استعادة الحرارة في أنظمة التهوية: مبدأ التشغيل والخيارات

في عملية التهوية من الغرفة ، لا يتم استخدام هواء العادم فحسب ، بل أيضًا جزء من الطاقة الحرارية. في الشتاء ، يؤدي ذلك إلى زيادة فواتير الطاقة.

لتقليل التكاليف غير الضرورية ، دون المساس بتبادل الهواء ، سيسمح استرداد الحرارة في أنظمة التهوية المركزية والمحلية. لاستعادة الطاقة الحرارية ، يتم استخدام أنواع مختلفة من المبادلات الحرارية - أجهزة الاسترداد.

تصف المقالة بالتفصيل نماذج الوحدات وميزات تصميمها ومبادئ التشغيل والمزايا والعيوب. ستساعد المعلومات المقدمة في اختيار الخيار الأفضل لترتيب نظام التهوية.

مفهوم الاسترداد: مبدأ تشغيل المبادل الحراري

يعني الاسترداد المترجم من اللاتينية استرداد أو إرجاع. فيما يتعلق بتفاعلات التبادل الحراري ، يتميز الاسترداد بأنه عودة جزئية للطاقة المستهلكة في تنفيذ إجراء تكنولوجي لغرض التطبيق في نفس العملية.

في نظام تهوية يستخدم مبدأ الاسترداد لتوفير الطاقة الحرارية.

قياسا على ذلك ، يتم استرداد التبريد في الطقس الحار - حيث تقوم كتل الإمداد الدافئة بتسخين الناتج "العمل" وتنخفض درجة حرارتها.

تتم عملية استعادة الطاقة في مبادل حراري للاسترداد. يوفر الجهاز وجود عنصر التبادل الحراري والمراوح لضخ تدفقات الهواء متعددة الاتجاهات. يتم استخدام نظام أوتوماتيكي للتحكم في العملية والتحكم في جودة إمدادات الهواء.

تم تصميم التصميم بحيث يكون تدفق العادم والتدفق في حجيرات منفصلة ولا يختلط - يتم استرداد الحرارة من خلال جدران المبادل الحراري.

فهم وفهم ما هو التهوية المستعادة رسم تخطيطي واضح لدوران الهواء سيساعد.

من خلال أغطية الغرف الرطبة (المرحاض ، الحمام ، المطبخ) ، يحدث تدفق هواء العادم. قبل المغادرة ، يمر من خلال المبادل الحراري ويترك بعض الحرارة. يتحرك الهواء المزود في الاتجاه المعاكس ، ويسخن ويدخل غرف المعيشة (+)

نفعية جهاز التعافي في التهوية

من الممكن التحدث عن جدوى ترتيب التهوية التجديدية من خلال تقييم فعالية النظام ومقارنة مزاياه مع العيوب.

يتم أخذ جزء من الحرارة من هواء العادم المسحوب ونقله إلى الطائرات النفاثة المحقونة الموجهة داخل الغرفة. هذا يسمح لك بتقليل فقد الحرارة بنسبة تصل إلى 70٪ (+)

تكون الحاجة إلى استخدام استعادة الحرارة أكثر صلة بالمباني ذات مخرج الهواء القسري. كقاعدة ، هذه مباني منخفضة الجمود مبنية باستخدام تقنيات مبتكرة للعزل الحراري (منازل مصنوعة من ألواح الساندويتش وألواح سيليكات الغاز وكتل الرغوة).

في مثل هذه المباني ، لا تتراكم الجدران بشكل جيد ، كما أن تبادل الهواء الطبيعي غير فعال.

ومع ذلك ، فإن مشاكل دوران الهواء تتميز أيضًا بالطوب "التقليدي" والمباني الخرسانية. وجود نوافذ ضيقة عازلة للحرارة من PVC يمنع الدوران بحافز طبيعي - توقف تدفق الهواء النقي ، و يميل قناة التهوية أو يميل إلى الصفر.

