Воздушный рекуператор из сотового поликарбоната

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

О каких 13 градусах идёт речь?

 

Имеется ввиду теплота фазового перехода. Превращение пара в воду (конденсация) проходит с выделением энергии. Для воды это 2260кДж/кг. У нас на входе 9г пара в 1м3, на выходе 1г, значит 8г превращаются в конденсат. Т. е. я просто подсчитал энергию от конденсации влаги.

По идее нужно пересчитать по диаграммам с учетом изменения влажности и плотности воздуха в процессе охлаждения/нагрева, ну и после выпадения конденсата вода продолжит охлаждаться, а потом начнет замерзать. А еще форму рекуператора придется тоже учитывать. Как по мне слишком это будет громоздко и малореально, насколько мне известно даже калориферы рассчитывают по приближенным формулам. Температуру я не трогал совсем - см. выше.

Может я не совсем понятно написал. Наружную температуру я написал только, чтобы определить сколько влаги может уйти в виде пара. Далее просто энергетический баланс - если процесс конденсации 1.2кг/ч воды будет установившимся, то это эквивалентно выделению дополнительных 750Вт в теплообменнике рекуператора. Этой мощности достаточно, чтобы нагревать 150м3/ч воздуха примерно на 15С.

Ну у меня получилось 15С неучтенки из-за конденсата, Вы писали про 2.2С -> 15C-2.2C=13C (примерно).

Как-то так. Понятно, что это не отражает всех процессов которые происходят в рекуператоре (более того в разных точках рекуператора процессы будут отличаться температурой, интенсивностью конденсации и т. п.), но демонстрирует, что при конденсации потенциально выделяется весьма немало "скрытой теплоты".

 

@sov1178, Я конечно мог бы напрячся, поднять формулы и найти ошибку в Ваших вычислениях, но учитывая, что человек мне это считавший, прикладной математик, не буду. Достаточно уже того, что Вы приписываете только доле фазового перехода энергию достаточную для нагрева, как Вы сами написали 150м3 с 0 до 15 градусов. Вы в смысл то вдумайтесь. Вы на порядок ошиблись как минимум. Согласно Вашим расчётам, энергии фазового перехода 8 граммов пара находящегося в 1 кубе воздуха, достаточно, чтобы нагреть этот самый куб с 0 до 15 градусов. Все ошибаются, может с размерностями намудрили.

 

Удельная теплота конденсации дла воды 2260кДж/кг
http://ru.wikipedia.org/wiki/Удельная_теплота_парообразования_и_конденсации

Удельная теплоемкость сухого воздуха (а в мороз он можно сказать сухой) 1.005 кДж/кг*К
http://ru.wikipedia.org/wiki/Удельная_теплоёмкость
Плотность воздуха для -20С 1,39кг/м3
http://ru.wikipedia.org/wiki/Плотность_воздуха

0,008кг*2260кДж/кг = 18кДж - энергия от конденсации пара
1м3 * 1.39кг/м3 = 1.39кг - масса нагреваемого воздуха
18кДж / (1.39кг * 1.005кДж/кг*К) = 12.88К

Разница по сравнению с предыдущим расчетом из-за того, что здесь посчитан нагрев воздуха при -22С, а прошлый раз я считал по упрощенной формуле, которая справедлива для воздуха комнатной температуры, но как видим разница не велика (1.2С) - можете искать ошибку (ее нет).

Вы просто не представляете сколько энергии уходит на фазовый переход. Можете опыт провести - поставьте кастрюлю с водой на газ и отметьте время которое нужно, чтобы она закипела, а потом чтобы выкипела половина

 

я тоже не строитель

 

Не к столу будет сказано... Этим летом проводил опыт по аэробному брожению дерьма (утепленная компостная куча с принудительным поддувом):
продолжительность- две недели
наружная температура-от 16 до 25 С
выход отработанного воздуха- максимальная температура 57 С, по ощущениям очень влажный (нет гигрометра). А это около 100г воды на 1м3 воздуха...

 

@sov1178, спасибо за рассуждения о теплоёмкости и конденсации. Теперь понимаю, почему так трудно высушить помещение с сырыми окнами и конденсатом. У меня влажность 85-90%, судя по гигрометру.
Сейчас делаю рекуператор как у @Hi3lo (см. 2 и 3 страницу этой ветки), 12 кв. м поликарбоната уже склеил, но не могу в своём городе купить канальные вентиляторы. Выбрал такой FLOW 100 LS, - потому что тихий, всего 16 дб. Видимо, придётся ехать за ними в Москву, ещё тыщу на проезд тратить :-(. А у нас в областном центре только типа таких продают: http://www.solverclimate.ru/home.html Они же не подойдут, я правильно понимаю?

 

Шум это только один из параметров, причем не самый главный - ведь какой толк от вентилятора если он не будеш шуметь, но и воздух перемещать не будет тоже У этого вентилятора очень маленькое давление, да и производительность не супер (хотя Вы и не озвучили параметры всей Вашей системы, боюсь он будет слабоват).

Шум это сложный вопрос. Я не профи, но из своего опыта/литературы - шум от вентилятора распространяется тремя путями - через входной воздуховод, через выходной и от корпуса. Соответственно и методы борьбы - в первых двух случаях установка глушителей по третьему - если вентилятор стоит в доме можно взять вентилятор в шумоизолированом корпусе или обычный канальник запаковать в вату (или ящик с шумопоглащающим материалом (тут нужно будет поэкспериментировать).

Какие меры стоит применять нужно смотреть по ситуации - например в ситуации когда вытяжной вентилятор стоит на чердаке и воздух выбрасывается после него на крышу обычно чтобы получить тихую работу достаточно поставить просто глушитель на входе (между комнатой и вентилятором), т. к. шум от самого вентилятора и из выходного канала вряд ли Вам будет мешать.

Из общих рекомендаций - если хотите чтобы было тихо найдите место для установки вентиляторов подальше от спален и других помещений, которые требуют особой тишины, шумоизолируйте вентиляторы, при необходимости (а она скорее всего будет) добавьте глушители на подающий канал после рекуператора и на вытяжной до рекуператора - т. е. в воздуховоды которые уходят от рекуператора в дом (чтобы шум не распространялся по воздуховодам). Еще нужно следить за скоростью потока воздуха (т.е. правильно выбрать диаметры каналов) - в быту лучше чтобы скорость не превышала 2..3м/с - такой поток воздуха не будет создавать шум проходя по трубам.

 

На мой взгляд Ваше решение не проходит проверку здравым смыслом и промышленным опытом. Известно что тепловой насос устройство псевдосверхъеденичное. Будь Ваши выкладки верны, все промышленные рекуператоры стали бы аналогами тепловых насосов, т. к. энергия на парообразование затрачивается системой отопления а выделяется в теплообменнике. При рассмотрении идеального теплообменника, температура приточного воздуха должна была бы быть выше температуры вытяжки, т. к. к теплу отнимаемому от воздуха вытяжки, добавлялось бы тепло фазового перехода, а его доля судя по Вашим цифрам более 30%. Этого вполне достаточно, чтобы даже простые перекрёстные теплообменники довести до 100% эффективности.
На сколько градусов поднимается температура воздуха вечером, во время выпадения росы по Вашим расчётам?
"В природе пересыщенный пар возникает на сочленении плоского днища долины с крутым склоном, который обычно образуется вдоль разлома. Более тёплый и поэтому менее плотный воздух с высокой влажностью поднимается, „всплывает“ по склону вверх, причём его температура падает и появляется пересыщенный пар А дальше — ионизация, конденсация, тепловыделение.
За счёт выделения тепла и происходит нагрев атмосферы. Это подтверждают многосуточные измерения наземных метеостанций в Тункинской впадине, в полосе повышенной яркости над Тункинским сбросом термодинамическая температура в приземном слое на один градус выше, чем на двух других станциях в центре впадины."

