इलेक्ट्रिक मोटरों को चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है विभिन्न तंत्र, लेकिन आंदोलन पूरा करने के बाद तंत्र को रोकना होगा। इसके लिए आप भी प्रयोग कर सकते हैं इलेक्ट्रिक कारऔर पुनर्प्राप्ति विधि. यह आलेख बताता है कि ऊर्जा पुनर्प्राप्ति क्या है।

पुनर्प्राप्ति क्या है?

इस प्रक्रिया का नाम लैटिन शब्द "रिकुपरेटियो" से आया है, जिसका अनुवाद "वापस प्राप्त करना" है। यह पुन: उपयोग के लिए उपयोग की गई कुछ ऊर्जा या सामग्रियों की वापसी है।

इस प्रक्रिया का व्यापक रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से बैटरी द्वारा संचालित वाहनों में। ढलान पर गाड़ी चलाते समय और ब्रेक लगाने के दौरान, स्वास्थ्य लाभ प्रणाली गति की गतिज ऊर्जा को बैटरी में वापस लौटाती है, उन्हें रिचार्ज करती है। इससे आप बिना रिचार्ज किए लंबी दूरी तय कर सकते हैं।

पुनर्योजी ब्रेक लगाना

ब्रेकिंग का एक प्रकार पुनर्योजी है। इस स्थिति में, विद्युत मोटर की घूर्णन गति इससे अधिक होती है मापदंडों द्वारा निर्दिष्टनेटवर्क: डीसी मोटर्स में आर्मेचर और फ़ील्ड वाइंडिंग पर वोल्टेज या सिंक्रोनस या एसिंक्रोनस मोटर्स में आपूर्ति वोल्टेज की आवृत्ति। इस स्थिति में, इलेक्ट्रिक मोटर जनरेटर मोड पर स्विच हो जाती है और उत्पन्न ऊर्जा को वापस नेटवर्क में छोड़ देती है।

रिक्यूपरेटर का मुख्य लाभ ऊर्जा की बचत है। यह विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है जब शहर के चारों ओर लगातार बदलती गति, कम्यूटर इलेक्ट्रिक परिवहन और बड़ी संख्या में स्टॉप और उनके सामने ब्रेक लगाने वाले सबवे के साथ गाड़ी चलाते हैं।

इसके फायदों के अलावा, पुनर्प्राप्ति के नुकसान भी हैं:

• परिवहन को पूरी तरह से रोकने की असंभवता;
• कम गति पर धीमी गति से रुकना;
• पार्किंग करते समय ब्रेकिंग बल की कमी।

इन कमियों की भरपाई के लिए, वाहनोंएक अतिरिक्त यांत्रिक ब्रेक सिस्टम स्थापित किया गया है।

पुनर्प्राप्ति प्रणाली कैसे काम करती है?

संचालित करने के लिए, इस प्रणाली को इलेक्ट्रिक मोटर को शक्ति प्रदान करनी होगी और ब्रेक लगाने के दौरान ऊर्जा लौटानी होगी। यह शहरी इलेक्ट्रिक वाहनों के साथ-साथ लीड बैटरी, डीसी मोटर और कॉन्टैक्टर से लैस पुराने इलेक्ट्रिक वाहनों में सबसे आसानी से किया जाता है - जब निचले गियर पर स्विच किया जाता है उच्च गतिऊर्जा पुनर्प्राप्ति मोड स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाता है।

आधुनिक परिवहन में, संपर्ककर्ताओं के स्थान पर PWM नियंत्रक का उपयोग किया जाता है। यह उपकरण आपको प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा नेटवर्क दोनों में ऊर्जा वापस करने की अनुमति देता है। ऑपरेशन के दौरान, यह एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करता है, और ब्रेकिंग के दौरान यह नेटवर्क की आवृत्ति और चरण को निर्धारित करता है, जिससे एक रिवर्स करंट बनता है।

दिलचस्प।जब डीसी इलेक्ट्रिक मोटरों की गतिशील ब्रेकिंग होती है, तो वे जनरेटर मोड में भी स्विच हो जाते हैं, लेकिन उत्पन्न ऊर्जा नेटवर्क में वापस नहीं आती है, बल्कि अतिरिक्त प्रतिरोध में नष्ट हो जाती है।

शक्ति अवतरण

ब्रेक लगाने के अलावा, रिक्यूपरेटर का उपयोग लिफ्टिंग तंत्र का उपयोग करके भार कम करते समय और इलेक्ट्रिक वाहनों की झुकी हुई सड़क पर गाड़ी चलाते समय गति को कम करने के लिए किया जाता है। इससे घिसे-पिटे यांत्रिक ब्रेक का उपयोग करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

परिवहन में वसूली का अनुप्रयोग

इस ब्रेकिंग विधि का उपयोग कई वर्षों से किया जा रहा है। परिवहन के प्रकार के आधार पर, इसके अनुप्रयोग की अपनी विशेषताएं होती हैं।

इलेक्ट्रिक कारों और इलेक्ट्रिक साइकिलों में

सड़क पर गाड़ी चलाते समय, और इससे भी अधिक ऑफ-रोड, इलेक्ट्रिक ड्राइव लगभग हर समय ट्रैक्शन मोड में चलती है, और रुकने से पहले या किसी चौराहे पर - "तटीय" मोड में। इस तथ्य के कारण यांत्रिक ब्रेक का उपयोग करके रोका जाता है कि कम गति पर पुनर्प्राप्ति अप्रभावी होती है।

इसके अलावा, चार्ज-डिस्चार्ज चक्र में बैटरियों की दक्षता 100% से बहुत दूर है। इसलिए, हालांकि ऐसे सिस्टम इलेक्ट्रिक वाहनों पर स्थापित किए जाते हैं, लेकिन वे बड़ी बैटरी बचत प्रदान नहीं करते हैं।

रेलवे पर

इलेक्ट्रिक इंजनों में रिकवरी ट्रैक्शन मोटर्स द्वारा की जाती है। साथ ही, वे जनरेटर मोड में चालू होते हैं, ट्रेन की गतिज ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं। रिओस्टेटिक ब्रेकिंग के विपरीत, यह ऊर्जा नेटवर्क को वापस दे दी जाती है, जिससे रिओस्टेट गर्म हो जाता है।

निरंतर गति बनाए रखने के लिए लंबी डाउनहिल दौड़ के दौरान रिकवरी का भी उपयोग किया जाता है। यह विधि बिजली बचाती है, जिसे वापस ग्रिड में भेज दिया जाता है और अन्य ट्रेनों द्वारा उपयोग किया जाता है।

पहले, केवल डीसी पावर पर चलने वाले लोकोमोटिव ही इस प्रणाली से सुसज्जित थे। प्रत्यावर्ती धारा नेटवर्क से संचालित होने वाले उपकरणों में, आपूर्ति की गई ऊर्जा की आवृत्ति को नेटवर्क की आवृत्ति के साथ सिंक्रनाइज़ करना मुश्किल होता है। अब यह समस्या थाइरिस्टर कन्वर्टर्स का उपयोग करके हल की गई है।

भूमिगत में

मेट्रो में, जब रेलगाड़ियाँ चल रही होती हैं, तो गाड़ियाँ लगातार गति बढ़ा रही होती हैं और ब्रेक लगाती रहती हैं। इसलिए, ऊर्जा पुनर्प्राप्ति का एक बड़ा आर्थिक प्रभाव पड़ता है। यदि एक ही स्टेशन पर अलग-अलग ट्रेनों में एक साथ ऐसा होता है तो यह चरम पर पहुंच जाता है। शेड्यूल बनाते समय इसे ध्यान में रखा जाता है।

शहर के सार्वजनिक परिवहन में

शहरी विद्युत परिवहन में यह प्रणाली लगभग सभी मॉडलों में स्थापित की जाती है। इसे 1-2 किमी/घंटा की गति तक मुख्य के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसके बाद यह अप्रभावी हो जाता है और इसके स्थान पर पार्किंग ब्रेक सक्रिय हो जाता है।

फॉर्मूला 1 में

2009 से, कुछ कारों को रिकवरी सिस्टम से लैस किया गया है। इस वर्ष, ऐसे उपकरणों ने अभी तक कोई ठोस श्रेष्ठता प्रदान नहीं की है।

2010 में, ऐसी प्रणालियों का उपयोग नहीं किया गया था। उनकी स्थापना, बिजली और पुनर्प्राप्त ऊर्जा की मात्रा पर प्रतिबंध के साथ, 2011 में फिर से शुरू हुई।

अतुल्यकालिक मोटरों की ब्रेकिंग

अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटरों की गति को कम करना तीन तरीकों से किया जाता है:

• वसूली;
• विरोध;
• गतिशील।

एक अतुल्यकालिक मोटर की पुनर्योजी ब्रेकिंग

वसूली अतुल्यकालिक मोटर्सतीन मामलों में संभव:

• आपूर्ति वोल्टेज की आवृत्ति बदलना। आवृत्ति कनवर्टर से विद्युत मोटर को शक्ति प्रदान करते समय यह संभव है। ब्रेकिंग मोड पर स्विच करने के लिए, आवृत्ति कम कर दी जाती है ताकि रोटर रोटेशन की गति सिंक्रोनस से अधिक हो;
• वाइंडिंग बदलना और ध्रुवों की संख्या बदलना। केवल दो- और मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर में संभव है, जिसमें संरचनात्मक रूप से कई गति प्रदान की जाती हैं;
• शक्ति अवतरण. में लागू उठाने की व्यवस्था. ये उपकरण एक घुमावदार रोटर के साथ इलेक्ट्रिक मोटर से लैस हैं, जिसकी गति को रोटर वाइंडिंग से जुड़े प्रतिरोध के मूल्य को बदलकर समायोजित किया जाता है।

किसी भी स्थिति में, ब्रेक लगाने पर, रोटर स्टेटर फ़ील्ड से आगे निकलना शुरू कर देता है, स्लिप 1 से अधिक हो जाती है, और इलेक्ट्रिक मशीन जनरेटर के रूप में काम करना शुरू कर देती है, जिससे नेटवर्क को ऊर्जा मिलती है।

विरोध

काउंटर-स्विचिंग मोड इलेक्ट्रिक मशीन को पावर देने वाले दो चरणों को एक-दूसरे के बीच स्विच करके और विपरीत दिशा में डिवाइस के रोटेशन को चालू करके किया जाता है।

स्टेटर सर्किट या घाव रोटर वाइंडिंग्स में अतिरिक्त प्रतिरोधों के काउंटर-कनेक्शन के साथ स्विच करना संभव है। इससे करंट और ब्रेकिंग टॉर्क कम हो जाता है।

महत्वपूर्ण!व्यवहार में, रेटेड से 8-10 गुना अधिक धाराओं के कारण इस पद्धति का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है (घाव रोटर वाले मोटर्स के अपवाद के साथ)। इसके अलावा, डिवाइस को समय रहते बंद कर देना चाहिए, अन्यथा यह विपरीत दिशा में घूमना शुरू कर देगा।

एक अतुल्यकालिक मोटर की गतिशील ब्रेकिंग

यह विधि स्टेटर वाइंडिंग पर एक स्थिर वोल्टेज लागू करके की जाती है। विद्युत मशीन के परेशानी मुक्त संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, ब्रेकिंग करंट 4-5 नो-लोड करंट से अधिक नहीं होना चाहिए। यह स्टेटर सर्किट में अतिरिक्त प्रतिरोध को शामिल करके या स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

