Rekuperator "tymi ręcami" robiony

[Magus]

Przy tak malych wiekosciach nie mozna pominac grubosci plyty, z ktorej zrobiona jest plyta kanalikowa.

Plyta 2mm jest zrobiona z PP o grubosci 02,-0,3mm tak wiec przekroj wewnetrzny to nie 2x2 ale 1,5x1,5.

 

Jesli dobrze rozumiem

35x40 cm zmienia sie w 26,25x30=787,5 cm2

Jak rozdzielimy to na wlot/wylot to dostajemy niecale 394cm2 - to nie jest duzo, biorac pod uwage jakie we wnetrzyu kanaliku 1,5x1,5mm sa opory przy danym wydatku.

1m dlugosci to tez nie jest jakas rewelacja - czas pobytu powietrza w wymienniku moze okazac sie niewystarczajacy.

 

Owszem powstaje duza powierzchnia wymiany, ale ... wydaje mi sie, ze krytyczna jest predkosc powietrza w kanalikach (ze wzgledu na ich maly rozmiar sa duze opory) a co za tym idzie czas przebywania powietrza w wymienniku.

Dla roznicy temperatur 20 stopni oraz czasu przebywania powietrza w wymienniku 1sek. oraz wydatku 500m3 (wlot+wylot - tyle sie przepycha w sumie powietrza dla nominalnego "zasysu" 250m3/h - od razu mowie, ze to dla obliczenia max wydatku dla danego hipotetycznego reku) wymiennik musi umiec przekazac ok 3,3kW energii cieplnej.

I owszem juz 1m2 plyty PP o grubosci 0,3 mm teoretycznie przetransportuje ponad 14,5kW, ale ... gdy do obliczen wlaczymy harakterystyke przeplywu powietrza, ktory w kanalikach jest laminarny(!) to juz nie jest tak rozowo. Besposrednia wymiana ciepla nastepuje tylko przy samej powierzchni wymiennika. Dalsze warstwy powietrza wymieniaja cieplo przez promieniowanie i konwekcje, co juz nie jest takie efektywne (a wiec potrzebuje czasu).

 

Wydaje mi sie, ze w konstrukcji wymiennika wazniejsze bedzie jak zmusisc powietrze do bardziej turbulentnego przeplywu, niz sama powierzchnia wymiany (wystarczy porownac dane ktore podalem)

 

Powiem wiecej, opracowalem wstepny projekt bardzo malego wymiennika, o duzej sprawnosci. Niestety wydaje mi sie, ze bedzie zbyt glosny (wykozystuje cyklon) wiec nawet nie robie prototypu. W tym podejsciu nastawilem sie wlasnie na zmaksymalizowanie wymiany ciepla w wyniku zdezania czastek powietrza z konstrukcja wymiennika.

 

Jezeli bredze to niech mnie jakis fizyk poprawi i przedstawi jakies konkretne obliczenia

[Magus]

BTW

 

4000mm^2 powierzchni wymiany na każdy kanalik

4000mm^2 * 1750 kanalików = 7.000.000mm^2

7.000.000mm^2 = 7000m^2 powierzchni wymiany???

1m=1000mm=10^3mm2

1m2=10^6mm2

tak wiec 7.000.000mm^2 to "zaledwie" 7m2

 

Wydaje mi sie, ze aby sprostac wymaganiam z mojego ostatniego postu powierzchnia wymiany musialaby byc 3x wieksza ...

 

Na podsumowanie powiem, ze taki pomysl rozwazalem, ale odrzucilem ze wzgledu na pracochlonnosc (mam bardzo malo czasu wolnego).

Edytowane 28 Września 2010 przez Magus

[Amorphis]

Gdzieś się motamy w obliczeniach. Nie wiem gdzie, nie mam mocy przeliczeniowych dziś w głowie. Adasiowi przy mosiądzu, podobnych powierzchniach wlotów, podobnych odstępach między płytami i podobnej ilości przekładek wychodziło z 30x30x120 około 25m powierzchni wymiany. Skoro mamy 2x więcej ścianek przy nieco większym choć podobnym wlocie to powinno nam wyjść pomiędzy Twoimi 7 metrami a moimi 70 kilometrami około 70m^2 powierzchni wymiany i tyle na szybko i zdroworozsądkowo mniej więcej będzie biorąc pod uwagę dodatki typu 2x50cm luźnych końców na obu wlotach .

Czyli z powierzchnią wymiany popłynąłeś 10 krotnie w dół, a ja 100krotnie w górę Idę do kąta się wstydzić ale lekcja odrobiona i myślę, że teraz zatrzymałem się w realnych wartościach. Niech ktoś to weźmie na trzeźwo i od zera...

 

Wracając do oporów... z pewnością znaczne w kanale 2x2 (niech będzie 1,9x1,8 nie możesz odliczać grubości ścianki z dwóch stron ) Są inne pp kanalikowe 3mm, 4mm, 5mm... wybierać przebierać, choć laminarność ma znaczenie niebagatelne i opór spory będzie, napiszę wielkimi aby podkreślić: SPORY BĘDZIE!. Rekompensata w postaci kilku płyt wskazana. Choć uprę się mocno, że turbulencje będą większe w "widocznie gołym okiem poskręcanych" powierzchniach kanalików z pp niż w mosiężnej płaskiej blaszce-żyletce. Jak w mosiężnym i blaszaku gdzieś leży kompromis pomiędzy akceptowalnym oporem a grubością kanałów.... O!!!! nagle wpadł mi pomysł oszczędności miejsca w postaci zrobienia z pp walca w szachownicę bez gięcia płyt (od góry 1 kanalik, później 3, 5, 7.... 120 .... 7, 3, 5, 1). Łatwo się "rurka" "sama" wełną owinie po kulnięciu jej w salonie no i z kółka łatwiej porozginać kanaliki

 

Jestem wciąż za szachownicą ale dopowiedz o Twoim bombardowaniu powierzchni. Rozszerz też wspomnianego foliowego. Pomóżdżymy, polepszymy, policzymy, zweryfikujemy...

I może zapoczątkujemy erę podobną do pustakowego GWC, które do mnie moooocno przemawia (choć niby do końca "niepoznane"). Czekam, pewnie nie tylko ja...

[Magus]

Zanim przygotuje rycinki do moich projektow jedna uwaga o powierzchniach - przeliczylem tylko to co podales - 7 x 10^6 mm2 to 7m2 - tego nie zmienisz

W przypadku metalowego wymiennika adama - w srodku mial przekladki, ktore zaburzały przeplyw. Nieduzo, ale zawsze.

 

Co do kanalikow - proponuje zrobic eksperyment - wez waz ogrodowy i pusc spojny strumien. Nastepnie wez wiazke wkladow do dlugopisu i przepusc wode znowu - zobaczysz, ze strumien znacznie dluzej pozostanie spojny (widzialem ten patent na jakims Discovery ).

 

W malym kanaliku, nawet zagietym - trudniej uzyskac ruch turbulentny ze wzgledu na lepkosc gazu, cisnienie i inne zjawiska.

Dlatego pomimo kuszacej powierzchni wymiany - jestem sceptyczny. Aczkowliek moznaby pokombinowac moze nie z 2mm, a 4-5mm jak sugerujesz

 

Co do wyliczania pola przeplywu przez 1 kanal - jest ograniczony z 4 stron - musisz wiec z kazdej strony odjac grubosc scianki. Choc z drugiej strony, gdy sasiednie kanaly oddzielone sa pojedyncza scianka - masz racje, ze wystarczy odjac po jednym razie w kazdym wymiarze

[HenoK]

Zakładamy, że wymiennik ma pole powierzchni wlotu 35x40cm

Mamy kanalik 2x2mm w płycie 1400x2000mm

1400mm szerokości płyty pocięte na 4 płytki da 350mm szerokości wymiennika

350mm / 2mm = 175 kanalików w szerokości

1 cała płyta pocięta na 4 części to wysokość 8mm

50 całych płyt pocięta na 4 części to wysokość 400mm

Czyli 200 kanalików w wysokości

200 * 175 = 3500 kanalików <--- Tu jet błąd, powinno być 35 000.

 

35 000 na pół, bo co drugi kanalik to 17 500 kanalików z jednej strony Jednak TYSIĄCE

Każdy z kanalików ma więc 2mm x 2mm x 1000mm (1m wymiennika, 50cm z obu stron na rozszerzone końce )

Obwód kanalika 2mm x 2mm, to 8mm, albo licząc 1,5mm x 1,5mm, to 6mm obwodu.

 

6000mm^2 powierzchni wymiany na każdy kanalik

6000mm^2 * 17 500 kanalików = 105.000.000mm^2 = 105m2

[Magus]

Masz racje - 35000

 

Albo liczymy cala kratownice niezaleznie od typu kanalu (cieply/zimny) - wtedy liczymy polowe obwodu oczka.

Albo liczymy pelny obwod, ale tylko dla kanalow jednego typu.

 

Wyjdzie mniej wiecej na to samo.

 

Wychodzi masakryczna wrecz powierzchnia wymiany. Jednak trzebaby eksperymentalnie sprawdzic opory w kanalikach - przy jakiej predkosci powietrza, zaczynaja szybko rosnac. IMHO punkt przegiecia wyznaczy nam max oplacalna przepustowosc pojedynczego kanalika.

 

Nadchodzi jednak pewna mysl - zarowno z moich, jak i adama obliczen wynika, ze wsyatrczajaca jest powierzchnia wymiany rzedu 22-25m2. Czy przewymiarowanie tej powierzchni ma sens? Och bardzo bym chcial zrobic badania roznych typow wymiennikow. Nie jestem fizykiem wiec trudno mi sobie wyobrazic wszystkie zjawiska, jakie maja wplyw, a niezmiernie mnie ten temat wciagnal

[Jani_63]

Powierzchnia przekroju kanalików dla pojedynczej strugi w tym układzie wynosi 393,75cm2

co odpowiada powiedzmy rurze o średnicy 220mm.

Przy przetłaczaniu 250m3/h predkość powietrza w każdym kanaliku będzie wynosić 1,77m/s.

Przy takiej prędkości strugi powietrza spadek ciśnienia powinien wynosić około 0,6Pa dla samego kanału.

 

Przy założeniu że prędkość strugi w wymienniku nie powinna przekraczać 3m/s, wymiennik o takich wymiarach pozwoli nam przetłoczyć około 350m3/h.

IMHO

[Amorphis]

Tadaaa!!

 

Działa!!

[Magus]

...Przy takiej prędkości strugi powietrza spadek ciśnienia powinien wynosić około 0,6Pa dla samego kanału.

 

Mozesz powiedziec, jak to wyliczyles?

 

Dla wiekszego kanalu - nie widze problemow, ale tu mamy bardzo male kanaliki. Owszem w sumie daja spory przekroj, ale powierzchnia scianki wzdloz ktorej leci powietrze jest przeogromna (viode lepkosc powietrza->opory) Moim zdaniem spadek cisnienia bedzie znacznie wiekszy, ale poczekam az przedstawisz swoje wyliczenia

[Magus]

Udalo mi sie znalezc wzorky i policzylem spadek cisnienia dla 1m przewodu o przekroju 1.5mm

 

V=0.1 m/s -> 24.29 Pa

V=0.5 m/s -> 121.46 Pa

V=1.0 m/s -> 242.92 Pa

V=1.5 m/s -> 364.37 Pa

 

niestety nie wyglada to dobrze ...

[Jani_63]

Może nie tyle wyliczyłem co szacowałem.

Wiem, poszedłem trochę na skróty.

Spadek ciśnienia wziąłem z tabeli spadków ciśnień na odcinku prostym dla kanałów elastycznych.

Przyjąłem przekrój kanału jako całość bez rozbicia na poszczególne kanaliki.

Jako rekompensację lepkości powietrza i zmiany przekroju z okrągłego na kwadratowy, odczytany wynik podwoiłem.

Sam kanał elastyczny już starcie, też stawia o ileś tam większy opór niż kanał o gładkich ściankach.

Wyszedłem z założenia, że taki margines błędu (podwojenie odczytu z tabeli + większa "chropowatość" ściany kanału uwzględnionego w tabeli) powinien wystarczyć.

 

Można by się ewentualnie pokusić o dokładne policzenie spadku ciśnienia dla pojedynczego kanaliku,

którym w omawianym przypadku (250m3/h; 17500 kanalików) będzie przepychane 0,0143m3/h,

czyli 14,29dm3(l)/h - 0,238l/min.

cm3/s sobie darujmy. To mniej niż pojemność standardowej strzykawki .

Tylko czy dla omawianego przypadku aż taka dokładność jest wymagana?

IMHO nie.

Możesz oczywiście, jeśli masz zastrzeżenia do takiego sposobu szacowania, policzyć sobie wszystko na piechotę.

 

Sam wymiennik jako całość będzie stawiał większy opór.

Jaki? Nie wiem.

Ale analogicznie, samo wejście w przestrzeń wymiany przypomina zakratkowaną czerpnię, a dla niej przyjmuje się spadek ciśnienia 30Pa.

[Magus]

A teraz moje obliczenia:

 

Zaczlem od wyznaczenia liczby Reynoldsa (decyduje o typie przeplywu -> laminarny/turbulentny/burzliwy).

 

Re=ro*V*d/u

 

gdzie:

 

ro - gestosc powietrza - 1.2928 [kg/m3]

V - predkosc [m/s]

d - sredcnica kanalu [m]

u - lepkosc dynamiczna, dla powietrza to 17,08·10-6 Pa·s

 

Teraz roznica cisnien (rownanie Darcy-Weisbacha):

 

dP = lambda * (l/d) * (ro * V^2) / 2

 

l - dlugosc odcinka [m]

 

lambda - wsp. oporow przeplywu, dla wartosci Re<2300 kozysta sie ze wzoru:

 

lambda = 64 / Re

 

Dla wartosci:

 

V = 0.1 m/s

d = 1.5 [mm] = 1.5 x 10^-3 [m]

l = 1 m

 

Re = 11.35

 

dP w takim wypadku to 24.29 Pa

 

Prosze jakiegos fizyka o sprawdzenie obliczen

 

Dodam jeszcze, ze przy przeplywie laminarnym (Re<2300) chropowatosc scianek nie ma znaczenia.

No i teraz musze znalezc sposob jak policzyc te opory dla przekroju prostokatnego.

Edytowane 29 Września 2010 przez Magus

[Magus]

Wyglada na to, ze wyliczone spadki sa zalezne od odleglosci scianek, a nie od przekroju. Tak wiec dla szcelin (czyli naprzemienne szerokie i plaskie kanaly) wystapia te same wielkosci. Podaje wiec mala tabelke:

 

D[mm].|...0.1..........0.5.............1.0.............1.5 [m/s]

-------------------------------------------------------------------

1.5........|24.29....121.46.....242.92......364.37

2.0........|13.66......68.32......136.64......204.96

2.5........|..8.74......43.72.......87.45......131.17

3.0........|..6.07......30.36.......60.73.........91.09...[Pa]

 

W tym momencie warto sie zastanowic jaki opor wymiennika dopuszczamy (korelacja z moca/wydajnoscia wentylatora i obciazeniem ukladu wentylacji).

Edytowane 29 Września 2010 przez Magus

[Jani_63]

Tak jak patrzę na Twoje wyliczenia, to dochodzę do wniosku że to całe moje szacowanie to psu na budę się zdało.

Powiew więcej. Bez żadnego hipotetycznego przeliczania, uwzględniając opór rzeczywisty dla pojedynczego kanału, jeśli pomnożymy go przez ilość tych kanalików wychodzą wartości absurdalne, a tego nie uwzględniłem na początku.

Fizyka jest jedna.

Z tego by wynikało, że przy prędkości strugi powietrza 1,77m/s, a taką rozpatrujemy, to przy tym przekroju (1,5x1,5mm) pojedynczego kanalika uzyskujemy spadek ciśnienia na poziomie 430Pa.

Jak mnie pamięć nie myli, Klingenburg w swoich wymiennikach przeciwprądowych nie schodzi poniżej 1,8mm, stosując standardowo rozstaw płyt 2,2mm.

Wymiennik przeciwprądowy Siwickiego daje stratę 200Pa, a to dla samego wymiennika mało nie jest.

Za cienką płytę PP wzięliśmy na tapetę

Edytowane 29 Września 2010 przez Jani_63

[Magus]

Dla calego wymiennika nie dodajesz spadkow na wszystkich kanalach - biezesz tylko najwiekszy spadek (mamy polaczenie rownolegle, a nie szeregowe), wiec nie jest az tak tragicznie.