الحل لمشكلة نافذة اليورو هو تنظيم التهوية القسرية. يستعيد النظام تبادل الهواء ، ولكن في الوقت نفسه ، يزيد فقدان الحرارة إلى 60٪. وهنا لا يمكنك الاستغناء عن الاسترداد الحراري.

يتم التعبير عن كفاءة عملية التبادل كنسبة مئوية وتظهر كمية الحرارة المنبعثة من هواء العادم لتسخين "التدفق" الطازج

عامل الكفاءة لاستعادة الحرارة التهوية:

• 0% - نافذة مفتوحة - يتم إزالة الهواء الدافئ إلى الغلاف الجوي ، ويدخل الهواء البارد إلى الداخل ، مما يخفض درجة الحرارة في الغرفة ؛
• 100% - تسخين هواء التزويد إلى درجة حرارة "العادم" - من المستحيل من الناحية التقنية تنفيذه ؛
• 30-90% - معلمة مقبولة ، يعتبر الاسترداد جيدًا بكفاءة 60 ٪ أو أكثر ، وكفاءة أكثر من 80 ٪ - نقل حرارة ممتاز.

تعتمد فعالية النظام على نوع جهاز الاسترداد وأبعاد الغرفة وتدفق الهواء. على أي حال ، فإن استخدام التهوية التجديدية حتى بكفاءة 30٪ هو أكثر ربحية من غيابه. بالإضافة إلى التوفير الكبير في موارد الطاقة ، فإن "استعادة الحرارة" يحسن المناخ المحلي الكلي.

مساوئ استخدام المبادل الحراري:

1. التقلب. إن شراء معدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء له ما يبرره إذا كان استهلاك الطاقة أقل بكثير من مدخراته بعد تركيب المبادل الحراري.
2. التكثيف بسبب اختلاف درجة الحرارة ، قد تتكثف الرطوبة على جدران المبادل الحراري. في فصل الشتاء ، هناك فرصة للتجليد ، وهو محفوف بانخفاض سريع في الكفاءة أو فشل المبادل الحراري.
3. عمل صاخب. بعض النماذج تنبعث من همهمة أثناء التشغيل. إذا لم يكن هذا العيب ملحوظًا خلال النهار ، فإن الضوضاء تكون غير مريحة في الليل. أجهزة الاسترداد ذات العزل المحسن هادئة.

غالبًا ما تصبح الاستثمارات الأولية العالية الحجة الرئيسية ضد التهوية الموفرة للطاقة.

من المستحسن الاستثمار في نظام يؤتي ثماره في غضون 5-8 سنوات. يرجى ملاحظة أنه من أجل صيانة المجمع ، سيتعين عليك تحمل تكاليف إضافية ، على سبيل المثال ، الاستبدال الدوري للمراوح

ملامح أنواع مختلفة من المبادلات الحرارية

يحدد تصميم جهاز الاسترداد نمط تدفق المبرد ، وكفاءة نظام التهوية ، وفئة الطاقة وتكلفة المعدات. يتم استخدام خمسة أنواع من المبادلات الحرارية: لوحة ، دوارة ، أنابيب حرارية ، أجهزة غرف ونماذج مع ناقل حرارة وسيط.

استرداد Lamellar - بساطة التصميم

أساس المبادل الحراري هو غرفة مغلقة مع العديد من القنوات المتوازية. يتم فصل القنوات عن طريق أقسام - صفائح موصلة للحرارة مصنوعة من الفولاذ أو الألومنيوم.

يتم تجميع الألواح على شكل موجة (60-70 قطعة) في كتلة واحدة بحيث تقع القنوات المتشكلة مع بعضها البعض - الاضطراب الناتج عن تحسين نقل الحرارة (+)

يتحرك تدفق الغاز تجاه بعضهما البعض ، ويتقاطع في علبة جهاز الاسترداد ، ولكن لا يختلط. يتم التبادل الحراري بسبب التبريد والتسخين المتزامنين للصفائح من جوانب مختلفة.

