يكي از روش هاي مطلوب جهت كاهش بار حرارتی حاصل از هواي تازه استفاده از هواي برگشتي در ساختمانها مي باشد مطابق شكل 1 مشاهده مي گردد كه وقتي 80% هواي كل سيستم برگشتي است تا چه حد در محاسبات بعدي مؤثر خواهد بود.
شكل 1
اين موضوع تنها یکی از پارامترهاي متعددي است كه در محاسبات هواي مطبوع لحاظ مي گردد. چرا كه هواي تهويه شده در يك فضا، جداي از وظيفه تامين بار حرارتی مورد نیاز بايد مناسب شرايط تنفسي با شرايط تعريف شده در محيط مورد نظر نيز باشد. بعنوان مثال : در مكانهائي با تراكم انساني ( يا حيواني) هواي بازگشتي شامل مقادير زيادي عوامل متابوليك همچون بازدم، بخار حاصل از تعرق و … مي باشد يا مثلاٌ در برخي آزمایشگاه ها / بيمارستانها هواي بازگشتي آلوده به عوامل آلرژي زا / بيماري زاست. دراين مورد استفاده از هواي برگشتي كماكان از لحاظ محاسبات بارحرارتی مثبت تلقي مي شود ولي از نظر استانداردها هواي تهويه شده مطبوع نخواهد بود. بنابراين در مبرخی موارد چاره اي جز تخليه هواي داخل فضا و استفاده از صد در صد هواي تازه نمي باشد. در چنين حالتی براي بهره گيري از بار هواي تخليه شده مي توان تجهيزاتي به سيستم افزود كه بدون مخلوط كردن هواي خروجي با هواي تازه به طريقي تنها حرارت يا حرارت و رطوبت را بين آنها مبادله نمود.
انواع سيستم هاي بازيافت انرژي
امروزه سيستمهاي بازيافت انرژي از اهميت ويژه اي برخوردار بوده و در اكثر كشورهاي جهان تجهيزات تهويه مطبوع مجهز به اين سيستم مي باشند. با توجه به افزايش روز افزون قيمت انرژي در جهان و از جمله کشور ما استفاده از سيستم هاي بازيافت انرژي ضروری به نظر می رسد. انواع اين سيستم ها عبارتند از:
- مبدلهاي حرارتي صفحه اي (Plate heat exchanger): اين مبدلها شامل جعبه اي مشتمل بر يكسري صفحات موازي می باشند كه در خلال آنها بين دو جريان هواي خروجي و ورودي بصورت (Cross flow) تبادل حرارتي صورت مي گيرد.
راندمان اين مبدلها بستگي به سطح مبدل و سرعت جريان داشته و در بار حرارتی محسوس به 70% نيز مي رسد. نحوه قرارگيري مبدل در دستگاه به شكل زير مي باشد.
از مزاياي ديگر اين سيستم مي توان به مقاومت زياد ،استحكام بالا ،عدم وجود عضو يا بخش متحرك و نهايتا” تعمير و نگهداري آسان اشاره كرد.
همانطوريكه مي دانيم افت فشار به سايز صفحه و طول و عرض و ارتفاع بستگي دارد و بطور معمول دراین مبدل ها از 50 پاسكال تا 600 پاسكال می باشد.
شكل 1-3
جهت بالا بردن راندمان مطابق اشكال زير مي توان از چند مبدل به طور موازي استفاده كرد .
مبدلهاي حرارتي صفحه اي در انواع زير ساخت مي شود:
- سلولزي: براي مصارف معمولي
- آلومينيومي : براي مناطق مرطوب
- آلومينيوم روكش دار : براي مصارف بيمارستاني
2- چرخ حرارتي (Heat wheel): اين مبدل به صورت چرخي دوار است كه مطابق قانون انتقال حرارت هوا- هوا كار مي كند.
استفاده، راه اندازي و تعميرات اين سيستم نسبت به سيستم قبلي راحت تر بوده و در نتيجه براي استفاده در كشورهايي كه هنوز در اين زمينه كار نكرده اند، مناسب تر می باشد.
اين چرخها در سایزهای مختلف متناسب با دبي هوا تا حدود 30000cfm مي باشد ساخته مي شوند. براي دبي هاي بيشتر مي توان از دو چرخ كنار هم استفاده نمود.
اثرات افزايش دبي روي چرخ عبارتند از:
- ايجاد صدا
- كاهش راندمان
- افزايش افت فشار كه البته تا 60%-55% راندمان و 300pa-320pa افت فشار نيز قابل قبول بوده و توجيه فني خواهد داشت.
صفحات منتقل كننده حرارت (یا حرارت و رطوبت) از لايه هاي تخت و مواج ورق آلومينيوم مي باشند و بگونه اي قرار مي گيرند كه هوا در كانالهاي باريكي هدايت شود. اندازه اين كانالها میبایست بگونه اي باشد كه :
الف) افت فشار هوا در آن مناسب باشد.
ب) هوا فرصت تبادل حرارتي داشته باشد.
ج) احتمال رسوب و غبارگيري حداقل باشد.
در اين چرخ ها تمهيداتي تعبيه شده كه هواي ورودي و خروجي با هم تداخل نداشته باشند. چرخ حرارتي داراي يك موتور تك فاز با قدرت 45w تا 250w براي خاموش و روشن كردن سيستم مي باشد و اگر بخواهيم دماي دقيقي را ايجاد كنيم مي توان يك كنترل كننده سرعت به مجموعه اضافه کرد.
چرخ هايي كه فقط انتقال دهنده حرارت هستند معروف به Non-hygroscopic بوده و اگر علاوه بر حرارت رطوبت را جابجا كنند hygroscopic ناميده مي شوند كه در صورت استفاده از چرخ hygroscopic مي توان سايز رطوبت زن را نيز كوچكتر نمود.
راندمان حرارتي در نوع دوار مطابق با فرمول زير محاسبه مي شود: