ფირფიტოვანი თბოგამცვლელები,
კომბინირებულ გათბობისა და გაგრილების სისტემებში
თანამედროვე არქიტექტურისა და კომფორტის სტანდარტების განვითარების შედეგად, ისეთ შენობებს, როგორიცაა კომერციული შენობები, სასტუმროები, საავადმყოფოები და შერეული დანიშნულების კომპლექსები, აღარ სჭირდებათ მხოლოდ გათბობა ან მხოლოდ გაგრილება. წლის დიდი ნაწილის განმავლობაში, გათბობისა და გაგრილების ერთდროული მოთხოვნები შეიძლება წარმოიშვას შენობის სხვადასხვა ფასადზე ან სხვადასხვა უბანში. ამ რთული თერმული მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად შექმნილი კომბინირებული გათბობისა და გაგრილების სისტემები HVAC (გათბობა, ვენტილაცია და კონდიცირება) ინჟინერიის ერთ-ერთი ყველაზე დახვეწილი სფეროა. ამ სისტემების ეფექტური, უსაფრთხო და მოქნილი მუშაობის უზრუნველყოფის მთავარი კომპონენტია ფირფიტოვანი თბოგამცვლელი, რომელიც ხშირად უკანა პლანზე რჩება, მაგრამ კრიტიკული ფუნქცია აქვს.
ამ სტატიაში ჩვენ ჩავუღრმავდებით კომბინირებული სისტემების ცენტრში მყოფი ამ საინჟინრო საოცრების ტექნიკურ როლს, მის წვლილს ენერგოეფექტურობაში და სწორი ინტეგრაციის სცენარებს.
კომბინირებული გათბობისა და გაგრილების სისტემების ზოგადი სტრუქტურა
კომბინირებული გათბობისა და გაგრილების სისტემები არის HVAC სისტემები, რომლებსაც შეუძლიათ შენობაში ერთდროულად მიაწოდონ როგორც გაცხელებული, ასევე გაცივებული წყალი. ეს საშუალებას იძლევა ჩრდილოეთ მხარეს მდებარე ოფისის გათბობისა, ხოლო შეხვედრების ოთახის ან სერვერების ოთახის ერთდროულად გაგრილება, რომელიც ადამიანური და ტექნიკური დატვირთვის ქვეშაა. ყველაზე გავრცელებული და ცნობილი კონფიგურაციაა „4-მილის სისტემა“.
ამ სისტემების ზოგადი სტრუქტურა შემდეგი ძირითადი კომპონენტებისგან შედგება:
სითბოს გენერაციის ცენტრი: როგორც წესი, შედგება კონდენსაციის ქვაბებისგან, თბოტუმბოებისგან ან ცენტრალური სითბოს წყაროსგან. ეს ცენტრი გათბობის წრედისთვის ცხელ წყალს აწარმოებს.
გაგრილების გენერაციის ცენტრი: წყალი გამომუშავდება გამაგრილებელი ბლოკებით. ეს ცენტრი გაგრილების წრედისთვის გაციებულ წყალს აწარმოებს.
გამანაწილებელი ქსელი: ეს არის მილსადენები, რომლებიც გაცხელებულ და გაციებულ წყალს შენობაში საბოლოო მოხმარების წერტილებამდე გადააქვთ. 4-მილის სისტემაში ორი მილი გამოიყენება ცხელი წყლის მიწოდებისა და დაბრუნებისთვის, ხოლო ორი მილი გამოიყენება გაცივებული წყლის მიწოდებისა და დაბრუნებისთვის.
საბოლოო მოხმარების აღჭურვილობა: ეს არის ისეთი აღჭურვილობა, როგორიცაა ვენტილატორის კოილები (FCU) და ჰაერის დამუშავების ბლოკები (AHU). ამ ბლოკებს აქვთ როგორც ცხელი, ასევე ცივი წყლის კოილები და ათბობენ ან აგრილებენ გარემოს შესაბამისი სარქვლის გახსნით თერმოსტატის ბრძანების შესაბამისად.
ჰიდრავლიკური გამოყოფისა და მართვის მოწყობილობა: ტუმბოები, სარქველები, სენსორები და ფირფიტისებრი თბოგამცვლელები, რომლებიც ამ სისტემის ხერხემალს ქმნიან.