مزايا مبادل حراري متقاطع:

• سهولة تركيب وتكوين المعدات ؛
• استبعاد اتصال الكتل الهوائية ؛
• التكلفة المعقولة والأبعاد المدمجة ؛
• عدم وجود فرك وتحريك الأجزاء.

يختلف مؤشر الأداء في نطاق 40-70٪.

العيب الرئيسي لنموذج الصفيحة هو التكاثف الذي يستقر في قناة العادم وتشكيل الجليد في الشتاء. لتذويب الوحدة ، يتم إعادة توجيه التيار الوارد لتجاوز المبادل الحراري ، ويذيب التيار الخارج الدافئ الجليد على الألواح.

في وضع "إزالة الصقيع" ، لا يتم توفير الطاقة ، ويتم استخدام سخانات الهواء التي تصل طاقتها إلى 5 كيلووات لتسخين الهواء الوارد. ينخفض ​​متوسط ​​قيمة الكفاءة بنسبة 20٪ (+)

هناك طريقتان لحل المشكلة:

1. التسخين المسبق لتدفق الهواء الداخل إلى درجة حرارة يتم فيها استبعاد تكوين الجليد.
2. استعادة مع لوحات السليلوز استرطابي. تمتص المادة الرطوبة من كتل هواء العادم وتحولها إلى التدفقات الواردة.

عند اختيار المبادل التبادلي ، يجب مراعاة الخصائص التشغيلية للوحات.

تعتمد خصائصها على مواد التصنيع:

1. ورق ألومنيوم - تكلفة معقولة ، ولكن الأداء محدود في فصل الشتاء. بالإضافة إلى ذلك ، لا يوصى به للمباني السكنية بسبب تجفيف الهواء. التعديلات مع "تعبئة" الألومنيوم - الخيار الأفضل للحمامات والمسابح.
2. أقسام بلاستيكية - مماثلة في السعر للمنتجات المعدنية ، ولكنها تختلف في كفاءة العمل المحسنة.
3. مبادل حراري للسليلوز - منع التجمد والحفاظ على محتوى الرطوبة الطبيعي في الداخل.

جهاز استرداد Hygrocellulose هو الأكثر اقتصادا والمثالي لتهوية المباني السكنية.

استرداد دوارة - كفاءة نظام عالية

يتم تقديم المبادل الحراري في شكل أسطوانة مملوءة بطبقات من المعدن المموج. أثناء دوران مجموعة الأسطوانة ، تدخل فتحات الهواء الدافئة أو الباردة بالتناوب في كل حجرة.

تصميم مبادل حراري دوار: عمود الدوران وقناتين هوائيتين. يتم تسخين جزء واحد من العضو الدوار عن طريق "التعدين" ، ويتم تمرير لفائف الأسطوانة والحرارة إلى الكتل الباردة المركزة في القناة المجاورة (+)

يتم تحديد كفاءة نقل الحرارة من خلال سرعة الدوار ، ويمكن تعديل الكفاءة.

الحجج "من أجل" الاسترداد الدوار:

• استعادة الحرارة تصل إلى 65-90٪ ؛
• الربحية استهلاك الطاقة
• تعويض جزئي للرطوبة - يمكنك الاستغناء عن المرطب ؛
• فترة الاسترداد - حتى 4 سنوات.

على الرغم من كفاءته العالية ، لم يصبح المبادل الحراري من نوع الأسطوانة رائداً بين المنشآت المماثلة.

سلبيات نظام التهوية:

1. مزيج من الهواء الملوث في التدفق. من خلال القنوات الصغيرة ، يتم تداول كتل العادم والعرض بالتناوب ، لذلك يتم إرجاع حوالي 3-8٪ من "التمارين". غالبًا ما تنقل الأسطوانة رائحة الهواء الخارج.
2. تعقيد التصميم. تحتاج الأجزاء الدوارة من الدوار إلى الصيانة الدورية والاستبدال الدوري. تحرك العناصر المتحركة الضوضاء والاهتزاز أثناء التشغيل.
3. تكلفة عالية. سعر النماذج الدوارة أعلى من سعر منتجات الألواح. هذا يرجع إلى استخدام الميكانيكا المعقدة في تصميم المبادل الحراري للبرميل.
4. أحجام كبيرة. يتم التثبيت في غرفة تهوية واسعة.

نظرًا للكتلة الكبيرة ، تستخدم محطات الدوار بشكل رئيسي في المؤسسات الصناعية.

لتقليل خلط تدفقات الهواء ، يتم استكمال أجهزة الاسترداد الدوارة بقطاعات وسيطة - هنا يتم نفخ القنوات الصغيرة بالهواء النقي ، الذي يدخل غطاء العادم. ناقص المخطط هو انخفاض الكفاءة (+)

المبادلات الحرارية الملزمة - نموذج جلايكول

نظرًا لميزات التصميم ، غالبًا ما يُشار إلى وحدة الاسترداد بمبرد وسيط بمبادلات حرارية مقترنة أو وحدة جليكول. هذا واحد من أكثر أنظمة استعادة الحرارة مرونة. تعطل أحد المبادلات الحرارية في قناة الإمداد ، والثاني في العادم.

في مخطط الأنابيب هناك: مضخة دوران ، وخزان تمدد ، وصمام هواء ، ووحدة تحكم ، ومستشعر درجة حرارة ، وصمام أمان ، ومؤشر ضغط (+)

مبدأ العمل. يدور تكوين الجليكوليك بين المبادلات الحرارية. ترتفع درجة حرارة سائل التبريد بسبب تيار التسخين الذي تمت إزالته ، ثم تنتقل الطاقة الحرارية إلى الهواء النقي. نظام مغلق يقضي على اختلاط الكتل الهوائية القادمة.

ملامح عمل المبادلات الحرارية مع المبرد:

• الكفاءة - 45-55٪ ؛
• تعديل الكفاءة بمساعدة مضخة - يتم تحديد سرعة حركة التجمد ؛
• القدرة على وضع قنوات الإمداد والعادم عن بعد (حتى 800 متر) ؛
• يتم تثبيت جهاز الاسترداد رأسيًا أو أفقيًا ؛
• في الصقيع الشديد ، يتجمد سطح المبادل الحراري للعادم - يظهر الجليد ؛ يسمح لك استخدام مانع التجمد بتشغيل جهاز الاسترداد دون اللجوء إلى إذابة الجليد ؛
• فترة استرداد النظام - حتى سنتين ؛
• يُسمح بمزيج من غطاء واحد وعدة تدفقات أو العكس.

يجب أن يكون حجم العادم والهواء متساويًا تقريبًا. عادة ما يتم استخدام مثل هذه أجهزة الاسترداد إذا كان التدفق سامًا أو ملوثًا بشدة عندما يكون تدفق الخلط غير مقبول.

تجميع الغرفة - براعة

من الناحية الهيكلية ، فإن المبادل الحراري للغرفة عبارة عن صندوق مغلق ، مقسم إلى الداخل بواسطة مخمد متحرك. يحدد قسم الفتح تشغيل جهاز الاسترداد.

يمر التدفق على طول قناة واحدة ، ويدخل التدفق إلى الغرفة الثانية. في المبادل الحراري ، تقوم الكتل الدافئة بتسخين جدران المقصورة الأولى. بعد فترة ، يتحرك الرفرف ويتغير اتجاه تدفق الهواء

ونتيجة لذلك ، يتحرك التدفق على طول الجدران الدافئة للقناة الأولى ، و "التعدين" يسخن سطح الغرفة الثانية. في لحظة معينة ، يعود القسم ويكرر الدورة.

