ऊष्मा पुनरुत्थान संवातन

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काउंटर-फ्लो क्रॉस-प्लेट ऊर्जा पुनःप्राप्ति उष्मा का आदान प्रदान करने वाला

ऊर्जा पुनर्प्राप्ति वेंटिलेशन (ईआरवी) आवासीय और वाणिज्यिक एचवीएसी प्रणालियों में ऊर्जा पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया है जो किसी इमारत या वातानुकूलित स्थान की सामान्य रूप से समाप्त हवा में निहित ऊर्जा का आदान-प्रदान करती है, इसका उपयोग आने वाली बाहरी वेंटिलेशन (वास्तुकला) हवा के उपचार (पूर्व शर्त) के लिए करती है। इसमें शामिल विशिष्ट उपकरण को एनर्जी रिकवरी वेंटीलेटर कहा जा सकता है, जिसे आमतौर पर ईआरवी भी कहा जाता है।[1]

गर्म मौसम के दौरान, एक ईआरवी प्रणाली अंतर्ग्रहण वायु को पूर्व-ठंडा और डी-आर्द्रीकृत करती है; ठंडे मौसम के दौरान सिस्टम आने वाली हवा को आर्द्रीकृत और पहले से गर्म कर देता है।[2] मानक आवासीय हीट रिकवरी वेंटिलेटर (एचआरवी) की तुलना में ईआरवी के संचालन में प्रवेश और निकास एयरफ्लो में आर्द्रता का आदान-प्रदान मुख्य विभेदक कारक है, जो एयरस्ट्रीम के बीच आर्द्रता के हस्तांतरण की अनुमति नहीं देता है।[3] एक ईआरवी सिस्टम एचवीएसी सिस्टम के डिजाइन को वेंटिलेशन और ऊर्जा मानकों (जैसे, ASHRAE) को पूरा करने में मदद करता है, इनडोर वायु गुणवत्ता में सुधार करता है, और कुल एचवीएसी उपकरण भार को कम करता है, जिससे ऊर्जा की खपत कम होती है।

ईआरवी सिस्टम एचवीएसी सिस्टम को अनिवार्य रूप से सभी स्थितियों में 40-50% इनडोर सापेक्ष आर्द्रता बनाए रखने में सक्षम बनाता है। ईआरवी को सिस्टम में दबाव में कमी को दूर करने के लिए ब्लोअर के लिए बिजली का उपयोग करना चाहिए, इसलिए थोड़ी ऊर्जा की मांग होती है।[2]


महत्व

वैश्विक ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा इमारतों में उपयोग किया जाता है,[4] और हीटिंग/कूलिंग लागत का आधा हिस्सा वेंटिलेशन के कारण होता है जब यह खुली खिड़की विधि द्वारा किया जाता है[definition needed]नियमों के अनुसार[citation needed]. दूसरे, ऊर्जा उत्पादन और ग्रिड बिजली की चरम मांग को पूरा करने के लिए बनाए जाते हैं। उचित वेंटिलेशन का उपयोग करना; रिकवरी वैश्विक ऊर्जा खपत को कम करने और बेहतर इनडोर वायु गुणवत्ता (आईएक्यू) देने और इमारतों और पर्यावरण की रक्षा करने का एक लागत प्रभावी, टिकाऊ और त्वरित तरीका है।

स्थानांतरण के तरीके

ईआरवी एक प्रकार का हवा से हवा हीट एक्सचेंजर है जो समझदार गर्मी के साथ-साथ गुप्त गर्मी को भी स्थानांतरित करता है। क्योंकि तापमान और नमी दोनों स्थानांतरित होते हैं, ईआरवी को कुल एन्थैल्पिक उपकरणों के रूप में वर्णित किया जाता है। इसके विपरीत, हीट रिकवरी वेंटिलेशन (एचआरवी) केवल समझदार गर्मी को स्थानांतरित कर सकता है। एचआरवी को केवल समझदार उपकरण माना जा सकता है क्योंकि वे केवल समझदार गर्मी का आदान-प्रदान करते हैं। दूसरे शब्दों में, सभी ईआरवी एचआरवी हैं, लेकिन सभी एचआरवी ईआरवी नहीं हैं। एचआरवी, एएएचएक्स (एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर) और ईआरवी शब्दों का परस्पर उपयोग करना गलत है।[5] ठंड के मौसम के दौरान, सिस्टम आने वाली, बाहरी हवा को ठंडा और निरार्द्रीकृत करने का काम करता है। ऐसा करने के लिए, सिस्टम अस्वीकृत गर्मी लेता है और इसे निकास एयरस्ट्रीम में भेजता है। इसके बाद, यह हवा कंडेनसर कॉइल को कम तापमान पर ठंडा करती है, अगर अस्वीकृत गर्मी निकास एयरस्ट्रीम में प्रवेश नहीं करती है। गर्मी के मौसम के दौरान, सिस्टम विपरीत तरीके से काम करता है। गर्मी को एग्जॉस्ट एयरस्ट्रीम में डिस्चार्ज करने के बजाय, सिस्टम आने वाली हवा को पहले से गर्म करने के लिए एग्जॉस्ट एयरस्ट्रीम से गर्मी खींचता है। इस स्तर पर, हवा एक प्राथमिक इकाई से होकर गुजरती है और फिर वातानुकूलित अंतरिक्ष में जाती है। इस प्रकार की प्रणाली के साथ, ठंड के मौसम के दौरान निकास हवा का वेंटिलेशन हवा की तुलना में ठंडा होना और गर्मी के मौसम के दौरान वेंटिलेशन हवा की तुलना में गर्म होना सामान्य है। यही कारण है कि सिस्टम कुशलतापूर्वक और प्रभावी ढंग से काम करता है। प्रदर्शन का गुणांक | प्रदर्शन का गुणांक (सीओपी) बढ़ जाएगा क्योंकि स्थितियां अधिक चरम हो जाएंगी (यानी, ठंडा करने के लिए अधिक गर्म और आर्द्र और हीटिंग के लिए ठंडा)।[6]


दक्षता

ईआरवी प्रणाली की दक्षता हीट एक्सचेंजर के माध्यम से परिवहन की गई कुल ऊर्जा की तुलना में दो वायु धाराओं के बीच स्थानांतरित ऊर्जा का अनुपात है।[7][8] बाज़ार में उत्पादों की विविधता के साथ, दक्षता भी अलग-अलग होगी। इनमें से कुछ प्रणालियों की ताप विनिमय क्षमता 70-80% तक और अन्य की 50% तक कम मानी गई है। भले ही यह निचला आंकड़ा बुनियादी एचवीएसी प्रणाली के लिए बेहतर है, लेकिन यह अपनी बाकी कक्षा के बराबर नहीं है। ताप स्थानांतरण दक्षता को 90% तक बढ़ाने के लिए अध्ययन किए जा रहे हैं।[7]

आधुनिक कम लागत वाली गैस-चरण हीट एक्सचेंजर तकनीक का उपयोग दक्षता में महत्वपूर्ण सुधार की अनुमति देगा। ऐसा माना जाता है कि उच्च चालकता वाली झरझरा सामग्री का उपयोग 90% से अधिक विनिमय प्रभावशीलता उत्पन्न करता है, जिससे ऊर्जा पुनर्प्राप्ति में पांच गुना सुधार होता है।[7]

होम वेंटिलेटिंग इंस्टीट्यूट (एचवीआई) ने संयुक्त राज्य अमेरिका के भीतर निर्मित किसी भी और सभी इकाइयों के लिए एक मानक परीक्षण विकसित किया है। बावजूद इसके, सभी का परीक्षण नहीं किया गया है। एचवीआई द्वारा उत्पादित डेटा के साथ-साथ निर्माता द्वारा उत्पादित डेटा की तुलना करते हुए दक्षता दावों की जांच करना अनिवार्य है। (नोट: कनाडा में बेची गई सभी इकाइयों को आर-2000 कार्यक्रम के माध्यम से रखा गया है, जो एचवीआई परीक्षण के बराबर एक मानक परीक्षण है)।[8]


ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरणों के प्रकार

Energy recovery device Type of transfer
Rotary enthalpy wheel Total & sensible
Fixed plate Total** & sensible
Heat pipe Sensible
Run around coil Sensible
Thermosiphon Sensible
Twin towers[9] Sensible