स्टेटर वाइंडिंग्स में प्रवाहित होने वाली प्रत्यक्ष धारा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। जब यह पार हो जाता है, तो रोटर वाइंडिंग और करंट प्रवाह में एक ईएमएफ प्रेरित होता है। जारी की गई शक्ति एक ब्रेकिंग टॉर्क बनाती है, जिसकी ताकत जितनी अधिक होती है, इलेक्ट्रिक मशीन की घूर्णन गति उतनी ही अधिक होती है।

वास्तव में अतुल्यकालिक विद्युत मोटरगतिशील ब्रेकिंग मोड में यह एक प्रत्यक्ष वर्तमान जनरेटर में बदल जाता है, जिसके आउटपुट टर्मिनल शॉर्ट-सर्किट होते हैं (एक गिलहरी-पिंजरे रोटर वाली मशीन में) या अतिरिक्त प्रतिरोध (एक घाव रोटर के साथ एक इलेक्ट्रिक मशीन) से जुड़े होते हैं।

इलेक्ट्रिक कारों में पुनर्जनन एक प्रकार की ब्रेकिंग है जो आपको ऊर्जा बचाने और यांत्रिक ब्रेक पर टूट-फूट से बचाने की अनुमति देती है।

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हर कोई जानता है कि कमरे के वेंटिलेशन के लिए प्रणालियों की एक विशाल विविधता है। उनमें से सबसे सरल प्रणालियाँ हैं खुले प्रकार का(प्राकृतिक), उदाहरण के लिए, खिड़की या वेंट का उपयोग करना।

लेकिन वेंटिलेशन का यह तरीका बिल्कुल भी किफायती नहीं है। इसके अलावा, प्रभावी वेंटिलेशन के लिए आपके पास लगातार खुली खिड़की या ड्राफ्ट होना चाहिए। इसलिए, इस प्रकार का वेंटिलेशन बेहद अप्रभावी होगा। गर्मी वसूली के साथ आपूर्ति वेंटिलेशन का उपयोग आवासीय परिसर के वेंटिलेशन के लिए तेजी से किया जा रहा है।

सरल शब्दों में, पुनर्प्राप्ति "संरक्षण" शब्द के समान है। ऊष्मा पुनर्प्राप्ति तापीय ऊर्जा के भंडारण की प्रक्रिया है। यह इस तथ्य के कारण होता है कि कमरे से निकलने वाली हवा का प्रवाह अंदर प्रवेश करने वाली हवा को ठंडा या गर्म करता है। योजनाबद्ध रूप से, पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

गर्मी पुनर्प्राप्ति के साथ वेंटिलेशन एक सिद्धांत के अनुसार होता है जिसे मिश्रण से बचने के लिए रिक्यूपरेटर की डिज़ाइन सुविधाओं द्वारा प्रवाह को अलग करना चाहिए। हालाँकि, उदाहरण के लिए, रोटरी हीट एक्सचेंजर्स आपूर्ति हवा को निकास हवा से पूरी तरह से अलग करना संभव नहीं बनाते हैं।

रिक्यूपरेटर की दक्षता प्रतिशत 30 से 90% तक भिन्न हो सकती है। विशेष स्थापनाओं के लिए, यह आंकड़ा 96% ऊर्जा संरक्षण हो सकता है।

एयर रिक्यूपरेटर क्या है

इसके डिज़ाइन के अनुसार, एयर-टू-एयर रिक्यूपरेटर आउटपुट वायु द्रव्यमान से गर्मी पुनर्प्राप्त करने के लिए एक इंस्टॉलेशन है, जो गर्मी या ठंड के सबसे कुशल उपयोग की अनुमति देता है।

स्वास्थ्यवर्धक वेंटिलेशन क्यों चुनें?

वेंटिलेशन, जो गर्मी पुनर्प्राप्ति पर आधारित है, की दक्षता दर बहुत अधिक है। यह सूचकइसकी गणना उस गर्मी के अनुपात के आधार पर की जाती है जो रिक्यूपरेटर वास्तव में गर्मी की अधिकतम मात्रा का उत्पादन करता है जिसे संग्रहित किया जा सकता है।

एयर रिक्यूपरेटर कितने प्रकार के होते हैं?

आज, गर्मी वसूली के साथ वेंटिलेशन पांच प्रकार के रिक्यूपरेटर द्वारा किया जा सकता है:

1. लैमेलर, जो है धातु संरचनाऔर इसमें उच्च स्तर की नमी पारगम्यता है;
2. रोटरी;
3. चैम्बर प्रकार;
4. मध्यवर्ती ताप वाहक के साथ रिक्यूपरेटर;
5. ताप पाइप.

पहले प्रकार के रिक्यूपरेटर का उपयोग करके गर्मी वसूली के साथ एक घर का वेंटिलेशन सभी तरफ से आने वाली हवा के प्रवाह को बढ़ी हुई तापीय चालकता के साथ कई धातु प्लेटों के चारों ओर प्रवाहित करने की अनुमति देता है। इस प्रकार के रिक्यूपरेटर की दक्षता 50 से 75% तक होती है।

प्लेट रिक्यूपरेटर के डिजाइन की विशेषताएं

• वायुराशियाँ संपर्क में नहीं हैं;
• सभी भाग स्थिर हैं;
• कोई गतिशील संरचनात्मक तत्व नहीं हैं;
• संघनन नहीं बनता;
• रूम डीह्यूमिडिफ़ायर के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता।

रोटरी रिक्यूपरेटर की विशेषताएं

रोटरी प्रकार के रिक्यूपरेटर में डिज़ाइन विशेषताएं होती हैं जिसके माध्यम से रोटर की आपूर्ति और आउटपुट चैनलों के बीच गर्मी हस्तांतरण होता है।

रोटरी रिक्यूपरेटर पन्नी से ढके होते हैं।

• दक्षता 85% तक;
• ऊर्जा बचाता है;
• कमरे के निरार्द्रीकरण के लिए उपयुक्त;
• विभिन्न धाराओं से 3% तक हवा का मिश्रण, जिसके कारण गंध का संचार हो सकता है;
• जटिल यांत्रिक डिज़ाइन.

गर्मी वसूली के साथ आपूर्ति और निकास वेंटिलेशन, जो पर आधारित है चैम्बर रिक्यूपरेटर, का उपयोग बहुत ही कम किया जाता है, क्योंकि इसके कई नुकसान हैं:

• दक्षता दर 80% तक;
• आने वाले प्रवाहों का मिश्रण, जिससे गंधों का संचरण बढ़ जाता है;
• संरचना के गतिशील भाग.

रिक्यूपरेटर पर आधारित मध्यवर्ती शीतलकइसके डिज़ाइन में जल-ग्लाइकोल समाधान है। कभी-कभी साधारण पानी ऐसे शीतलक के रूप में कार्य कर सकता है।

मध्यवर्ती ताप वाहक के साथ रिक्यूपरेटर की विशेषताएं

• 55% तक अत्यंत कम दक्षता;
• वायु प्रवाह का मिश्रण पूरी तरह से समाप्त हो गया है;
• आवेदन का दायरा: बड़ा उत्पादन।

ताप पाइपों पर आधारित ताप पुनर्प्राप्ति वाले वेंटिलेशन में अक्सर फ़्रीऑन युक्त ट्यूबों की एक व्यापक प्रणाली होती है। गर्म करने पर तरल वाष्पित हो जाता है। रिक्यूपरेटर के विपरीत भाग में फ़्रीऑन ठंडा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अक्सर संघनन बनता है।

हीट पाइप वाले रिक्यूपरेटर की विशेषताएं

• कोई गतिशील भाग नहीं;
• गंधों से वायु प्रदूषण की संभावना पूर्णतः समाप्त हो जाती है;
• औसत दक्षता 50 से 70% तक है।

आज, वायु द्रव्यमान पुनर्प्राप्ति के लिए कॉम्पैक्ट इकाइयों का उत्पादन किया जाता है। मोबाइल रिक्यूपरेटर का एक मुख्य लाभ वायु नलिकाओं की आवश्यकता का अभाव है।

ताप पुनर्प्राप्ति के मुख्य उद्देश्य

1. गर्मी पुनर्प्राप्ति पर आधारित वेंटिलेशन का उपयोग घर के अंदर नमी और तापमान के आवश्यक स्तर को बनाए रखने के लिए किया जाता है।
2. स्वस्थ त्वचा के लिए. आश्चर्यजनक रूप से, हीट रिकवरी वाले सिस्टम का मानव त्वचा पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जो हमेशा नमीयुक्त रहेगा और सूखने का जोखिम कम हो जाएगा।
3. फर्नीचर को सूखने और फर्श को चरमराने से बचाने के लिए।
4. स्थैतिक बिजली उत्पन्न होने की संभावना को बढ़ाने के लिए। हर कोई इन मानदंडों को नहीं जानता है, लेकिन स्थिर वोल्टेज में वृद्धि के साथ, मोल्ड और कवक बहुत धीरे-धीरे विकसित होते हैं।

आपके घर के लिए गर्मी वसूली के साथ सही ढंग से चयनित आपूर्ति और निकास वेंटिलेशन आपको सर्दियों में हीटिंग और गर्मियों में एयर कंडीशनिंग पर महत्वपूर्ण बचत करने की अनुमति देगा। इसके अलावा, इस प्रकार के वेंटिलेशन का मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, जिससे आप कम बीमार पड़ेंगे और घर में फंगस का खतरा कम हो जाएगा।

किसी भी बंद स्थान को दैनिक वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है, लेकिन कभी-कभी यह आरामदायक और सुखद माइक्रॉक्लाइमेट बनाने के लिए पर्याप्त नहीं होता है। ठंड के मौसम में, जब खिड़कियां वेंटिलेशन के लिए खुली होती हैं, तो गर्मी जल्दी से निकल जाती है, और ऐसा होता है अनावश्यक लागतगर्म करने के लिए. में गर्मी का समयसालों से बहुत से लोग एयर कंडीशनर का इस्तेमाल करते हैं, लेकिन ठंडी हवा के साथ-साथ यह भी अंदर चला जाता है गरम हवासड़क से.

तापमान को संतुलित करने और हवा को ताज़ा बनाने के लिए, एयर रिक्यूपरेटर नामक एक उपकरण का आविष्कार किया गया था। सर्दियों में, यह आपको कमरे की गर्मी नहीं खोने देता है, और गर्मियों में यह गर्म हवा को कमरे में प्रवेश करने से रोकता है।

रिक्यूपरेटर क्या है?

लैटिन से अनुवादित, रिक्यूपरेटर शब्द का अर्थ है - वापसी रसीद या वापसीहवा के संबंध में, हमारा मतलब थर्मल ऊर्जा की वापसी है जो वेंटिलेशन सिस्टम के माध्यम से हवा के साथ दूर ले जाया जाता है। एयर रिक्यूपरेटर जैसा उपकरण वेंटिलेशन और दो वायु प्रवाह को संतुलित करने का कार्य करता है।

डिवाइस के संचालन का सिद्धांत बहुत सरल है, तापमान अंतर के कारण गर्मी विनिमय होता है, जिसके कारण हवा का तापमान बराबर हो जाता है। रिक्यूपरेटर में दो कक्षों वाला एक हीट एक्सचेंजर होता है; वे निकास को पास करते हैं और अपने माध्यम से वायु प्रवाह की आपूर्ति करते हैं। तापमान अंतर के कारण बनने वाला संचित संघनन स्वचालित रूप से रिक्यूपरेटर से हटा दिया जाता है।

पुनर्प्राप्ति प्रणाली न केवल आपको कमरे में हवा को हवादार करने की अनुमति देती है, यह हीटिंग लागत को काफी हद तक बचाती है, क्योंकि यह प्रभावी रूप से गर्मी के नुकसान को कम करती है। स्वास्थ्य लाभ करने वाला सक्षम है 2/3 से अधिक बचाएंकमरे से गर्मी निकल रही है, जिसका अर्थ है कि उपकरण का पुन: उपयोग किया जा रहा है थर्मल ऊर्जाएक तकनीकी चक्र में.

