آشنایی با روشهای مختلف بازیابی گرما

کلیات

امروزه همه جهانیان از محدودیتهای انرژی و هزینه های گزاف آن آگاهی دارند. راه حل دارز مدت این مشکل بهره گیری از فناوری نوین و منابع انرژی جدید است. اما راه حل کوتاه مدت و فوری آن پرهیز از اسراف انرژی و بهره گیری از روشهای بازیابی آن است. برای این کار وسایل مختلفی هم اکنون موچودند که با استفاده از آنها می توان حداکثر راندمان را از سوخت و انرژی مصرفی جهت گرمایش یا سرمایش کسب کرده و به جای دور ریختن انرژی به فضای خارج آن را جهت استفاده مجدد بازیابی کرد. با بهره گیری از وسایل بازیافت انرژی ۵۰ تا ۸۰ درصد انرژی در حال اخراج توسط هوای اگزاستی از ساختمان جهت استفاده مجدد در داخل ساختمان بازیابی می شود. در این مبحث چند وسیله و روش بازیابی انرژی مورد بررسی قرار می گیرند.

 

۱- چرخ حرارتی

امروزه دو نوع چرخ حرارتی موجودند؛ یکی مبدل آنتالپی که قادر است توأماً گرمای نهان و گرمای محسوس را بازیابی کند. دیگری مبدل گرمای محسوس که فقط گرمای محسوس را بازیابی می کند.برای هر دو نوع چرخ حرارتی لازم است کانالهای هوای اگزاستی و هوای رفت در مجاورت یکدیگر باشند.مبدل انتالپی در شبکه کانال نصب می شود. دستگاه به آرامی بین جریانهای هوای اگزاستی و رفت دوران می کند. در زمستان گرما و رطوبت را از هوای اگزاستی گرفته و توسط آن هوای سرد خارج ورودی را پیش گرم می کند. در تابستان برعکس سرما و خشکی هوای اگزاستی از ساختمان توسط این دستگاه موجب پیش سرمایش هوای خارج ورودی به ساختمان می شود.مبدل گرمای محسوس هم طرز کاری مانند مبدل انتالپی دارد جز آن که فقط گرمای محسوس هوا را بازیابی می کند و از اینرو برای سیستمهایی که در آنها دمای هوای اگزاستی بالا و رطوبت آن پایین است کاربرد دارد.

 

۲- مبدلهای حرارتی استاتیک

مبدل حرارتی هوا به هوا وسیله ای است برای تبادل گرما میان جریانهای هوای اگزاستی و هوای خارج ورودی به ساختمان که در این فرآیند دو جریان در خلاف جهت یکدیگرند. این دستگاه هیچ قطعه متحرکی نداشته و تقریباً نیازی به نگهداری ندارد مگر جایی که هوای اگزاستی تا زیر نقطه شبنم سرد شود که در این صورت لازم است برای تخلیه آبچکه حاصل از تقطیر رطوبت هوا تمهیدی صورت گیرد.برای مبدل حرارتی استاتیک نیز مثل چرخ حرارتی لازم است کانالهای هوای اگزاستی و هوای رفت در جوار هم باشند تا انتقال حرارت میسر گردد. مزایای این دستگاه بدین قرارند:

  • بی نیازی از عملیات نگهداری به لحاظ نداشتن قطعات متحرک
  • استحکام و دوام زیاد
  • هزینه نصب پایین
  • کاهش بارهای گرمایی و سرمایی
  • راندمان بیش از ۷۰%

 

۳- لوله های حرارتی

این مبدل حرارتی متشکل است از لوله ای فلزی که طرفین آن کاملاً بسته و آب بندی شده است. جدار داخلی آن دارای آستری از یک نوع ماده نفوذپذیر یا فتیلۀ حاوی مقدار معینی از یک مایع مبرد است. وقتی یک انتهای لوله گرم شود، مایع مبرد تبخیر شده و گرما را جذب می کند. بخار داغ سپس با حرکت به سمت انتهای دیگر لوله گرمای جذب شده را آزاد می کند. با نصب لوله های حرارتی در سیستم کانال به طوری که هوای اگزاستی از یک سمت آن جریان یافته و هوای رفت در جهت مخالف، انتقال حرارت از یک جریان هوا به جریان دیگر صورت می گیرد.در زمستان جریان گرما از هوای اگزاستی به هوای تازه جبرانی سبب پیش گرمایش این هوای سرد می شود و در تابستان این فرآیند برعکس است.

 

۴- بازیافت گرما از یخچالها

در همه سوپرمارکتها یخچالهایی برای نگهداری مواد غذایی فاسد شدنی وجود دارند که گرمای دفع شونده از کندانسور آنها می تواند منبع گرمای خوبی برای کمک به سیستم گرمایش ساختمان باشد و بدین ترتیب در مصرف انرژی به میزان قابل ملاحظه ای صرفه جویی می شود. روشهای بازیابی این گرما از یخچالها عبارتند از مبدلهای تمام هوا، مبرد به آب به هوا و تمام مبرد. در بین اینها روس تمام هوا پیچیدگی کمتری دارد که نمونه ای از آن در شکل ۴ نشان داده شده است. در این شکل هوای برگشتی از فروشگاه از داخل اتاق محل نصب کمپرسورها عبور نموده گرمای دفع شده در آنجا را جذب کرده و جهت پیش گرمایش هوای سرد خارج ورودی به دستگاه هواساز از آن استفاده می شود. وقتی هوای خارج آنقدر گرم باشد که نیازی به پیش گرمایش نداشته باشد، هوای برگشتی از فروشگاه اتاق کمپرسورها را میان بر کرده و مستقیماً به هواساز بر می گردد.

 

۵- پمپهای حرارتی

پمپ حرارتی دستگاهی است که برای سیستمهای تهویه مطبوع در تمام سال کاربرد دارد. اساس کار این دستگاه مثل سایر دستگاههای برودتی است که فقط بر حسب فصل سال وظایف اواپراتور و کندانسور آن با مکانیزم خاصی با یکدیگر تعویض می شود. یعنی:جذب گرما از منبع حرارتی و انتقال آن به فضای مورد تهویه مطبوع در فصل سرد؛انتقال گرما از فضای مورد تهویه مطبوع به بیرون در فصل گرم.پمپ حرارتی با چند سیستم کار می کند که متداول ترین آنها عبارتند از: هوا به هوا، هوا به آب، و آب به هوا.

 

خلاصه

استفاده از وسایل بازیابی انرژی مزایای زیادی دارد از جمله:کاهش هزینه عملیاتی سیستم گرمایش هوای جبرانی در فصل زمستان؛کاهش هزینه عملیاتی سیستم سرمایش هوای جبرانی در فصل تابستان؛کاهش اندازه تجهیزات گرمایش و سرمایش . 

نام منبع: 
پورتال تاسیسات