 

@Denis N, Очень рекомендую этот http://www.ebay.com/sch/i.html?_trksid=p3984.m570.l1313.TR0.TRC0&_nkw=Papst+DV6212%2F12T&_sacat=0&_from=R40. Высокопроизводительный и тихий, если поставить два последовательно, прокачают что угодно. Один прокачивает мою вытяжку.

 

Вы забыли о втором законе термодинамики. Приточный воздух не будет теплее - теплее будет воздух выбрасываемый наружу. Кроме этого Вы забыли, что энергия выделяется на стороне вытяжного воздуха, поэтому приточный по-любому не достигнет температуры воздуха в помещении, и не получит всей выделившейся энергии, ибо эффективность теплообменника ограничена, а весь поток энергии от вытяжного воздуха к приточному проходит через него.

Вы провели недопустимое обобщение частного случая (весьма далекого от реальности, о чем я писал в сообщении с расчетом) на общий случай. Я привел расчет и пример для того, чтобы показать энергетический потенциал заключенный в теплоте фазового перехода - в зависимости от других условий (от массы таких условий) может быть реализована часть этого потенциала - большая или меньшая, или даже ничего. Вы скажете:"... зачем же такое подсчитывать?", - ответ прост - расчет показывает, что метод балансировки по температурам при образовании конденсата может дать очень большую погрешность. Т. е. можете воспринимать ту цифру, как верхний предел ошибки которую может внести образование конденсата в температурные измерения (естественно цифра справедлива для условий подобных указанным). Если бы там получилось 2..3С, то можно было бы не обращать внимания на конденсат, а так за конденсатом при таких измерениях нужно следить. Ведь вопрос был об этом, а не о сверхтепловыхнасосах - это уже Ваше обобщение.

А теперь поясняю в чем будут отличия описанного мной случая от реальности:
1. Если вытяжной воздух в рекуператоре охладится до -22С рекуператор очень быстро обмерзнет. Думаю даже параметры не успеете померять - это случится до того, как наступит установившийся режим.
2. Эффективность рекуператора не будет 100%, а значит более теплый выходящий воздух, а значит больше пара выходит/меньше конденсируется.
3. По той же причине часть энергии фазового перехода не достигнет приточного воздуха, а еще более поднимет температуру выходящего, а значит и его влагоемкость, а значит еще меньше сконденсируется.
4. Даже предположив, что эффективность теплообменника 100% согласно второму закону термодинамики забрать у выходящего воздуха мы сможем только ту энергию, которую способен "принять" приточный воздух - т. е. если у нас потенциально есть 100% энергии по разности температур и 30% по конденсации, то это не значит, что приточный воздух будет нагрет на 30% теплее, чем поступает из комнаты в рекуператор. Это значит, что выбрасываемый на улицу воздух будет теплее (и опять же в нем будет больше влаги ). Т. е. указанный в примере температурный баланс в реальной жизни нереализуем.

А что вечером бОльшая часть влаги содержащейся в воздухе конденсируется? Я всегда считал, что конденсируется только излишек влаги - т. е. кол-во далекое от приведенного в примере. Допустим охладили воздух +10С/90% до +3/100% - конденсируется 2г пара из каждого м3 воздуха, что в 4 раза меньше, чем в моем примере, а значит и энергии в 4 раза меньше. При этом как правило перепад температуры еще меньше (у нас пол зимы такая погода - сезон туманов ).

См. выше. Кроме того очень большое влияние здесь имеют и другие процессы.

На форуме авок обсуждали режимы работы промышленных установок с рекуперацией на предмет обмерзания и температурного баланса - можете поискать там. Кроме того есть всем известный документ с исследованием обмерзания перекрестных рекуператоров, где авторы исследований отмечали, что при поступлении в рекуператор из помещения воздуха с малым содержанием влаги обмерзание происходит намного быстрее, чем при поступлении влажного воздуха. Как раз по причине большого выделения энергии при конденсации пара, которая не дает охлаждаться ядру рекуператора и вытяжному воздуху ниже 0С.

P. S. Про образование я написал дабы показать, что это не аргумент в данном случае, ибо:
- ошибиться могут все
- Вы не знаете уровня образования Вашего собеседника
- и, самое главное, данная тема изучается в школьном курсе физики

 

В эту зиму отапливаем и собираемся вентилировать одно помещение 75 м3, в следующую - в 2...4 раза больше. Неужели не хватит таких вентиляторов? (HS и LS - зависит только от способа подключения)

Я тоже не знаю, какая у меня будет вентиляция (где проложена, куда разведена). Потому что дом строим с отцом без проекта, с большими спорами по любому поводу. Пока суммарную длину четырёх воздуховодов предполагаю 16 метров, потом она увеличится немного.
Про тишину. Если у меня над кроватью будет вытяжка длиной 1 м, неужели не слышно будет работу всяких 30-40-децибельных вентиляторов?

@Hecs73, спасибо за вариант. Не сказал бы, что он мне нравится - проблема с питанием, с монтажом... Кстати, как Вы сделали переход с диаметра воздуховода на размер этого вентилятора?

 

@Hecs73, А как Вы герметизировали примыкания рекуператора к корпусу и эппс?
В первую очередь интересует вот этот узел.


Полипропилен же никакой клей не берет? Попробовал сегодня феном сварить обрезки - плохо получается. Листовой можно было бы сварить, а сотовый сначала сплющивается.

Не перестаю удивляться! Если бы я себе осевой вентилятор поставил, то он бы даже 20-ти метров прямой трубы не протянул. И все вентиляционщики в один голос твердят: никаких осевых, только радиальные! И теперь понял, почему Вы мне говорили, что сечение проходное у вентилятора меньше его номинального размера. У радиальных проходное сечение как раз равно номинальному размеру за счет утолщения в середине и смещения двигателя в зону этого утолщения.

 

В продолжение темы. Несколько раз перечитывал данную ветку форума и тоже решил создать свою самоделку на основе Вашего опыта, так как конечный продукт получается относительно дешевым и эффективным, но вопрос обмерзания конденсата до сих пор не дает мне покоя и люди работающие в климатическом бизнесе отговаривают от данного хэндмейда. Вопрос с замерзанием конденсата думаю можно решить путем изменения течения воздуха через рекуператор. Т. е. была приточка стала вытяжкой и наоборот. Вроде в этой теме освещен подобный принцип работы в коммерческих продуктах. Суть такова с каждого торца корпуса рекуператора находятся по 4ре отверстия. С одной стороны (не особо важно с какой) находится пластина круглой формы с двумя отверстиями, которые совпадают с двумя отверстиями на корпусе рекуператора. При повороте пластины на 45 градусов открываются другие 2 отверстия рекуператора и соответственно меняется направление движения воздуха. Подскажите стоит ли игра свеч и как осуществить поворот пластины на 45 градусов в одну и другую сторону (поворот на 45 градусов могут обеспечить выступы на пластине, которые не дадут повернуться более чем на 45) и желательно в автомате? Пластину можно сделать из рекламного пластика, который например использовали в качестве дистанцера. Скорее всего потоки буду немного смешиваться, но думаю не более чем в роторном рекуператоре. Спасибо.

 

Чтобы ответить на этот вопрос нужно просчитать систему хотябы примерно. Но, кроме труб у Вас ведь еще будет рекуператор, фильтры, может быть нагреватель, а это тоже дополнительные потери. У меня на вытяжке (без рекуперации) стоит вентилятор R125, к воздуховодам подключен гибкими вставками, перед ним глушитель Вентс СР125-900. На половинной производительности не слышно совсем даже на расстоянии в метр от решетки вытяжки (сам вентилятор на чердаке), на полной производительности слышно только движение воздуха (но в таком режиме он вряд ли будет использоваться), если отойти от решетки на 2..3м полная тишина.