 

Ja bym wzial pod uwage wewnetrzny wymiar 2,5-3,0mm.

Z tego trzeba obliczyc aby dla zadanego wydatku uzyskac predkosc przeplywu na poziomie max 1,5 m/s.

Do tego czas przebywania powietrza w wymienniku - min 1sek.

 

Biorac pod uwage te dane mozemy wyliczyc teoretyczne gabaryty wymiennika.

[Amorphis]

Mam pliczek o nazwie "przewody powietrzne.pdf" Można go wygooglać i ściągnąć z chomika, elektrody czy exsite. Są tam wszystkie tablice, wzory itp rzeczy do liczenia spręży, prędkości przepustowości itp.

Proponuję rozważyć nowe podejście w reku, które Mistrzu rozważał w nagrzewnicach. Okno 1m x 1m o długości nie większej niż pół metra, długość ma jednak znaczenie, spręż powinien się tu łatwiej poddać. Długość możemy jeszcze spokojnie ograniczać, bo przy szachownicy są długie wloty i wyloty wyciętych kanalików. Tam też odbywa się sprawnie wymiana ciepełka. Oczywiście pp 2mm raczej nie wejdzie w rachubę, choć 60Pa w 3mm pp przy 1m/s to już wartość pokonywalna i do przyjęcia.

Całkiem przyjemnie też wyglądało prezentowane tu zdjęcie pp przy linijce, gdzie kanały wyglądały na oko na mniej więcej 2mm x 4mm, Na pewno przekrój tego pp jest naszym większym sprzymierzeńcem. Jeśli istnieją jeszcze inne niestandardowe przekroje, to na pewno da się coś wybrać coś lepszego pod konkretny wymiennik.

[Magus]

Dokumencik fajny

 

Z wykresem jest tylko ten feler, ze wydaje mi sie, ze najmniejsza srednica to 30mm (0,03m). Inne wartosci trzeba by sobie wyliczyc, albo dorysowa, bo wyladuja ponizej przedstawionego wykresu.

 

Inna kwestia, ze podaja inny wzor dla lambdy - 16/Re. Ja w innych zrodlach znalazmen tez 32/Re i 64/Re - ta ostatnia wartosc wzieta z podrecznika, wiec ja wzialem do obliczen. Mam nadzieje, ze slusznie.

[Amorphis]

Cieszę się, że pliczek pomaga. Jest w nim też parę innych różniących się zmiennych i stałych w stosunku do Twoich danych. Jednak mocno na wyniki to nie wpływa, 10% maksimum, a to ewentualnie i tak zmieści się w błędach wykonawczych i powiększeniu wymiennika o kilka płyt za 50zł po dołożeniu tzw. współczynnika strachu. Nie wiem też, czy wykres poniżej 30mm przekroju jest zmniejszany dalej liniowo, czy może przejdzie do opadającej funkcji poniżej pewnego wymiaru. W każdym razie 3mm pp wygląda spokojnie realnie, parę płyt dołożyć dla cichości, przepływu, wymiany i zmniejszenia długości i zadziała. 4mm to już pewnie będzie bajka ze sprężem i w dalszym ciągu powierzchnią wymiany i kosztami bijemy każdego blaszaka. Czas ostrzyć noże na wycinanie pp

 

Co z foliami i innymi bombardowaniami powierzchni? Zdekoduj.

[zukow2]

witajcie, proszę o pomoc:)

 

układam właśnie przewody -z reku wychodzą przewody o przekroju 180, a potem do pomieszczeń są różne długości(przekrój 160 a przy wejściu do pomieszczenia 125), co może powodować hałas.Czy zamontowanie skrzynki rozprężnej między przewodami 180 a 160 dla nawiewu i wyciągu pomoże?Ułożę kanały możliwie w równych odcinkach.

 

gdzie mogę kupić skrzynkę rozprężną z wejściem na 180 i 2 x wyjście na 160?

 

szukałem w necie ale nic nie znalazłem.

 

pozdrawiam

[manieq82]

większość firm zajmujących się sprawami wentylacji zrobi Ci taką

ja robiłem w takiej firmie w nadarzynie termo lux czy jakoś tak