डिवाइस वर्गीकरण

रिक्यूपरेटर अपने शीतलक प्रवाह पैटर्न और डिज़ाइन के साथ-साथ अपने उद्देश्य में भिन्न होते हैं। क्या रिक्यूपरेटर कई प्रकार के होते हैं?

1. परतदार
2. रोटरी
3. पानी
4. उपकरण जिन्हें छत पर रखा जा सकता है।

प्लेट रिक्यूपरेटर

इन्हें सबसे आम माना जाता है क्योंकि इनकी कीमत कम होती है, लेकिन ये काफी प्रभावी होते हैं। डिवाइस के अंदर स्थित हीट एक्सचेंजर में एक या अधिक होते हैं तांबे या एल्यूमीनियम की प्लेटें, प्लास्टिक, बहुत मजबूत सेलूलोज़, वे स्थिर अवस्था में हैं। डिवाइस में प्रवेश करने वाली हवा कैसेट की एक श्रृंखला से होकर गुजरती है और मिश्रण नहीं करती है; ऑपरेशन के दौरान, एक साथ शीतलन और हीटिंग प्रक्रिया होती है।

डिवाइस बहुत कॉम्पैक्ट और विश्वसनीय है, यह व्यावहारिक रूप से विफल नहीं होता है। स्वास्थ्य लाभ करने वाले प्लेट प्रकारबिजली की खपत किए बिना काम करें, जो एक महत्वपूर्ण लाभ है। डिवाइस के नुकसान के बीच यह है कि प्लेट मॉडल ठंढे मौसम में काम नहीं कर सकता है; निकास डिवाइस के जमने के कारण नमी का आदान-प्रदान असंभव है। इसकी निकास नलिकाएं घनीभूत एकत्र करती हैं, जो शून्य से नीचे के तापमान पर जम जाती है।

रोटरी रिक्यूपरेटर

ऐसा उपकरण बिजली से संचालित होता है; इसके ब्लेड एक या दो रोटार द्वारा संचालित होते हैं। ऑपरेशन के दौरान घूमना चाहिए, जिसके बाद वायु संचलन होता है। वे आम तौर पर एक बेलनाकार आकार के होते हैं जिसमें प्लेटें मजबूती से लगी होती हैं और अंदर एक ड्रम होता है। वे हवा के प्रवाह से घूमने के लिए मजबूर होते हैं, पहले बाहर आते हैं कमरे की हवा, और फिर, दिशा बदलते हुए, हवा सड़क से वापस आती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि रोटरी डिवाइस बड़े हैं, लेकिन उनकी कार्यक्षमता बहुत अधिक हैलैमेलर वाले की तुलना में. वे बड़े कमरे-हॉल के लिए बहुत अच्छे हैं, खरीदारी केन्द्र, अस्पताल, रेस्तरां, इसलिए इन्हें घर के लिए खरीदना उचित नहीं है। नुकसान के बीच, ऐसे उपकरणों के महंगे रखरखाव पर ध्यान देना उचित है, क्योंकि वे बहुत अधिक बिजली की खपत करते हैं, उनके भारीपन के कारण उन्हें स्थापित करना आसान नहीं है, और वे महंगे हैं। स्थापना के लिए एक वेंटिलेशन कक्ष की आवश्यकता होती है बड़े आकाररोटरी रिक्यूपरेटर.

छत पर स्थित वाटर रिक्यूपरेटर

रीसर्क्युलेशन डिवाइस कई कूलेंट - पानी, एंटीफ्ीज़ इत्यादि का उपयोग करके तापीय ऊर्जा को आपूर्ति हीट एक्सचेंजर में स्थानांतरित करते हैं। यह डिवाइस प्लेट रिक्यूपरेटर के प्रदर्शन के समान है, लेकिन इसमें अंतर है कि यह बहुत समान है पानी की व्यवस्थागरम करना। नुकसान कम दक्षता और लगातार रखरखाव है।

एक रिक्यूपरेटर जिसे छत पर रखा जा सकता है, कमरे में जगह बचाता है। इसकी कार्यकुशलता अधिकतम 68% है, इसमें परिचालन लागत की आवश्यकता नहीं होती है, इन सभी गुणों को इस प्रकार के लाभों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। नकारात्मक पक्ष यह है कि ऐसे रिक्यूपरेटर को स्थापित करना मुश्किल है; इसके लिए एक विशेष माउंटिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है। अधिकतर इस प्रकार का उपयोग औद्योगिक सुविधाओं के लिए किया जाता है।

प्राकृतिक वेंटिलेशन को किसी भी आवासीय भवन में डिज़ाइन और स्थापित किया जाना चाहिए, लेकिन यह हमेशा मौसम की स्थिति से प्रभावित होता है, वर्ष के समय के आधार पर, वेंटिलेशन की ताकत इस पर निर्भर करती है। अगर सर्दी में ठंड है वेंटिलेशन प्रणालीप्रभावी ढंग से काम करता है, तो गर्मियों में यह व्यावहारिक रूप से काम नहीं करता है।

आवासीय भवन की तंगीप्राकृतिक वेंटिलेशन में सुधार करके इसे कम किया जा सकता है, लेकिन यह केवल ठंड के मौसम में ही ध्यान देने योग्य परिणाम देगा। वहाँ भी है नकारात्मक पक्षउदाहरण के लिए, गर्मी एक आवासीय भवन को छोड़ देगी, और आने वाली ठंडी हवा को अतिरिक्त हीटिंग की आवश्यकता होगी।

इस वेंटिलेशन प्रक्रिया को घर के मालिकों के लिए बहुत महंगा होने से रोकने के लिए, कमरे से निकाली गई हवा की गर्मी का उपयोग करना आवश्यक है। करना है मजबूर परिसंचरणवायु। ऐसा करने के लिए, आपूर्ति और निकास वायु नलिकाओं का एक नेटवर्क बिछाया जाता है, फिर पंखे लगाए जाते हैं। वे अलग-अलग कमरों में हवा की आपूर्ति करेंगे और यह प्रक्रिया मौसम की स्थिति से संबंधित नहीं होगी। विशेष रूप से इस उद्देश्य के लिए, ताजा और दूषित वायु द्रव्यमान के चौराहे पर एक हीट एक्सचेंजर स्थापित किया जाता है।

एयर रिक्यूपरेटर क्या प्रदान करता है?

पुनर्प्राप्ति प्रणाली आपको आने वाली और निकास हवा के मिश्रण के प्रतिशत को कम करने की अनुमति देती है। डिवाइस में मौजूद विभाजक इस प्रक्रिया को अंजाम देते हैं। प्रवाह ऊर्जा को सीमा तक स्थानांतरित करने के कारण, ताप विनिमय होता है; जेट समानांतर या क्रॉसवाइज़ से गुजरेंगे। पुनर्प्राप्ति प्रणाली है कई सकारात्मक विशेषताएं.

1. हवा के प्रवाह के प्रवेश द्वार पर एक विशेष प्रकार की ग्रिल सड़क से धूल, कीड़े, पराग और यहां तक ​​कि बैक्टीरिया को भी बरकरार रखती है।
2. शुद्ध वायु कमरे में प्रवेश करती है।
3. प्रदूषित हवा, जिसमें हानिकारक घटक हो सकते हैं, कमरे से बाहर चली जाती है।
4. परिसंचरण के अलावा, आपूर्ति जेट को साफ और इन्सुलेट किया जाता है।
5. अच्छी और स्वस्थ नींद को बढ़ावा देता है।

सिस्टम के सकारात्मक गुण इसे घर के अंदर उपयोग करना संभव बनाते हैं विभिन्न प्रकार केअधिक आरामदायक तापमान की स्थिति बनाने के लिए। बहुत बार इनका उपयोग किया जाता है औद्योगिक परिसरजहां बड़े स्थानों के वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है। ऐसे स्थानों में निरंतर हवा का तापमान बनाए रखना आवश्यक है; यह कार्य रोटरी हीट एक्सचेंजर्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो काम कर सकते हैं +650 o C तक के तापमान पर.

निष्कर्ष

सामान्य आर्द्रता के साथ ताजी और स्वच्छ हवा का आवश्यक संतुलन आपूर्ति द्वारा प्रदान किया जा सकता है निकास के लिए वेटिलेंशन. रिक्यूपरेटर स्थापित करके, आप ऊर्जा संसाधनों की बचत से संबंधित कई समस्याओं का भी समाधान कर सकते हैं।

अपने घर के लिए एयर रिक्यूपरेटर चुनते समय, आपको रहने की जगह के क्षेत्र, उसमें नमी की डिग्री और डिवाइस के उद्देश्य को ध्यान में रखना होगा। आपको निश्चित रूप से डिवाइस की लागत और स्थापना की संभावना, इसकी दक्षता पर ध्यान देना चाहिए, जिस पर पूरे घर के वेंटिलेशन की गुणवत्ता निर्भर करेगी।

इस लेख में हम पुनर्प्राप्ति गुणांक के रूप में ऐसी गर्मी हस्तांतरण विशेषता पर विचार करेंगे। यह दर्शाता है कि ऊष्मा विनिमय के दौरान एक ऊष्मा वाहक दूसरे ऊष्मा वाहक का किस हद तक उपयोग करता है। पुनर्प्राप्ति गुणांक को ऊष्मा पुनर्प्राप्ति गुणांक, ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता या थर्मल दक्षता कहा जा सकता है।

लेख के पहले भाग में हम ऊष्मा स्थानांतरण के लिए सार्वभौमिक संबंध खोजने का प्रयास करेंगे। इन्हें सबसे सामान्य भौतिक सिद्धांतों से प्राप्त किया जा सकता है और इसके लिए किसी माप की आवश्यकता नहीं होती है। दूसरे भाग में, हम वास्तविक वायु पर्दों के लिए या जल-वायु ताप विनिमय इकाइयों के लिए अलग से ताप विनिमय की मुख्य विशेषताओं पर वास्तविक पुनर्प्राप्ति गुणांक की निर्भरता प्रस्तुत करेंगे, जिस पर पहले से ही लेखों में चर्चा की गई है "मनमाना शीतलक पर ताप पर्दा शक्ति और वायु प्रवाह दर। प्रयोगात्मक डेटा की व्याख्या" और "मनमाने ढंग से शीतलक और वायु प्रवाह दरों पर ताप पर्दा शक्ति। हीट ट्रांसफर प्रक्रिया के आविष्कार", पत्रिका "क्लाइमेट वर्ल्ड" द्वारा क्रमशः 80 और 83 अंक में प्रकाशित किए गए। यह दिखाया जाएगा कि गुणांक हीट एक्सचेंजर की विशेषताओं पर कैसे निर्भर करते हैं, साथ ही वे शीतलक प्रवाह दर से कैसे प्रभावित होते हैं। कुछ गर्मी हस्तांतरण विरोधाभासों को समझाया जाएगा, विशेष रूप से शीतलक प्रवाह दर में बड़े अंतर के साथ पुनर्प्राप्ति गुणांक के उच्च मूल्य का विरोधाभास। पुनर्प्राप्ति की अवधारणा और इसकी मात्रात्मक परिभाषा (गुणांक) के अर्थ को सरल बनाने के लिए, हम एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर्स के उदाहरण पर विचार करेंगे। यह हमें घटना के अर्थ के प्रति एक दृष्टिकोण निर्धारित करने की अनुमति देगा, जिसे बाद में "जल-वायु" सहित किसी भी आदान-प्रदान तक विस्तारित किया जा सकता है। ध्यान दें कि एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंज ब्लॉक में, दोनों क्रॉस करंट, जो मूल रूप से पानी से एयर हीट एक्सचेंजर्स के समान होते हैं, और हीट-एक्सचेंजिंग मीडिया के काउंटर करंट को व्यवस्थित किया जा सकता है। प्रतिधाराओं के मामले में, जो निर्धारित करते हैं उच्च मूल्यपुनर्प्राप्ति गुणांक के अनुसार, गर्मी हस्तांतरण के व्यावहारिक पैटर्न पहले चर्चा की गई तुलना में थोड़ा भिन्न हो सकते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि ऊष्मा स्थानांतरण के सार्वभौमिक नियम आम तौर पर किसी भी प्रकार की ऊष्मा विनिमय इकाई के लिए मान्य हों। लेख की चर्चा में हम यह मानेंगे कि ऊष्मा स्थानांतरण के दौरान ऊर्जा संरक्षित रहती है। यह इस कथन के समतुल्य है कि शरीर के तापमान के कारण थर्मल उपकरण के शरीर से विकिरण शक्ति और गर्मी का संवहन, उपयोगी गर्मी हस्तांतरण की शक्ति की तुलना में छोटा है। हम यह भी मानेंगे कि वाहकों की ताप क्षमता उनके तापमान पर निर्भर नहीं करती है।

उच्च पुनर्प्राप्ति अनुपात कब महत्वपूर्ण है?