مزايا غرفة التبادل الحراري للغرفة:

• الكفاءة - 80-90٪ ؛
• بالترادف مع العزل الحراري عالي الجودة ، يتم تقليل تكاليف التدفئة ؛
• سهولة التثبيت - ستكون هناك حاجة إلى مساعدة المتخصصين عند اختيار معلمات تركيب التهوية ؛
• الحفاظ على مستوى الرطوبة ؛
• يتم تجميد النظام.

يعد استرجاع الغرفة خيارًا ممتازًا للمناطق حيث يوجد ، على مدى فترة طويلة من العام ، عدم توازن كبير بين درجات الحرارة الداخلية والخارجية.

تشمل عيوب وحدة استرداد الحرارة ما يلي:

• الحاجة إلى الصيانة الدورية للأجزاء المتحركة ؛
• تمتزج النفاثات الهوائية القادمة جزئيًا - يمكن أن تتدفق الروائح والشوائب مرة أخرى إلى المبنى.

لتقليل الخليط ، تم تجهيز النظام عنصر التصفية. يصبح الهواء أنظف ، ولكن كفاءة جهاز الاسترداد تتناقص.

أنابيب الحرارة - نظام التبادل الحراري المغلق

يتكون جهاز الاسترداد من العديد من أنابيب النحاس أو الألومنيوم المملوءة بمواد متطايرة ، مثل الفريون. يعتمد مبدأ تشغيل المبادل الحراري الأنبوبي على العمليات الفيزيائية - تغيير في حالة المادة عند تسخينها.

يتم وضع الأنبوب الحراري عموديًا - الطرف السفلي للمبادل الحراري في قناة العادم ، والجزء العلوي في مجرى الهواء. التدفقات الصادرة حول نهاية الأنبوب - يسخن الفريون ويغلي ويتبخر (+)

يرتفع الغاز ويعطي الطاقة الحرارية للتدفق ، وبعد ذلك يتكثف الفريون ويتدفق إلى أسفل جهاز الاسترداد. تتكرر الدورة الحرارية في دائرة.

الخصائص التقنية والتشغيلية للمبادل الحراري الأنبوبي:

• كفاءة الجهاز - حتى 65٪ ؛
• عملية صامتة بسبب عدم وجود عناصر متحركة ؛
• بساطة التصميم والتواضع في الخدمة ؛
• الاكتناز - أبعاد صغيرة وخفيفة الوزن ؛
• استقلالية الطاقة - يدور المبرد بشكل طبيعي ؛

ميزة كبيرة هي أن تدفقات الهواء من التدفق والعودة ليست مختلطة.

نقاط ضعف الأنابيب الحرارية:

• مستوى عال من الكفاءة يتم تحقيقه من خلال نطاق درجة حرارة ضيق - مع ارتفاع درجة الحرارة المفاجئ ، يتبخر الفريون بالكامل ، ومع عدم كفاية التسخين ، يتباطأ معدل التبخر ؛
• قوة أنبوب منخفضة - التغيير في الشكل أو الضغط يقلل من أداء المعدات.

يتم استخدام أجهزة التعافي الأنبوبية في الإنشاءات الخاصة وفي المباني الإدارية والمكاتب والمناطق الصناعية الصغيرة.

طرق تنظيم التهوية التجددية

إن الانتعاش مجهز بإحدى الطرق: المركزية واللامركزية. في الحالة الأولى ، تمر التهوية من الغرفة بأكملها عبر المبادل الحراري ، في الثانية - من غرفة واحدة.

مجمع مركزي - وحدة مناولة الهواء

تم تجهيز نظام مركزي في مرحلة البناء أو التحديث الرئيسي لنظام التهوية.

تم تحديد تركيب الهواء العادم القسري (PVU) مع جهاز الاسترداد المدمج. معيار الاختيار الرئيسي هو الأداء العام للمجمع بناءً على حجم الهواء بالكامل في الهيكل (+)

يوفر PVU مع جهاز الاسترداد تبادلًا كافياً للهواء حتى في المنازل ذات النوافذ المغلقة. في الوقت نفسه ، يتم توزيع تدفقات الهواء بالتساوي دون إنشاء مسودات.

