Гликолевый контур: Что из себя представляет гликолевый рекуператор воздуха

Что из себя представляет гликолевый рекуператор воздуха

Гликолевый рекуператор — энергосберегающее устройство, позволяющее использовать тепловую энергию, содержащуюся в потоке вытяжного воздуха для подогрева потока приточного воздуха. Теплопередача организуется за счет организации циркуляции в рекуператоре, теплоносителя – незамерзающих водо-гликолевых растворов.

 

Принцип работы гликолиевого рекуператора

В холодный период года утилизатор забирает тепло вытяжного потока воздуха и передает его нагревателю. Тепло используется для подогрева приточного потока воздуха, поступающего с улицы.
В теплый период года, гликолевый рекуператор способен работать в обратном направлении, передавая излишнее тепло потока приточного воздуха, вытяжному.

Таким образом, использование гликолиевого рекуператора позволяет сократить энергопотребление на подготовку приточного воздуха в течении всего года. Благодаря организации замкнутого гидравлического контура исключается передача загрязнений и запахов от вытяжного потока воздуха, приточному.

Сфера применения

• В двухконтурных системах вентиляции
• На предприятиях, где изоляция воздушных потоков является приоритетом
• В вентиляционных системах, по которым могут транспортироваться взрывоопасные газы
• На больших площадях торговых центров и различных производственных помещений, где на разных участках должна поддерживаться разная температура воздуха.
• В регионах с низкими температурами воздуха, так как раствор гликоля не замерзает.

Возможности гликолевого рекуператора:

• Можно увязать несколько вытяжных систем с одной приточной и наоборот.
• Расстояние между притоком и вытяжкой может достигать 800 м.
• Систему рекуперации можно регулировать автоматически за счёт изменения скорости циркуляции теплоносителя.
• Гликолевый раствор не замерзает, т. е. при минусовых температурах разморозка системы не нужна.
• Так как используется промежуточный теплоноситель, исключено попадание в приток воздуха из вытяжки.

Универсальность гликолевых рекуператоров даёт возможность устанавливать их в существующие системы, имеющие производительность 500 — 150 000 м3/час. С их помощью можно вернуть до 40% тепла. Она зависит от региона, в котором установлено оборудование, и интенсивности его использования, при этом необходим индивидуальный технический просчет этих систем.

Конструкция

Рекуператор, представляет собой два водо-воздушных теплообменника установленных по линии вытяжной и приточной вентиляции. Теплообменники соединены между собой замкнутым гидравлическим контуром, с непрерывно циркулирующим в нем теплоносителем. Первый теплообменник принято называть «утилизатор», второй «нагреватель». Утилизатор оборудуется поддоном для сбора и отвода конденсата и каплеуловителем.

Циркуляцию теплоносителя в гидравлическом контуре обеспечивает насосно-смесительный узел. Узел работает в двух режимах: режим рекуператора и режим оттаивания.

В состав узла входят:

• Шаровые краны (1) служат для отключения узла регулирования от теплообменников  (для проведения ремонтных работ).
• Сетчатый фильтр (2) защищает регулирующий клапан, циркуляционный насос и теплообменники от попадания в них твердых частиц, способных повлиять на работоспособность.
• Регулирующий клапан с приводом (3) переключает направление циркуляции теплоносителя.
• Циркуляционный насос (4) обеспечивает номинальный расход теплоносителя.
• Расширительный бак (9) с группой безопасности компенсируют температурное расширение теплоносителя.

Факторы, учитываемые при подборе рекуператора:

• Величина площади обслуживания системы вентиляции.
• Необходимый расход теплоносителя (учитывается плотность раствора гликоля).
• Расчет КПД и затрат энергии.
• Обязательно наличие регулярного технического обслуживания.

Несмотря на низкую эффективность (40-50%) гликолевый рекуператор пользуется спросом благодаря возможности его установки в действующих раздельных системах вентиляции, простой регулировки теплоотдачи, его применения в агрессивных средах и пр.

Гликолевый рекуператор: сфера применения устройства

Главная » Рекуперация » Гликолевый рекуператор: назначение и сфера применения устройства

Гликолевый рекуператор является, утилизирующим тепловую энергию устройством, посредством циркуляции незамерзающей жидкости (антифриза) в замкнутом контуре теплообменников.

В приборах этого типа используется этиленгликолевый теплоноситель или раствор пропиленгликоля в воде, в соотношении 30/50; 40/50 или 50/50. Этот раствор обладает высокими эксплуатационными характеристиками, а именно:

• Не замерзает при минусовых температурах, что дает возможность использовать рекуператор даже в условиях с достаточно низкими температурными показателями.
• Высокая теплоемкость раствора позволяет использовать устройство для максимальной утилизации тепловой энергии.

[contents]

Содержание

1. Конструктивные особенности
2. Принцип действия
3. Узел обвязки
4.  Сфера применения
5. Расчет энергоэффективности устройства данного типа
6. Достоинства и недостатки

Конструктивные особенности

Данный прибор представляет собой два теплообменника (бойлера)соединенных между собой замкнутым контуром, с непрерывно циркулирующим в нем водно-гликолевым раствором. Благодаря замкнутому контуру исключается передача загрязнений и запахов от одного воздушного потока, второму. Вытяжной бойлер устанавливается в соответствующий вентиляционный канал, по которому проходит нагретый воздушный поток, а приточный монтируется в вентиляционных канал, по которым в помещение поступает холодный воздух.

Принцип действия

В этом разделе будет рассмотрен более подробно гликолевый рекуператор, принцип работы которого чем-то схож с работой обычного кондиционера. В зимний период один бойлер забирает из исходящего потока воздуха вытяжной вент системы тепловую энергию, и с помощью водно-гликолевого теплоносителя перемещает ее в приточный теплообменник. Именно во втором бойлере антифриз отдает накопленное тепло приточному воздуху, обогревая его. Летом, действие теплообменников этого устройства прямо противоположное, поэтому используя оборудование данного типа можно сэкономить не только на отоплении, но и на кондиционировании воздуха.

В холодное время года, бойлер, устанавливаемый в вытяжной вентиляционный канал, может подвергаться воздействию конденсата и как следствие – обледенению. Именно поэтому он оборудован емкостью с гидрозатвором для сбора и отвода конденсата. Кроме этого, для предотвращения попадания в воздушный поток влаги, за теплообменником обычно монтируют каплеуловитель. Для предотвращения загрязнения приточного теплообменника, в вентиляционный канал устанавливают фильтр грубой очистки воздуха.

Узел обвязки

На первый взгляд, устройство утилизации тепловой энергии посредством промежуточного теплоносителя выглядит достаточно просто: два теплообменника связанных между собой замкнутым контуром в который включен насос для перемещения водно-гликолевого раствора. На самом деле такая схема будет работать, но обеспечивать высокий КПД не будет. Для эффективной утилизации тепла в такой системе нужен грамотно спроектированный узел обвязки гликолевого рекуператора с наличием дополнительного оборудования.

Типовая схема узла обвязки устройств с промежуточным теплоносителем.

Важно!
Правильно смонтированная обвязка замкнутого контура с теплоносителем позволяет не только значительно повысить КПД гликолевого рекуператора, но и предотвратить его обмерзание в зимний период.

На этом рисунке представлена универсальная схема обвязки гликолевого рекуператора, подходящая для большинства устройств.

А так она выглядит в смонтированном состоянии.

 Сфера применения

Гликолевые рекуператоры применяются:

• В двухконтурных системах вентиляции.
• На предприятиях, где не перемешивание воздушных потоков является приоритетным.
• В вентиляционных системах по которым могут транспортироваться взрывоопасные газы.

 Наиболее часто используют данное оборудование на предприятиях, в которых необходимо поддерживать различную температуру в помещениях. Кроме того, использование гликолевого рекуператора позволяет объединить две вентиляционные системы в единое целое, при этом не давая возможности соприкасаться воздушным потокам. Окупаемость таких устройств зависимости от региона, с определенными температурными показателями и интенсивности использования устройства.

Расчет энергоэффективности устройства данного типа

Для эффективной работы и максимального теплосбережения, как правило, требуется индивидуальный расчет такого оборудования, которым занимаются специализированные компании. Можно рассчитать тепловой КПД и энергоэффективность такого рекуператора самостоятельно, используя методику расчета гликолевых рекуператоров. Для расчета теплового КПД необходимо знать затраты энергии на нагрев или охлаждение приточного воздуха, которые рассчитываются по формуле:

Q = 0,335 х L х (tкон. – tнач.),

• L расход водуха.
• t нач. (температура входа воздуха в рекуператоре)
• tкон. (температура вытяжного воздуха из помещения)
• 0, 335 это коэффициент, взятый из справочника Климатологии для конкретного региона.

 Для расчета энергоэффективности рекуператора используют формулу:

Е = Q x n

где:
Q– энергетические затраты на нагрев или охлаждение воздушного потока,
n – заявленный производителем КПД рекуператора.

Несмотря на достаточно низкие показатели тепловой эффективности данных приборов, они до сих пор достаточно востребованы и используются для монтажа в функционирующие вентиляционной системы с серьезным «разбросом» по производительности.

Кроме того:

• На один теплообменник можно направить несколько приточных или вытяжных воздушных потоков.
• Расстояние между теплообменниками может достигать более 500 м.
• Такую систему можно использовать в зимний период, так как теплоноситель не замерзает.
• Не смешиваются воздушные потоки из вытяжного и приточного канала.

 Из недостатков можно отметить:

• Достаточно низкую энергоэффективность (тепловой КПД), которая варьируется от 20 до 50 %.
• Серьезные затраты на электроэнергию, которая необходима для работы насоса.
• Обвязка рекуператора насчитывает большое количество контрольно-измерительных устройств и запорной арматуры, которая требует периодического технического обслуживания.

Совет:
Грамотный расчет теплообменников гликолевого рекуператора, позволит вам значительно повысить энергоэффективность устройства. Несмотря на обилие методик для самостоятельного расчета, лучше всего, если этим будут заниматься профессионалы.

Как работает гликолевая система охлаждения?

Как работает гликолевая система охлаждения? Если вы пытаетесь добиться лучшего контроля температуры или охлаждения, будь то из-за того, что вы управляете градирней, делаете вино или даже беспокоитесь о том, что ваши трубы замерзнут в вашем здании, вы, возможно, столкнулись с термином гликоль. Гликоль может помочь в достижении этих и многих других целей, но важно понимать, как его использовать и как он работает, чтобы быть уверенным, что он подходит именно вам.

Что такое гликоль?

Гликоль представляет собой органическое соединение, относящееся к семейству спиртов. Он содержит два отдельных типа гликоля: этиленгликоль и пропиленгликоль. Этиленгликоль, обычно используемый в качестве антифриза в транспортных средствах и системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, известен своим сладким вкусом; однако он токсичен. Пропиленгликоль нетоксичен и поэтому используется в самых разных расходных материалах, таких как косметика и средства гигиены полости рта, в качестве консерванта и влагоудерживающего агента, а также в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Системы охлаждения с гликолем

Системы охлаждения HVAC могут выиграть от добавления гликоля из-за того, как он взаимодействует с водой. Температура замерзания воды составляет 32 градуса по Фаренгейту; однако, смешивая гликоль с водой, его температуру замерзания можно снизить до -60 градусов по Фаренгейту. Это служит для ряда применений, наиболее очевидным из которых является то, что он помогает предотвратить замерзание труб в холодную погоду. Низкие температуры, достижимые за счет использования гликоля, также полезны в системах охлаждения, которые могут оставаться сильно охлажденными при более низкой температуре, чем это было бы возможно при использовании одной воды. Вот почему системы гликолевого охлаждения становятся все более распространенными, чем когда-либо прежде.