यह माना जा सकता है कि एक निश्चित मात्रा में तापीय ऊर्जा संचारित करने की क्षमता किसी भी तापीय उपकरण की मुख्य विशेषताओं में से एक है। यह क्षमता जितनी अधिक होगी, उपकरण उतना ही महंगा होगा। सिद्धांत रूप में पुनर्प्राप्ति गुणांक 0 से 100% तक भिन्न हो सकता है, लेकिन व्यवहार में यह अक्सर 25 से 95% तक होता है। सहज रूप से, कोई यह मान सकता है कि एक उच्च पुनर्प्राप्ति गुणांक, साथ ही उच्च शक्ति संचारित करने की क्षमता, उच्च का अर्थ है उपभोक्ता गुणउपकरण। हालाँकि, वास्तव में ऐसा कोई सीधा संबंध नहीं देखा जाता है, यह सब हीट एक्सचेंज के उपयोग की शर्तों पर निर्भर करता है। ऊष्मा पुनर्प्राप्ति की उच्च डिग्री कब महत्वपूर्ण है, और कब यह गौण है? यदि शीतलक जिससे गर्मी या ठंड ली जाती है, केवल एक बार उपयोग किया जाता है, यानी लूप नहीं किया जाता है, और उपयोग के तुरंत बाद इसे अपरिवर्तनीय रूप से छुट्टी दे दी जाती है बाहरी वातावरण, तो इस गर्मी का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए उच्च पुनर्प्राप्ति गुणांक वाले उपकरण का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। उदाहरणों में भूतापीय प्रतिष्ठानों, खुले जलाशयों, तकनीकी अतिरिक्त गर्मी के स्रोतों से गर्मी या ठंड का उपयोग शामिल है, जहां शीतलक सर्किट को बंद करना असंभव है। उच्च पुनर्प्राप्ति तब महत्वपूर्ण होती है जब हीटिंग नेटवर्क में गणना केवल जल प्रवाह और प्रत्यक्ष जल के तापमान के आधार पर की जाती है। हवा से हवा में हीट एक्सचेंजर्स के लिए, यह निकास हवा से गर्मी का उपयोग होता है, जो गर्मी विनिमय के तुरंत बाद बाहरी वातावरण में चला जाता है। एक और चरम मामला तब होता है जब शीतलक का भुगतान सख्ती से उससे ली गई ऊर्जा के अनुसार किया जाता है। इसे एक आदर्श हीटिंग नेटवर्क विकल्प कहा जा सकता है। तब हम कह सकते हैं कि पुनर्प्राप्ति गुणांक जैसे पैरामीटर का कोई मतलब ही नहीं है। हालाँकि, वाहक के वापसी तापमान पर प्रतिबंध के साथ, पुनर्प्राप्ति गुणांक भी समझ में आता है। ध्यान दें कि कुछ शर्तों के तहत कम उपकरण पुनर्प्राप्ति दर वांछनीय है।

पुनर्प्राप्ति कारक का निर्धारण

पुनर्प्राप्ति गुणांक की परिभाषा कई संदर्भ पुस्तकों (उदाहरण के लिए) में दी गई है। यदि दो मीडिया 1 और 2 के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान होता है (चित्र 1),

जिनकी ताप क्षमता क्रमशः c 1 और c 2 (J/kgxK में) और द्रव्यमान प्रवाह दर g 1 और g 2 (किलो/सेकेंड में) है, तो ताप विनिमय पुनर्प्राप्ति गुणांक को दो समकक्ष अनुपातों के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

= (सी 1 जी 1)(टी 1 - टी 1 0) / (सीजी) मिनट (टी 2 0 - टी 1 0) = (सी 2 जी 2)(टी 2 0 - टी 2) / (सीजी) मिनट ( टी 2 0 - टी 1 0). (1)

इस अभिव्यक्ति में, टी 1 और टी 2 इन दो मीडिया के अंतिम तापमान हैं, टी 1 0 और टी 2 0 प्रारंभिक हैं, और (सीजी) मिनट तथाकथित थर्मल के दो मूल्यों का न्यूनतम है प्रवाह दर जी 1 और जी 2 पर इन मीडिया (डब्ल्यू/के) के बराबर, (सीजी) मिनट = मिनट ((1 जी 1 के साथ), (2 जी 2 के साथ))। गुणांक की गणना करने के लिए, आप किसी भी अभिव्यक्ति का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि उनके अंश, जिनमें से प्रत्येक कुल गर्मी हस्तांतरण शक्ति (2) को व्यक्त करता है, बराबर हैं।

डब्ल्यू = (सी 1 जी 1)(टी 1 - टी 1 0) = (सी 2 जी 2)(टी 2 0 - टी 2)। (2)

(2) में दूसरी समानता को गर्मी हस्तांतरण के दौरान ऊर्जा के संरक्षण के नियम की अभिव्यक्ति के रूप में माना जा सकता है, जिसे थर्मल प्रक्रियाओं के लिए थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम कहा जाता है। यह ध्यान दिया जा सकता है कि (1) में दो समकक्ष परिभाषाओं में से किसी में भी चार विनिमय तापमान में से केवल तीन मौजूद हैं। जैसा कि कहा गया है, मूल्य तब महत्वपूर्ण हो जाता है जब उपयोग के बाद शीतलक में से एक को त्याग दिया जाता है। इसका तात्पर्य यह है कि (1) में दो अभिव्यक्तियों का चुनाव हमेशा किया जा सकता है ताकि इस वाहक का अंतिम तापमान गणना के लिए अभिव्यक्ति से बाहर रखा जा सके। चलिए उदाहरण देते हैं.

ए) निकास हवा से गर्मी की वसूली

उच्च आवश्यक मूल्य वाले हीट एक्सचेंजर का एक प्रसिद्ध उदाहरण आपूर्ति हवा को गर्म करने के लिए एक निकास वायु हीट रिक्यूपरेटर है (चित्र 2)।

यदि हम निकास हवा के तापमान को टी कमरे के रूप में, सड़क की हवा को टी सेंट के रूप में, और रिक्यूपरेटर में गर्म करने के बाद आपूर्ति हवा को टी पीआर के रूप में नामित करते हैं, तो, दो वायु प्रवाह से गर्मी क्षमता के समान मूल्य को ध्यान में रखते हुए (वे लगभग समान हैं, यदि हम आर्द्रता और हवा के तापमान पर छोटी निर्भरता की उपेक्षा करते हैं), तो हम इसके लिए एक अच्छी प्रसिद्ध अभिव्यक्ति प्राप्त कर सकते हैं:

जी पीआर (टी पीआर - टी सेंट) / जी मिनट (टी कमरा - टी सेंट)। (3)

इस सूत्र में, gmin आपूर्ति वायु के दो सेकंड प्रवाह दरों gin और निकास वायु के गाउट के सबसे छोटे g min = min (g in, g out) को दर्शाता है। जब आपूर्ति वायु प्रवाह निकास वायु प्रवाह से अधिक नहीं होता है, तो सूत्र (3) को सरल बनाया जाता है और फॉर्म = (टी पीआर - टी सेंट) / (टी रूम - टी सेंट) में घटा दिया जाता है। जिस तापमान को सूत्र (3) में ध्यान में नहीं रखा गया है वह हीट एक्सचेंजर से गुजरने के बाद निकास हवा का तापमान T' है।

बी) एक एयर पर्दे या एक मनमाना वॉटर-एयर हीटर में स्वास्थ्य लाभ

क्योंकि सबके सामने संभावित विकल्पएकमात्र तापमान जिसका मान महत्वहीन हो सकता है वह तापमान है पानी लौटाओटी एक्स, इसे पुनर्प्राप्ति गुणांक के लिए अभिव्यक्ति से बाहर रखा जाना चाहिए। यदि हम परिवेशीय वायु तापमान को निरूपित करते हैं हवा का परदाटी 0 हवा के पर्दे से गर्म होता है - टी, और हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करने वाला तापमान गर्म पानीटी जी, (चित्र 3), क्योंकि हम प्राप्त करते हैं:

सीजी(टी - टी 0) / (सीजी) मिनट (टी जी - टी 0)। (4)

इस सूत्र में, c हवा की ताप क्षमता है, g दूसरा द्रव्यमान वायु प्रवाह दर है।

पदनाम (सीजी) मिनट है सबसे छोटा मूल्यहवा सीजी और पानी सी डब्ल्यू जी थर्मल समकक्षों से, सी डब्ल्यू पानी की गर्मी क्षमता है, जी पानी की दूसरी द्रव्यमान प्रवाह दर है: (सीजी) मिनट = मिनट ((एसजी), (सी डब्ल्यू जी))। यदि वायु प्रवाह अपेक्षाकृत छोटा है और वायु समतुल्य पानी समतुल्य से अधिक नहीं है, तो सूत्र भी सरल है: = (टी - टी 0) / (टी जी - टी 0)।

पुनर्प्राप्ति कारक का भौतिक अर्थ

यह माना जा सकता है कि ताप पुनर्प्राप्ति गुणांक का मान विद्युत संचरण की थर्मोडायनामिक दक्षता की मात्रात्मक अभिव्यक्ति है। यह ज्ञात है कि गर्मी हस्तांतरण के लिए यह दक्षता थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम द्वारा सीमित है, जिसे गैर-घटती एन्ट्रापी के नियम के रूप में भी जाना जाता है।

