ऊष्मा पुनरुत्थान संवातन: Difference between revisions
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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 वायु में निहित ऊर्जा का विनिमय करती है, इसका उपयोग आने वाली बाहरी वेंटिलेशन वायु को संसाधित (पूर्व प्रतिबंध) करने के लिए किया जाता है। इसमें सम्मिलित विशिष्ट उपकरण को ऊर्जा पुनः प्राप्ति वेंटिलेटर कहा जा सकता है, जिसे सामान्य पर ईआरवी के रूप में भी जाना जाता है।[1]
गरमियों के वातावरण में, एक ईआरवी प्रणाली अंतर्ग्रहण वायु को पूर्व शीतलित और डी-आर्द्रीकृत करती है तथा ठंडे वातावरण में प्रणाली आने वाली वायु को आर्द्रीकृत और पहले से गर्म कर देती है।[2] मानक आवासीय ऊर्जा पुनः प्राप्ति वेंटिलेटर (एचआरवी) की तुलना में ईआरवी के संचालन में प्रवेश और निकास वायु प्रवाहों में आर्द्रता का विनिमय मुख्य विभेदक कारक है, जो प्रक्षिप्त वायु के बीच आर्द्रता के हस्तांतरण की अनुमति नहीं देता है।[3]
एक ईआरवी प्रणाली एचवीएसी प्रणाली प्रारूप को वेंटिलेशन और ऊर्जा मानकों (जैसे, एएसएचआरई) को पूरा करने में मदद करती है तथा आंतरिक वायु गुणवत्ता में सुधार करती है, और कुल एचवीएसी उपकरण भार को कम करती है, जिससे ऊर्जा की खपत कम होती है।
ईआरवी प्रणाली एचवीएसी प्रणाली को अनिवार्य रूप से सभी स्थितियों में 40-50% आंतरिक सापेक्ष आर्द्रता बनाए रखने में सक्षम बनाती है। ईआरवी को प्रणाली में दबाव कमी को दूर करने के लिए ब्लोअर के लिए बिजली का उपयोग करना होता है, इसलिए यह थोड़ी ऊर्जा की आवश्यकता उत्पन्न करता है।[2]
महत्व
वैश्विक ऊर्जा का लगभग आधा भाग इमारतों में उपयोग किया जाता है,[4] और हीटिंग/कूलिंग की लागत का आधा भाग वेंटिलेशन के कारण होता है जब इसे नियमों के अनुसार उन्मुक्त वातायन विधि द्वारा किया जाता है । दूसरे, ऊर्जा उत्पादन और ग्रिड बिजली की शीर्ष आवश्यकता को पूरा करने के लिए बनाए जाते हैं। उचित वेंटिलेशन का उपयोग करना, पुनः प्राप्ति वैश्विक ऊर्जा खपत को कम करने और बेहतर आंतरिक वायु गुणवत्ता (आईएक्यू) देने और इमारतों और पर्यावरण की रक्षा करने का एक लागत प्रभावी, वहनीय और त्वरित तरीका है।
स्थानांतरण के तरीके
ईआरवी एक प्रकार का वायु से वायु ऊष्मा विनियमक है जो संवेद्य ऊष्मा के साथ-साथ गुप्त ऊष्मा को भी स्थानांतरित करता है। क्योंकि तापमान और आर्द्रता दोनों स्थानांतरित होते हैं, इसलिए ईआरवी को कुल उष्मीय उपकरणों के रूप में वर्णित किया जाता है। इसके विपरीत, एक ऊर्जा पुनः प्राप्ति वेंटिलेटर (एचआरवी) केवल संवेद्य ऊष्मा को स्थानांतरित कर सकता है। एचआरवी को केवल संवेद्य उपकरण माना जा सकता है क्योंकि वे केवल संवेद्य ऊष्मा का विनिमय करते हैं। दूसरे शब्दों में, सभी ईआरवी एचआरवी हैं, लेकिन सभी एचआरवी ईआरवी नहीं हैं। एचआरवी, एएएचएक्स (वायु से वायु ऊष्मा विनियमक) और ईआरवी शब्दों का प्रतिस्थान करना गलत है।[5]
ठंड के वातावरण में, प्रणाली आने वाली, बाहरी वायु को ठंडा और नम करने का काम करता है। ऐसा करने के लिए, प्रणाली निराकृत ऊष्मा लेता है और इसे निकास प्रक्षिप्त वायु में भेजता है। इसके बाद, यह तब तक वायु संघनित्र कुण्डली को कम तापमान पर ठंडा करती है, जब तक निराकृत ऊष्मा निकास प्रक्षिप्त वायु में प्रवेश नहीं करती है। गर्मी के वातावरण में, प्रणाली विपरीत तरीके से काम करती है। ऊष्मा को निर्वात प्रक्षिप्त वायु में निर्वहन करने के बजाय, प्रणाली आने वाली वायु को पहले से गर्म करने के लिए निर्वात प्रक्षिप्त वायु से ऊष्मा खींचती है। इस स्तर पर, वायु एक प्राथमिक इकाई से होकर गुजरती है और फिर वातानुकूलित अंतरिक्ष में जाती है। इस प्रकार की प्रणाली के साथ, ठंड के वातावरण में निर्वात वायु का वेंटिलेशन वायु की तुलना में ठंडा होना और गर्मी के वातावरण में वेंटिलेशन वायु की तुलना में गर्म होना सामान्य है। यही कारण है कि प्रणाली कुशलतापूर्वक और प्रभावी रूप से काम करती है। प्रदर्शन का गुणांक (सीओपी) बढ़ जाएगा क्योंकि स्थितियां अधिक तीव्र हो जाएंगी (अर्थात, ठंडा करने के लिए अधिक गर्म और आर्द्र और गर्म के लिए अधिक ठंडा)।[6]
दक्षता
ईआरवी प्रणाली की दक्षता ऊष्मा विनियमक 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। हालांकि यह कम आंकड़ा मूल एचवीएसी प्रणाली के लिए बेहतर है, लेकिन यह अपने अन्य वर्ग के बराबर नहीं है। ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता को 90% तक बढ़ाने के लिए अध्ययन किए जा रहे हैं।[7]
आधुनिक कम लागत वाले गैस चरण ऊष्मा विनियमक तकनीक का उपयोग दक्षता में महत्वपूर्ण सुधार की अनुमति देगा। ऐसा माना जाता है कि उच्च चालकता वाले सरंध्र पदार्थ का उपयोग 90% से अधिक विनिमय प्रभाव उत्पन्न करता है, जिससे ऊर्जा पुनर्प्राप्ति में पांच गुना सुधार होता है।[7]
होम वेंटिलेटिंग संस्थान (एचवीआई) ने संयुक्त राज्य अमेरिका के भीतर निर्मित किसी भी और सभी इकाइयों के लिए एक मानक परीक्षण विकसित किया है। फिर भी, 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 R-2000 प्रोग्राम के माध्यम से रखा गया है, जो एचवीआई परीक्षण के बराबर एक मानक परीक्षण है)।[8]
ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरणों के प्रकार
| ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरण | स्थानांतरण का प्रकार |
|---|---|
| घूर्णी एन्थैल्पी चक्र | संपूर्ण एवं संवेद्य |
| स्थिर प्लेट | संपूर्ण एवं संवेद्य |
| ऊष्माप्रवाहिका | संवेद्य |
| कुंडल के चारों ओर गति करना | संवेद्य |
| ताप साइफन | संवेद्य |
| जुड़वाँ मीनारे[9] | संवेद्य |
**कुल ऊर्जा विनिमय केवल आर्द्रताग्राही इकाइयों और संघनित पुनरावृत्ति इकाइयों पर उपलब्ध है
घूर्णी वायु से वायु एन्थैल्पी चक्र
