Вентиляционные теплообменники: экономия энергии, экономия денег и сокращение выбросов парниковых газов в животноводческих помещениях

Отопление животноводческого помещения — дорогое удовольствие. Вытяжка вентиляции представляет собой наибольшую потерю тепла в более холодное время года; до 85% тепла теряется в вытяжной вентиляции и только 15% теряется через ограждающую конструкцию здания.

Снижение скорости вентиляции позволит сэкономить энергию, но может пострадать качество воздуха внутри. Кроме того, повысится уровень влажности и увеличатся уровни загрязнителей двуокиси углерода и аммиака. Это не здоровая среда для животных или людей.

Вместо этого используйте вентиляционный теплообменник, чтобы отбирать часть тепла от отработанного воздуха из помещения и использовать это тепло для предварительного нагрева поступающего свежего воздуха, поступающего в помещение. Все большее количество ферм в используют вентиляционные теплообменники, чтобы сократить расходы на топливо при сохранении уровня вентиляции. Любой хлев, требующий тепла зимой, может выиграть от теплообменника.

Основы вентиляции сарая

В теплое время года вытяжные вентиляторы удаляют избыточное тепло, производимое животными, и тепло, полученное через стены и крышу сарая. Свежий воздух забирается в коровник, чтобы заменить отработанный воздух. Это поддерживает температуру в стойле на комфортном для животных уровне.

В более холодное время года тепла, производимого животными, часто недостаточно, чтобы уравновесить тепло, теряемое от разнообразных газов или от стен и крыши. Некоторая вентиляция по-прежнему необходима для удаления влаги, углекислого газа и аммиака, а также для сохранения здоровой окружающей среды в коровнике для животных и людей. Однако новый свежий воздух может быть довольно холодным и может значительно охладить сарай. Система обогрева (часто пропановая или газовая) используется для поддержания температуры в помещении. За счет предварительного подогрева входящего холодного воздуха с помощью вентиляционного теплообменника требуется гораздо меньше дополнительного тепла.

Как работает теплообменник?

Теплообменник передает тепло от одного источника к другому. Холодная жидкость и теплая жидкость текут в противоположных или поперечных направлениях. Тепло от теплой жидкости рассеивается в холодной жидкости за счет теплопроводности через поверхность теплообмена. Автомобильные радиаторы, пластинчатые охладители, кондиционеры и холодильники содержат теплообменники.

Внутри радиатора автомобиля горячая охлаждающая жидкость двигателя охлаждается, чтобы двигатель не перегревался. В холодильнике для молочных тарелок теплое свежее молоко охлаждается, чтобы оно не портилось. В вентиляционном теплообменнике теплый отработанный воздух пересекает пути с холодным поступающим воздухом и отдает часть своего тепла, нагревая поступающий воздух, известный как «подпиточный воздух».

Внутри вентиляционного теплообменника находится поверхность (или сердцевина) теплообмена, состоящая из пластин или трубок, обычно сделанных из пластика или нержавеющей стали. Отработанный воздух из коровника очень грязный, поэтому сердцевина разделяет отработанный и подпиточный воздух, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение. Эти загрязнения накапливаются в активной зоне, снижая ее эффективность теплопередачи. Воздушные фильтры могут удалять часть материала из отработанного воздуха до того, как он засоряет сердечник. В некоторых системах автоматическая система промывки регулярно вымывает материал из сердцевины.

Терминология теплообменника

Чтобы определить размер и выбрать подходящий теплообменник, полезно понимать различные термины технического проектирования, используемые в отрасли:

Эффективность рекуперации тепла — это наиболее важный фактор производительности. Он измеряет, насколько хорошо теплообменник извлекает тепло из отработанного воздуха, в процентах. Большинство теплообменников имеют КПД от 50% до 80%. Теплообменник с эффективностью 50% восстанавливает половину доступного тепла из отработанного воздуха.

Диапазон воздушного потока для многоскоростных агрегатов — в большинстве теплообменников можно регулировать скорость воздушного потока от низкого до высокого. В более крупных агрегатах могут использоваться частотно-регулируемые приводы (ЧРП), позволяющие изменять скорость воздуха. Выберите диапазон воздушного потока, соответствующий требованиям к вентиляции, поскольку животные растут в течение производственного цикла.

Эффективность движения воздуха — этот коэффициент производительности измеряет количество энергии, которое теплообменник использует для перемещения определенного количества воздушного потока. Обычно это измеряется в кубических метрах в час воздушного потока, на ватт потребляемой мощности. Более высокое число более эффективно.

Сколько энергии, денег и парниковых газов сэкономит теплообменник?

Теплообменники экономят электроэнергию, поскольку подпиточный воздух перед поступлением в коровник предварительно нагревается, что снижает расход топлива. В результате система отопления потребляет гораздо меньше топлива, что позволяет экономить деньги.

Снижение расхода топлива также снижает выбросы парниковых газов. Парниковый газ (ПГ) — это любой газ, улавливающий тепло в атмосфере. ПГ измеряются в килограммах или тоннах эквивалента диоксида углерода, что означает количество диоксида углерода, выброшенное в атмосферу. Сжигание топлива приводит к выбросам CO 2 . При сжигании различных видов топлива выделяется разное количество CO 2, поэтому выбросы могут измениться при смене топлива.

Установка теплообменника

Следуйте рекомендациям, чтобы выбрать размер и установить теплообменник, чтобы он был максимально эффективным. Проконсультируйтесь с производителем теплообменника для получения подробной информации и доступных опций.