हालाँकि, यह दिखाया जा सकता है कि यह वास्तव में गैर-घटती एन्ट्रापी के अर्थ में थर्मोडायनामिक दक्षता है, केवल गर्मी का आदान-प्रदान करने वाले दो मीडिया के थर्मल समकक्षों की समानता के मामले में। समकक्षों की असमानता के सामान्य मामले में, अधिकतम संभव सैद्धांतिक मूल्य = 1 क्लॉसियस अभिधारणा के कारण है, जिसे इस प्रकार कहा गया है: "एक ही समय में जुड़े अन्य परिवर्तनों के बिना गर्मी को ठंडे से गर्म शरीर में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है।" यह स्थानांतरण।" इस परिभाषा में, अन्य परिवर्तनों का अर्थ वह कार्य है जो सिस्टम पर किया जाता है, उदाहरण के लिए, रिवर्स कार्नोट चक्र के दौरान, जिसके आधार पर एयर कंडीशनर संचालित होते हैं। यह ध्यान में रखते हुए कि पंप और पंखे, पानी, हवा और अन्य जैसे वाहकों के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करते समय, गर्मी विनिमय की ऊर्जा की तुलना में उन पर नगण्य कार्य करते हैं, हम मान सकते हैं कि इस तरह के गर्मी विनिमय के साथ क्लॉसियस अभिधारणा उच्च स्तर के साथ पूरी होती है शुद्धता।

यद्यपि यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि क्लॉसियस अभिधारणा और गैर-घटती एन्ट्रापी का सिद्धांत दोनों थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम की अलग-अलग अभिव्यक्तियाँ हैं बंद सिस्टम, यह गलत है। उनकी तुल्यता का खंडन करने के लिए, हम दिखाएंगे कि वे आम तौर पर गर्मी हस्तांतरण पर विभिन्न प्रतिबंध लगा सकते हैं। आइए दो एक्सचेंजिंग मीडिया के समान थर्मल समकक्षों के मामले में एक एयर-टू-एयर रिक्यूपरेटर पर विचार करें, जो, यदि गर्मी क्षमता बराबर है, तो दो वायु प्रवाह की द्रव्यमान प्रवाह दरों की समानता का तात्पर्य है, और = (टी पीआर - टी सेंट) / (टी रूम - टी सेंट)। मान लीजिए, निश्चितता के लिए, कमरे का तापमान T कमरा = 20 o C, और सड़क का तापमान T सड़क = 0 o C. यदि हम हवा की गुप्त गर्मी को पूरी तरह से अनदेखा करते हैं, जो इसकी आर्द्रता के कारण होती है, तो, निम्नानुसार है ( 3), आपूर्ति हवा का तापमान टी पीआर = 16 ओ सी एक पुनर्प्राप्ति गुणांक = 0.8 से मेल खाता है, और टी पीआर = 20 ओ सी पर यह 1 के मान तक पहुंच जाएगा। (इन मामलों में सड़क पर उत्सर्जित हवा का तापमान टी ' क्रमशः 4 o C और 0 o C होगा)। आइए हम दिखाएं कि वास्तव में = 1 इस मामले के लिए अधिकतम है। आख़िरकार, भले ही आपूर्ति हवा का तापमान T pr = 24 o C हो, और सड़क पर उत्सर्जित हवा T' = -4 o C हो, तो थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम (ऊर्जा के संरक्षण का नियम) नहीं होगा उल्लंघन। हर सेकंड E = cg·24 o C जूल ऊर्जा सड़क की हवा में स्थानांतरित की जाएगी और उतनी ही मात्रा कमरे की हवा से ली जाएगी, और साथ ही यह 1.2, या 120% के बराबर होगी। हालाँकि, ऐसा ऊष्मा स्थानांतरण बिल्कुल असंभव है क्योंकि सिस्टम की एन्ट्रापी कम हो जाएगी, जो थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम द्वारा निषिद्ध है।

दरअसल, एन्ट्रापी एस की परिभाषा के अनुसार, इसका परिवर्तन संबंध डीएस = डीक्यू/टी (तापमान केल्विन में मापा जाता है) द्वारा गैस क्यू की कुल ऊर्जा में परिवर्तन से जुड़ा हुआ है, और यह देखते हुए कि स्थिर गैस दबाव पर डीक्यू = एमसीडीटी, एम गैस द्रव्यमान है, एस (या इसे अक्सर पी के साथ कैसे दर्शाया जाता है) - निरंतर दबाव पर गर्मी क्षमता, डीएस = एमसी · डीटी/टी। इस प्रकार, S = mc ln(T 2 / T 1), जहां T 1 और T 2 प्रारंभिक और अंतिम गैस तापमान हैं। आपूर्ति हवा की एन्ट्रापी में दूसरे परिवर्तन के लिए सूत्र (3) के अंकन में हमें स्प्र = सीजी एलएन (टीपीआर / तुल) प्राप्त होता है, यदि सड़क की हवा गर्म होती है, तो यह सकारात्मक है। निकास हवा की एन्ट्रापी को बदलने के लिए Svyt = s g ln(T / Troom)। 1 सेकंड में पूरे सिस्टम की एन्ट्रापी में परिवर्तन:

एस = एस पीआर + एस आउट = सीजी(एलएन(टी पीआर / टी सेंट) + एलएन(टी' / टी कमरा))। (5)

सभी मामलों के लिए, हम मानेंगे कि टी स्ट्रीट = 273K, टी कमरा = 293K। (3) से = 0.8 के लिए, टी पीआर = 289 के और (2) टी' = 277 के, जो हमें एन्ट्रापी एस = 0.8 = 8 · 10 -4 सीजी में कुल परिवर्तन की गणना करने की अनुमति देगा। = 1 पर, हम इसी तरह T pr = 293K और T' = 273K प्राप्त करते हैं, और एन्ट्रापी, जैसा कि कोई उम्मीद करेगा, S = 1 = 0 संरक्षित है। काल्पनिक मामला = 1.2 T pr = 297K और T' = 269K से मेल खाता है। , और गणना एन्ट्रापी में कमी दर्शाती है: एस =1.2 = -1.2 10 -4 सीजी। इस गणना को इस प्रक्रिया की असंभवता के लिए एक औचित्य माना जा सकता है c = 1.2 विशेष रूप से, और सामान्य तौर पर किसी भी > 1 के लिए भी S के कारण< 0.

तो, प्रवाह दरों पर जो दो मीडिया के समान थर्मल समकक्ष प्रदान करते हैं (समान मीडिया के लिए यह समान प्रवाह दरों से मेल खाती है), पुनर्प्राप्ति गुणांक इस अर्थ में विनिमय दक्षता निर्धारित करता है कि = 1 एन्ट्रापी संरक्षण के सीमित मामले को परिभाषित करता है। क्लॉज़ियस अभिधारणा और गैर-घटती एन्ट्रापी का सिद्धांत इस मामले के लिए समकक्ष हैं।

अब हवा से हवा के ताप विनिमय के लिए असमान वायु प्रवाह दरों पर विचार करें। उदाहरण के लिए, आपूर्ति हवा की द्रव्यमान प्रवाह दर 2g है, और निकास हवा की द्रव्यमान प्रवाह दर g है। ऐसी प्रवाह दरों पर एन्ट्रापी में परिवर्तन के लिए हम प्राप्त करते हैं:

एस = एस पीआर + एस आउट = 2एस जी एलएन(टी पीआर / टी सेंट) + एसजी एलएन(टी' / टी कमरा)। (6)

समान प्रारंभिक तापमान पर = 1 के लिए टी सेंट = 273 के और टी कमरा = 293 के, (3) का उपयोग करके, हम टी पीआर = 283 के प्राप्त करते हैं, क्योंकि जी पीआर / जी मिनट = 2। फिर ऊर्जा के संरक्षण के नियम से (2) हमें मान T' = 273K प्राप्त होता है। यदि हम इन तापमान मानों को (6) में प्रतिस्थापित करते हैं, तो एन्ट्रापी में पूर्ण परिवर्तन के लिए हमें S = 0.00125сg > 0 प्राप्त होता है। अर्थात, = 1 के साथ सबसे अनुकूल मामले में भी, प्रक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से उप-इष्टतम हो जाती है; ऐसा होता है एन्ट्रापी में वृद्धि के साथ और, परिणामस्वरूप, समान लागत वाले उपकेस के विपरीत, यह हमेशा अपरिवर्तनीय होता है।

इस वृद्धि के पैमाने का अनुमान लगाने के लिए, हम पहले से ही ऊपर विचार किए गए समान खर्चों के आदान-प्रदान के लिए पुनर्प्राप्ति गुणांक पाएंगे, ताकि इस विनिमय के परिणामस्वरूप एन्ट्रापी की समान मात्रा उन खर्चों के लिए उत्पन्न हो जो 2 के कारक से भिन्न होते हैं = 1. दूसरे शब्दों में, हम विभिन्न खर्चों के आदान-प्रदान की थर्मोडायनामिक गैर-इष्टतमता का मूल्यांकन करेंगे आदर्श स्थितियाँ. सबसे पहले, एन्ट्रापी में परिवर्तन स्वयं बहुत कम कहता है; ऊष्मा विनिमय द्वारा स्थानांतरित ऊर्जा के लिए एन्ट्रापी में परिवर्तन के एस/ई के अनुपात पर विचार करना अधिक जानकारीपूर्ण है। उपरोक्त उदाहरण को ध्यान में रखते हुए, जब एन्ट्रापी S = 0.00125cg से बढ़ती है, तो स्थानांतरित ऊर्जा E = cg pr (T pr - T str) = 2c g 10K होती है। इस प्रकार, अनुपात S/E = 6.25 · 10 –5 K -1. यह सत्यापित करना आसान है कि पुनर्प्राप्ति गुणांक = 0.75026 समान प्रवाह पर विनिमय की समान "गुणवत्ता" की ओर ले जाता है... वास्तव में, समान प्रारंभिक तापमान पर टी सेंट = 273 के और टी कमरा = 293 के और समान प्रवाह, यह गुणांक तापमान T re = 288 K और T' = 278 K से मेल खाता है। (5) का उपयोग करते हुए, हम एन्ट्रापी S = 0.000937сg में परिवर्तन प्राप्त करते हैं और यह ध्यान में रखते हुए कि E = сg(T pr - T str) = сg 15К, हम S/E = 6.25 10 –5 К -1 प्राप्त करते हैं। तो, थर्मोडायनामिक गुणवत्ता के संदर्भ में, = 1 पर और दो बार अलग-अलग प्रवाह पर गर्मी हस्तांतरण = 0.75026... समान प्रवाह पर गर्मी हस्तांतरण से मेल खाता है।

एक और प्रश्न जो हम पूछ सकते हैं वह यह है: एन्ट्रापी में वृद्धि के बिना इस काल्पनिक प्रक्रिया के घटित होने के लिए विभिन्न दरों पर काल्पनिक विनिमय तापमान क्या होगा?

