हीट रिकवरी वेंटिलेशन: Difference between revisions
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{{Short description|Method of reusing thermal energy in a building}} | {{Short description|Method of reusing thermal energy in a building}} | ||
[[File:Ventilation unit with heat pump and ground - cooling.png|thumb|286x286px|हीट पंप और ग्राउंड हीट एक्सचेंजर के साथ वेंटिलेशन यूनिट - कूलिंग]]'''हीट रिकवरी वेंटिलेशन''' (एचआरवी), जिसे मैकेनिकल वेंटिलेशन हीट रिकवरी (एमवीएचआर) के रूप में भी जाना जाता है, यह [[ऊर्जा पुनःप्राप्ति]] [[ वेंटिलेशन (वास्तुकला) |वेंटिलेशन ( | [[File:Ventilation unit with heat pump and ground - cooling.png|thumb|286x286px|हीट पंप और ग्राउंड हीट एक्सचेंजर के साथ वेंटिलेशन यूनिट - कूलिंग]]'''हीट रिकवरी वेंटिलेशन''' (एचआरवी), जिसे मैकेनिकल वेंटिलेशन हीट रिकवरी (एमवीएचआर) के रूप में भी जाना जाता है, यह [[ऊर्जा पुनःप्राप्ति]] [[ वेंटिलेशन (वास्तुकला) |वेंटिलेशन (आर्किटेक्चर)]] प्रणाली है जो विभिन्न तापमानों पर दो वायु स्रोतों के मध्य संचालित होती है। यह ऐसी विधि है जिसका उपयोग भवनों की ताप और शीतलन आवश्यकताओं को कम करने के लिए किया जाता है। निकास गैस में अवशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त करके, एयर कंडीशनिंग प्रणाली में प्रस्तुत की गई ताजी हवा को पहले से गरम (या पहले से ठंडा) किया जाता है, और कमरे में प्रवेश करने से पहले ताजी हवा की [[ तापीय धारिता |तापीय धारिता]] कम कर दी जाती है, या एयर कंडीशनिंग इकाई का एयर कूलर गर्मी और नमी उपचार करता है। <ref>{{Cite book|title=चीन की वास्तुकला और सिविल इंजीनियरिंग का एक विश्वकोश|last1=Zhongzheng |first1=Lu |last2=Zunyuan |first2=Xie |last3=Qian |first3=Lu |last4=Zhijin |first4=Zhao|publisher=China Architecture & Building Press|year=2000}}</ref> भवनों में विशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति प्रणाली में मुख्य इकाई, ताजी और निकास हवा के लिए चैनल और ब्लोअर पंखे सम्मिलित होते हैं। भवन की निकास हवा का उपयोग गर्मी स्रोत या हीट सिंक के रूप में किया जाता है, जो जलवायु परिस्थितियों, वर्ष के समय और भवन की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। हीट रिकवरी प्रणाली सामान्यतःनिकास हवा में लगभग 60-95% गर्मी को पुनर्प्राप्त करते हैं और भवनों के [[कुशल ऊर्जा उपयोग]] में अधिक सुधार करते हैं।<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Mardiana-Idayu|first1=A.|last2=Riffat|first2=S.B.|date=February 2012|title=भवन निर्माण अनुप्रयोगों के लिए ताप पुनर्प्राप्ति प्रौद्योगिकियों पर समीक्षा|journal=Renewable and Sustainable Energy Reviews|volume=16|issue=2|pages=1241–1255|doi=10.1016/j.rser.2011.09.026|s2cid=108291190 |issn=1364-0321|url=https://www.mdpi.com/1996-1073/12/7/1285/pdf}}</ref> | ||
== कार्य सिद्धांत == | == कार्य सिद्धांत == | ||
हीट रिकवरी | हीट रिकवरी प्रणाली को निश्चित तापमान बनाए रखने के लिए कब्जे वाले स्थान पर वातानुकूलित हवा की आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।<ref>{{Cite book|title=एचवीएसी बुनियादी बातें|last=S. C. Sugarman|publisher=The Fairmont Press, Inc|year=2005}}</ref> हीट रिकवरी प्रणाली भवन को हवादार रखने में सहायता करता है और इसके साथ ही अंदर के वातावरण से निकलने वाली गर्मी को भी ठीक करता है। हीट रिकवरी प्रणाली का उद्देश्य [[थर्मल ऊर्जा]] को तरल पदार्थ से दूसरे तरल पदार्थ में, तरल से ठोस में, या ठोस सतह से तरल में विभिन्न तापमानों पर और थर्मल संपर्क में स्थानांतरित करना है। अधिकांश ताप पुनर्प्राप्ति प्रणालियों में द्रव और द्रव या द्रव और ठोस के मध्य कोई सीधा संपर्क नहीं होता है। कुछ हीट रिकवरी प्रणालियों में, तरल पदार्थों के मध्य दबाव के अंतर के कारण तरल पदार्थ का रिसाव देखा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप दो तरल पदार्थों का मिश्रण होता है।<ref>{{Cite book|title=हीट एक्सचेंजर डिजाइन की बुनियादी बातें|last=Ramesh K. Shah, Dusan P. Sekulic|publisher=New Jersey: John Wiley & Sons, Inc|year=2003}}</ref> | ||
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=== रोटरी थर्मल व्हील === | === रोटरी थर्मल व्हील === | ||
रोटरी थर्मल व्हील गर्मी पुनर्प्राप्ति का यांत्रिक साधन हैं। जो कि घूमता हुआ झरझरा धातु का पहिया | रोटरी थर्मल व्हील गर्मी पुनर्प्राप्ति का यांत्रिक साधन हैं। जो कि घूमता हुआ झरझरा धातु का पहिया निरंतरता से प्रत्येक तरल पदार्थ से गुजरते हुए तापीय ऊर्जा को वायु धारा से एक-दूसरे में स्थानांतरित करता है। प्रणाली थर्मल स्टोरेज मास के रूप में कार्य करके संचालित होता है जिससे हवा से गर्मी अस्थायी रूप से व्हील मैट्रिक्स के अंदर संग्रहीत होती है जब तक कि इसे ठंडी हवा की धारा में स्थानांतरित नहीं किया जाता है।<ref name=":1"/> | ||
दो प्रकार के रोटरी थर्मल व्हील हीट व्हील और एन्थैल्पी ([[ desiccant |अवशोषक]]) व्हील उपस्थित हैं। यद्यपि ऊष्मा और एन्थैल्पी पहियों के मध्य ज्यामितीय समानता है, फिर भी ऐसे अंतर हैं जो प्रत्येक डिज़ाइन के संचालन को प्रभावित करते हैं। यह शुष्क पहिए का उपयोग करने वाली प्रणाली में, उच्चतम सापेक्ष आर्द्रता वाली वायु धारा में नमी पहिये के माध्यम से बहने के पश्चात् विपरीत वायु धारा में स्थानांतरित हो जाती है। यह आने वाली हवा से निकास वायु और निकास वायु से आने वाली वायु दोनों दिशाओं में कार्य कर सकता है। फिर हवा को और ठंडा करने के लिए आपूर्ति हवा का सीधे या नियोजित उपयोग किया जा सकता है। यह ऊर्जा-गहन प्रक्रिया होती है |<ref>{{Cite journal|last1=Fehrm|first1=Mats|last2=Reiners|first2=Wilhelm|last3=Ungemach|first3=Matthias|date=June 2002|title=इमारतों में निकास वायु ताप पुनर्प्राप्ति|journal=International Journal of Refrigeration|volume=25|issue=4|pages=439–449|doi=10.1016/s0140-7007(01)00035-4|issn=0140-7007}}</ref> | दो प्रकार के रोटरी थर्मल व्हील हीट व्हील और एन्थैल्पी ([[ desiccant |अवशोषक]]) व्हील उपस्थित हैं। यद्यपि ऊष्मा और एन्थैल्पी पहियों के मध्य ज्यामितीय समानता है, फिर भी ऐसे अंतर हैं जो प्रत्येक डिज़ाइन के संचालन को प्रभावित करते हैं। यह शुष्क पहिए का उपयोग करने वाली प्रणाली में, उच्चतम सापेक्ष आर्द्रता वाली वायु धारा में नमी पहिये के माध्यम से बहने के पश्चात् विपरीत वायु धारा में स्थानांतरित हो जाती है। यह आने वाली हवा से निकास वायु और निकास वायु से आने वाली वायु दोनों दिशाओं में कार्य कर सकता है। फिर हवा को और ठंडा करने के लिए आपूर्ति हवा का सीधे या नियोजित उपयोग किया जा सकता है। यह ऊर्जा-गहन प्रक्रिया होती है |<ref>{{Cite journal|last1=Fehrm|first1=Mats|last2=Reiners|first2=Wilhelm|last3=Ungemach|first3=Matthias|date=June 2002|title=इमारतों में निकास वायु ताप पुनर्प्राप्ति|journal=International Journal of Refrigeration|volume=25|issue=4|pages=439–449|doi=10.1016/s0140-7007(01)00035-4|issn=0140-7007}}</ref> | ||
=== फिक्स्ड प्लेट [[हीट एक्सचेंजर्स]] === | === फिक्स्ड प्लेट [[हीट एक्सचेंजर्स]] === | ||
फिक्स्ड प्लेट हीट एक्सचेंजर्स हीट एक्सचेंजर्स का सबसे अधिक प्रयोग किया जाने वाला प्रकार है और इसे 40 वर्षों से विकसित किया गया है। इसमें पतली धातु की प्लेटों को प्लेटों के मध्य छोटी सी दूरी के साथ रखा जाता है। दो भिन्न-भिन्न वायु धाराएँ एक-दूसरे के समीप होते हुए, इन स्थानों से होकर | फिक्स्ड प्लेट हीट एक्सचेंजर्स हीट एक्सचेंजर्स का सबसे अधिक प्रयोग किया जाने वाला प्रकार है और इसे 40 वर्षों से विकसित किया गया है। इसमें पतली धातु की प्लेटों को प्लेटों के मध्य छोटी सी दूरी के साथ रखा जाता है। दो भिन्न-भिन्न वायु धाराएँ एक-दूसरे के समीप होते हुए, इन स्थानों से होकर निकलती हैं। ऊष्मा का स्थानांतरण तब होता है जब तापमान प्लेट के माध्यम से वायु धारा से दूसरे में स्थानांतरित होता है। वायु धारा से दूसरे वायु प्रवाह में संवेदनशील गर्मी को स्थानांतरित करने में इन उपकरणों की दक्षता 90% समझदार गर्मी दक्षता तक पहुंच गई है।<ref>{{Cite journal|last1=Nielsen|first1=Toke Rammer|last2=Rose|first2=Jørgen|last3=Kragh|first3=Jesper|date=February 2009|title=संक्षेपण और ठंढ गठन के साथ आरामदायक वेंटिलेशन के लिए काउंटर फ्लो एयर टू एयर हीट एक्सचेंजर का गतिशील मॉडल|journal=Applied Thermal Engineering|volume=29|issue=2–3|pages=462–468|doi=10.1016/j.applthermaleng.2008.03.006|issn=1359-4311}}</ref> दक्षता के उच्च स्तर का श्रेय उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के उच्च गर्मी हस्तांतरण गुणांक, परिचालन दबाव और तापमान सीमा को दिया जाता है। <ref name=":1"/> | ||
=== [[ वेग पाइप ]] === | === [[ वेग पाइप ]] === | ||
हीट पाइप हीट रिकवरी डिवाइस है जो गर्मी को वायु धारा से दूसरे में स्थानांतरित करने के लिए बहु-चरण प्रक्रिया का उपयोग करता है।<ref name=":1" /> गर्मी को वाष्पीकरणकर्ता और कंडेनसर का उपयोग करके दुष्ट, सीलसंवर्त पाइप के अंदर स्थानांतरित किया जाता है जिसमें तरल पदार्थ होता है जो गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए निरंतर चरण परिवर्तन से | हीट पाइप हीट रिकवरी वह डिवाइस है जो गर्मी को वायु धारा से दूसरे में स्थानांतरित करने के लिए बहु-चरण प्रक्रिया का उपयोग करता है।<ref name=":1" /> गर्मी को वाष्पीकरणकर्ता और कंडेनसर का उपयोग करके दुष्ट, सीलसंवर्त पाइप के अंदर स्थानांतरित किया जाता है जिसमें तरल पदार्थ होता है जो गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए निरंतर चरण परिवर्तन से निकलता है। पाइपों के अंदर का तरल पदार्थ वाष्पीकरणकर्ता अनुभाग में तरल से गैस में परिवर्तित हो जाता है, जो कि गर्म हवा की धारा से तापीय ऊर्जा को अवशोषित करता है। गैस कंडेनसर अनुभाग में तरल पदार्थ में वापस संघनित हो जाती है जहां तापीय ऊर्जा ठंडी हवा की धारा में विस्तारित हो जाती है जिससे तापमान बढ़ जाता है। द्रव/गैस को ताप पाइप के ओर से दूसरे ओर तक दबाव, विक बल या गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से ले जाया जाता है, जो ताप पाइप की व्यवस्था पर निर्भर करता है।[[Image:Heat exchanger.svg|thumb|280x280pxs.|alt=]] | ||
=== रन-अराउंड === | === रन-अराउंड === | ||
रन-अराउंड | रन-अराउंड प्रणाली हाइब्रिड हीट रिकवरी प्रणाली हैं जो एकल उपकरण बनाने के लिए अन्य हीट रिकवरी तकनीक की विशेषताओं को सम्मिलित करते हैं, जो वायु धारा से गर्मी को पुनर्प्राप्त करने और दूसरे को महत्वपूर्ण दूरी तक पहुंचाने में सक्षम है। रन-अराउंड हीट रिकवरी की सामान्य स्थिति, दो निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर्स दो भिन्न-भिन्न वायु धाराओं में स्थित होते हैं और यह संवर्त लूप से जुड़े होते हैं जिसमें तरल पदार्थ होता है जो निरंतर दो हीट एक्सचेंजर्स के मध्य पंप होता है। इससे तरल पदार्थ को निरंतर गर्म और ठंडा किया जाता है क्योंकि यह लूप के चारों ओर बहता है, जिससे गर्मी की प्राप्ति होती है। लूप के माध्यम से द्रव के निरंतर प्रवाह के लिए पंपों को दो हीट एक्सचेंजर्स के मध्य चलने की आवश्यकता होती है। यद्यपि इसमें अतिरिक्त ऊर्जा आवश्यकता होती है, किन्तु तरल पदार्थ प्रसारित करने के लिए पंपों का उपयोग हवा प्रसारित करने वाले पंखों की तुलना में कम ऊर्जा खपत करने वाला होता है। <ref>{{Cite journal|last1=Vali|first1=Alireza|last2=Simonson|first2=Carey J.|last3=Besant|first3=Robert W.|last4=Mahmood|first4=Gazi|date=December 2009|title=संयुक्त काउंटर और क्रॉस फ्लो एक्सचेंजर्स के साथ रन-अराउंड हीट रिकवरी सिस्टम के लिए संख्यात्मक मॉडल और प्रभावशीलता सहसंबंध|journal=International Journal of Heat and Mass Transfer|volume=52|issue=25–26|pages=5827–5840|doi=10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.07.020|issn=0017-9310}}</ref> | ||
=== चरण परिवर्तन | === चरण परिवर्तन पदार्थ === | ||
[[चरण-परिवर्तन सामग्री]], या पीसीएम, ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग मानक निर्माण | [[चरण-परिवर्तन सामग्री|चरण-परिवर्तन पदार्थ]], या पीसीएम, ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग मानक निर्माण पदार्थ की तुलना में उच्च संग्रहण क्षमता पर भवन संरचना के अंदर समझदार और गुप्त गर्मी को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। गर्मी को संग्रहित करने और पारंपरिक पीक समय से ऑफ-पीक समय तक हीटिंग और कूलिंग आवश्यकताओं को स्थानांतरित करने की उनकी क्षमता के कारण पीसीएम का बड़े मापदंड पर अध्ययन किया गया है। | ||
गर्मी संग्रहण के लिए किसी भवन के थर्मल द्रव्यमान की अवधारणा, किसी भवन की भौतिक संरचना हवा को ठंडा करने में सहायता करने के लिए गर्मी को अवशोषित करती है,यह लंबे समय से समझी और इसकी जांच की गई है। पारंपरिक निर्माण | गर्मी संग्रहण के लिए किसी भवन के थर्मल द्रव्यमान की अवधारणा, किसी भवन की भौतिक संरचना हवा को ठंडा करने में सहायता करने के लिए गर्मी को अवशोषित करती है,यह लंबे समय से समझी और इसकी जांच की गई है। पारंपरिक निर्माण पदार्थ की तुलना में पीसीएम के अध्ययन से पता चला है कि पीसीएम की थर्मल संग्रहण क्षमता समान तापमान सीमा पर मानक निर्माण पदार्थ की तुलना में बारह गुना अधिक होती है।<ref>{{Cite journal|last1=Feldman|first1=D.|last2=Banu|first2=D.|last3=Hawes|first3=D.W.|date=February 1995|title=थर्मल स्टोरेज जिप्सम वॉलबोर्ड में कार्बनिक चरण परिवर्तन मिश्रण का विकास और अनुप्रयोग|journal=Solar Energy Materials and Solar Cells|volume=36|issue=2|pages=147–157|doi=10.1016/0927-0248(94)00168-r|issn=0927-0248}}</ref> पीसीएम के दबाव में गिरावट की जांच नहीं की गई है जिससे पदार्थ के वायु धाराओं पर पड़ने वाले प्रभाव पर टिप्पणी की जा सके। चूंकि,इससे पीसीएम को सीधे भवन संरचना में सम्मिलित किया जा सकता है, यह अन्य हीट एक्सचेंजर प्रौद्योगिकियों के समान प्रवाह को प्रभावित नहीं करता हैं, यह सुझाव दिया जा सकता है कि बिल्डिंग फैब्रिक में पीसीएम को सम्मिलित करने से कोई दबाव में हानि नहीं होती है | <ref name=":2">{{Cite journal|last1=O’Connor|first1=Dominic|last2=Calautit|first2=John Kaiser S.|last3=Hughes|first3=Ben Richard|date=February 2016|title=निष्क्रिय वेंटिलेशन अनुप्रयोगों के लिए हीट रिकवरी तकनीक की समीक्षा|journal=Renewable and Sustainable Energy Reviews|volume=54|pages=1481–1493|doi=10.1016/j.rser.2015.10.039|issn=1364-0321|url=http://eprints.whiterose.ac.uk/104584/1/Manuscript%20-%20Revised%20Final.pdf}}</ref> | ||
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ओ'कॉनर एट अल.<ref>{{Cite journal|last1=O’Connor|first1=Dominic|last2=Calautit|first2=John Kaiser|last3=Hughes|first3=Ben Richard|date=October 2014|title=गर्मी पुनर्प्राप्ति के साथ एकीकृत निष्क्रिय वेंटिलेशन का एक अध्ययन|journal=Energy and Buildings|volume=82|pages=799–811|doi=10.1016/j.enbuild.2014.05.050|issn=0378-7788|url=http://eprints.whiterose.ac.uk/81257/2/A%20Study%20of%20Passive%20Ventilation%20Integrated%20with%20Heat%20Recovery.pdf}}</ref> रोटरी थर्मल व्हील का किसी भवन में आपूर्ति वायु प्रवाह दरों पर पड़ने वाले प्रभाव का अध्ययन किया गया था। वाणिज्यिक पवन टॉवर प्रणाली में सम्मिलित होने पर वायु प्रवाह दर पर रोटरी थर्मल व्हील के प्रभावों का अनुकरण करने के लिए कम्प्यूटेशनल मॉडल बनाया गया था। सिमुलेशन को बंद-लूप सबसोनिक पवन सुरंग में स्केल मॉडल प्रयोग के साथ मान्य किया गया था। इसमें प्रवाह दर का विश्लेषण करने के लिए दोनों परीक्षणों से प्राप्त आंकड़ों की तुलना की गई थी। यद्यपि पवन टावर की तुलना में प्रवाह दर कम हो गई थी जिसमें रोटरी थर्मल व्हील सम्मिलित नहीं था, स्कूल या कार्यालय भवन में रहने वालों के लिए दिशानिर्देश वेंटिलेशन दर 3 मीटर/सेकेंड की बाहरी हवा की गति से ऊपर पूरी की गई थी, जो कि कम है यूके की औसत हवा की गति (4-5 मीटर/सेकेंड) हैं। | ओ'कॉनर एट अल.<ref>{{Cite journal|last1=O’Connor|first1=Dominic|last2=Calautit|first2=John Kaiser|last3=Hughes|first3=Ben Richard|date=October 2014|title=गर्मी पुनर्प्राप्ति के साथ एकीकृत निष्क्रिय वेंटिलेशन का एक अध्ययन|journal=Energy and Buildings|volume=82|pages=799–811|doi=10.1016/j.enbuild.2014.05.050|issn=0378-7788|url=http://eprints.whiterose.ac.uk/81257/2/A%20Study%20of%20Passive%20Ventilation%20Integrated%20with%20Heat%20Recovery.pdf}}</ref> रोटरी थर्मल व्हील का किसी भवन में आपूर्ति वायु प्रवाह दरों पर पड़ने वाले प्रभाव का अध्ययन किया गया था। वाणिज्यिक पवन टॉवर प्रणाली में सम्मिलित होने पर वायु प्रवाह दर पर रोटरी थर्मल व्हील के प्रभावों का अनुकरण करने के लिए कम्प्यूटेशनल मॉडल बनाया गया था। सिमुलेशन को बंद-लूप सबसोनिक पवन सुरंग में स्केल मॉडल प्रयोग के साथ मान्य किया गया था। इसमें प्रवाह दर का विश्लेषण करने के लिए दोनों परीक्षणों से प्राप्त आंकड़ों की तुलना की गई थी। यद्यपि पवन टावर की तुलना में प्रवाह दर कम हो गई थी जिसमें रोटरी थर्मल व्हील सम्मिलित नहीं था, स्कूल या कार्यालय भवन में रहने वालों के लिए दिशानिर्देश वेंटिलेशन दर 3 मीटर/सेकेंड की बाहरी हवा की गति से ऊपर पूरी की गई थी, जो कि कम है यूके की औसत हवा की गति (4-5 मीटर/सेकेंड) हैं। | ||
इस अध्ययन में कोई पूर्ण मापदंड पर प्रयोगात्मक या क्षेत्र परीक्षण डेटा पूर्ण नहीं किया गया था, इसलिए यह निर्णायक रूप से प्रमाणित नहीं किया जा सकता है कि रोटरी थर्मल व्हील वाणिज्यिक पवन टॉवर प्रणाली में एकीकरण के लिए संभव हैं। चूँकि, रोटरी थर्मल व्हील के प्रारंभ के पश्चात् भवन के अंदर वायु प्रवाह दर में कमी के अतिरिक्त, कमी इतनी बड़ी नहीं थी कि वेंटिलेशन दिशानिर्देश दरों को पूर्ण होने से रोका जा सके। प्राकृतिक वेंटिलेशन में रोटरी थर्मल व्हील्स की उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए अभी तक पर्याप्त शोध नहीं किया गया है, वेंटिलेशन आपूर्ति दरों को पूर्ण किया जा सकता है किन्तु रोटरी थर्मल व्हील की थर्मल क्षमताओं की अभी तक जांच नहीं की गई है। | इस अध्ययन में कोई पूर्ण मापदंड पर प्रयोगात्मक या क्षेत्र परीक्षण डेटा पूर्ण नहीं किया गया था, इसलिए यह निर्णायक रूप से प्रमाणित नहीं किया जा सकता है कि रोटरी थर्मल व्हील वाणिज्यिक पवन टॉवर प्रणाली में एकीकरण के लिए संभव हैं। चूँकि, रोटरी थर्मल व्हील के प्रारंभ के पश्चात् भवन के अंदर वायु प्रवाह दर में कमी के अतिरिक्त, कमी इतनी बड़ी नहीं थी कि वेंटिलेशन दिशानिर्देश दरों को पूर्ण होने से रोका जा सके। प्राकृतिक वेंटिलेशन में रोटरी थर्मल व्हील्स की उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए अभी तक पर्याप्त शोध नहीं किया गया है, वेंटिलेशन आपूर्ति दरों को पूर्ण किया जा सकता है किन्तु रोटरी थर्मल व्हील की थर्मल क्षमताओं की अभी तक जांच नहीं की गई है। प्रणाली की समझ बढ़ाने के लिए आगे कार्य करना लाभदायक होता हैं। <ref name=":2" /> | ||
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[[File:Płytowy GPWC wewnątrz obrysu fundamentowego.JPG|thumb|277x277px|नींव की दीवारों के अंदर प्लेट ग्राउंड हीट एक्सचेंजर]]मर्डियाना एट अल.<ref>{{Cite book|title=Mardiana A, Riffat SB, Worall M. Integrated heat recovery system with windcatcher for building applications: towards energy-efficient technologies. In: Mendez-Vilas A, editor. Materials and processes for energy: communicating current research and technological developments. Badajoz: Formatex Research Center; 2013.}}</ref> वाणिज्यिक पवन टॉवर में निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर को एकीकृत किया गया हैं, जिससे शून्य ऊर्जा वेंटिलेशन के साधन के रूप में इस प्रकार की प्रणाली के लाभ पर प्रकाश डाला गया हैं जिसे सरलता से संशोधित किया जा सकता है। संयुक्त प्रणाली के प्रभावों और दक्षता को निर्धारित करने के लिए पूर्ण मापदंड पर प्रयोगशाला परीक्षण किया गया हैं। पवन टॉवर को निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर के साथ एकीकृत किया गया था और सीलसंवर्त परीक्षण कक्ष में केंद्रीय रूप से स्थापित किया गया था। | [[File:Płytowy GPWC wewnątrz obrysu fundamentowego.JPG|thumb|277x277px|नींव की दीवारों के अंदर प्लेट ग्राउंड हीट एक्सचेंजर]]मर्डियाना एट अल.<ref>{{Cite book|title=Mardiana A, Riffat SB, Worall M. Integrated heat recovery system with windcatcher for building applications: towards energy-efficient technologies. In: Mendez-Vilas A, editor. Materials and processes for energy: communicating current research and technological developments. Badajoz: Formatex Research Center; 2013.}}</ref> वाणिज्यिक पवन टॉवर में निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर को एकीकृत किया गया हैं, जिससे शून्य ऊर्जा वेंटिलेशन के साधन के रूप में इस प्रकार की प्रणाली के लाभ पर प्रकाश डाला गया हैं जिसे सरलता से संशोधित किया जा सकता है। संयुक्त प्रणाली के प्रभावों और दक्षता को निर्धारित करने के लिए पूर्ण मापदंड पर प्रयोगशाला परीक्षण किया गया हैं। पवन टॉवर को निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर के साथ एकीकृत किया गया था और सीलसंवर्त परीक्षण कक्ष में केंद्रीय रूप से स्थापित किया गया था। | ||
इस अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि पवन टॉवर निष्क्रिय वेंटिलेशन | इस अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि पवन टॉवर निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली और निश्चित प्लेट हीट रिकवरी डिवाइस का संयोजन निकास हवा से अपशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त करने और शून्य ऊर्जा आवश्यकता के साथ आने वाली गर्म हवा को ठंडा करने के लिए प्रभावी संयुक्त तकनीक प्रदान कर सकता है। यद्यपि परीक्षण कक्ष के अंदर वेंटिलेशन दरों के लिए कोई मात्रात्मक डेटा प्रदान नहीं किया गया था, यह माना जा सकता है कि हीट एक्सचेंजर में उच्च दबाव की हानि के कारण यह पवन टॉवर के मानक संचालन से अधिक कम हो गए थे। प्रणाली की वायु प्रवाह विशेषताओं को समझने के लिए इस संयुक्त तकनीक की आगे की जांच आवश्यक है। <ref name=":2" /> | ||
=== हीट पाइप === | === हीट पाइप === | ||
हीट पाइप | हीट पाइप प्रणाली के कम दबाव की हानि के कारण, अन्य हीट रिकवरी प्रणाली की तुलना में [[निष्क्रिय वेंटिलेशन]] में इस तकनीक के एकीकरण पर अधिक शोध किया गया है। इस ताप पुनर्प्राप्ति तकनीक को एकीकृत करने के लिए वाणिज्यिक पवन टावरों को फिर से निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली के रूप में उपयोग किया गया था। यह सुझाव को और बढ़ाता है जिससे कि वाणिज्यिक पवन टॉवर यांत्रिक वेंटिलेशन के लिए सार्थक विकल्प प्रदान करते हैं, जो ऐसे समय में हवा की आपूर्ति और निकास करने में सक्षम होते हैं।<ref name=":2" /> | ||
=== रन-अराउंड सिस्टम === | === रन-अराउंड सिस्टम === | ||
फ़्लैगा-मैरियनज़िक एट अल के अनुसार इसका <ref>{{Cite journal|last1=Flaga-Maryanczyk|first1=Agnieszka|last2=Schnotale|first2=Jacek|last3=Radon|first3=Jan|last4=Was|first4=Krzysztof|date=January 2014|title=एक निष्क्रिय गृह वेंटिलेशन प्रणाली के लिए ठंडी जलवायु में काम करने वाले ग्राउंड सोर्स हीट एक्सचेंजर का प्रायोगिक माप और सीएफडी सिमुलेशन|journal=Energy and Buildings|volume=68|pages=562–570|doi=10.1016/j.enbuild.2013.09.008|issn=0378-7788}}</ref> स्वीडन में अध्ययन किया गया जिसमें निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली की जांच की गई हैं | फ़्लैगा-मैरियनज़िक एट अल के अनुसार इसका <ref>{{Cite journal|last1=Flaga-Maryanczyk|first1=Agnieszka|last2=Schnotale|first2=Jacek|last3=Radon|first3=Jan|last4=Was|first4=Krzysztof|date=January 2014|title=एक निष्क्रिय गृह वेंटिलेशन प्रणाली के लिए ठंडी जलवायु में काम करने वाले ग्राउंड सोर्स हीट एक्सचेंजर का प्रायोगिक माप और सीएफडी सिमुलेशन|journal=Energy and Buildings|volume=68|pages=562–570|doi=10.1016/j.enbuild.2013.09.008|issn=0378-7788}}</ref> स्वीडन में अध्ययन किया गया था जिसमें निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली की जांच की गई हैं जिससे यह पता चला कि आने वाली हवा को गर्म करने के लिए ताप स्रोत के रूप में ग्राउंड सोर्स हीट पंप का उपयोग करके रन-अराउंड प्रणाली को एकीकृत किया गया था। यह प्रायोगिक माप और मौसम डेटा अध्ययन में प्रयुक्त निष्क्रिय भवन से लिया गया था। निष्क्रिय भवन का सीएफडी मॉडल इनपुट डेटा के रूप में उपयोग किए गए सेंसर और मौसम स्टेशन से लिए गए माप के साथ बनाया गया था। मॉडल को रन-अराउंड प्रणाली की प्रभावशीलता और ग्राउंड सोर्स हीट पंप की क्षमताओं की गणना करने के लिए चलाया गया था। | ||
ग्राउंड सोर्स हीट पंप भूमि की सतह से 10-20 मीटर नीचे दबे होने पर निरंतर थर्मल ऊर्जा का विश्वसनीय स्रोत प्रदान करते हैं। भूमि का तापमान सर्दियों में परिवेशी हवा की तुलना में गर्म होता है और गर्मियों में परिवेशी हवा की तुलना में ठंडा होता है, जो गर्मी स्रोत और हीट सिंक दोनों प्रदान करता है। यह पाया गया कि फरवरी में, जो जलवायु का सबसे ठंडा महीना था, वह ग्राउंड सोर्स हीट पंप भवन और उसमे रहने वालों की हीटिंग आवश्यकताओं का लगभग 25% पूर्ण करने में सक्षम था।<ref name=":2" /> | ग्राउंड सोर्स हीट पंप भूमि की सतह से 10-20 मीटर नीचे दबे होने पर निरंतर थर्मल ऊर्जा का विश्वसनीय स्रोत प्रदान करते हैं। भूमि का तापमान सर्दियों में परिवेशी हवा की तुलना में गर्म होता है और गर्मियों में परिवेशी हवा की तुलना में ठंडा होता है, जो गर्मी स्रोत और हीट सिंक दोनों प्रदान करता है। यह पाया गया कि फरवरी में, जो जलवायु का सबसे ठंडा महीना था, वह ग्राउंड सोर्स हीट पंप भवन और उसमे रहने वालों की हीटिंग आवश्यकताओं का लगभग 25% पूर्ण करने में सक्षम था।<ref name=":2" /> | ||
=== चरण परिवर्तन | === चरण परिवर्तन पदार्थ === | ||
पीसीएम में अनुसंधान की अधिकांश रुचि कंक्रीट और दीवार बोर्ड जैसी पारंपरिक छिद्रयुक्त निर्माण | पीसीएम में अनुसंधान की अधिकांश रुचि कंक्रीट और दीवार बोर्ड जैसी पारंपरिक छिद्रयुक्त निर्माण पदार्थ में चरण परिवर्तन पदार्थ एकीकरण के अनुप्रयोग में होती है। कोस्नी एट अल.<ref>{{Cite book|title=Kosny J, Yarbrough D, Miller W, Petrie T, Childs P, Syed AM, Leuthold D. Thermal performance of PCM-enhanced building envelope systems. In: Proceedings of the ASHRAE/DOE/BTECC conference on the thermal performance of the exterior envelopes of whole buildings X. Clear Water Beach, FL; 2–7 December 2007. p. 1–8.}}</ref> में उन भवनों के थर्मल प्रदर्शन का विश्लेषण किया गया जिनकी संरचना के अंदर पीसीएम-संवर्धित निर्माण पदार्थ है। विश्लेषण से पता चला कि थर्मल प्रदर्शन में सुधार की स्तिथियों में पीसीएम को सम्मिलित करना लाभदायक है। | ||
गर्मी पुनर्प्राप्ति के लिए निष्क्रिय वेंटिलेशन | गर्मी पुनर्प्राप्ति के लिए निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले पीसीएम का महत्वपूर्ण दोष विभिन्न एयरस्ट्रीम में तात्कालिक गर्मी हस्तांतरण की कमी है। चरण परिवर्तन पदार्थ ऊष्मा संग्रहण तकनीक है, जिसके अनुसार ऊष्मा को पीसीएम के अंदर तब तक संग्रहीत किया जाता है जब तक कि हवा का तापमान महत्वपूर्ण स्तर तक गिर न जाए, जिससे इसे वापस वायु धारा में छोड़ा जा सकता हैं। विभिन्न तापमानों की दो वायु धाराओं के मध्य पीसीएम के उपयोग पर कोई शोध नहीं किया गया है, जहां निरंतर, तात्कालिक गर्मी हस्तांतरण हो सकता है। इस क्षेत्र की जांच निष्क्रिय वेंटिलेशन हीट रिकवरी अनुसंधान के लिए लाभदायक होती हैं।<ref name=":2" /> | ||
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ठंडी जलवायु में पाला जमना | ठंडी जलवायु में पाला जमना | ||
| | |पदार्थ के प्रकार | ||
परिचालन दाब | परिचालन दाब | ||
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|- | |- | ||
|फेज चेंज मटेरियल्स | |फेज चेंज मटेरियल्स | ||
|निर्माण | |निर्माण पदार्थ में आसान समावेशन | ||
अधिकतम ऊर्जा आवश्यकता को ऑफसेट करें | अधिकतम ऊर्जा आवश्यकता को ऑफसेट करें | ||
| Line 169: | Line 169: | ||
सिद्ध प्रौद्योगिकी नहीं | सिद्ध प्रौद्योगिकी नहीं | ||
उपयुक्त | उपयुक्त पदार्थ का चयन करने में कठिनाई | ||
|संसेचन विधि | |संसेचन विधि | ||
|~ | |~ | ||
| Line 184: | Line 184: | ||
=== ग्रीनहाउस गैसें === | === ग्रीनहाउस गैसें === | ||
CO<sub>2</sub>, N<sub>2</sub>O और CH<sub>4</sub> सामान्य [[ग्रीनहाउस गैस|ग्रीनहाउस गैंसे]] हैं और CO<sub>2</sub> जलवायु परिवर्तन में सबसे बड़ा योगदानकर्ता है। इसलिए, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को प्रायः CO<sub>2</sub> समकक्ष उत्सर्जन के रूप में दर्शाया जाता है। 2000 और 2005 के मध्य कुल वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 12.7% की वृद्धि हुई हैं। 2005 में, भवन निर्माण क्षेत्र द्वारा लगभग 8.3 Gt CO<sub>2</sub> प्रस्तुत किया गया था। इसके अतिरिक्त, अधिकांश विकसित देशों में प्रत्येक वर्ष 30% से अधिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के लिए भवनों के लिए उत्तरदायी होते हैं। अन्य अध्ययन के अनुसार, यूरोपीय संघ के देशों की भवनों वातावरण में लगभग 50% CO<sub>2</sub> उत्सर्जन का कारण बनती हैं। यदि उचित उपाय किए जाएं तब 2030 में अपेक्षित स्तर की तुलना में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 70% तक कम करना संभव है। ऊर्जा उपयोग की उच्च मांग के कारण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में वृद्धि ग्लोबल वार्मिंग के रूप में समाप्त हुई थी। इस संबंध में, वायुमंडल में गैस उत्सर्जन को कम करना आज विश्व की सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से है जिसका समाधान किया जाना चाहिए। हीट रिकवरी | CO<sub>2</sub>, N<sub>2</sub>O और CH<sub>4</sub> सामान्य [[ग्रीनहाउस गैस|ग्रीनहाउस गैंसे]] हैं और CO<sub>2</sub> जलवायु परिवर्तन में सबसे बड़ा योगदानकर्ता है। इसलिए, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को प्रायः CO<sub>2</sub> समकक्ष उत्सर्जन के रूप में दर्शाया जाता है। 2000 और 2005 के मध्य कुल वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 12.7% की वृद्धि हुई हैं। 2005 में, भवन निर्माण क्षेत्र द्वारा लगभग 8.3 Gt CO<sub>2</sub> प्रस्तुत किया गया था। इसके अतिरिक्त, अधिकांश विकसित देशों में प्रत्येक वर्ष 30% से अधिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के लिए भवनों के लिए उत्तरदायी होते हैं। अन्य अध्ययन के अनुसार, यूरोपीय संघ के देशों की भवनों वातावरण में लगभग 50% CO<sub>2</sub> उत्सर्जन का कारण बनती हैं। यदि उचित उपाय किए जाएं तब 2030 में अपेक्षित स्तर की तुलना में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 70% तक कम करना संभव है। ऊर्जा उपयोग की उच्च मांग के कारण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में वृद्धि ग्लोबल वार्मिंग के रूप में समाप्त हुई थी। इस संबंध में, वायुमंडल में गैस उत्सर्जन को कम करना आज विश्व की सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से है जिसका समाधान किया जाना चाहिए। हीट रिकवरी प्रणाली में भवनों को गर्म करने और ठंडा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करके ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में योगदान करने की उल्लेखनीय क्षमता है। [[स्कॉच व्हिस्की एसोसिएशन]] ने अन्य प्रक्रिया वाले पानी को गर्म करने के लिए नए वॉश स्टिल से गुप्त गर्मी को पुनर्प्राप्त करने के लिए ग्लेनमोरंगी डिस्टिलरी में परियोजना प्रारंभ की है। उन्होंने पाया है कि इस वर्ष से कम की भुगतान अवधि के साथ प्रति वर्ष 175 टन CO<sub>2</sub> की बचत होती हैं। अन्य रिपोर्ट में, यह रेखांकित किया गया है कि 10 मेगावाट पुनर्प्राप्त गर्मी का उपयोग उत्सर्जन निवेश में प्रति वर्ष €350,000 की बचत के लिए किया जा सकता है। 2008 का यूके जलवायु परिवर्तन अधिनियम 1990 के स्तर की तुलना में 2020 तक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 34% की कमी और 2050 तक 80% की कमी का लक्ष्य रख रहा है। वह इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए गर्मी प्राप्ति प्रौद्योगिकियों की उल्लेखनीय क्षमता और महत्व पर जोर देते हैं। | ||
==यह भी देखें== | ==यह भी देखें== | ||
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* [[एचवीएसी]] | * [[एचवीएसी]] | ||
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*[[सौर वायु ताप]] | *[[सौर वायु ताप]] | ||
* | *नवीकरणीय ताप | ||
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Latest revision as of 19:31, 22 August 2023
हीट रिकवरी वेंटिलेशन (एचआरवी), जिसे मैकेनिकल वेंटिलेशन हीट रिकवरी (एमवीएचआर) के रूप में भी जाना जाता है, यह ऊर्जा पुनःप्राप्ति वेंटिलेशन (आर्किटेक्चर) प्रणाली है जो विभिन्न तापमानों पर दो वायु स्रोतों के मध्य संचालित होती है। यह ऐसी विधि है जिसका उपयोग भवनों की ताप और शीतलन आवश्यकताओं को कम करने के लिए किया जाता है। निकास गैस में अवशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त करके, एयर कंडीशनिंग प्रणाली में प्रस्तुत की गई ताजी हवा को पहले से गरम (या पहले से ठंडा) किया जाता है, और कमरे में प्रवेश करने से पहले ताजी हवा की तापीय धारिता कम कर दी जाती है, या एयर कंडीशनिंग इकाई का एयर कूलर गर्मी और नमी उपचार करता है। [1] भवनों में विशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति प्रणाली में मुख्य इकाई, ताजी और निकास हवा के लिए चैनल और ब्लोअर पंखे सम्मिलित होते हैं। भवन की निकास हवा का उपयोग गर्मी स्रोत या हीट सिंक के रूप में किया जाता है, जो जलवायु परिस्थितियों, वर्ष के समय और भवन की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। हीट रिकवरी प्रणाली सामान्यतःनिकास हवा में लगभग 60-95% गर्मी को पुनर्प्राप्त करते हैं और भवनों के कुशल ऊर्जा उपयोग में अधिक सुधार करते हैं।[2]
कार्य सिद्धांत
हीट रिकवरी प्रणाली को निश्चित तापमान बनाए रखने के लिए कब्जे वाले स्थान पर वातानुकूलित हवा की आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।[3] हीट रिकवरी प्रणाली भवन को हवादार रखने में सहायता करता है और इसके साथ ही अंदर के वातावरण से निकलने वाली गर्मी को भी ठीक करता है। हीट रिकवरी प्रणाली का उद्देश्य थर्मल ऊर्जा को तरल पदार्थ से दूसरे तरल पदार्थ में, तरल से ठोस में, या ठोस सतह से तरल में विभिन्न तापमानों पर और थर्मल संपर्क में स्थानांतरित करना है। अधिकांश ताप पुनर्प्राप्ति प्रणालियों में द्रव और द्रव या द्रव और ठोस के मध्य कोई सीधा संपर्क नहीं होता है। कुछ हीट रिकवरी प्रणालियों में, तरल पदार्थों के मध्य दबाव के अंतर के कारण तरल पदार्थ का रिसाव देखा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप दो तरल पदार्थों का मिश्रण होता है।[4]
प्रकार
रोटरी थर्मल व्हील
रोटरी थर्मल व्हील गर्मी पुनर्प्राप्ति का यांत्रिक साधन हैं। जो कि घूमता हुआ झरझरा धातु का पहिया निरंतरता से प्रत्येक तरल पदार्थ से गुजरते हुए तापीय ऊर्जा को वायु धारा से एक-दूसरे में स्थानांतरित करता है। प्रणाली थर्मल स्टोरेज मास के रूप में कार्य करके संचालित होता है जिससे हवा से गर्मी अस्थायी रूप से व्हील मैट्रिक्स के अंदर संग्रहीत होती है जब तक कि इसे ठंडी हवा की धारा में स्थानांतरित नहीं किया जाता है।[2]
दो प्रकार के रोटरी थर्मल व्हील हीट व्हील और एन्थैल्पी (अवशोषक) व्हील उपस्थित हैं। यद्यपि ऊष्मा और एन्थैल्पी पहियों के मध्य ज्यामितीय समानता है, फिर भी ऐसे अंतर हैं जो प्रत्येक डिज़ाइन के संचालन को प्रभावित करते हैं। यह शुष्क पहिए का उपयोग करने वाली प्रणाली में, उच्चतम सापेक्ष आर्द्रता वाली वायु धारा में नमी पहिये के माध्यम से बहने के पश्चात् विपरीत वायु धारा में स्थानांतरित हो जाती है। यह आने वाली हवा से निकास वायु और निकास वायु से आने वाली वायु दोनों दिशाओं में कार्य कर सकता है। फिर हवा को और ठंडा करने के लिए आपूर्ति हवा का सीधे या नियोजित उपयोग किया जा सकता है। यह ऊर्जा-गहन प्रक्रिया होती है |[5]
फिक्स्ड प्लेट हीट एक्सचेंजर्स
फिक्स्ड प्लेट हीट एक्सचेंजर्स हीट एक्सचेंजर्स का सबसे अधिक प्रयोग किया जाने वाला प्रकार है और इसे 40 वर्षों से विकसित किया गया है। इसमें पतली धातु की प्लेटों को प्लेटों के मध्य छोटी सी दूरी के साथ रखा जाता है। दो भिन्न-भिन्न वायु धाराएँ एक-दूसरे के समीप होते हुए, इन स्थानों से होकर निकलती हैं। ऊष्मा का स्थानांतरण तब होता है जब तापमान प्लेट के माध्यम से वायु धारा से दूसरे में स्थानांतरित होता है। वायु धारा से दूसरे वायु प्रवाह में संवेदनशील गर्मी को स्थानांतरित करने में इन उपकरणों की दक्षता 90% समझदार गर्मी दक्षता तक पहुंच गई है।[6] दक्षता के उच्च स्तर का श्रेय उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के उच्च गर्मी हस्तांतरण गुणांक, परिचालन दबाव और तापमान सीमा को दिया जाता है। [2]
वेग पाइप
हीट पाइप हीट रिकवरी वह डिवाइस है जो गर्मी को वायु धारा से दूसरे में स्थानांतरित करने के लिए बहु-चरण प्रक्रिया का उपयोग करता है।[2] गर्मी को वाष्पीकरणकर्ता और कंडेनसर का उपयोग करके दुष्ट, सीलसंवर्त पाइप के अंदर स्थानांतरित किया जाता है जिसमें तरल पदार्थ होता है जो गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए निरंतर चरण परिवर्तन से निकलता है। पाइपों के अंदर का तरल पदार्थ वाष्पीकरणकर्ता अनुभाग में तरल से गैस में परिवर्तित हो जाता है, जो कि गर्म हवा की धारा से तापीय ऊर्जा को अवशोषित करता है। गैस कंडेनसर अनुभाग में तरल पदार्थ में वापस संघनित हो जाती है जहां तापीय ऊर्जा ठंडी हवा की धारा में विस्तारित हो जाती है जिससे तापमान बढ़ जाता है। द्रव/गैस को ताप पाइप के ओर से दूसरे ओर तक दबाव, विक बल या गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से ले जाया जाता है, जो ताप पाइप की व्यवस्था पर निर्भर करता है।
रन-अराउंड
रन-अराउंड प्रणाली हाइब्रिड हीट रिकवरी प्रणाली हैं जो एकल उपकरण बनाने के लिए अन्य हीट रिकवरी तकनीक की विशेषताओं को सम्मिलित करते हैं, जो वायु धारा से गर्मी को पुनर्प्राप्त करने और दूसरे को महत्वपूर्ण दूरी तक पहुंचाने में सक्षम है। रन-अराउंड हीट रिकवरी की सामान्य स्थिति, दो निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर्स दो भिन्न-भिन्न वायु धाराओं में स्थित होते हैं और यह संवर्त लूप से जुड़े होते हैं जिसमें तरल पदार्थ होता है जो निरंतर दो हीट एक्सचेंजर्स के मध्य पंप होता है। इससे तरल पदार्थ को निरंतर गर्म और ठंडा किया जाता है क्योंकि यह लूप के चारों ओर बहता है, जिससे गर्मी की प्राप्ति होती है। लूप के माध्यम से द्रव के निरंतर प्रवाह के लिए पंपों को दो हीट एक्सचेंजर्स के मध्य चलने की आवश्यकता होती है। यद्यपि इसमें अतिरिक्त ऊर्जा आवश्यकता होती है, किन्तु तरल पदार्थ प्रसारित करने के लिए पंपों का उपयोग हवा प्रसारित करने वाले पंखों की तुलना में कम ऊर्जा खपत करने वाला होता है। [7]
चरण परिवर्तन पदार्थ
चरण-परिवर्तन पदार्थ, या पीसीएम, ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग मानक निर्माण पदार्थ की तुलना में उच्च संग्रहण क्षमता पर भवन संरचना के अंदर समझदार और गुप्त गर्मी को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। गर्मी को संग्रहित करने और पारंपरिक पीक समय से ऑफ-पीक समय तक हीटिंग और कूलिंग आवश्यकताओं को स्थानांतरित करने की उनकी क्षमता के कारण पीसीएम का बड़े मापदंड पर अध्ययन किया गया है।
गर्मी संग्रहण के लिए किसी भवन के थर्मल द्रव्यमान की अवधारणा, किसी भवन की भौतिक संरचना हवा को ठंडा करने में सहायता करने के लिए गर्मी को अवशोषित करती है,यह लंबे समय से समझी और इसकी जांच की गई है। पारंपरिक निर्माण पदार्थ की तुलना में पीसीएम के अध्ययन से पता चला है कि पीसीएम की थर्मल संग्रहण क्षमता समान तापमान सीमा पर मानक निर्माण पदार्थ की तुलना में बारह गुना अधिक होती है।[8] पीसीएम के दबाव में गिरावट की जांच नहीं की गई है जिससे पदार्थ के वायु धाराओं पर पड़ने वाले प्रभाव पर टिप्पणी की जा सके। चूंकि,इससे पीसीएम को सीधे भवन संरचना में सम्मिलित किया जा सकता है, यह अन्य हीट एक्सचेंजर प्रौद्योगिकियों के समान प्रवाह को प्रभावित नहीं करता हैं, यह सुझाव दिया जा सकता है कि बिल्डिंग फैब्रिक में पीसीएम को सम्मिलित करने से कोई दबाव में हानि नहीं होती है | [9]
अनुप्रयोग
रोटरी थर्मल व्हील
ओ'कॉनर एट अल.[10] रोटरी थर्मल व्हील का किसी भवन में आपूर्ति वायु प्रवाह दरों पर पड़ने वाले प्रभाव का अध्ययन किया गया था। वाणिज्यिक पवन टॉवर प्रणाली में सम्मिलित होने पर वायु प्रवाह दर पर रोटरी थर्मल व्हील के प्रभावों का अनुकरण करने के लिए कम्प्यूटेशनल मॉडल बनाया गया था। सिमुलेशन को बंद-लूप सबसोनिक पवन सुरंग में स्केल मॉडल प्रयोग के साथ मान्य किया गया था। इसमें प्रवाह दर का विश्लेषण करने के लिए दोनों परीक्षणों से प्राप्त आंकड़ों की तुलना की गई थी। यद्यपि पवन टावर की तुलना में प्रवाह दर कम हो गई थी जिसमें रोटरी थर्मल व्हील सम्मिलित नहीं था, स्कूल या कार्यालय भवन में रहने वालों के लिए दिशानिर्देश वेंटिलेशन दर 3 मीटर/सेकेंड की बाहरी हवा की गति से ऊपर पूरी की गई थी, जो कि कम है यूके की औसत हवा की गति (4-5 मीटर/सेकेंड) हैं।
इस अध्ययन में कोई पूर्ण मापदंड पर प्रयोगात्मक या क्षेत्र परीक्षण डेटा पूर्ण नहीं किया गया था, इसलिए यह निर्णायक रूप से प्रमाणित नहीं किया जा सकता है कि रोटरी थर्मल व्हील वाणिज्यिक पवन टॉवर प्रणाली में एकीकरण के लिए संभव हैं। चूँकि, रोटरी थर्मल व्हील के प्रारंभ के पश्चात् भवन के अंदर वायु प्रवाह दर में कमी के अतिरिक्त, कमी इतनी बड़ी नहीं थी कि वेंटिलेशन दिशानिर्देश दरों को पूर्ण होने से रोका जा सके। प्राकृतिक वेंटिलेशन में रोटरी थर्मल व्हील्स की उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए अभी तक पर्याप्त शोध नहीं किया गया है, वेंटिलेशन आपूर्ति दरों को पूर्ण किया जा सकता है किन्तु रोटरी थर्मल व्हील की थर्मल क्षमताओं की अभी तक जांच नहीं की गई है। प्रणाली की समझ बढ़ाने के लिए आगे कार्य करना लाभदायक होता हैं। [9]
फिक्स्ड प्लेट हीट एक्सचेंजर्स
मर्डियाना एट अल.[11] वाणिज्यिक पवन टॉवर में निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर को एकीकृत किया गया हैं, जिससे शून्य ऊर्जा वेंटिलेशन के साधन के रूप में इस प्रकार की प्रणाली के लाभ पर प्रकाश डाला गया हैं जिसे सरलता से संशोधित किया जा सकता है। संयुक्त प्रणाली के प्रभावों और दक्षता को निर्धारित करने के लिए पूर्ण मापदंड पर प्रयोगशाला परीक्षण किया गया हैं। पवन टॉवर को निश्चित प्लेट हीट एक्सचेंजर के साथ एकीकृत किया गया था और सीलसंवर्त परीक्षण कक्ष में केंद्रीय रूप से स्थापित किया गया था।
इस अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि पवन टॉवर निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली और निश्चित प्लेट हीट रिकवरी डिवाइस का संयोजन निकास हवा से अपशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त करने और शून्य ऊर्जा आवश्यकता के साथ आने वाली गर्म हवा को ठंडा करने के लिए प्रभावी संयुक्त तकनीक प्रदान कर सकता है। यद्यपि परीक्षण कक्ष के अंदर वेंटिलेशन दरों के लिए कोई मात्रात्मक डेटा प्रदान नहीं किया गया था, यह माना जा सकता है कि हीट एक्सचेंजर में उच्च दबाव की हानि के कारण यह पवन टॉवर के मानक संचालन से अधिक कम हो गए थे। प्रणाली की वायु प्रवाह विशेषताओं को समझने के लिए इस संयुक्त तकनीक की आगे की जांच आवश्यक है। [9]
हीट पाइप
हीट पाइप प्रणाली के कम दबाव की हानि के कारण, अन्य हीट रिकवरी प्रणाली की तुलना में निष्क्रिय वेंटिलेशन में इस तकनीक के एकीकरण पर अधिक शोध किया गया है। इस ताप पुनर्प्राप्ति तकनीक को एकीकृत करने के लिए वाणिज्यिक पवन टावरों को फिर से निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली के रूप में उपयोग किया गया था। यह सुझाव को और बढ़ाता है जिससे कि वाणिज्यिक पवन टॉवर यांत्रिक वेंटिलेशन के लिए सार्थक विकल्प प्रदान करते हैं, जो ऐसे समय में हवा की आपूर्ति और निकास करने में सक्षम होते हैं।[9]
रन-अराउंड सिस्टम
फ़्लैगा-मैरियनज़िक एट अल के अनुसार इसका [12] स्वीडन में अध्ययन किया गया था जिसमें निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली की जांच की गई हैं जिससे यह पता चला कि आने वाली हवा को गर्म करने के लिए ताप स्रोत के रूप में ग्राउंड सोर्स हीट पंप का उपयोग करके रन-अराउंड प्रणाली को एकीकृत किया गया था। यह प्रायोगिक माप और मौसम डेटा अध्ययन में प्रयुक्त निष्क्रिय भवन से लिया गया था। निष्क्रिय भवन का सीएफडी मॉडल इनपुट डेटा के रूप में उपयोग किए गए सेंसर और मौसम स्टेशन से लिए गए माप के साथ बनाया गया था। मॉडल को रन-अराउंड प्रणाली की प्रभावशीलता और ग्राउंड सोर्स हीट पंप की क्षमताओं की गणना करने के लिए चलाया गया था।
ग्राउंड सोर्स हीट पंप भूमि की सतह से 10-20 मीटर नीचे दबे होने पर निरंतर थर्मल ऊर्जा का विश्वसनीय स्रोत प्रदान करते हैं। भूमि का तापमान सर्दियों में परिवेशी हवा की तुलना में गर्म होता है और गर्मियों में परिवेशी हवा की तुलना में ठंडा होता है, जो गर्मी स्रोत और हीट सिंक दोनों प्रदान करता है। यह पाया गया कि फरवरी में, जो जलवायु का सबसे ठंडा महीना था, वह ग्राउंड सोर्स हीट पंप भवन और उसमे रहने वालों की हीटिंग आवश्यकताओं का लगभग 25% पूर्ण करने में सक्षम था।[9]
चरण परिवर्तन पदार्थ
पीसीएम में अनुसंधान की अधिकांश रुचि कंक्रीट और दीवार बोर्ड जैसी पारंपरिक छिद्रयुक्त निर्माण पदार्थ में चरण परिवर्तन पदार्थ एकीकरण के अनुप्रयोग में होती है। कोस्नी एट अल.[13] में उन भवनों के थर्मल प्रदर्शन का विश्लेषण किया गया जिनकी संरचना के अंदर पीसीएम-संवर्धित निर्माण पदार्थ है। विश्लेषण से पता चला कि थर्मल प्रदर्शन में सुधार की स्तिथियों में पीसीएम को सम्मिलित करना लाभदायक है।
गर्मी पुनर्प्राप्ति के लिए निष्क्रिय वेंटिलेशन प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले पीसीएम का महत्वपूर्ण दोष विभिन्न एयरस्ट्रीम में तात्कालिक गर्मी हस्तांतरण की कमी है। चरण परिवर्तन पदार्थ ऊष्मा संग्रहण तकनीक है, जिसके अनुसार ऊष्मा को पीसीएम के अंदर तब तक संग्रहीत किया जाता है जब तक कि हवा का तापमान महत्वपूर्ण स्तर तक गिर न जाए, जिससे इसे वापस वायु धारा में छोड़ा जा सकता हैं। विभिन्न तापमानों की दो वायु धाराओं के मध्य पीसीएम के उपयोग पर कोई शोध नहीं किया गया है, जहां निरंतर, तात्कालिक गर्मी हस्तांतरण हो सकता है। इस क्षेत्र की जांच निष्क्रिय वेंटिलेशन हीट रिकवरी अनुसंधान के लिए लाभदायक होती हैं।[9]
लाभ और हानि [9]
| एचआरवी का प्रकार | एडवांटेज | डिसएडवांटेज | परफॉरमेंस पैरामीटर | एफिशिएंसी % | प्रेशर ड्रॉप (पीए) | ह्यूमिडिटी कंट्रोल |
| रोटरी थर्मल व्हील | उच्च दक्षता
समझदार और गुप्त ताप पुनर्प्राप्ति संक्षिप्त परिरूप पाला नियंत्रण उपलब्ध है |
क्रॉस संदूषण संभव है, निकटवर्ती वायुधाराओं की आवश्यकता है
यांत्रिक रूप से संचालित, ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है |
घूमने की रफ़्तार
हवा का वेग पहिया सरंध्रता |
80+ | 4-45 | Yes |
| फिक्स्ड प्लेट | कोई हिलने वाला भाग नहीं इसलिए उच्च विश्वसनीयता
उच्च ताप स्थानांतरण गुणांक कोई क्रॉस संदूषण नहीं पाले पर नियंत्रण संभव समझदार और गुप्त ताप पुनर्प्राप्ति |
एक्सचेंजर में उच्च दबाव हानि
दो भिन्न-भिन्न वायु धाराओं तक सीमित संघनन का निर्माण होना ठंडी जलवायु में पाला जमना |
पदार्थ के प्रकार
परिचालन दाब तापमान प्रवाह व्यवस्था |
70-90 | 7-30 | Yes |
| हीट पाइप | कोई हिलने वाला भाग नहीं, उच्च विश्वसनीयता
कोई क्रॉस संदूषण नहीं कम दबाव हानि संक्षिप्त परिरूप दो दिशाओं में ताप पुनर्प्राप्ति संभव |
निकट वायु धाराओं की आवश्यकता है
आंतरिक तरल पदार्थ स्थानीय जलवायु परिस्थितियों से मेल खाना चाहिए |
द्रव प्रकार
संपर्क समय व्यवस्था/विन्यास संरचना |
80 | 1-5 | No |
| रन-अराउंड | एयरस्ट्रीम पृथक हो सकते हैं
कोई क्रॉस संदूषण नहीं कम दबाव हानि गर्मी पुनर्प्राप्ति के एकाधिक स्रोत |
द्रव को स्थानांतरित करने के लिए एकाधिक पंपों की आवश्यकता होती है
उपस्तिथ संरचनाओं में एकीकृत करना कठिन है कम क्षमता निवेश |
एक्सचेंजर प्रकार
द्रव प्रकार ताप स्रोत |
50-80 | ~1 | No |
| फेज चेंज मटेरियल्स | निर्माण पदार्थ में आसान समावेशन
अधिकतम ऊर्जा आवश्यकता को ऑफसेट करें कोई दबाव हानि नहीं कोई क्रॉस संदूषण नहीं कोई गतिशील भाग नहीं लंबा जीवन चक्र |
तात्कालिक स्थानांतरण के विपरीत थर्मल संग्रहण
महँगा सिद्ध प्रौद्योगिकी नहीं उपयुक्त पदार्थ का चयन करने में कठिनाई |
संसेचन विधि | ~ | 0 | No |
पर्यावरणीय प्रभाव[14]
एनर्जी सेविंग जीवाश्म ईंधन की निवेश और वैश्विक पर्यावरण की सुरक्षा दोनों के लिए प्रमुख विवादों में से है। ऊर्जा का बढ़ता निवेश और ग्लोबल वार्मिंग ने रेखांकित किया कि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करते हुए ऊर्जा दक्षता बढ़ाने के लिए उत्तम ऊर्जा प्रणाली विकसित करना आवश्यक है। ऊर्जा की आवश्यकता को कम करने के सबसे प्रभावी विधियों में से है | इसमें ऊर्जा का अधिक कुशलता से उपयोग करना होता हैं। इसलिए, अपशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति वर्तमान के वर्षों में लोकप्रिय हो रही है क्योंकि यह ऊर्जा दक्षता में सुधार करती है। अनेक देशों में लगभग 26% औद्योगिक ऊर्जा अभी भी गर्म गैस या तरल पदार्थ के रूप में व्यर्थ हो जाती है। [15] चूँकि, पिछले दो दशकों के समय में विभिन्न उद्योगों से अपशिष्ट ताप को पुनर्प्राप्त करने और अपशिष्ट गैसों से ताप को अवशोषित करने के लिए उपयोग की जाने वाली इकाइयों को अनुकूलित करने पर उल्लेखनीय ध्यान दिया गया है। इस प्रकार, यह प्रयास ग्लोबल वार्मिंग के साथ-साथ ऊर्जा की आवश्यकता को भी कम करने में सहायता करते हैं।
ऊर्जा निवेश
अधिकांश औद्योगिक देशों में, एचवीएसी कुल ऊर्जा खपत के एक तिहाई के लिए उत्तरदायी है। इसके अतिरिक्त , गर्म और आर्द्र जलवायु क्षेत्रों में एचवीएसी के लिए कुल ऊर्जा भार का 20-40% ठंडा और निरार्द्रीकरण करने वाली ताजी वेंटिलेशन हवा बनाती है। चूँकि, वहाँ प्रतिशत अधिक हो सकता है जहाँ 100% ताजी हवा के वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है। इसका अर्थ है कि इसमें रहने वालों की ताजी हवा की आवश्यकताओं को पूर्ण करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ताजी हवा के उपचार के लिए ऊर्जा निवेश में वृद्धि के कारण ताप पुनर्प्राप्ति अधिक आवश्यक होती जा रही है। हीट रिकवरी सिस्टम का मुख्य उद्देश्य अपशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त करके हीटिंग, कूलिंग और वेंटिलेशन के लिए भवनों की ऊर्जा खपत को कम करना है। इस संबंध में, एनर्जी सेविंग के लिए स्टैंड-अलोन या संयुक्त हीट रिकवरी सिस्टम को आवासीय या वाणिज्यिक भवनों में समिल्लित किया जा सकता है। ऊर्जा खपत के स्तर में कमी भी ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में उल्लेखनीय योगदान दे सकती है।[citation needed]
ग्रीनहाउस गैसें
CO2, N2O और CH4 सामान्य ग्रीनहाउस गैंसे हैं और CO2 जलवायु परिवर्तन में सबसे बड़ा योगदानकर्ता है। इसलिए, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को प्रायः CO2 समकक्ष उत्सर्जन के रूप में दर्शाया जाता है। 2000 और 2005 के मध्य कुल वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 12.7% की वृद्धि हुई हैं। 2005 में, भवन निर्माण क्षेत्र द्वारा लगभग 8.3 Gt CO2 प्रस्तुत किया गया था। इसके अतिरिक्त, अधिकांश विकसित देशों में प्रत्येक वर्ष 30% से अधिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के लिए भवनों के लिए उत्तरदायी होते हैं। अन्य अध्ययन के अनुसार, यूरोपीय संघ के देशों की भवनों वातावरण में लगभग 50% CO2 उत्सर्जन का कारण बनती हैं। यदि उचित उपाय किए जाएं तब 2030 में अपेक्षित स्तर की तुलना में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 70% तक कम करना संभव है। ऊर्जा उपयोग की उच्च मांग के कारण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में वृद्धि ग्लोबल वार्मिंग के रूप में समाप्त हुई थी। इस संबंध में, वायुमंडल में गैस उत्सर्जन को कम करना आज विश्व की सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से है जिसका समाधान किया जाना चाहिए। हीट रिकवरी प्रणाली में भवनों को गर्म करने और ठंडा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करके ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में योगदान करने की उल्लेखनीय क्षमता है। स्कॉच व्हिस्की एसोसिएशन ने अन्य प्रक्रिया वाले पानी को गर्म करने के लिए नए वॉश स्टिल से गुप्त गर्मी को पुनर्प्राप्त करने के लिए ग्लेनमोरंगी डिस्टिलरी में परियोजना प्रारंभ की है। उन्होंने पाया है कि इस वर्ष से कम की भुगतान अवधि के साथ प्रति वर्ष 175 टन CO2 की बचत होती हैं। अन्य रिपोर्ट में, यह रेखांकित किया गया है कि 10 मेगावाट पुनर्प्राप्त गर्मी का उपयोग उत्सर्जन निवेश में प्रति वर्ष €350,000 की बचत के लिए किया जा सकता है। 2008 का यूके जलवायु परिवर्तन अधिनियम 1990 के स्तर की तुलना में 2020 तक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 34% की कमी और 2050 तक 80% की कमी का लक्ष्य रख रहा है। वह इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए गर्मी प्राप्ति प्रौद्योगिकियों की उल्लेखनीय क्षमता और महत्व पर जोर देते हैं।
यह भी देखें
- एचवीएसी
- ताप विनिमायक
- सौर वायु ताप
- नवीकरणीय ताप
- जल ताप पुनर्चक्रण
- मौसमी तापीय ऊर्जा संग्रहण
- निष्क्रिय शीतलन
- सौर एयर कंडीशनिंग
- एयर कंडीशनिंग या स्वास्थ्य प्रभाव|एयर कंडीशनिंग - स्वास्थ्य संबंधी निहितार्थ
- निष्क्रिय भवन - पैसिवहॉस
- कम ऊर्जा वाला घर
- कम ऊर्जा वाला भवन
- कम ऊर्जा निर्माण तकनीकों की सूची
- ग्रीन भवन
- शून्य ऊर्जा निर्माण
- सस्टेनेबिलिटी
- सस्टेनेबल आर्किटेक्चर
- सस्टेनेबल डिजाइन
संदर्भ
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