**कुल ऊर्जा विनिमय केवल हाइग्रोस्कोपिक इकाइयों और कंडेनसेट रिटर्न इकाइयों पर उपलब्ध है

रोटरी एयर-टू-एयर एन्थैल्पी व्हील

Main article: Thermal wheel

घूमने वाला व्हील हीट एक्सचेंजर एक घूमने वाला सिलेंडर है जो हवा पारगम्य सामग्री, आमतौर पर पॉलिमर, एल्यूमीनियम या सिंथेटिक फाइबर से भरा होता है, जो समझदार एन्थैल्पी ट्रांसफर के लिए आवश्यक बड़ा सतह क्षेत्र प्रदान करता है। (एन्थैल्पी ऊष्मा का एक माप है।) जैसे ही पहिया आपूर्ति और निकास वायु धाराओं के बीच घूमता है, यह ऊष्मा ऊर्जा ग्रहण करता है और इसे ठंडी वायु धारा में छोड़ता है। विनिमय के पीछे प्रेरक शक्ति विरोधी वायु धाराओं (थर्मल ग्रेडिएंट) के बीच तापमान में अंतर है।

एन्थैल्पी विनिमय को शुष्ककों के उपयोग के माध्यम से पूरा किया जाता है। जलशुष्कक सोखने की प्रक्रिया के माध्यम से नमी स्थानांतरित करते हैं जो मुख्य रूप से विरोधी वायु-धाराओं के भीतर वाष्प के आंशिक दबाव में अंतर से प्रेरित होता है। विशिष्ट शुष्कक में सिलिका जेल और आणविक छलनी शामिल होती है।

एन्थैल्पी पहिये गुप्त ऊष्मा और संवेदी ऊष्मा ऊष्मा ऊर्जा दोनों को स्थानांतरित करने के लिए सबसे प्रभावी उपकरण हैं। रोटर के लिए निर्माण सामग्री का चुनाव, आमतौर पर पॉलिमर, एल्यूमीनियम, या फाइबरग्लास, स्थायित्व निर्धारित करता है।

रोटरी ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरणों का उपयोग करते समय ऊर्जा के स्थानीय हस्तांतरण की अनुमति देने के लिए दो वायु धाराएँ एक दूसरे के समीप होनी चाहिए। इसके अलावा, ठंडे मौसम में व्हील फ्रॉस्टिंग से बचने के लिए विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। सिस्टम पहिये की गति को नियंत्रित करके, हवा को पहले से गर्म करके, या सिस्टम को रोक/जॉगिंग करके फ्रॉस्टिंग से बच सकते हैं।

प्लेट हीट एक्सचेंजर

Main article: Recuperator

फिक्स्ड प्लेट हीट एक्सचेंजर्स में कोई हिलने वाला भाग नहीं होता है, और इसमें प्लेटों की वैकल्पिक परतें होती हैं जिन्हें अलग किया जाता है और सील किया जाता है। विशिष्ट प्रवाह क्रॉस करंट है और चूंकि अधिकांश प्लेटें ठोस और गैर-पारगम्य हैं, इसलिए समझदार केवल स्थानांतरण ही परिणाम है।

आने वाली ताजी हवा का तापमान ताप या ऊर्जा पुनर्प्राप्ति कोर द्वारा किया जाता है। इस मामले में, कोर एल्यूमीनियम या प्लास्टिक प्लेटों से बना है। आर्द्रता का स्तर जलवाष्प के स्थानांतरण के माध्यम से समायोजित किया जाता है। यह एक घूमने वाले पहिये के साथ किया जाता है जिसमें या तो शुष्कक सामग्री या पारगम्य प्लेटें होती हैं।[10] निष्क्रिय घरों के लिए वेंटिलेशन सिस्टम के लिए एक विशेष कंपनी पॉल द्वारा 2006 में एन्थैल्पी प्लेटें पेश की गईं। नमी पारगम्य सामग्री से निर्मित एक क्रॉसकरंट काउंटरकरंट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर। पॉलिमर फिक्स्ड-प्लेट काउंटरकरंट एनर्जी रिकवरी वेंटिलेटर 1998 में बिल्डिंग परफॉर्मेंस इक्विपमेंट (बीपीई), एक आवासीय, वाणिज्यिक और औद्योगिक एयर-टू-एयर एनर्जी रिकवरी निर्माता द्वारा पेश किए गए थे। इन हीट एक्सचेंजर्स को बढ़ी हुई ऊर्जा बचत और ताजी हवा के लिए रेट्रोफिट के साथ-साथ नए निर्माण के विकल्प के रूप में पेश किया जा सकता है। नई निर्माण स्थितियों में, ऊर्जा पुनर्प्राप्ति सिस्टम की आवश्यक ताप/शीतलन क्षमता को प्रभावी ढंग से कम कर देगी। बचाई गई कुल ऊर्जा का प्रतिशत डिवाइस की दक्षता (90% तक समझदार) और इमारत के अक्षांश पर निर्भर करेगा।