समान प्रारंभिक तापमान पर = 1.32 के लिए टी सेंट = 273 के और टी कमरा = 293 के, (3) का उपयोग करके, हम टी पीआर = 286.2 के प्राप्त करते हैं और ऊर्जा के संरक्षण के नियम से (2) टी' = 266.6 के। यदि हम इन मानों को (6) में प्रतिस्थापित करते हैं, तो एन्ट्रापी में पूर्ण परिवर्तन के लिए हमें cg(2ln(286.2 / 273) + ln(266.6 / 293)) 0 प्राप्त होता है। ऊर्जा संरक्षण का नियम और गैर का नियम -इन तापमान मूल्यों के लिए घटती एन्ट्रापी संतुष्ट है, और फिर भी इस तथ्य के कारण विनिमय असंभव है कि T' = 266.6 K प्रारंभिक तापमान सीमा से संबंधित नहीं है। यह सीधे क्लॉज़ियस की धारणा का उल्लंघन करेगा, ऊर्जा को ठंडे वातावरण से गर्म वातावरण में स्थानांतरित करेगा। नतीजतन, यह प्रक्रिया असंभव है, जैसे अन्य असंभव हैं, न केवल एन्ट्रापी के संरक्षण के साथ, बल्कि इसकी वृद्धि के साथ भी, जब किसी भी मीडिया का अंतिम तापमान प्रारंभिक तापमान सीमा (टी स्ट्रीट, टी रूम) से परे चला जाता है।

प्रवाह दरों पर जो विनिमय मीडिया के असमान थर्मल समकक्ष प्रदान करते हैं, गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया मौलिक रूप से अपरिवर्तनीय है और सिस्टम की एन्ट्रापी में वृद्धि के साथ होती है, यहां तक ​​कि सबसे कुशल गर्मी हस्तांतरण के मामले में भी। ये तर्क अलग-अलग ताप क्षमता वाले दो मीडिया के लिए भी मान्य हैं; एकमात्र महत्वपूर्ण बात यह है कि इन मीडिया के थर्मल समकक्ष मेल खाते हैं या नहीं।

1/2 के पुनर्प्राप्ति अनुपात के साथ हीट एक्सचेंज की न्यूनतम गुणवत्ता का विरोधाभास

इस अनुच्छेद में, हम क्रमशः 0, 1/2 और 1 के पुनर्प्राप्ति गुणांक वाले ताप विनिमय के तीन मामलों पर विचार करते हैं। मान लीजिए कि कुछ भिन्न प्रारंभिक तापमान T 1 0 और T 2 0 के साथ समान ताप क्षमता वाले ताप-विनिमय मीडिया के समान प्रवाह को हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से पारित किया जाता है। 1 के पुनर्प्राप्ति गुणांक के साथ, दो मीडिया बस तापमान मानों का आदान-प्रदान करते हैं और अंतिम तापमान प्रारंभिक तापमान T 1 = T 2 0 और T 2 = T 1 0 को प्रतिबिंबित करते हैं। यह स्पष्ट है कि इस मामले में एन्ट्रापी नहीं बदलती है S = 0, क्योंकि बाहर निकलने पर प्रवेश द्वार के समान ही तापमान का मीडिया होता है। 1/2 के पुनर्प्राप्ति गुणांक के साथ, दोनों मीडिया का अंतिम तापमान प्रारंभिक तापमान के अंकगणितीय औसत के बराबर होगा: टी 1 = टी 2 = 1/2 (टी 1 0 + टी 2 0)। क्या होगा अपरिवर्तनीय प्रक्रियातापमान समकरण, और यह एन्ट्रापी एस > 0 में वृद्धि के बराबर है। 0 के पुनर्प्राप्ति गुणांक के साथ, कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं होता है। यानी, टी 1 = टी 1 0 और टी 2 = टी 2 0, और अंतिम स्थिति की एन्ट्रापी नहीं बदलेगी, जो 1 के बराबर पुनर्प्राप्ति गुणांक के साथ सिस्टम की अंतिम स्थिति के समान है। सी = 1 स्थिति सी = 0 के समान है, सादृश्य द्वारा यह भी दिखाया जा सकता है कि स्थिति = 0.9 स्थिति सी = 0.1, आदि के समान है। इस मामले में, स्थिति सी = 0.5 एन्ट्रापी में अधिकतम वृद्धि के अनुरूप होगी सभी संभावित गुणांक. जाहिर है, = 0.5 न्यूनतम गुणवत्ता के ताप हस्तांतरण से मेल खाता है।

बेशक ये सच नहीं है. विरोधाभास की व्याख्या इस तथ्य से शुरू होनी चाहिए कि ऊष्मा विनिमय ऊर्जा का आदान-प्रदान है। यदि ऊष्मा विनिमय के परिणामस्वरूप एन्ट्रापी एक निश्चित मात्रा में बढ़ गई है, तो ऊष्मा विनिमय की गुणवत्ता इस पर निर्भर करती है कि 1 J या 10 J ऊष्मा हस्तांतरित की गई थी या नहीं। एन्ट्रापी S में पूर्ण परिवर्तन को नहीं मानना ​​अधिक सही है। वास्तव में, हीट एक्सचेंजर में इसका उत्पादन), लेकिन इस मामले में स्थानांतरित ऊर्जा ई में परिवर्तन एन्ट्रापी का अनुपात। जाहिर है, तापमान के विभिन्न सेटों के लिए, इन मूल्यों की गणना = 0.5 के लिए की जा सकती है। = 0 के लिए इस अनुपात की गणना करना अधिक कठिन है, क्योंकि यह 0/0 के रूप की अनिश्चितता है। हालाँकि, अनुपात को 0 पर ले जाना कठिन नहीं है, जिसे व्यावहारिक रूप में इस अनुपात को बहुत छोटे मानों पर लेकर प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, 0.0001। तालिका 1 और 2 में हम विभिन्न प्रारंभिक तापमान स्थितियों के लिए ये मान प्रस्तुत करते हैं।

किसी भी मूल्य पर और रोजमर्रा के तापमान रेंज टी सेंट रूम और टी रूम के लिए (हम मान लेंगे कि टी रूम / टी सेंट एक्स

एस/ई (1/टी सेंट-1/टी कमरा)(1-). (7)

दरअसल, अगर हम टी रूम = टी स्ट्रीट (1 + x) को दर्शाते हैं, तो 0< x

ग्राफ़ 1 पर हम तापमान के लिए यह निर्भरता दिखाते हैं T st = 300K T कमरा = 380K।

यह वक्र सन्निकटन (7) द्वारा परिभाषित सीधी रेखा नहीं है, हालाँकि यह इसके इतना करीब है कि वे ग्राफ़ पर अप्रभेद्य हैं। फॉर्मूला (7) से पता चलता है कि गर्मी हस्तांतरण की गुणवत्ता बिल्कुल = 0 पर न्यूनतम है। आइए एस/ई पैमाने का एक और अनुमान लगाएं। दिए गए उदाहरण में, हम तापमान टी 1 और टी 2 के साथ दो ताप भंडारों के कनेक्शन पर विचार करते हैं। (टी 1< T 2) теплопроводящим стержнем. Показано, что в стержне на единицу переданной энергии вырабатывается энтропия 1/Т 1 –1/Т 2 . Это соответствует именно минимальному качеству теплообмена при рекуперации с = 0. Интересное наблюдение заключается в том, что по физическому смыслу приведенный пример со стержнем интуитивно подобен теплообмену с = 1/2 , поскольку в обоих случаях происходит выравнивание температуры к среднему значению. Однако формулы демонстрируют, что он эквивалентен именно случаю теплообмена с = 0, то есть теплообмену с наиболее низким качеством из всех возможных. Без вывода укажем, что это же минимальное качество теплообмена S / E = 1 / Т 1 0 –1 / Т 2 0 в точности реализуется для ->0 और शीतलक प्रवाह दर के मनमाने अनुपात पर।

विभिन्न ताप प्रवाह लागतों पर ऊष्मा स्थानांतरण की गुणवत्ता में परिवर्तन

हम मान लेंगे कि शीतलक प्रवाह दर n के कारक से भिन्न होती है, और ताप विनिमय उच्चतम संभव गुणवत्ता (= 1) के साथ होता है। यह समान प्रवाह दर के साथ ताप विनिमय की किस गुणवत्ता के अनुरूप होगा? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, आइए देखें कि विभिन्न व्यय अनुपातों के लिए S/E मान = 1 पर कैसे व्यवहार करता है। प्रवाह अंतर n = 2 के लिए, इस पत्राचार की गणना पहले ही बिंदु 3 में की जा चुकी है: = 1 n=2 समान प्रवाह के लिए = 0.75026... से मेल खाता है। तालिका 3 में, 300K और 350K के तापमान के एक सेट के लिए, हम विभिन्न मूल्यों के लिए समान ताप क्षमता के शीतलक की समान प्रवाह दर पर एन्ट्रापी में सापेक्ष परिवर्तन प्रस्तुत करते हैं।

तालिका 4 में हम केवल अधिकतम संभव ताप अंतरण दक्षता (= 1) पर विभिन्न प्रवाह अनुपात n के लिए एन्ट्रापी में सापेक्ष परिवर्तन और समान प्रवाह दरों के लिए समान गुणवत्ता की ओर ले जाने वाली संगत क्षमताएं प्रस्तुत करते हैं।

आइए ग्राफ 2 पर परिणामी निर्भरता (एन) प्रस्तुत करें।

लागतों में अनंत अंतर के साथ, यह 0.46745 की अंतिम सीमा तक जाता है... यह दिखाया जा सकता है कि यह एक सार्वभौमिक निर्भरता है। यह किसी भी वाहक के लिए किसी भी प्रारंभिक तापमान पर मान्य है, यदि व्यय अनुपात के बजाय हमारा मतलब थर्मल समकक्षों के अनुपात से है। इसका अनुमान हाइपरबोला द्वारा भी लगाया जा सकता है, जिसे ग्राफ़ पर पंक्ति 3 द्वारा दर्शाया गया है नीले रंग का:

'(एन) 0.4675+ 0.5325/एन। (8)

लाल रेखा सटीक संबंध को इंगित करती है (n):

यदि एक मनमाना n>1 के बदले में असमान लागत का एहसास होता है, तो सापेक्ष एन्ट्रापी उत्पादन के अर्थ में थर्मोडायनामिक दक्षता कम हो जाती है। हम इसका अनुमान बिना किसी व्युत्पत्ति के ऊपर से प्रस्तुत करते हैं:

यह अनुपात n>1 के लिए सटीक समानता की ओर जाता है, 0 या 1 के करीब, और मध्यवर्ती मानों के लिए कई प्रतिशत की पूर्ण त्रुटि से अधिक नहीं होता है।

लेख का अंत "क्लाइमेट वर्ल्ड" पत्रिका के अगले अंकों में से एक में प्रस्तुत किया जाएगा। वास्तविक ताप विनिमय इकाइयों के उदाहरणों का उपयोग करते हुए, हम पुनर्प्राप्ति गुणांक के मान पाएंगे और दिखाएंगे कि वे इकाई की विशेषताओं से कितने निर्धारित होते हैं, और शीतलक प्रवाह दर से कितने निर्धारित होते हैं।

साहित्य

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पुखोव एलेक्सी व्याचेस्लावोविच,
तकनीकी निदेशक
ट्रॉपिक लाइन कंपनी

एक विशेष किस्म अनिवार्य प्रणालीवेंटिलेशन हीटिंग और हीट रीसर्क्युलेशन के साथ आपूर्ति वेंटिलेशन है, जो एक विशेष उपकरण - एक रिक्यूपरेटर का उपयोग करके कमरे से निकाली गई गर्म हवा के कारण इनपुट वायु प्रवाह का आंशिक हीटिंग प्रदान करता है। इस मामले में, बाहरी हवा का मुख्य ताप एक पारंपरिक एयर हीटर द्वारा किया जाता है।

आपूर्ति और निकास वेंटिलेशन में गर्मी की वसूली- यह कोई नई घटना नहीं है, लेकिन यह अभी भी हमारे देश में व्यापक नहीं है। तकनीकी दृष्टिकोण से, पुनर्प्राप्ति सबसे सामान्य ताप विनिमय प्रक्रिया है। शब्द "वसूली" स्वयं लैटिन मूल का है और इसका अर्थ है "जो खर्च किया गया उसकी वापसी।" वेंटिलेशन हीट रिक्यूपरेटर आने वाले और बाहर जाने वाले प्रवाह के बीच गर्मी विनिमय के माध्यम से कुछ गर्मी वापस कमरे में लौटाते हैं। विपरीत प्रक्रिया गर्म मौसम में होती है, जब बाहर जाने वाली ठंडी एयर कंडीशनिंग आने वाली गर्म हवा के प्रवाह को ठंडा कर देती है। ऐसे में इसे कोल्ड रिकवरी कहा जाना चाहिए.

पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता क्यों है?जाहिर है, सबसे पहले ऊर्जा संसाधनों को बचाना है। रिक्यूपरेटर एक उपकरण है जिसमें आने वाली और बाहर जाने वाली वायुराशियों के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान होता है। सामान्य तौर पर वेंटिलेशन, ठंड और गर्म मौसम में आने वाली और बाहर जाने वाली हवा के बीच तापमान का अंतर महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, यदि बाहर तापमान -20°C और घर के अंदर +24°C है, तो अंतर 40°C से अधिक है। इस अंतर को हीटिंग सिस्टम द्वारा कवर करने की आवश्यकता होगी। गर्मियों में अंतर कम होता है, लेकिन इससे एयर कंडीशनर पर भार भी बढ़ जाएगा। रिक्यूपरेटर आपको इस अंतर को न्यूनतम करने की अनुमति देता है। उचित रूप से चयनित उपकरण यह सुनिश्चित करता है कि 0°C बाहरी हवा और +20°C घर के अंदर, आने वाले और बाहर जाने वाले प्रवाह के बीच का अंतर 4°C के भीतर है, यानी। इसे पांच गुना कम करें. जैसे-जैसे बाहरी तापमान घटता है, पुनर्प्राप्ति की दक्षता कम हो जाती है, लेकिन, फिर भी, बचत बहुत ध्यान देने योग्य रहती है। इसके अलावा, जब घर के अंदर और बाहर के तापमान में महत्वपूर्ण अंतर होता है, तो स्वास्थ्य लाभ विशेष रूप से उपयोगी होता है।

कई आधुनिक निर्माण तकनीकों के लिए वायुरोधी और वाष्प-रोधी संरचनाओं की आवश्यकता होती है। सीलबंद दीवारों और डबल-घुटा हुआ खिड़कियों वाले कमरों से प्रभावी वेंटिलेशन और जल वाष्प को हटाने के लिए मजबूर आपूर्ति और निकास वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है। इस मामले में हीट रिकवरी न्यूनतम गर्मी हानि के साथ आरामदायक वायु विनिमय की कुंजी है।

संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में, पुनर्प्राप्ति उपकरणों के आगमन से बहुत पहले, यह सुनिश्चित करने के लिए कि कमरे में हवा सर्दियों में बहुत ठंडी और गर्मियों में बहुत गर्म न हो, वे ग्राउंड हीट एक्सचेंजर के उपयोग के साथ आए, जो था बाद में इसे "कनाडाई कुआँ" कहा गया। उसका विचार

क्या बाहरी हवा, परिसर में प्रवेश करने से पहले, जमीन में दबी हुई आपूर्ति वायु नलिकाओं से होकर गुजरती है, +10°C के करीब तापमान मान प्राप्त करती है - 2 मीटर या उससे अधिक की गहराई पर एक स्थिर मिट्टी का तापमान। कनाडाई कुआँ, वास्तव में, एक स्वास्थ्यवर्धक नहीं है, लेकिन यह हीटिंग और एयर कंडीशनिंग के लिए ऊर्जा लागत को कम करता है। परिसर का वेंटिलेशन पारंपरिक योजनाकनाडाई कुएं के साथ यह प्राकृतिक है, लेकिन इसे जबरदस्ती भी किया जा सकता है।

वेंटिलेशन उपकरण के एक तत्व के रूप में रिक्यूपरेटर का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है यूरोपीय देश. उनकी लोकप्रियता का कारण ताप पुनर्प्राप्ति से मिलने वाले आर्थिक लाभ हैं। रिक्यूपरेटर दो प्रकार के होते हैं: प्लेट और रोटरी। रोटरी वाले अधिक कुशल होते हैं, लेकिन महंगे भी होते हैं। वे 70-90% गर्मी लौटाने में सक्षम हैं। प्लेट वाले सस्ते होते हैं, लेकिन 50-80% की रेंज में कम बचत करते हैं।

पुनर्प्राप्ति की दक्षता को प्रभावित करने वाले कारकों में से एक कमरे का प्रकार है। यदि इसमें तापमान 23 डिग्री सेल्सियस से ऊपर बनाए रखा जाता है, तो रिक्यूपरेटर निश्चित रूप से अपने लिए भुगतान करता है। और ऊर्जा की लागत जितनी अधिक महंगी होगी, भुगतान की अवधि उतनी ही कम होगी। रिक्यूपरेटर का सेवा जीवन काफी लंबा है, और समय पर रखरखाव और सस्ती उपभोग्य सामग्रियों के प्रतिस्थापन के साथ, यह सैद्धांतिक रूप से असीमित है. रिक्यूपरेटर को मोनोब्लॉक या कई अलग-अलग मॉड्यूल के रूप में आपूर्ति की जा सकती है।

रिक्यूपरेटर एक विशेष प्रकार का हीट एक्सचेंजर है जिससे वेंटिलेशन सिस्टम की आपूर्ति और निकास नलिकाओं के इनपुट और आउटपुट जुड़े होते हैं। कमरे से निकाली गई प्रदूषित हवा, रिक्यूपरेटर से गुजरते हुए, सीधे बाहर से मिले बिना आने वाली बाहरी हवा को अपनी गर्मी छोड़ देती है। यह अतिरिक्त ताप आपूर्ति वेंटिलेशनआपको विशेष रूप से सर्दियों में, इनपुट वायु को गर्म करने के लिए ऊर्जा लागत को काफी कम करने की अनुमति देता है।

प्लेट रिक्यूपरेटर

प्लेट रिक्यूपरेटरइस तरह से डिजाइन किए गए हैं कि उनमें हवा का प्रवाह मिश्रित नहीं होता है, बल्कि हीट एक्सचेंज कैसेट की दीवारों के माध्यम से एक दूसरे से संपर्क करता है। इस कैसेट में कई प्लेटें होती हैं जो ठंडी हवा के प्रवाह को गर्म हवा के प्रवाह से अलग करती हैं। अक्सर, प्लेटें एल्यूमीनियम पन्नी से बनी होती हैं, जिनमें उत्कृष्ट तापीय चालकता गुण होते हैं। प्लेटें विशेष प्लास्टिक से भी बनाई जा सकती हैं। ये एल्यूमीनियम की तुलना में अधिक महंगे हैं, लेकिन उपकरण की दक्षता बढ़ाते हैं।

प्लेट हीट एक्सचेंजर्स में एक महत्वपूर्ण खामी है: तापमान अंतर के परिणामस्वरूप, ठंडी सतहों पर संघनन बनता है, जो बर्फ में बदल जाता है। बर्फ से ढका हुआ रिक्यूपरेटर प्रभावी ढंग से काम करना बंद कर देता है। इसे डीफ्रॉस्ट करने के लिए, आने वाले प्रवाह को हीट एक्सचेंजर द्वारा स्वचालित रूप से बायपास किया जाता है और हीटर द्वारा गर्म किया जाता है। इस बीच, बाहर निकलने वाली गर्म हवा प्लेटों पर जमी बर्फ को पिघला देती है। इस मोड में, निश्चित रूप से, कोई ऊर्जा बचत नहीं होती है, और डीफ़्रॉस्टिंग अवधि में प्रति घंटे 5 से 25 मिनट तक का समय लग सकता है। डीफ़्रॉस्टिंग चरण के दौरान आने वाली हवा को गर्म करने के लिए, 1-5 किलोवाट की शक्ति वाले एयर हीटर का उपयोग किया जाता है।

कुछ प्लेट हीट एक्सचेंजर्स आने वाली हवा को ऐसे तापमान पर पहले से गर्म करने का उपयोग करते हैं जो बर्फ के निर्माण को रोकता है। इससे रिक्यूपरेटर की कार्यक्षमता लगभग 20% कम हो जाती है।

आइसिंग समस्या का एक अन्य समाधान हीड्रोस्कोपिक सेलूलोज़ कैसेट है। यह सामग्री निकास वायु प्रवाह से नमी को अवशोषित करती है और इसे आने वाली हवा में स्थानांतरित करती है, जिससे नमी वापस आ जाती है। ऐसे रिक्यूपरेटर केवल उन्हीं इमारतों में उचित हैं जहां वायु आर्द्रीकरण की कोई समस्या नहीं है। हाइग्रोसेल्युलोज रिक्यूपरेटर का निस्संदेह लाभ यह है कि उन्हें हवा के विद्युत ताप की आवश्यकता नहीं होती है, जिसका अर्थ है कि वे अधिक किफायती हैं। डबल प्लेट हीट एक्सचेंजर्स वाले रिक्यूपरेटर की दक्षता 90% तक होती है। मध्यवर्ती क्षेत्र के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण के कारण उनमें बर्फ नहीं बनती है।

प्लेट रिक्यूपरेटर के प्रसिद्ध निर्माता:

• श्राग (जर्मनी),
• मित्सुबिशी (जापान),
• इलेक्ट्रोलक्स,
• सिस्टमेयर (स्वीडन),
• SHUFT (डेनमार्क),
• रेमैक, 2डब्ल्यू (चेक गणराज्य),
• मिडिया (चीन)।

रोटरी रिक्यूपरेटर

लैमेलर के विपरीत, उनमें आने वाली और बाहर जाने वाली हवा का आंशिक मिश्रण होता है। उनका मुख्य तत्व- आवास में लगा एक रोटर, जो परतों से भरा एक सिलेंडर है प्रोफाइल धातु (एल्यूमीनियम, स्टील)। रोटर के घूमने के दौरान गर्मी का स्थानांतरण होता है, जिसके ब्लेड बाहर जाने वाले प्रवाह से गर्म होते हैं और एक सर्कल में घूमते हुए गर्मी को आने वाले प्रवाह में स्थानांतरित करते हैं। गर्मी हस्तांतरण की दक्षता रोटर की गति पर निर्भर करती है, और यह समायोज्य है।

एक रोटरी रिक्यूपरेटर में, आने वाली और बाहर जाने वाली हवा के मिश्रण को पूरी तरह से समाप्त करना तकनीकी रूप से असंभव है। अलावा, इस प्रकारगतिशील भागों की उपस्थिति के कारण, उपकरण को अधिक बार और अधिक गंभीर रखरखाव की आवश्यकता होती है। फिर भी रोटरी मॉडलअपनी उच्च ताप पुनर्प्राप्ति दर (90% तक) के कारण बहुत लोकप्रिय हैं।

रोटरी रिक्यूपरेटर के निर्माता:

• डाइकिन (जापान),
• क्लिंगेनबर्ग (जर्मनी),
• SHUFT (डेनमार्क),
• सिस्टमेयर (स्वीडन),
• रेमक (चेक गणराज्य),
• सामान्य जलवायु (रूस-यूके)।

आर्थिक दृष्टिकोण से, हीट रिक्यूपरेटर निश्चित रूप से देर-सबेर भुगतान करेगा, लेकिन बहुत कुछ इस बात पर निर्भर करता है कि रिकवरी कितनी कुशलता से आयोजित की जाती है। उपकरण अत्यधिक विश्वसनीय है, और उपभोक्ता लंबी अवधि के संचालन पर भरोसा कर सकता है। कई कंपनियाँ उत्पादन करती हैं की एक विस्तृत श्रृंखलाविशेष रूप से अपार्टमेंट के लिए डिज़ाइन किए गए हीट एक्सचेंजर्स की आपूर्ति करें। इसलिए आपूर्ति इकाई 2-3 कमरों वाले अपार्टमेंट के लिए गर्मी वसूली के साथ लगभग 17,000 रूबल की लागत आ सकती है। अपार्टमेंट में वेंटिलेशन सिस्टम का प्रदर्शन 100-800 m³/h की सीमा में है। देशी कॉटेज के लिए यह आंकड़ा लगभग 1000-2000 m³/h है।

