک رکوپراتور در دستگاه بازیاب حرارت، این انرژی تلف نمیشود و حتی میتوان از آن استفاده نمود. گرمایش یا خنککاری اولیه بر روی هوای بیرون در ورودی به ساختمان انجام میشود و بدین ترتیب دستگاه تهویه مطبوع برای تامین بار حرارتی یا برودتی فضا انرژی کمتری مصرف خواهد کرد.
اجزای اصلی دستگاههای بازیاب حرارت
دستگاههای بازیاب حرارت عموماً از هفت جزء اصلی تشکیل شدهاند که عبارتند از:
- فن برای ورود (تامین) و خروج (تخلیه) هوا
- فیلترها
- سلول تبادلی شامل انواع جریان مخالف (بازیابی انرژی تا 95%)، جریان متقاطع (بازیابی انرژی تا 75%) و روتاری (بازیابی انرژی تا 90% با بازیابی حرارت محسوس و نهان)
- کنارگذر جزئی یا کلی
- پرابهای دما برای تنظیم میزان باز یا بسته بودن کنارگذر یا سایر المانهای نصب شده در دستگاه بازیاب حرارت
- سوئیچهای اختلاف فشار برای انسداد فیلترها
شکل زیر شمایی کلی از یک دستگاه بازیاب حرارتی را نمایش میدهد.
سلول تبادلی در دستگاه بازیاب حرارت
سلول تبادلی (و یا مبادلهکننده و یا هسته) نام قسمتی از دستگاه بازیاب حرارت است که وظیفه بازیابی حرارت را از هوای تخلیه شده دارد. داخل این قسمت شبکهای از پرهها با ورودیهایی که در مقابل هم قرار دارند موجود است که درون آن جریان هوای تخلیه (خروجی) و هوای تامین (ورودی) برقرار میشود و در اثر عبور این دو جریان هوا از صفحات آن، حرارت از هوای گرم (که در فصل زمستان در داخل ساختمان است) به هوای سرد (که در فصل زمستان در بیرون ساختمان است) بدون آنکه اختلاطی بین آنها صورت بگیرد منتقل میشود. انواع متفاوتی از سلول تبادلی در دستگاههای مختلف میتوان یافت که در ادامه توضیح داده میشود:
-
مبادلهکننده با جریان متقاطع: جهتهای جریان ورودی و خروجی عمود بر هم هستند.
-
مبادلهکننده با جریانهای مخالف
جریانهای ورودی و خروجی موازی با هم اما در خلاف جهت هم هستند. چون زمان و سطح مبادله حرارت بین این دو جریان در این مبادلهکننده بزرگتر است، ظرفیت بازیابی حرارت نیز افزایش یافته است. هوای ورودی و خروجی کاملا از هم جدا هستند، در نتیجه رطوبت منتقل نمیشود و باید حذف شود. این نوع مبادلهکننده میتواند از بازدهی بالای خود بهترین استفاده را کند (تا 90 درصد).
-
مبادلهکننده روتاری
تبادل حرارت بین جریانهای ورودی و خروجی به دلیل چرخش مبادلهکننده روتاری صورت میگیرد. هوای گرم عبورکننده حرارت خود را به سلولهای فلزی مبادلهکننده میدهد. با حرکت دورانی سلول، جریان هوای سرد حرارت را از همان سلولها دریافت مینماید. این نوع مبادلهکننده متشکل از یک روتور که گرما را ذخیره میکند، یک موتور الکتریکی و یک محفظه است. این نوع مبادلهکننده قادر است ماکزیمم مقدار حرارت را بدون محافظت در برابر یخزدگی منتقل نماید. همچنین به دلیل بازیابی رطوبت، مبادلهکننده روتاری شرایط ایدهآلی را از نظر رطوبت (نه خیلی خشک و نه خیلی مرطوب) در تمام ایام سال فراهم مینماید.
فیلترها در دستگاه بازیاب حرارت
فیلترها عموماً در ابتدای مسیر هریک از جریانهای ورودی و خروجی هوا به ترتیب از خارج و داخل ساختمان نصب میشوند و نوع آن برحسب نوع کاربرد ساختمان تعیین میشود. هنگامی که هوا از داخل فیلترهای یک دستگاه بازیاب حرارتی عبور میکند، باید دارای فشار کافی برای عبور از سطوح آزاد فیلتر باشد. در هر نوع از فیلتر، منحنی افت فشار هوا در اثر عبور از آن موجود است تا در تعیین مقدار جریان هوا یا فشار رکوپراتور مورد استفاده قرار گیرد. در مسیر هوای ورودی به ساختمان میتوان از دومرحله فیلتراسیون و در مسیر هوای خروجی از یک مرحله استفاده کرد تا از کیفیت مناسب هوای داخل ساختمان اطمینان حاصل گردد.
جمعبندی
استفاده از بازیاب حرارتی برای جلوگیری از هدررفت گرمای هوای خروجی از ساختمان و انتقال آن به هوای ورودی به ساختمان هنگام نو کردن هوای فضای داخلی در فصل زمستان (و یا به حالت معکوس در فصل تابستان)، موجب صرفهجویی در مصرف انرژی و فراهم آوردن سطوح بالایی از آسایش برای ساکنین ساختمان هم از نظر دما و هم از نظر رطوبت میگردد. یکی از اجزای مهم به کار رفته در دستگاههای بازیاب حرارت سلول تبادلی است که در آن مبادله حرارت بین دو جریان ورودی و خروجی هوا صورت میگیرد. با توجه به عملکرد این بخش، دستگاههای بازیاب حرارت به سه دسته جریان متقاطع، جریان مخالف و روتاری تقسیمبندی میشوند که شرایط متفاوتی را از نظر بازدهی بازیاب حرارت و همچنین میزان دما و رطوبت هوای داخل ساختمان فراهم میکنند.
فرم نظر در این زمان بسته است.