Размер теплообменников должен соответствовать минимальной скорости вентиляции Этапа 1 и / или Этапа 2. Для коровников с полной загрузкой это зависит от роста животных. Купите агрегат с многоскоростным управлением или частотно-регулируемым приводом. Подбирайте теплообменник для взрослых животных и работайте на более низких скоростях (меньший поток воздуха) для молодых животных.

Установите моющиеся или очищаемые поверхности теплообменника и фильтры. Убедитесь, что поверхность теплообмена (сердцевина) и фильтры легко доступны и чистятся. Сердечник должен быть съемным или иметь легко открываемые порты доступа, обеспечивающие хороший доступ для осмотра и / или очистки. Приобретите оборудование для очистки воздуха (например, фильтры, автоматические системы промывки) для теплообменника, если таковое имеется.

Установите дренажные линии. Теплообменники часто отводят достаточно тепла, чтобы отработанный воздух достиг точки росы (температуры, при которой происходит конденсация), и на сердечнике образуются капли воды. Эта вода собирается внутри устройства, и ее необходимо сливать в подходящее место. Кроме того, если для очистки используется автоматическая промывочная система, требуется дренажная система для грязной промывочной воды.

Используйте режимы размораживания. В очень холодную погоду температура сердечника может опуститься ниже нуля, что приведет к замерзанию конденсата в отработанном воздухе. Иней быстро накапливается на сердечнике и перекрывает поток воздуха, значительно снижая теплопередачу. Многие теплообменники имеют настройку автоматического размораживания, которая запускается, когда наружная температура ниже заданного уровня (например, -5 ° C или ниже). 

Некоторые агрегаты замедляют работу вентиляторов, чтобы уменьшить воздушный поток, или используют подогреватель входящего воздушного потока для предотвращения замерзания. Для агрегатов без функции размораживания проверяйте сердцевину несколько раз в день в морозную погоду. При обнаружении инея временно выключите вентилятор наддувочного воздуха (если возможно) и оставьте вытяжной вентилятор работать. Это согреет сердцевину и растопит мороз. Если проблемы не исчезнут, рассмотрите возможность установки подогревателя на впуске свежего воздуха.

Эффективно распределяйте воздух. Для рекуперации тепла теплообменнику необходимо, чтобы весь отработанный и всасываемый свежий воздух проходил через систему. Если используется один большой теплообменник, установите воздуховоды или циркуляционные вентиляторы для равномерного распределения свежего воздуха по коровнику. Большинство производителей могут провести тест на дым, чтобы проверить распределение воздуха внутри коровника.

Утеплить воздуховоды. Воздуховоды свежего воздуха (если они используются) должны быть изолированы. Поверхность воздуховода будет холоднее, чем воздух в помещении. Без изоляции может возникнуть конденсация, создавая влажный канал, который необходимо очистить, чтобы избежать роста болезнетворных микроорганизмов.

Минимизируйте утечку в воздуховоде / сердечнике. Убедитесь, что теплообменник имеет хорошие уплотнения для предотвращения смешивания потоков отработанного и подпиточного воздуха. Многие производители указывают, сколько происходит утечек (в процентах от общего воздушного потока), в рабочих характеристиках. Утечка приведет к загрязнению стороны свежего воздуха, и патогены могут накапливаться и создавать проблемы для здоровья в коровнике.

Правильно контролировать теплообменник и интегрировать с системой вентиляции. Хорошо управляемый теплообменник снижает дополнительное тепло и заменяет большую часть или всю вентиляцию в холодное время года. 

Отрегулируйте теплообменник так, чтобы обеспечить необходимый воздушный поток для контроля влажности во время вентиляции на первом этапе (минимальная настройка). Если температура в помещении упадет ниже заданного значения нагрева, система отопления включится.

Большинство теплообменников являются многоскоростными. Пока животные молодые, используйте теплообменник на более низкой скорости. Увеличивайте скорость вентилятора в соответствии с требованиями к вентиляции по мере роста животных. Запрограммируйте контроллер вентиляции коровника на автоматическую регулировку скорости вентилятора или, при необходимости, отрегулируйте вручную.

Когда температура в стойле превышает заданную температуру нагрева, система отопления отключится. Продолжайте работу теплообменника на требуемой скорости для поддержания контроля влажности.

Если сарай продолжает нагреваться после отключения системы отопления, выключите теплообменник. Включите обычные настенные вытяжные вентиляторы, чтобы в сарае было прохладно.

Обслуживание теплообменника

Заброшенный теплообменник для вентиляции ничем не лучше обычного вытяжного вентилятора. Регулярно очищайте теплообменник, чтобы обеспечить максимальную рекуперацию тепла и минимизировать расходы на топливо. Многие крупные установки имеют автоматические системы очистки; используйте их, если они есть. Осматривайте теплообменник не реже одного раза в цикл для амбаров с полной загрузкой и не реже одного раза в месяц для сараев, где постоянно находятся люди. При необходимости очистите вручную. Установите шланг возле теплообменника для промывки. Зимой может потребоваться мойка горячей водой, чтобы предотвратить замерзание внутри теплообменника.

2020-09-26

Коммерческое предложение
Добросовестное использование

Все права на материалы, находящиеся на сайте, охраняются в соответствии с законодательством РФ. При любом использовании материалов сайта письменное согласие обязательно. Торговые марки, логотипы и марки услуг, размещенные на данном сайте, являются собственностью mse-online.ru или третьих лиц.