कई अनुभागों का उपयोग करने की आवश्यकता के कारण, फिक्स्ड प्लेट ऊर्जा एक्सचेंजर्स अक्सर उच्च दबाव ड्रॉप और बड़े पदचिह्न से जुड़े होते हैं। अधिक मात्रा में गुप्त ऊर्जा हस्तांतरण प्रदान करने में असमर्थता के कारण इन प्रणालियों में ठंडी जलवायु में पाला पड़ने की भी उच्च संभावना होती है।

फिनिश कंपनी रीसाइक्लिंगएनर्जी इंट द्वारा पेटेंट की गई तकनीक। कार्पोरेशन[11] यह एक पुनर्योजी प्लेट हीट एक्सचेंजर पर आधारित है जो चक्रीय संघनन और वाष्पीकरण द्वारा हवा की आर्द्रता का लाभ उठाता है, उदाहरण के लिए गुप्त ऊष्मा, न केवल उच्च वार्षिक थर्मल दक्षता को सक्षम करती है बल्कि स्वयं-सफाई/धोने की विधि के कारण प्लेटों को सूक्ष्मजीव-मुक्त भी करती है। इसलिए यूनिट को ताप या ऊर्जा रिकवरी वेंटिलेटर के बजाय एन्थैल्पी रिकवरी वेंटिलेटर कहा जाता है। कंपनी का पेटेंटेड लैटेंटहीटपंप उसके एन्थैल्पी रिकवरी वेंटिलेटर पर आधारित है, जिसका सीओपी गर्मियों में 33 और सर्दियों में 15 होता है।

संदर्भ

  1. ↑ "आवासीय एयर एक्सचेंजर्स के बारे में सब कुछ - एयर एक्सचेंजर्स के लिए आपकी #1 मार्गदर्शिका". BPH Sales (in English). Retrieved 2023-05-13.
  2. ↑ 2.0 2.1 Dieckmann, John. "Improving Humidity Control with Energy Recovery Ventilation." ASHRAE Journal. 50, no. 8, (2008)
  3. ↑ "आवासीय एयर एक्सचेंजर्स के बारे में सब कुछ - एयर एक्सचेंजर्स के लिए आपकी #1 मार्गदर्शिका". BPH Sales (in English). Retrieved 2023-05-13.
  4. ↑ "2.3 The buildings sector - InterAcademy Council". www.interacademycouncil.net. Archived from the original on 2008-06-01.
  5. ↑ The Healthy House Institute. Staff. "ERV". Understanding Ventilation: How to Design, Select, and Install Residential Ventilation Systems. June 4, 2009. December 9, 2009.
  6. ↑ Braun, James E, Kevin B Mercer. "Symposium Papers - OR-05-11 - Energy Recovery Ventilation: Energy, Humidity, and Economic Implications - Evaluation of a Ventilation Heat Pump for Small Commercial Buildings." ASHRAE Transactions. 111, no. 1, (2005)
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 Pulsifer, J. E., A. R. Raffray, and M. S. Tillack. "Improved Performance of Energy Recovery Ventilators Using Advanced Porous Heat Transfer Media." UCSD-ENG-089. December 2001.
  8. ↑ 8.0 8.1 Christensen, Bill. “Sustainable Building Sourcebook.” City of Austin’s Green Building Program. Guidelines 3.0. 1994.
  9. ↑ "Chapter 44: Air-Air Energy Recovery" (PDF). ASHRAE Systems and Equipment Handbook. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). July 2000. p. 44.17. ISBN 978-1883413804.
  10. ↑ Huelman, Pat, Wanda Olson. Common Questions about Heating and Energy Recovery Ventilators Archived 2010-12-30 at the Wayback Machine University of Minnesota Extension. 1999. 2010.
  11. ↑ Recycling Energy


बाहरी संबंध

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