متكامل الهواء القسري وتركيبات العادم نوع أحادي الكتلة مجهز بـ:

• المعجبين - تزويد الهواء النقي على مدار الساعة وانبعاث الطائرات المشبعة بثاني أكسيد الكربون ؛
• سخانات - التسخين المسبق للتدفق ؛
• مرشحات - الاحتفاظ بالغبار والجسيمات الدقيقة ؛
• استرداد - يمكن استخدام أنواع مختلفة من المنشآت.

يتم توسيع وظائف بعض وحدات PVU بواسطة مؤقت تأخير ومنظم طاقة ومستشعرات لمستوى الرطوبة وما إلى ذلك.

يتم تغطية حالة نماذج أحادية الكتلة بمواد ممتصة للصوت ، بحيث يصبح تشغيل PVU هادئًا للغاية. من الممكن وجود وحدات رأسية وأفقية ومعلقة لوحدات التهوية

إنتاج PVU أحادي الكتلة تم إصلاحه بشكل جيد: فتحات التهوية (أوكرانيا) Dantherm (الدنمارك) دايكن (اليابان) "دانتيكس" (إنجلترا).

الوحدات المحلية - بالإضافة إلى نظام التهوية الحالي

لاستعادة دوران الكتل الهوائية في غرفة العمليات ، تكون مداخل الهواء اللامركزية مع استرداد الحرارة مناسبة.

تصطدم بواجهة المبنى أو يتم تثبيتها من خلال نافذة. هدفهم الرئيسي هو تحسين تهوية العرض في المنزل.

في أجهزة الاسترداد المحلية ، يتم توفير مروحة ومبادل حراري للوحة. يتم عزل "غلاف" المدخل بمواد ممتصة للصوت. توجد وحدة التحكم في وحدة مناولة الهواء المدمجة على الجدار الداخلي

ملامح أنظمة التهوية اللامركزية مع الاسترداد:

• الكفاءة – 60-96%;
• إنتاجية منخفضة - تم تصميم الأجهزة لتوفير تبادل هواء في غرف تصل مساحتها إلى 20-35 متر مربع ؛
• تكلفة معقولة ومجموعة واسعة من الوحدات ، تتراوح من الصمامات الجدارية التقليدية إلى النماذج الآلية مع نظام الترشيح متعدد المراحل والقدرة على ضبط الرطوبة ؛
• سهولة التثبيت - للتكليف ، لا يلزم مجاري الهواء ، تثبيت صمام الجدار يمكنك القيام بذلك بنفسك.

الشركات المصنعة الشعبية للتعافي المحلي: برانا (أوكرانيا) O.erre (إيطاليا) ، عاصفة ثلجية (ألمانيا) ، فتحات التهوية (أوكرانيا) أيروفيتال (ألمانيا).

معايير مهمة لاختيار مدخل الجدار: سمك الجدار المسموح به ، والإنتاجية ، وكفاءة الاسترداد ، وقطر قناة الهواء ودرجة حرارة الوسط الضخ

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

مقارنة بين التهوية الطبيعية والنظام القسري مع التعافي:

مبدأ تشغيل المبادل الحراري المركزي ، حساب الكفاءة:

تصميم وتشغيل المبادل الحراري اللامركزي باستخدام صمام الجدار Prana كمثال:

حوالي 25-35٪ من الحرارة تغادر الغرفة من خلال نظام التهوية. يتم استخدام أجهزة الاسترداد لتقليل الفاقد واستعادة الحرارة بكفاءة. تسمح لك المعدات المناخية باستخدام طاقة الكتل المستهلكة لتسخين الهواء الوارد.

هل هناك أي شيء لتكملة ، أو لديك أسئلة حول تشغيل أجهزة استرداد التهوية المختلفة؟ يرجى ترك تعليق على المنشور ، وتبادل تجربتك في تشغيل مثل هذه المنشآت. يقع نموذج الاتصال في الكتلة السفلية.