تهوية العرض والعادم مع استعادة الحرارة: مبدأ التشغيل ، نظرة عامة على المزايا والعيوب

يؤدي تناول الهواء النقي في الفترة الباردة إلى الحاجة إلى التدفئة لضمان المناخ الداخلي الصحيح. لتقليل تكلفة الكهرباء يمكن استخدام العرض والتهوية العادم مع استرداد الحرارة.

إن فهم مبادئ عملها سيسمح بخفض فاقد للحرارة بأكبر قدر من الكفاءة مع الحفاظ على كمية كافية من الهواء المستبدل. دعونا نحاول معرفة ذلك.

توفير الطاقة في أنظمة التهوية

في فترة الخريف والربيع عندما تكون التهوية مشكلة كبيرة ، يكون الفرق الكبير في درجة الحرارة بين الهواء الداخل والهواء. يندفع التيار البارد إلى أسفل ويخلق مناخًا محليًا غير مواتٍ في المنازل والمكاتب وفي مكان العمل أو تدرج درجة حرارة رأسي غير مقبول في المستودع.

الحل المشترك للمشكلة هو الاندماج في تهوية التوريد سخان الهواءيتم من خلالها تسخين التدفق. يتطلب مثل هذا النظام استهلاك الطاقة ، بينما تؤدي كمية كبيرة من الهواء الدافئ الخارج إلى فقدان كبير للحرارة.

يعمل الخروج إلى الخارج مع البخار المكثف كمؤشر لفقدان حرارة كبير ، والذي يمكن استخدامه لتسخين التيار الوارد

إذا كانت قنوات الإمداد بالهواء والعادم موجودة في مكان قريب ، فمن الممكن نقل حرارة التيار الصادر جزئيًا إلى الوارد. سيؤدي ذلك إلى تقليل استهلاك الطاقة للسخان أو التخلي عنه تمامًا. ويسمى جهاز لتوفير التبادل الحراري بين تدفقات غازات درجة الحرارة المختلفة بجهاز الاسترداد.

في الموسم الدافئ ، عندما تكون درجة الحرارة الخارجية أعلى بكثير من درجة حرارة الغرفة ، يمكن استخدام جهاز الاسترداد لتبريد التيار الوارد.

وحدة وحدة مع استرداد

الهيكل الداخلي لنظام التهوية استرداد متكامل بسيطة بما فيه الكفاية ، وبالتالي يمكن شراء وتركيب عنصر مستقل من حيث الحكمة. في حالة صعوبة التجميع أو التجميع الذاتي ، يمكنك شراء حلول جاهزة في شكل أحادي الكتلة أو هياكل جاهزة فردية حسب الطلب.

يمكن استكمال التصميم النموذجي لجهاز نظام تهوية الإمداد والعادم مع جهاز استرداد يقع في مبيت واحد بعقد أخرى وفقًا لتقدير المستخدم

العناصر الرئيسية ومعلماتها

عادة ما تكون العلبة مع عزل الحرارة والضوضاء من صفائح الفولاذ. في حالة التثبيت على الحائط ، يجب أن يتحمل الضغط الذي يحدث عند فتح فتحات حول الوحدة ، وكذلك منع الاهتزاز من المراوح.

في حالة المدخول الموزع وتدفق الهواء عبر الغرف المختلفة ، يتم توصيلها بالإسكان نظام مجاري الهواء. وهي مجهزة بصمامات ومخمدات لتوزيع التدفق.

في حالة عدم وجود مجاري الهواء ، يتم تثبيت شبكة أو ناشر على مخرج هواء الإمداد من جانب الغرفة لتوزيع تدفق الهواء. يتم تركيب شبكة سحب الهواء الخارجي على فتحة الدخول من الشارع لمنع الطيور والحشرات الكبيرة والقمامة من دخول نظام التهوية.