Гликоль перекачивается через систему с замкнутым контуром

Первым шагом в настройке системы охлаждения с использованием гликоля является установка охладителя гликоля в системе с замкнутым контуром. Чиллер — это тип холодильной системы, которая охлаждает ванну с гликолем, чтобы снизить ее температуру. Затем гликоль проталкивают по замкнутому контуру трубок или трубопроводов, соединенных с охладителем гликоля. Это обеспечивает циркуляцию охлажденного гликоля и помогает снизить температуру всего, что подключено к системе.

Теплообменники подсоединены к впускному и выпускному патрубкам

Чтобы воспользоваться охлаждающим эффектом гликоля, система охлаждения должна быть подключена к системе с замкнутым контуром, созданной ранее. В разных системах могут использоваться разные типы теплообменников, например, кожухи на резервуаре, пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали, охлаждающие змеевики из нержавеющей стали или ряд других вариантов. Каждый сосуд, который необходимо охладить, должен подсоединять свой теплообменник(и) к входному и выходному патрубкам главной линии охлаждения.

Гликоль циркулирует через теплообменник и охлаждает сосуды

После подключения теплообменников к основной линии охлаждения, по которой постоянно циркулирует смесь гликоля и воды, гликоль сможет циркулировать через теплообменники и эффективно охлаждать сосуд . То, как именно эта система должна быть настроена, зависит от потребностей каждого человека и самой системы, поэтому работа с опытным специалистом по системам охлаждения может помочь вам установить безопасную и эффективную гликолевую систему в вашем собственном здании.

Свяжитесь с экспертами по гликолевой системе охлаждения в компании Tower Water

При рассмотрении вопроса о добавлении или усовершенствовании гликолевой системы охлаждения вам будет полезно проконсультироваться с экспертами о том, как достичь ваших целей. Все, от соотношения гликоля и воды в вашей системе до температуры, которую вы хотели бы поддерживать, должно быть достигнуто за счет всестороннего понимания и настройки гликолевой системы. В большинстве систем гликоль используется в воде в соотношении один к трем, но это может не подойти для вашей ситуации.
Настройку гликолевой системы лучше всего проводить в сотрудничестве со специалистами, особенно потому, что гликоль разных марок никогда не следует смешивать, а некоторые разновидности токсичны.

Опытные специалисты Tower Water устанавливают стандарты в области водоподготовки и будут рады помочь вам в настройке или усовершенствовании системы гликолевого охлаждения. Мы можем провести тщательный осмотр вашей существующей системы и дать индивидуальные рекомендации о том, как лучше всего интегрировать гликолевое охлаждение в уже имеющиеся у вас трубопроводы. Свяжитесь с нами, чтобы назначить встречу, чтобы поговорить с экспертом и определить, какой тип гликоля лучше всего подходит для вас, в каком соотношении и как подключить ваши теплообменники для достижения наилучшей производительности. Позвоните нам по телефону (212) 518-6475 или обратитесь к специалистам Tower Water, чтобы назначить консультацию.

Верить — это одно, а знать — совсем другое: о дебатах по поводу систем CW без гликоля со встроенным естественным охлаждением

Когда дело доходит до систем CW для охлаждения центров обработки данных, многие специалисты по кондиционированию воздуха считают, что это имеет эксплуатационный и экономический смысл отказаться от водно-гликолевого хладагента в интерьере ЦОД. Но более подробный анализ показывает, что эта теория является исключением, а не правилом.

Вопрос о том, следует ли использовать чистую воду для охлаждающих чиллеров центров обработки данных и полностью отказаться от гликоля, является предметом постоянных дискуссий. Основой для этого обсуждения является тот факт, что использование гликоля имеет ряд недостатков:

 

1. теплопередача не так эффективна при использовании водно-гликолевой смеси.