ფირფიტისებრი თბოგამცვლელების როლი და უპირატესობები ამ სისტემებში
ფირფიტისებრი თბოგამცვლელები მრავალ კრიტიკულ როლს ასრულებენ ამ რთულ სისტემებში. მათი ძირითადი ფუნქციაა პირველადი წრედის, სადაც გათბობისა და გაგრილების წყაროებია განთავსებული, ფიზიკურად გამოყოფა მეორადი წრედისგან, სადაც ეს ენერგია შენობაში ნაწილდება. ეს „ჰიდრავლიკური გამოყოფის“ პრინციპი მრავალ საინჟინრო უპირატესობას იძლევა:
აღჭურვილობის დაცვა: გამაგრილებელი მოწყობილობები და ქვაბები სისტემის ყველაზე ძვირადღირებული და მგრძნობიარე კომპონენტებია. ფირფიტისებრი თბოგამცვლელი ბარიერის როლს ასრულებს, რაც ხელს უშლის პოტენციურ დამაბინძურებლებს, ნალექს, ჰაერს და ქიმიკატებს, რომლებიც შეიძლება იყოს შენობის განაწილების ქსელში ცირკულირებად წყალში, ამ ძვირადღირებულ აღჭურვილობამდე მიღწევაში.
სითხეების თავსებადობა: გაგრილების წრედებში, განსაკუთრებით გარე გარემოში მომუშავე მილსადენებში, შეიძლება საჭირო გახდეს წყალში გლიკოლის დამატება გაყინვის თავიდან ასაცილებლად. თუმცა, ბევრი გამაგრილებელი აღწევს უმაღლეს ეფექტურობას სუფთა წყლით მუშაობისას. ფირფიტოვანი თბოგამცვლელები შესაძლებელს ხდის სუფთა წყლის უსაფრთხოდ გამოყენებას პირველად წრედში (გამაგრილებლის მხარე) და გლიკოლის შემცველი წყლის მეორად წრედში (შენობის მხარე).
წნევის შემცირების ფუნქცია: განსაკუთრებით მაღალსართულიან შენობებში, სტატიკური წნევის გამო ქვედა და ზედა სართულებს შორის მნიშვნელოვანი წნევის სხვაობაა. თბოგამცვლელები შენობას სხვადასხვა წნევის ზონებად ყოფენ, რაც თითოეულ ზონას საშუალებას აძლევს იმუშაოს საკუთარი იდეალური წნევის რეჟიმში და ხელს უშლის აღჭურვილობის მაღალი წნევის ზემოქმედებას.
სისტემის მოქნილობა და მოდულარობა: თბოგამცვლელების გამოყენება საშუალებას იძლევა სისტემის სხვადასხვა ნაწილის დამოუკიდებლად დაპროექტდეს, მუშაობდეს და მოვლილი იყოს. ერთ წრედში ცვლილებები ან მოვლა სხვა წრედებზე გავლენას არ ახდენს.
თერმული წონასწორობა და ნაკადის მიმართულების მართვა
ფირფიტოვანი თბოგამცვლელების თერმული მახასიათებლები პირდაპირ კავშირშია იმასთან, თუ როგორ გადის სითხეები ფირფიტის ზედაპირებში. მაქსიმალური ეფექტურობისთვის, თითქმის ყველა გამოყენებაში გამოიყენება საპირისპირო დინების პრინციპი. ამ პრინციპში, ცხელი და ცივი სითხეები შედიან და გამოდიან თბოგამცვლელში საპირისპირო მიმართულებით.
ეს განლაგება უზრუნველყოფს ტემპერატურის სხვაობის (ΔT) უფრო ერთგვაროვან განაწილებას თბოგამცვლელზე, რაც მაქსიმალურად ზრდის ლოგარითმული საშუალო ტემპერატურის სხვაობას (LMTD). მაღალი LMTD ნიშნავს, რომ იგივე სითბოს გადაცემისთვის საჭიროა ფირფიტის ზედაპირის ნაკლები ფართობი, რაც იწვევს უფრო კომპაქტურ და ეკონომიურ სითბოს გადამცვლელს.
დიზაინის ფაზაში ერთ-ერთი ყველაზე კრიტიკული პარამეტრი არის მიახლოების ტემპერატურა. ეს არის სხვაობა ერთი წრედის გამოსასვლელ ტემპერატურასა და მეორის შესასვლელ ტემპერატურას შორის. მაგალითად, გაგრილების წრედში, თუ წყალი გამაგრილებელიდან შედის 7°C ტემპერატურაზე, ბრუნდება სითბოს გადამცვლელის მეშვეობით 12°C ტემპერატურაზე და იგზავნება შენობის წრედში 9°C ტემპერატურაზე, მიახლოების ტემპერატურაა (9°C – 7°C) 2°C. დაბალი მიახლოების ტემპერატურა ნიშნავს უფრო მაღალ ეფექტურობას, მაგრამ ასევე მოითხოვს მეტ…