يتم توفير حركة الهواء بواسطة اثنين من المراوح المحورية أو الطاردة المركزية. في وجود جهاز الاسترداد ، من المستحيل دوران الهواء الطبيعي بكمية كافية بسبب السحب الديناميكي الهوائي الناتج عن هذه الوحدة.

ينطوي وجود جهاز الاسترداد على تركيب فلاتر دقيقة في مدخل كلا التدفقين. هذا ضروري لتقليل انسداد الغبار والدهون في القنوات الرقيقة للمبادل الحراري. خلاف ذلك ، من أجل الأداء الكامل للنظام يجب أن يزيد من تواتر الصيانة الوقائية.

يجب تغيير المرشحات الدقيقة أو تنظيفها بشكل دوري. خلاف ذلك ، سوف تؤدي زيادة مقاومة تدفق الهواء إلى كسر المراوح.

يشغل واحد أو أكثر من أجهزة الاسترداد الجزء الأكبر من جهاز الإمداد والعادم. يتم تركيبها في وسط الهيكل.

في حالة الصقيع الشديد النموذجي للمنطقة وعدم كفاية المبادل الحراري لتسخين الهواء الخارجي ، يمكن تثبيت سخان الهواء بشكل إضافي. أيضًا ، إذا لزم الأمر ، يتم تركيب جهاز ترطيب ومؤين وأجهزة أخرى لإنشاء مناخ محلي موات في الغرفة.

تشمل الموديلات الحديثة وحدة تحكم إلكترونية. التعديلات المتطورة لها وظائف لبرمجة أوضاع التشغيل اعتمادًا على المعلمات المادية للهواء. تتميز الألواح الخارجية بمظهر جذاب ، حيث يمكن دمجها جيدًا في أي غرفة داخلية.

حل مشكلة التكثيف

يخلق تبريد الهواء القادم من الغرفة المتطلبات الأساسية لتصريف الرطوبة وتكوين المكثفات. في حالة ارتفاع معدل التدفق ، ليس لدى معظمها وقت للتراكم في جهاز الاسترداد ويخرج. مع حركة الهواء البطيئة ، يبقى جزء كبير من الماء داخل الجهاز. لذلك ، من الضروري ضمان جمع الرطوبة وإزالتها خارج السكن نظام الإمداد والعادم.

جهاز أساسي لجمع وإزالة المكثفات هو مقلاة تقع أسفل جهاز الاسترجاع مع منحدر نحو فتحة التصريف

يتم إنتاج خلاصة الرطوبة في حاوية مغلقة. يتم وضعها فقط في الداخل لتجنب تجميد قنوات التدفق عند درجات حرارة دون الصفر.لا توجد خوارزمية موثوقة لحساب حجم المياه التي يتم الحصول عليها عند استخدام الأنظمة مع جهاز الاسترداد ، لذلك يتم تحديدها تجريبيًا.

إعادة استخدام المكثفات لترطيب الهواء أمر غير مرغوب فيه ، حيث أن الماء يمتص العديد من الملوثات ، مثل العرق البشري والروائح وغيرها.

قلل بشكل كبير كمية المكثفات وتجنب المشاكل المرتبطة بمظهرها من خلال تنظيم نظام عادم منفصل عن الحمام والمطبخ. في هذه الغرف يكون للهواء أعلى نسبة رطوبة. إذا كان هناك العديد من أنظمة العادم ، فيجب الحد من تبادل الهواء بين المناطق التقنية والسكنية عن طريق تثبيت صمامات الفحص.

في حالة تبريد تدفق الهواء الصادر إلى درجات حرارة سلبية داخل جهاز الاسترداد ، يتحول المكثف إلى ثلج ، مما يؤدي إلى انخفاض في المقطع العرضي الحي للتدفق ، ونتيجة لذلك ، انخفاض في الحجم أو التوقف التام للتهوية.

من أجل إزالة الصقيع الدورية أو لمرة واحدة من جهاز الاسترداد ، يتم تثبيت تجاوز - قناة تجاوز لحركة هواء الإمداد. عندما يمر التدفق بتجاوز الجهاز ، يتوقف نقل الحرارة ، يسخن المبادل الحراري ويصبح الثلج سائلاً. يتدفق الماء إلى خزان تجميع المكثفات أو يتبخر إلى الخارج.

مبدأ جهاز الالتفافية بسيط ، لذلك ، إذا كان هناك خطر من تكوين الجليد ، فمن المستحسن توفير مثل هذا الحل ، حيث أن استرداد الحرارة للمبادل الحراري بطرق أخرى معقد وطويل

عندما يمر التدفق عبر الممر الجانبي ، لا يوجد تسخين لهواء الإمداد من خلال جهاز الاسترداد. لذلك ، عند تنشيط هذا الوضع ، من الضروري تشغيل سخان الهواء تلقائيًا.

ميزات أنواع مختلفة من أجهزة الاسترداد

هناك العديد من الخيارات الهيكلية المختلفة لتنفيذ نقل الحرارة بين تدفقات الهواء البارد والمسخن. لكل منهم ميزاته المميزة التي تحدد الغرض الرئيسي لكل نوع من أجهزة الاسترداد.

لوحة مبادل حراري للتدفق

يعتمد تصميم المبادل الحراري للألواح على ألواح رقيقة الجدران متصلة بالتناوب بطريقة تتناوب فيها المرور بين درجات الحرارة المختلفة بزاوية 90 درجة. أحد تعديلات هذا النموذج هو جهاز بقنوات ذات زعانف للممر الجوي. لديها معامل نقل حرارة أعلى.

يتم تحقيق الممر البديل لتدفق الهواء الدافئ والبارد من خلال الألواح من خلال ثني حواف الألواح ومركبات الختم مع راتنجات البوليستر

يمكن تصنيع لوحات نقل الحرارة من مواد مختلفة:

• سبائك النحاس والنحاس والألومنيوم لديها موصلية حرارية جيدة وغير قابلة للصدأ.
• البلاستيك المصنوع من مادة البوليمر مسعور مع معامل عالي من التوصيل الحراري خفيف الوزن ؛
• يسمح السليلوز الماص للمكثفات باختراق اللوحة والعودة إلى الغرفة.

العيب هو إمكانية التكثيف عند درجات حرارة منخفضة. نظرًا للمسافة الصغيرة بين الألواح ، تزيد الرطوبة أو الثلج بشكل كبير من السحب الديناميكي الهوائي. في حالة التجميد ، من الضروري إيقاف تدفق الهواء الوارد لتدفئة الألواح.

مزايا جهاز استرجاع الصفائح كما يلي:

• تكلفة منخفضة
• عمر خدمة طويل
• فترة طويلة بين الصيانة الوقائية وبساطتها ؛
• الأبعاد والوزن الصغير.

هذا النوع من أجهزة الاسترداد هو الأكثر شيوعًا في المباني السكنية والمكاتب. يتم استخدامه أيضًا في بعض العمليات التكنولوجية ، على سبيل المثال ، لتحسين احتراق الوقود أثناء تشغيل الأفران.

طبل أو نوع دوار

يعتمد مبدأ تشغيل المبادل الحراري الدوار على دوران المبادل الحراري ، الذي يوجد بداخله طبقات من المعدن المموج بسعة حرارة عالية.نتيجة للتفاعل مع النفايات السائلة ، يتم تسخين قطاع الأسطوانة ، مما يؤدي لاحقًا إلى إطلاق الحرارة إلى الهواء الداخل.

المبادل الحراري للشبكات الدقيقة للمبادل الحراري الدوار عرضة للانسداد ، لذلك من المهم بشكل خاص الانتباه إلى جودة عمل المرشحات الدقيقة

مزايا أجهزة الاسترداد الدوارة هي كما يلي:

• كفاءة عالية إلى حد ما بالمقارنة مع الأنواع المتنافسة ؛
• عودة كمية كبيرة من الرطوبة التي تبقى في شكل مكثف على الأسطوانة وتبخر عند ملامسة الهواء الجاف الوارد.

يستخدم هذا النوع من أجهزة الاسترداد بشكل أقل شيوعًا للمباني السكنية ذات التهوية السكنية أو المنزلية. غالبًا ما يتم استخدامه في غرف الغلايات الكبيرة لإعادة الحرارة إلى الأفران أو للمنشآت الصناعية أو التجزئة الكبيرة.

ومع ذلك ، فإن هذا النوع من الأجهزة له عيوب كبيرة:

• هيكل معقد نسبيًا مع أجزاء متحركة ، بما في ذلك المحرك الكهربائي والأسطوانة ومحرك الحزام ، الأمر الذي يتطلب صيانة مستمرة ؛
• زيادة مستوى الضوضاء.

في بعض الأحيان بالنسبة للأجهزة من هذا النوع ، يمكن العثور على مصطلح "مبادل حراري متجدد" ، وهو أكثر صحة من "جهاز الاسترداد". والحقيقة هي أن جزءًا صغيرًا من هواء العادم يتدفق مرة أخرى بسبب الملاءمة الفضفاضة للأسطوانة لجسم الهيكل.

هذا يفرض قيودًا إضافية على إمكانية استخدام أجهزة من هذا النوع. على سبيل المثال ، لا يمكن استخدام الهواء الملوث من مواقد التدفئة كحامل حرارة.

أنبوب ونظام غلاف

يتكون جهاز الاسترداد الأنبوبي من أنابيب رقيقة الجدران ذات قطر صغير تقع في الغلاف المعزول للنظام ، والتي من خلالها يتدفق الهواء الخارجي. على الغلاف ينتج خرج كتلة هواء دافئ من الغرفة ، مما يسخن التيار الوارد.

يجب أن يتم إخراج الهواء الدافئ بدقة من خلال الغلاف ، وليس من خلال نظام الأنابيب ، لأنه من المستحيل إزالة المكثفات منها

المزايا الرئيسية للتعافي الأنبوبي هي كما يلي:

• كفاءة عالية ، بفضل مبدأ التيار المعاكس لحركة المبرد والهواء الوارد ؛
• توفر بساطة التصميم وغياب الأجزاء المتحركة مستوى ضوضاء منخفض ونادرًا ما تنشأ حاجة للصيانة ؛
• عمر خدمة طويل
• أصغر مقطع عرضي بين جميع أنواع أجهزة الاسترداد.

تستخدم أنابيب الأجهزة من هذا النوع إما معدن خفيف أو بوليمر أقل شيوعًا. هذه المواد ليست استرطابية ، لذلك ، مع وجود اختلاف كبير في درجة حرارة التدفقات ، من الممكن تكوين مكثف مكثف في الغلاف ، مما يتطلب حلًا بنّاءًا لإزالته. عيب آخر هو أن الحشوة المعدنية لها وزن كبير ، على الرغم من أبعادها الصغيرة.

إن بساطة تصميم جهاز الاسترداد الأنبوبي يجعل هذا النوع من الأجهزة شائعًا في التصنيع الذاتي. كغطاء خارجي ، يتم استخدام الأنابيب البلاستيكية لمجاري الهواء ، المعزولة بقذائف البولي يوريثين.

جهاز نقل الحرارة المتوسط

في بعض الأحيان تقع قنوات الإمداد والعادم على مسافة من بعضها البعض. قد ينشأ هذا الوضع بسبب السمات التكنولوجية للمبنى أو المتطلبات الصحية للفصل الموثوق لتدفقات الهواء.

في هذه الحالة ، استخدم مبردًا متوسطًا يدور بين القنوات من خلال أنبوب معزول. كوسيلة لنقل الطاقة الحرارية باستخدام الماء أو محلول الماء والجليكول ، الذي يتم توفيره عن طريق مضخة حرارية.

جهاز الاسترداد المزود بمبرد وسيط هو جهاز حجمي ومكلف ، واستخدامه له ما يبرره اقتصاديًا للغرف ذات المساحات الكبيرة

في حالة إمكانية استخدام نوع مختلف من جهاز الاسترداد ، فمن الأفضل عدم استخدام نظام يحتوي على سائل تبريد وسيط ، حيث أن له عيوب كبيرة:

• كفاءة منخفضة مقارنة بأنواع الأجهزة الأخرى ، لذلك ، بالنسبة للغرف الصغيرة ذات تدفق الهواء المنخفض ، لا يتم استخدام هذه الأجهزة ؛
• حجم ووزن كبير للنظام بأكمله ؛
• الحاجة إلى مضخة كهربائية إضافية لتدوير السائل ؛
• زيادة الضوضاء من المضخة.

هناك تعديل في هذا النظام ، بدلاً من التدوير القسري لمائع التبادل الحراري ، يتم استخدام وسط ذو نقطة غليان منخفضة ، مثل الفريون. في هذه الحالة ، تكون الحركة على طول الدائرة ممكنة بطريقة طبيعية ، ولكن فقط إذا كان مجرى الهواء الموجود أعلى قناة العادم.

لا يتطلب مثل هذا النظام تكاليف طاقة إضافية ، ولكنه يعمل للتدفئة فقط عند اختلاف كبير في درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري ضبط نقطة التغيير في حالة تجمع مائع نقل الحرارة ، والتي يمكن تنفيذها عن طريق إنشاء الضغط المطلوب أو تركيبة كيميائية محددة.

المعلمات التقنية الرئيسية

بمعرفة الأداء المطلوب لنظام التهوية وكفاءة التبادل الحراري للمبادل الحراري ، من السهل حساب التوفير في تسخين الهواء لغرفة تحت ظروف مناخية محددة. بمقارنة الفوائد المحتملة مع تكلفة شراء وصيانة النظام ، يمكنك بشكل معقول أن تختار لصالح جهاز الاسترداد أو سخان الهواء القياسي.

في كثير من الأحيان ، يقدم مصنعو المعدات خطًا نموذجيًا تختلف فيه وحدات التهوية ذات الوظائف المماثلة في كمية تبادل الهواء. بالنسبة للمباني السكنية ، يجب حساب هذه المعلمة وفقًا للجدول 9.1. 54.13330.2016 س

معامل الأداء

يُفهم من كفاءة جهاز الاسترداد على أنه كفاءة نقل الحرارة ، والتي يتم حسابها بالصيغة التالية:

K = (T._ن - ت_ن) / (ت_في - ت_ن)

حيث:

• ت_ن - درجة حرارة الهواء الداخل إلى الغرفة ؛
• ت_ن - درجة الحرارة الخارجية ؛
• ت_في - درجة حرارة الهواء في الغرفة.

القيمة القصوى للكفاءة مع المعيار معدلات تدفق الهواء ونظام درجة حرارة معين مشار إليه في الوثائق الفنية للجهاز. سيكون سعرها الحقيقي أقل قليلاً.

في حالة التصنيع المستقل لصفيحة أو مبادل حراري أنبوبي ، لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة في نقل الحرارة ، من الضروري الالتزام بالقواعد التالية:

• يتم ضمان أفضل تبادل للحرارة بواسطة الأجهزة ذات التيار المعاكس ، ثم أجهزة التدفق المتقاطع ، والأصغر - مع الحركة الأحادية الاتجاه لكلا التدفقين.
• يعتمد معدل نقل الحرارة على المواد وسمك الجدران التي تفصل بين الجداول ، وكذلك على مدة الهواء داخل الجهاز.

بمعرفة كفاءة جهاز الاسترداد ، يمكنك حساب كفاءة طاقته في درجات حرارة مختلفة للهواء الخارجي والداخلي:

E (W) = 0.36 x P x K x (T_في - ت_ن)

حيث P (م³/ ساعة) - استهلاك الهواء.