मध्यवर्ती शीतलक के साथ रिक्यूपरेटर

इस हीट एक्सचेंजर में दो भाग होते हैं। एक हिस्सा एग्जॉस्ट डक्ट में है, दूसरा सप्लाई डक्ट में। उनके बीच पानी या जल-ग्लाइकोल घोल घूमता रहता है। हटाई गई हवा शीतलक को गर्म करती है, जो बदले में गर्मी को आपूर्ति हवा में स्थानांतरित करती है। इस रिक्यूपरेटर में निकास हवा से आपूर्ति हवा में दूषित पदार्थों के स्थानांतरण का कोई जोखिम नहीं है। शीतलक की परिसंचरण दर को बदलने से गर्मी हस्तांतरण को नियंत्रित किया जा सकता है। इन रिक्यूपरेटर में कोई चलने वाला भाग नहीं होता है, लेकिन उनकी दक्षता कम (45-60%) होती है। मुख्य रूप से औद्योगिक सुविधाओं के लिए उपयोग किया जाता है।

चैंबर रिक्यूपरेटर

शटर एक शटर द्वारा चैम्बर को दो भागों में विभाजित करता है। एक भाग को निकास हवा से गर्म किया जाता है, फिर डैम्पर हवा के प्रवाह की दिशा बदल देता है। इसके कारण, आपूर्ति हवा कक्ष की गर्म दीवारों से गर्म होती है। संदूषण और गंध को निकास हवा से आपूर्ति हवा में स्थानांतरित किया जा सकता है। डैम्पर इस हीट एक्सचेंजर का एकमात्र गतिशील भाग है। इसकी दक्षता काफी अधिक (70-80%) है।

ताप पाइप

इस रिक्यूपरेटर में एक सीलबंद ट्यूब प्रणाली होती है। वे भर गए हैं फ़्रीऑन या अन्य आसानी से वाष्पित होने वाला घटक। हटाई गई हवा द्वारा गर्म करने पर ये पदार्थ वाष्पित हो जाते हैं। वाष्प नली के दूसरे भाग में संघनित हो जाता है और पुनः तरल अवस्था में बदल जाता है। इस हीट एक्सचेंजर में, दूषित पदार्थों के स्थानांतरण को बाहर रखा गया है, इसमें कोई गतिशील भाग नहीं हैं, और दक्षता काफी कम (50-70%) है।

कई लोगों का मानना ​​है कि रिकवरी रिकवरीर महंगे, भारी, कम सेवा जीवन वाले उपकरणों को तकनीकी प्रक्रियाओं में एकीकृत करना मुश्किल है, और उनकी मरम्मत लंबी अवधि के लिए उत्पादन बंद कर देती है, जिससे रिक्यूपरेटर का उपयोग अप्रभावी हो जाता है। सूचीबद्ध नुकसान संशयवादियों को थर्मल ऊर्जा के भारी नुकसान का सामना करने की अनुमति देते हैं पर्यावरण की समस्याए. परिणामस्वरूप, उन सभी उद्यमों में जहां इसकी सलाह दी जाती है, रिक्यूपरेटर स्थापित नहीं किए जाते हैं।

इसका समाधान फिनड स्थापित करना हो सकता है प्लेट हीट एक्सचेंजर्स(रिकुपरेटर प्रकार OPT™)

ओपीटी प्रकार के रिक्यूपरेटर की तकनीकी विशेषताएं

• तापीय ऊर्जा की वापसी के कारण, इसकी खरीद की लागत 40% तक कम हो जाएगी;
• निकास गैसों के दहन तापमान (बॉयलर रूम, भट्टियों, आदि के लिए हीटिंग योजना) को बढ़ाकर ईंधन की खपत कम करें;
• सुधार गुणवत्ता विशेषताएँपहले से गर्म हवा के उपयोग के माध्यम से ईंधन दहन, बॉयलर घरों और अन्य सुविधाओं में भट्ठी हीटिंग चक्र में ईंधन की यांत्रिक अंडरबर्निंग को कम करना;
• ठंडा फ्लू गैसपालन ​​करने के लिए पर्यावरण आवश्यकताएंऔर स्वच्छता मानक;
• अंतरिक्ष को गर्म करने, सड़क की हवा को गर्म करने के लिए निकास गैसों की गर्मी का उपयोग करें;
• के लिए तकनीकी प्रक्रियाएं, कम तापमान की आवश्यकता होती है, निकास ग्रिप गैसों को ठंडा करें;
• ग्रिप गैस के तापमान को कम करें, जिससे गैस की सफाई की लागत कम हो;
• जटिल मरम्मत की आवश्यकता वाले रिक्यूपरेटर को अधिक विश्वसनीय रिक्यूपरेटर से बदलें;
• कानून संख्या 261 संघीय कानून "ऊर्जा बचत पर" की आवश्यकताओं का सफलतापूर्वक पालन करें;

पारंपरिक प्लेट, रोटरी और शेल-एंड-ट्यूब मॉडल की तुलना में फिनड प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के लाभ

• आक्रामक और अपघर्षक वातावरण में, भारी गैस और धूल संदूषण वाले वातावरण में उपयोग की संभावना;
• ऑपरेटिंग तापमान सीमा में वृद्धि - 1250 C तक, जबकि एनालॉग रिक्यूपरेटर का सेवा जीवन पहले से ही 800 C पर कम हो गया है;
• अनुकूलित आयाम और वजन - एनालॉग रिक्यूपरेटर की तुलना में 4-8 गुना हल्का;
• काफी कम लागत;
• लघु भुगतान अवधि;
• जब वायु प्रवाह नलिकाओं से होकर गुजरता है तो कम प्रतिरोध मान;
• बेहतर डिज़ाइन जो स्लैग के संचय को रोकता है;
• सेवा जीवन में वृद्धि;
• निवारक उपायों से पहले विस्तारित कार्य अवधि;
• वजन और आकार की विशेषताओं में सुधार, रिक्यूपरेटर की स्थापना और परिवहन की सुविधा

इस प्रकार के रिक्यूपरेटर को एक स्मार्ट विकल्प क्यों माना जा सकता है?

• प्रति इकाई आयतन और द्रव्यमान में ऊष्मा स्थानांतरण सतह का क्षेत्रफल बढ़ाना;
• प्रयुक्त रिक्यूपरेटर की उच्च विश्वसनीयता;
• के कारण रिक्यूपरेटर विफलता की संभावना में उल्लेखनीय कमी आई खुरदरा पोशाकऔर तापीय विकृतियाँ;
• रिक्यूपरेटर के लिए मरम्मत और रखरखाव प्रक्रियाओं का सरलीकरण;
• रिक्यूपरेटर के मॉड्यूलर डिजाइन और संयोजन की संभावना
• रिक्यूपरेटर का उपयोग करने के सबसे आम मामले।

गैस-टू-गैस हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है, जिन्हें निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

होने वाली प्रक्रियाएँ कम स्तरशीतलक तापमान:

अंतराल 20 से 60°C तक

• गैसों की छोटी मात्रा के लिए, उदाहरण के लिए, गैस बॉयलरों को संचालित करते समय ग्रिप गैस उपयोगिता के रूप में छोटा सा कमरा, जहां हीट एक्सचेंजर का उपयोग वेंटिलेशन सिस्टम में किया जाता है।
• बड़ी मात्रा में गैसों के साथ, उदाहरण के लिए, कार्यशालाओं, कॉन्सर्ट हॉल, इनडोर स्टेडियम और अन्य बड़े परिसरों के वेंटिलेशन सिस्टम में।

अंतराल 60 से 200°C

• गैसों की छोटी मात्रा के लिए, उदाहरण के लिए, ईंधन दहन के धुएं के उत्पाद को हटाने के लिए, जो कई तकनीकी प्रक्रियाओं के दौरान गैस के रूप में निकलता है।
• बड़ी मात्रा में गैसों के लिए, उदाहरण के लिए, सुखाने और पेंटिंग की दुकानों की वेंटिलेशन प्रणाली में गैस हीट एक्सचेंजर का उपयोग संभव है।

शीतलक तापमान के औसत स्तर के साथ प्रक्रियाएँ।

सीमा 200 से 600 डिग्री सेल्सियस तक है, एक उदाहरण बॉयलर घरों के संचालन के दौरान ग्रिप गैसों से गर्मी की वसूली होगी, और भट्टी को आपूर्ति की गई हवा को गर्म करने के लिए अतिरिक्त गर्मी को पुनर्निर्देशित करके कोयले को बचाना भी संभव है।

होने वाली प्रक्रियाएँ उच्च स्तरशीतलक तापमान।

• सीमा 600 से 800 डिग्री सेल्सियस तक है; उदाहरण के लिए, प्लास्टिक के उत्पादन में, एक हीट एक्सचेंजर गैस को ठंडा करने या ग्रिप गैसों द्वारा ली गई गर्मी को पुनर्प्राप्त करने के लिए उपयोगी हो सकता है।
• रेंज 1000 डिग्री सेल्सियस और उससे अधिक तक है, जो कांच उत्पादन, धातु विज्ञान, तेल और गैस शोधन और उत्पादन के अन्य क्षेत्रों में देखी जाती है, जहां हीट एक्सचेंजर कोयले की बचत जैसी समस्याओं को हल करने का आधार बन जाएगा, या कार्य करेगा। उत्पन्न ग्रिप गैसों का उपयोगकर्ता।

यह ध्यान देने योग्य है कि 45-50 डिग्री सेल्सियस के निकास गैस तापमान पर गैस-गैस हीट एक्सचेंजर के उपयोग के लिए एक अलग दक्षता गणना की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

ताप पुनर्प्राप्ति वाले प्रतिष्ठान अंतरिक्ष तापन के लिए ऊर्जा लागत को आधे तक कम कर सकते हैं। उनकी स्थापना अक्सर पहले हीटिंग सीज़न में ही भुगतान कर देती है। निर्माण और पुनर्निर्माण के दौरान रिक्यूपरेटर स्थापित करने से हम पूरी इमारत के हीटिंग सिस्टम पर भार को आंशिक रूप से कम कर सकते हैं और पारंपरिक हीटिंग उपकरणों के एक महत्वपूर्ण हिस्से को खत्म कर सकते हैं। रिक्यूपरेटर स्थापित करने की लागत न केवल हीटिंग लागत को कम करने में, बल्कि इष्टतम सुनिश्चित करने में भी एक निवेश है वातावरण की परिस्थितियाँपरिसर में और, अंततः, लोगों के स्वास्थ्य में।

ऐसे उपकरण जो गर्मी और अन्य प्रकार की ऊर्जा बचा सकते हैं, तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं क्योंकि ऊर्जा की कीमतें लगातार बढ़ रही हैं। ताजी सांस लेने की आवश्यकता के बारे में भी हमें लंबे समय तक कोई संदेह नहीं है साफ़ हवाघर के अंदर लोकप्रिय की स्थापना प्लास्टिक की खिड़कियाँऔर भली भांति बंद दरवाजे. वे वायु विनिमय को बाधित करते हैं और अवांछनीय परिणाम देते हैं। इन सभी कारकों की पृष्ठभूमि के खिलाफ, गर्मी वसूली के साथ वेंटिलेशन सिस्टम हमारी सहायता के लिए आते हैं। वे न केवल हमारा पैसा बचाते हैं, बल्कि हमारे स्वास्थ्य की भी रक्षा करते हैं।