घूर्णी चक्र ऊष्मा विनियमक एक घूर्णी सिलेंडर है जो वायु पारगम्य सामग्री, आमतौर पर बहुलक, एल्यूमीनियम या संश्लिष्ट फाइबर से भरा होता है, जो संवेद्य एन्थैल्पी स्थानांतरण के लिए आवश्यक बड़ा सतह क्षेत्र प्रदान करता है। (एन्थैल्पी ऊष्मा का एक माप है।) जैसे ही चक्र आपूर्ति और निकास वायु धाराओं के बीच घूर्णन करता है, यह ऊष्मा ऊर्जा ग्रहण करता है और इसे ठंडी वायु धारा में छोड़ देता है। विनिमय के पीछे चालन प्रेरक शक्ति विरोधी वायु धाराओं (तापीय प्रवणता) के बीच तापमान में अंतर है।
एन्थैल्पी विनिमय को शुष्ककों के उपयोग के माध्यम से पूरा किया जाता है। अवशोषक सोखने की प्रक्रिया के माध्यम से आर्द्रता 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 सम्मिलित होती है।
एन्थैल्पी चक्र अव्यक्त और संवेदी ऊष्मा ऊर्जा दोनों को स्थानांतरित करने के लिए सबसे प्रभावी उपकरण हैं। घूर्णक के लिए निर्माण सामग्री का चयन, आमतौर पर बहुलक, एल्यूमीनियम, या फाइबरग्लास, स्थायित्व निर्धारित करता है।
घूर्णी ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरणों का उपयोग करते समय ऊर्जा के स्थानीय हस्तांतरण की अनुमति देने के लिए दो वायु धाराएँ एक दूसरे के सटीक होनी चाहिए। इसके अतिरिक्त, ठंडे वातावरण में चक्र फ्रॉस्टिंग से बचने के लिए विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। प्रणाली चक्र की गति को नियंत्रित करके, वायु को पहले से गर्म करके, या प्रणाली को रोक करके/जॉगिंग करके फ्रॉस्टिंग से बच सकते हैं।
प्लेट ऊष्मा विनिमयित्र
स्थिर प्लेट ऊष्मा विनिमयक में कोई गतिमान भाग नहीं होता है, क्योंकि इसमें प्लेटों की वैकल्पिक परतें होती हैं जिन्हें प्रथक करके सुनिश्चित किया जाता है। विशिष्ट प्रवाह प्रतिकुल प्रवाह है और चूंकि अधिकांश प्लेटें ठोस और गैर-पारगम्य हैं, इसलिए संवेद्य केवल स्थानांतरण ही परिणाम है।
आने वाली ताजी वायु का तापमान ताप या ऊर्जा पुनर्प्राप्ति कोर द्वारा किया जाता है। इस स्थिति में, कोर एल्यूमीनियम या प्लास्टिक प्लेटों से बना है। आर्द्रता का स्तर जलवाष्प के स्थानांतरण के माध्यम से समायोजित किया जाता है। यह एक घूर्णी चक्र के साथ किया जाता है जिसमें या तो शुष्कक सामग्री या पारगम्य प्लेटें होती हैं।[10]
निष्क्रिय घरों के लिए वेंटिलेशन प्रणाली के लिए एक विशेष कंपनी पॉल द्वारा 2006 में एन्थैल्पी प्लेटें प्रस्तुत की गईं। आर्द्रता पारगम्य सामग्री से निर्मित एक प्रतिकूल प्रवाह प्रतिकूल प्रवाह वायु से वायु ऊष्मा विनियमक है। बहुलक स्थिर-प्लेट प्रतिकूल प्रवाह ऊर्जा पुनः प्राप्ति वेंटिलेटर 1998 में बिल्डिंग निष्पादन उपकरण (बीपीई), एक आवासीय, वाणिज्यिक और औद्योगिक वायु से वायु ऊर्जा पुनः प्राप्ति निर्माता द्वारा प्रस्तुत किए गए थे। इन ऊष्मा विनियमकों को वर्धित ऊर्जा बचत और ताजी वायु के लिए अनुयोजन के साथ-साथ नए निर्माण के विकल्प के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है। नई निर्माण स्थितियों में, ऊर्जा पुनर्प्राप्ति प्रणाली की आवश्यक ऊष्मा/शीतलन क्षमता को प्रभावी रूप से कम कर देगी। बचाई गई कुल ऊर्जा का प्रतिशत उपकरण की दक्षता (90% तक संवेद्य) और इमारत के अक्षांश पर निर्भर करेगा।