يوضح حساب كفاءة جهاز الاسترداد من الناحية النقدية والمقارنة مع تكاليف شرائه وتركيبه لمنزل مكون من طابقين بمساحة إجمالية تبلغ 270 مترًا مربعًا جدوى تركيب مثل هذا النظام

تكلفة أجهزة الاسترداد ذات الكفاءة العالية عالية جدًا ، ولها بنية معقدة وحجم كبير. في بعض الأحيان يمكنك التغلب على هذه المشاكل عن طريق تثبيت العديد من الأجهزة الأبسط بحيث يمر الهواء الوارد عبرها بالتتابع.

أداء نظام التهوية

يتم تحديد حجم تدفق الهواء عن طريق الضغط الساكن ، والذي يعتمد على قوة المروحة والمكونات الرئيسية التي تخلق السحب الديناميكي الهوائي.كقاعدة ، حسابها الدقيق مستحيل بسبب تعقيد النموذج الرياضي ، لذلك يتم إجراء دراسات تجريبية للتصميمات أحادية الكتلة النموذجية ، ويتم اختيار المكونات للأجهزة الفردية.

يجب تحديد طاقة المروحة مع مراعاة معدل نقل أي نوع من أجهزة الاسترداد المركبة ، والذي يشار إليه في الوثائق الفنية كمعدل التدفق الموصى به أو مقدار الهواء المسموح به بواسطة الجهاز لكل وحدة زمنية. كقاعدة ، لا تتجاوز سرعة الهواء المسموح بها داخل الجهاز 2 م / ث.

خلاف ذلك ، عند السرعات العالية في العناصر الضيقة لجهاز الاسترداد ، هناك زيادة حادة في السحب الديناميكي الهوائي. هذا يؤدي إلى تكاليف الطاقة غير الضرورية ، والتدفئة غير الفعالة للهواء الخارجي وتقصير عمر المراوح.

يوضح الرسم البياني لفقدان الضغط مقابل معدل تدفق الهواء للعديد من نماذج المبادلات الحرارية عالية الأداء زيادة غير خطية في المقاومة ، لذلك ، من الضروري الالتزام بمتطلبات حجم تبادل الهواء الموصى به المشار إليه في الوثائق الفنية للجهاز

يؤدي تغيير اتجاه تدفق الهواء إلى مزيد من السحب الديناميكي الهوائي. لذلك ، عند نمذجة هندسة القناة الداخلية ، من المستحسن تقليل عدد دورات الأنابيب بمقدار 90 درجة. تزيد ناشرات تشتت الهواء أيضًا من المقاومة ، لذلك يُنصح بعدم استخدام عناصر ذات نمط معقد.

تؤدي الفلاتر والشبكات الملوثة إلى حدوث تداخل كبير مع التدفق ، لذلك يجب تنظيفها أو استبدالها بشكل دوري. تتمثل إحدى الطرق الفعالة لتقييم الانسداد في تثبيت أجهزة استشعار تراقب انخفاض الضغط في المناطق قبل المرشح وبعده.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

مبدأ تشغيل جهاز الاسترجاع الدوار واللوح:

قياس كفاءة جهاز الاسترداد من نوع اللوحة:

أثبتت أنظمة التهوية المنزلية والصناعية المزودة بجهاز استرداد متكامل كفاءة طاقتها في الحفاظ على الحرارة في الداخل. الآن هناك العديد من العروض لبيع وتركيب هذه الأجهزة في شكل نماذج جاهزة ومختبرة ، وكذلك للطلبات الفردية. يمكنك حساب المعلمات اللازمة وإجراء التثبيت بنفسك.

إذا كانت لديك أسئلة عند قراءة المعلومات أو إذا وجدت عدم دقة في موادنا ، فالرجاء ترك تعليقاتك في المربع أدناه.