2. Гликоль намного дороже воды.

3. Для циркуляции водно-гликолевой смеси требуются более мощные насосы, чем для чистой воды, что увеличивает не только масштаб проекта, но и потребление электроэнергии.

 

Сторонники использования внутренней отделки центров обработки данных без использования гликоля утверждают, что использование чистой воды снизит капиталовложения и эксплуатационные расходы, а также повысит эффективность охлаждения. По их мнению, гликоль следует использовать только там, где требования защиты от замерзания делают его незаменимым: в системах трубопроводов, ведущих к чиллеру за пределами центра обработки данных.

Но более внимательное изучение фактов быстро показывает, что в этом аргументе есть лазейки, потому что он не говорит о том, что разделение системы является необходимым условием для отказа от гликоля. Вместо одного контура охлажденной воды между внутренними кондиционерами и чиллером на крыше здания интерьер центра обработки данных без гликоля означает разделение системы на два контура охлажденной воды: внутренний контур с чистой водой и внешний контур. для естественного охлаждения, который по-прежнему заполнен водно-гликолевой смесью. Это разделение системы принимает тепловую нагрузку от водяного контура и передает ее паяному пластинчатому теплообменнику водно-гликолевого контура, который затем передает тепло из внутренней части здания к внешнему чиллеру, оснащенному системой естественного охлаждения. Очевидно, что при этом используется меньше гликоля, чем в системе CW только с одним контуром хладагента.

Но для этого требуются дополнительные компоненты: помимо теплообменника требуется насос, а также морозостойкие нагреватели трубопроводов для контура чистой воды, а также ряд дополнительных компонентов, таких как специальные трубопроводы и электромонтажные работы. Таким образом, отказ от гликоля не только экономит деньги, но и создает дополнительную работу. В конечном счете требуется так много дополнительных усилий, что это сводит на нет экономию, полученную за счет исключения гликоля из уравнения. Так что в конечном счете предполагаемое снижение инвестиционных затрат несостоятельно.

А как насчет теории о том, что безгликолевые системы дешевле в эксплуатации? Сравнение систем на примере непрерывно работающего центра обработки данных в Гамбурге дает некоторую базовую информацию по этому вопросу. Эксплуатационные затраты были рассчитаны для чиллера с воздушным охлаждением, холодопроизводительностью 700 кВт, встроенным естественным охлаждением и температурой на входе и выходе 18°C ​​и 12°C соответственно. Стоимость электроэнергии оценивалась в 15 евроцентов за киловатт-час. В этих условиях годовые эксплуатационные расходы для системы с чистым гликолем только с одним контуром хладагента были на 33 000 евро дешевле. При этом учитывается тот факт, что водно-гликолевая смесь требует большей мощности насоса и что потери производительности, вызванные теплопередачей, должны компенсироваться повышенным потреблением электроэнергии на вентиляторы в блоке прецизионного кондиционирования воздуха.

Так почему же безгликолевая система в конечном счете обходится гораздо дороже?

Ключевым фактором является компактный встроенный паяный пластинчатый теплообменник между внутренним и внешним контурами. Во-первых, возникающие в этой части системы потери тепла увеличивают время работы компрессора. Во-вторых, перепад давления, который возникает в потоке через трубы паяного пластинчатого теплообменника, значительно увеличивает потребность в мощности насоса как во внутреннем контуре, так и в контуре естественного охлаждения. Это дополнительное потребление энергии означает, что по крайней мере часть преимуществ естественного охлаждения сводится на нет. Напротив, система с чистым гликолем может бескомпромиссно использовать преимущества естественного охлаждения и не требует компенсации каких-либо потерь теплопередачи в теплообменнике.

Это означает, что при более тщательном анализе аргумент о том, что системы без гликоля дешевле в эксплуатации, также несостоятелен — по крайней мере, в обычных условиях, существовавших ранее на объекте, таких как в нашем примере.