कई अनुभागों का उपयोग करने की आवश्यकता के कारण, स्थिर प्लेट ऊर्जा विनियमक प्रायः उच्च दाब ह्रास और बड़े पदचिह्न से जुड़े होते हैं। अधिक मात्रा में गुप्त ऊर्जांतरण प्रदान करने में असमर्थता के कारण इन प्रणालियों में ठंडी जलवायु में फ्राॅस्टिंग की भी उच्च संभावना होती है।
फिनिश कंपनी पुनरावर्तन ऊर्जा इंट. कॉर्प. द्वारा पेटेंट की गई तकनीक [11] एक पुनर्योजी प्लेट ऊष्मा विनियमक पर आधारित है जो चक्रीय संघनन और वाष्पीकरण द्वारा वायु की आर्द्रता का लाभ उठाती है, उदाहरण के लिए गुप्त ऊष्मा, न केवल उच्च वार्षिक ऊष्मीय दक्षता को सक्षम करती है बल्कि सफाई/धोने के तरीके के कारण माइक्रोब-मुक्त प्लेट्स को संभव बनाती है। इसलिए ईकाई को ऊष्मा या ऊर्जा पुनर्प्राप्ति वेंटिलेटर के अतिरिक्त एन्थैल्पी पुनर्प्राप्ति वेंटिलेटर कहा जाता है। कंपनी का पेटेंटेड गुप्त ऊष्मा पम्प उसके एन्थैल्पी पुनर्प्राप्ति वेंटिलेटर पर आधारित है, जिसका सीओपी गर्मियों में 33 और सर्दियों में 15 होता है।
संदर्भ
- ↑ "आवासीय एयर एक्सचेंजर्स के बारे में सब कुछ - एयर एक्सचेंजर्स के लिए आपकी #1 मार्गदर्शिका". BPH Sales (in English). Retrieved 2023-05-13.
- ↑ 2.0 2.1 Dieckmann, John. "Improving Humidity Control with Energy Recovery Ventilation." ASHRAE Journal. 50, no. 8, (2008)
- ↑ "आवासीय एयर एक्सचेंजर्स के बारे में सब कुछ - एयर एक्सचेंजर्स के लिए आपकी #1 मार्गदर्शिका". BPH Sales (in English). Retrieved 2023-05-13.
- ↑ "2.3 The buildings sector - InterAcademy Council". www.interacademycouncil.net. Archived from the original on 2008-06-01.
- ↑ The Healthy House Institute. Staff. "ERV". Understanding Ventilation: How to Design, Select, and Install Residential Ventilation Systems. June 4, 2009. December 9, 2009.
- ↑ 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)
- ↑ 7.0 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.
- ↑ 8.0 8.1 Christensen, Bill. “Sustainable Building Sourcebook.” City of Austin’s Green Building Program. Guidelines 3.0. 1994.
- ↑ "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.
- ↑ 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.
- ↑ Recycling Energy
बाहरी संबंध
- Delta's PM2.5 Energy Recovery Ventilator (ERV)
- http://www.engineeringtoolbox.com/heat-recovery-efficiency-d_201.html
- Designing Dedicated Outdoor Air Systems, Stanley A. Mumma
- http://www.lowkwh.com - energy recovery methods and publications
- http://www.UltimateAir.com
- Energy and Heat Recovery Ventilators (ERV/HRV)
- Heat Recovery Ventilation TANGRA
