องค์ประกอบทางเทคนิคสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุน - องค์ประกอบทางเทคนิคหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามพารามิเตอร์ทางความร้อนของระบบ: ระบบสำหรับการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่และการแปลงจากความร้อนทิ้งที่มีพารามิเตอร์ทางความร้อนสูง (สูงกว่า 70^oC) และระบบสำหรับการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่และการเปลี่ยนจากความร้อนทิ้งที่มีพารามิเตอร์ทางความร้อนต่ำ (ต่ำกว่า 70^oค).

ระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่และการแปลงพลังงานสูงกว่า 70^oC ถูกใช้ในกระบวนการทางเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมพลังงาน อาหาร เคมี และอุตสาหกรรมที่ใช้กระบวนการอื่นๆ ซึ่งมีความร้อนเหลือทิ้งจำนวนมากถูกปล่อยออกมาความร้อนทิ้งที่มีพารามิเตอร์ความร้อนสูงสามารถใช้ในการปรับปรุงพลังงานและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจขององค์กรโดยการให้ความร้อนโดยตรงกับอากาศในระบบระบายอากาศหรือโดยการเพิ่มกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้น (เช่น แหล่งความร้อนสำหรับปั๊มความร้อนที่ใช้สำหรับการพาสเจอร์ไรส์ในอุตสาหกรรมอาหาร หรือเพื่อผลิตไฟฟ้าในระบบ Organic Rankine Cycle หรือ Kalina Cycle)ความร้อนเหลือทิ้งที่มีพารามิเตอร์ความร้อนสูงดังกล่าวยังสามารถใช้สำหรับกระบวนการทำความเย็นและปรับอากาศ (เช่น การแปลงพลังงานความร้อนเป็นน้ำเย็นโดยใช้เครื่องทำความเย็นแบบดูดซับหรือแบบดูดซับ)

ระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่และการแปลงพลังงานต่ำกว่า 70^oC มักใช้เพื่อให้ความร้อนในอาคารที่อยู่อาศัย (เช่น การทำความร้อนใต้พื้นโดยใช้ปั๊มความร้อน) หรืออาคารพาณิชย์ (เช่น ในหน่วยจัดการอากาศ (AHU) เพื่อให้ความร้อนแก่อากาศ "สด" หรือ "ภายนอกอาคาร" โดยการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่จาก "ใช้แล้ว ” หรือ “อากาศเสีย”)บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่การใช้งานอาคารพาณิชย์

ระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในหน่วยจัดการอากาศขึ้นอยู่กับสองระบบ ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของโซลูชันที่นำมาใช้ในการออกแบบหน่วย ใช้พลังงานไฟฟ้า (ระบบแอกทีฟ) หรือไม่ (ระบบพาสซีฟ)ระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในหน่วยจัดการอากาศรวมถึง ตัวอย่างเช่น ระบบที่ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุนหรือปั๊มความร้อนแบบผันกลับได้ระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ประกอบด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบกากบาทและแบบหกเหลี่ยมลักษณะเฉพาะของการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในระบบระบายอากาศคือ ความร้อนจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ที่อุณหภูมิต่างกันเล็กน้อยระหว่างกระแสลมที่มีอุณหภูมิสูงกว่าและกระแสลมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า โดยอากาศที่มีอุณหภูมิสูงจะไม่ค่อยเกิน 30^oC (ในอาคารพาณิชย์ การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่จะเกิดขึ้นแม้ในอุณหภูมิอากาศที่ต่ำกว่า)

บ่อยครั้งที่การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในระบบระบายอากาศและเครื่องปรับอากาศนั้นดำเนินการโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุนหรือแบบไหลข้าม (หกเหลี่ยม) ซึ่งมักจะใช้ปั๊มความร้อนน้อยกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุนใช้ใน AHU ซึ่งอนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนจำนวนมากระหว่างอากาศเข้าและออกใน AHU (โดยปกติจะเป็นอาคารสาธารณะ)เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลข้ามและหกเหลี่ยมใช้ในหน่วยจัดการอากาศซึ่งไม่อนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนมวลระหว่างอากาศบริสุทธิ์และอากาศที่ใช้แล้ว (เช่น โรงพยาบาล)ปั๊มความร้อนแบบพลิกกลับได้จะใช้เมื่อต้องการจ่ายอากาศที่มีอุณหภูมิสูงเพื่อให้ความร้อน

สมดุลมวลและพลังงานในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้ในหน่วยจัดการอากาศ

เมื่อคำนวณประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุนเพื่อนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในหน่วยจัดการอากาศ นอกจากความสมดุลของพลังงานแล้ว จำเป็นต้องมีความสมดุลของมวลที่เหมาะสมต่อไปนี้คือสมการสมดุลพลังงานและมวลสำหรับสภาวะการไหลในสภาวะคงที่โดยมีสมมติฐานดังต่อไปนี้การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์เป็นระยะซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่แบบหมุนของตัวแลกเปลี่ยนจะถูกนำมาเฉลี่ยในสมดุลของพลังงานและความชื้นโดยรวม นั่นคือ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นบนพื้นผิวของล้อหมุนเป็นระยะๆ นั้นไม่มีนัยสำคัญ และด้วยเหตุนี้จึงละเว้นในการคำนวณ

a) มวล ความเข้มข้น และความสมดุลของพลังงานสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุน: