Ocena wpływu zabrudzenia wymiennika krzyżowego na efektywność odzysku ciepła

The influence of dirtiness for energy recovery efficiency in cross-flow heat exchanger
Schemat stanowiska badawczego z centralą wentylacyjną
Schemat stanowiska badawczego z centralą wentylacyjną
Rys. Redakcja RI

Okresowe przeglądy central wentylacyjnych oraz wymiana filtrów i czyszczenie elementów wyposażenia instalacji wentylacyjnej mają duże znaczenie. Pozwalają na utrzymanie nie tylko odpowiedniej jakości powietrza nawiewanego, ale i efektywności wymiany ciepła.

W artykule:

• Metody czyszczenia instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
• Stanowisko badawcze
• Porównanie wyników efektywności odzysku ciepła

Systemy wentylacji mechanicznej są powszechnie stosowane w budynkach użyteczności publicznej, również użytkownicy indywidualni chętnie decydują się na ich zabudowę w budynkach mieszkalnych. Jedną z zalet stosowania systemów wentylacji mechanicznej jest możliwość odzysku ciepła z powietrza wywiewanego z pomieszczeń przez zastosowanie centrali wentylacyjnej wyposażonej w odpowiednie urządzenie do odzysku ciepła. Odzysk strumienia ciepła z powietrza wywiewanego pozwala na zaoszczędzenie energii, która musiałaby zostać dostarczona do pomieszczenia w celu jego ogrzania czy ochłodzenia. W zależności od tego, czy w urządzeniu odzysku ciepła dochodzi do bezpośredniego kontaktu strumieni powietrza nawiewanego i wywiewanego z pomieszczeń, czy też nie, dzieli się je na regeneratory i rekuperatory [3]. O możliwości zastosowania danego rozwiązania decydują zazwyczaj względy związane z utrzymaniem odpowiedniej czystości powietrza nawiewanego do pomieszczeń [3, 5].

W pomieszczeniach zamkniętych człowiek spędza większą część swojego życia. Dlatego poza względami ekonomicznymi ważne jest zachowanie odpowiedniej czystości poszczególnych elementów instalacji wentylacji mechanicznej w celu zapewnienia czystości powietrza nawiewanego do pomieszczeń. Aktualnie nie obowiązują jednoznaczne wymagania prawne dotyczące zakresu oraz częstotliwości czyszczenia i konserwacji instalacji wentylacji mechanicznej. Ewentualne zalecenia dotyczące tych czynności wynikają z warunków gwarancji czy sugestii producentów i dostawców urządzeń oraz rozwiązań. Na konieczność czyszczenia instalacji wskazują badania potwierdzające, że brak dbałości o czystość instalacji może powodować objawy chorobowe u jego użytkowników [2]. W budownictwie powstał termin SBS (z ang. Sick Building Syndrome), czyli syndrom chorego budynku.

Czytaj też: Systemy sorpcyjne z wykorzystaniem bezpośredniego i pośredniego chłodzenia wyparnego jako źródło energii chłodniczej w klimatyzacji >>

W artykule skoncentrowano się na ocenie wpływu zanieczyszczeń elementów centrali wentylacyjnej z wymiennikiem krzyżowym na efektywność odzysku ciepła. Do porównania posłużono się sprawnością temperaturową i sprawnością całkowitą uzyskiwaną w centrali wentylacyjnej w stanie zabrudzenia oraz po wykonaniu zabiegów czyszczenia podstawowych elementów instalacji, takich jak filtry, powierzchnie wymiennika krzyżowego, wirniki wentylatorów oraz wnętrze centrali.

Metody czyszczenia instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych

Czynności związane z czyszczeniem instalacji można podzielić na etapy związane z diagnostyką, czyszczeniem instalacji i jej wyposażenia oraz inspekcją po jego wykonaniu [2]. Diagnostyka stanu zabrudzenia instalacji może się okazać stosunkowo trudna, szczególnie w przypadku skomplikowanej sieci przewodów wentylacyjnych. Niekiedy dostęp do przewodów jest utrudniony, a lokalizacja klap rewizyjnych nie pozwala na dotarcie do wielu miejsc w instalacji. W takich sytuacjach możliwe jest wykorzystanie kamer endoskopowych lub robotów wyposażonych w kamery z oświetleniem. Ocena stanu zabrudzenia filtrów czy wnętrza urządzeń wentylacyjnych jest łatwa z uwagi na ich pełną dostępność i powinna być przeprowadzana okresowo.

W przypadku stwierdzenia zabrudzenia należy przystąpić do czyszczenia instalacji lub poszczególnych elementów jej wyposażenia. Najłatwiejsza do przeprowadzenia jest wymiana filtrów, która w zależności od charakteru pracy instalacji powinna być wykonywana z częstotliwością od 1 do 6 miesięcy [6]. Na częstotliwość wymiany filtrów wpływać będą zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego, ale też czas pracy instalacji czy rodzaj i sposób użytkowania pomieszczenia. Stosunkowo prostym zadaniem jest również przeprowadzenie czyszczenia podstawowych elementów centrali wentylacyjnej. Trudniejsze może się okazać czyszczenie wszystkich przewodów wentylacyjnych. Ogólnie metody czyszczenia instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych można podzielić na mokre i suche, co zostało pokazane schematycznie na rys. 1.

Podział metod czyszczenia instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
Rys. 1. Podział metod czyszczenia instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych

Czyszczenie na sucho wykonuje się najczęściej z wykorzystaniem szczotek. Ich kształt i rodzaj zależy od kształtu kanałów oraz czyszczonych powierzchni. Zanieczyszczenia mogą być usuwane bezpośrednio z okolic szczotek za pomocą odciągów. Do metod czyszczenia na sucho zalicza się również czyszczenie sprężonym powietrzem, którego zastosowanie warunkowane jest w znacznej mierze wielkością instalacji. W przypadku dużych elementów i rozległych instalacji niezbędne jest stosowanie generatorów sprężonego powietrza o dużych wydatkach. W łatwo dostępnych miejscach prostym sposobem czyszczenia na sucho jest zastosowanie odkurzaczy przemysłowych. Czyszczenie na mokro znajduje zastosowanie w przypadku silnie zabrudzonych elementów instalacji. Takiego rodzaju czyszczenia wymagają najczęściej elementy instalacji przemysłowych czy też odciągów par i gazów, gdzie czyszczenie na sucho nie przyniosłoby pożądanego efektu. Najczęściej używa się pary lub wody. W niektórych instalacjach lub fragmentach instalacji, szczególnie mających kontakt z wilgocią lub drobnoustrojami, stosuje się dodatkowo dezynfekcję.

Stanowisko badawcze

Badania przeprowadzono w Laboratorium Wentylacji i Klimatyzacji Przemysłowej znajdującym się na Wydziale Górnictwa i Geoinżynierii Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Widok ogólny stanowiska badawczego przedstawia rys. 2. Stanowisko składa się z centrali wentylacyjnej wyposażonej w wymiennik krzyżowy oraz klimatyzatora. Dodatkowo na stanowisku zabudowana jest aparatura kontrolno-pomiarowa, w skład której wchodzą przetworniki ciśnienia wraz z sondami pomiarowymi, przetworniki wilgotności względnej z sondami pomiarowymi oraz przetwornik temperatury z sondami pomiarowymi.

Podział metod czyszczenia instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
Rys. 2. Widok ogólny stanowiska badawczego

Na rys. 3 przedstawiono schemat stanowiska badawczego wraz ze wskazaniem parametrów cieplno-wilgotnościowych oraz przepływowych w poszczególnych strumieniach powietrza przepływającego przez centralę wentylacyjną. Ochłodzone powietrze z klimatyzatora stanowi źródło powietrza zewnętrznego (3), które przez czerpnię pobierane jest do centrali wentylacyjnej. W wyniku procesu odzysku ciepła od strumienia powietrza wywiewanego (2), którym jest ciepłe powietrze z chłodzenia skraplacza klimatyzatora, uzyskiwano strumień powietrza nawiewanego (1). Strumień powietrza (4) stanowił powietrze usuwane.

Schemat stanowiska badawczego z centralą wentylacyjną
Rys. 3. Schemat stanowiska badawczego z centralą wentylacyjną

W strumieniu powietrza nawiewanego (1) oraz usuwanego (4) dokonywano pomiaru temperatury powietrza. W strumieniu powietrza wywiewanego (2) i zewnętrznego (3) mierzono temperaturę i wilgotność względną powietrza, jak również dokonywano pomiaru ciśnienia dynamicznego w celu określenia prędkości powietrza w przewodzie.

Na stanowisku badawczym przeprowadzono dwie serie pomiarowe. Pierwszą dla stanu z zabrudzonymi elementami wyposażenia stanowiska, a drugą po wyczyszczeniu elementów centrali wentylacyjnej. Dokonano czyszczenia filtrów, powierzchni wymiennika, wirników wentylatorów oraz wnętrza centrali. Zastosowano metody czyszczenia na sucho. Każda z serii pomiarowych trwała ok. 80 min, a odstęp pomiędzy kolejnymi odczytami wynosił 2 min. Z uwagi na zmienność parametrów powierza w początkowej fazie badania, związaną z pracą klimatyzatora stanowiącego źródło powietrza zewnętrznego i wywiewanego, w obliczeniach uwzględniono pomiary, w których temperatury powietrza w tych strumieniach się ustabilizowały (zmiana pomiędzy kolejnymi pomiarami była mniejsza niż 1%). Do porównania efektywności odzysku ciepła dla obu serii pomiarowych wykorzystano wyniki pomiarów z okresu 40 min, kiedy parametry powietrza zewnętrznego i wywiewanego były takie same. Z uwagi na fakt, że po czynnościach związanych z czyszczeniem elementów centrali wydatek powietrza przepływającego przez obie części wymiennika uległ zwiększeniu (wzrost o ok. 6%), dokonano jego regulacji w celu uzyskania przepływu takiego samego, jak przy pomiarach wymiennika zabrudzonego. W trakcie pomiarów w obydwu wykonanych seriach przepływ powietrza przez centralę po obu stronach wymiennika krzyżowego wynosił 150 m3/h.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[wymiennik krzyżowy, efektywność odzysku ciepła, projektowanie wentylacji i klimatyzacji, czyszczenie instalacji, wentylacja, klimatyzacja, odzysk ciepła, centrala wentylacyjna, wymiana filtrów]

   10.10.2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl