Приточно-вытяжные установки с рекуперацией тепла, БЕЗ КОНДЕНСАТА - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@Konstantin_96, она у меня постоянно на высоких. Нафига мне малые - я люблю, чтобы в доме всегда было много свежего воздуха. Как на улице, только теплого.

 

Ну, в качестве эксперимента. Мало ли, может проверяли конденсацию в разных режимах. Нет так нет, чего же

 

@Konstantin_96, года 4 назад что-то мудрил со скоростями, но результатов не помню. Если этой зимой будет останавливаться по обмерзанию - попереключаю, понаблюдаю.

 

Обязательно отпишитесь, заранее спасибо!

 

Просто супер! Умеют же люди "Войну и Мир" в комиксах представлять.

А говорите справочник красных шаров сложно найти. Посмотрите слайды 16, 17 - условия эксплуатации как в нашей задаче. 0С и 80% - уличная температура и относительная влажность. Дома +20С, влажность - как для борьбы с гриппом - 50%. Расход воздуха 150 куб. м/час. Непосредственно по графику на слайде 16, количество влаги от рекуперации х2-х1=5.5-3=2.5 г/кг. Можно и по-другому рассчитать. Отлично, что авторы презентации расшифровывают формулу расчета своих коэффициентов, потому что понятие КПД по влаге (как впрочем и по температуре) не написано красными буквами в букваре. Воспользовавшись КПД=0.65 по влаге при условиях, описанных выше, количество влаги от рекуперации х2-х1= (x3-x1)*КПД =(7-3)*0.65=2.6 (получаем те же 2.5) г/кг, и с учетом плотности 1.2 кг/куб.м (слайд 5) результат - около 3 г/куб.м, что эквивалентно 450 г/час для работы установки 150 куб. м./час (x3- влага дома, x1 - на улице). Вполне себе эталонное справочное значение.

А вот 146% покритикую. Недостаток коэффициентов, выраженных в процентах, допускающих превышение 100% не в том, что совершеннее совершенства быть не может (рисуй формулы как хочешь, главное не забывай раскрывать алгоритм), а в том, что не понятно, какое значение этого предела совершенства в цифрах может быть. Не очень удачный показатель. К тому же всегда можно найти другой коэффициент, который будет меньше 100% на ту же самую величину превышения в силу закона сохранения. К примеру, у себя в квартире, дополнительно обогреваясь в дневное время солнечной энергией, я точно также ухожу в минуса в ночное время. К тому же, я не ставлю ни в заслугу, ни в недостаток данный эффект природы системе отопления дома.

 

RAFATINASR-DISSERTATION-2016.pdf (поиск в google даст ссылку на работу)
Докторская диссертация М. Рафатинасра из университета Саскачеван (Канада) на тему "Обмерзание мембранных энергетических (энтальпийных) обменников". Мех. факультет университета по количеству публикаций, цитированию на сегодня мировой лидер в области исследований энтальпийных рекуператоров в холодном климате. В разделе 2.8.2 (стр. 30) дается литературный обзор (что на сегодня в мире достигнуто) эффективности классических теплообменников в условиях обмерзания. В частности:

(Phillips, Chant, et al. 1989). Results showed that an exchanger with a high effectiveness frosted at a higher temperature than an exchanger with a lower effectiveness. Меньшая эффективность по теплу - более высокая морозостойкость.

But this conclusion was not in agreement for the results by Holmberg (Holmberg 1989b). He numerically modeled two types of cross-flow plate heat exchangers, single-pass and double-pass, under steady state conditions (Figure 2.12). Но Холмберг в 1989 г. показал иное на моделе двух теплообменников, соединенных каскадно.

As expected the sensible effectiveness was higher for the double-pass heat exchanger (Nyman & Simonson 2005). Хотя эффективность по теплу увеличилась с увеличением числа соединенных теплообменников, что было позднее также подтверждено Ниманом и Симансоном.

But, the frosting limit was lower for latter exchanger. Но и температуры, при которых происходило обмерзание были ниже.

Holmberg also found that the sensible effectiveness increased with RH or temperature of the warm air, or a reduction in the cold air temperature. Although, condensation increased the sensible effectiveness, higher condensation resulted in more frost eventually. Holmberg’s steady state model didn’t include frost growth or its effect on the exchanger’s pressure drop and flow rate. Thus, the results of this study are relevant only when no frost is observed.
В конечном итоге, большая степень обмерзания наблюдалась при условиях повышенных влажности и температур вытяжного воздуха, как впрочем и при пониженных температурах окружающей среды. И результаты исследования актуальны до тех пор, пока обмерзание не наступало.

Короче говоря, достаточно все мутно (вилами по воде писано) в части того, что больше обменников в каскаде - одновременно выше эффективность и ниже порог по обмерзанию. Есть аргументы за, есть против. Не забудем про ограничение, что и Вишневский и авторы выше рассматривали примеры каскадного соединения неэнтальпийных (тепловых) обменников. Литературный обзор, эксперимент, расчеты, выводы Рафатинасра относительно энтальпийных обменников и морозостойкости позднее.

 

Чего мутного? Чем больше поверхность влагообмена тем выше морозостойкость.

 

Сергей, можно вкратце вашу позицию услышать? У вас сомнения в истинной эффективности пластинчатых рекуператоров как энтальпийных?

 

Да, Константин, совершенно верно. Как Вы ставите под сомнение 90% КПД push-pull-рекуператоров (прочитал, отличная тема, спасибо), так и я анализирую 85% КПД каскадных энтальпийных установок. Где-то мы можем сделать общие выводы. В частности, производители не акцентируют (но они не обязаны это делать) в характеристиках своего оборудования тот факт, что, если машина не выполняет полезную работу, то ее КПД в этот момент равен 0. Как Вы срезали в 2 раза суммарный КПД push-pull-рекуператора при равенстве временных циклов приток/вытяжка, так и я сделал корректировку КПД на время просушки теплообменника. Вы пошли дальше (ушли в минуса), но и я могу учесть расходы на вентилятор на время режима просушки обменника.

В целом же, неплохо получить из достоверных источников общую картину по характеристикам энергетических (энтальпийных) установок, т. к. их использование становится нормой и рекомендуется современными международными стандартами вент. организаций (напр. ASHRAE). По влаге, с помощью @FoXXXXer-а, мы вышли на следующий показатель: бутылка 0,3 воды на 100 куб. м. воздуха в час при условии эксплуатации установки Зендер малой производительности в условиях умеренных плюсов во влажном климате и классической 50% влажности внутреннего микроклимата. Достоверность опыта в презентации от @FoXXXXer-а? У меня нет вопросов, так как графики идут с формулами и характеристиками оборудования, внешние параметры опыта обозначены, все чисто - не к чему придраться по существу. По теплу и устойчивости систем к неблагоприятным факторам разбираемся.

Потому что есть вопросы.

Но при этом, есть ограничение по суммарному КПД каскадной конструкции (Вишневский). Какой этот лимит? Холмебр показал, что объединив 2 теплообменника и КПД и морозостойкость конструкции улучшаются, но Рафатинаср замечает, что при определенных условиях внутреннего микроклимата и температуры окружающей среды, модель Холмберга игнорирует нарастающий объем конденсата, в конечном счете обмерзание и последующее падение давления на обменнике, расхода воздуха. Как при этом не допустить сваливание установки по аварии (а то не будет ни кофе, т. е. теплообмена, ни ванны, т. е. влагообмена), какие методы защиты против обмерзания применить и как они повлияют на средний температурный КПД (неработающая машина - плохая машина из-за нулевого КПД)?

 

Понял вас. Глубоко копаете, жму руку!
На самом деле пластинчатые ведь не сложно проверить, там нет этого гаденького гуляющего туда-сюда конвективного теплообмена. Система работает в стабильном режиме и даже не смешивает потоки, как например роторы. Кстати у меня теперь большие вопросы к роторам - нет там никаких 80 и 90% и близко! Чуть позже оформлю свои мысли на этот счёт.
По пластинчатым я конечно так не рыл ещё основательно, но про 0% при прогреве ТО тут без возражений. Ещё в перекрёсных сильно оказывает влияние стиснённая конструкция - потоки воздуха внутри ТО не охватывают всю площадь пластин, мёртвые зоны и всё такое. И влага вроде не должна диффундировать в минусовых зонах ТО.
А так, впринципе, чистая теплопередача и минимум скрытых процессов. Но вот с влагой не совсем всё понятно эт точно.

 

Еще немного информации из работы Рафатинасра. Во вложении наиболее значимые результаты ранее произведенных экспериментальных исследований по определению порога обмерзания для пластинчатых (два тепловых и один бумажный энтальпийный) и роторного энтальпийного теплообменников.

Самых низких температурных показателей достигли в ходе экспериментального исследования Gazi & Simonson 2012. Для энтальпийного ротора обмерзание было получено на -30С при RH 30%, на -20С при RH 40%. В реальных условиях (см. ранее предоставленный отчет Swegon-aоб эксплуатации в холодных условиях Монреаля) защита ротора от обмерзания (снижение оборотов ротора) требовалась уже при RH=20% на -26С. Примечательно, что Swegon в своем отчете также ссылается на данную работу Gazi & Simonson, сверяя теоретические данные и полученные практические.

Рафатинаср утверждает, что принципиально вопрос по обмерзанию рекуператоров не решен - требуется их защита. Передача влаги в энергетических рекуператорах снижает порог обмерзания. Учитывая, что исследований на тему обмерзания мембранных рекуператоров по состоянию на 2016 г. произведено не было, он аргументирует актуальность своей работы – сравнение морозостойкости пластинчатого теплового и мембранного энтальпийного рекуператоров на основе мат. модели и опыта.

 

Роторные более морозоустойчивые, так они по умолчанию и влагу хуже передают. Опять же регенерируют её через впитывание/испарение. Данный процесс тоже происходит экспоненциально! То есть больше половина влаги, как и тепла, должны терять по определению.
P. s. жаль статьи на английском. Каждый раз перевожу со словарём. За ваши переводы спасибо

 

Вы увидели КПД 85 % и привезались к данной цифре. Только в информации по оборудованию написано КПД возврата тепла. Вы как я понял считаете общий кпд

 

В каких установках 85% ?

 

Но при этом региональную специфику я не учел. С моим уклоном на западную научную школу, Вишневского-то, которого @DiJo за 30 минут нарыл, я промухал. Старые советские кадры публикуются на русском. А тема холодного климата актуальна только для РФ, некоторых провинций Канады, части районов Северной Европы + в какой-то степени Аляски США (из-за колебаний температур зимой). Поэтому публикации на русском игнорировать было нельзя. Кстати это является также аргументом в пользу того, что на российском рынке могут появляться местные "нишевые" (специализированные) решения с акцентом на низкие температуры.