Szellőző- és elszívó szellőztetés hővisszanyeréssel: működési elv, áttekintés az előnyeiről és hátrányairól

A hideg időszakban a friss levegő beáramlása szükségessé teszi a fűtést a helyes belső éghajlat biztosítása érdekében. A villamosenergia-költségek minimalizálása érdekében a hővisszanyeréssel ellátott és elszívott szellőztetést lehet felhasználni.

Működési elveinek megértése lehetővé teszi a hőveszteség leghatékonyabb csökkentését, miközben elegendő mennyiségű lecserélt levegőt tart fenn. Próbáljuk kitalálni ezt.

Energiamegtakarítás a szellőztető rendszerekben

Az őszi-tavaszi időszakban, amikor a szellőzés komoly problémát jelent, a bejövő és a belső levegő közötti nagy hőmérsékleti különbség. A hidegáram lelassul, és kedvezőtlen mikroklimatát hoz létre az otthonokban, irodákban és a munkahelyen, vagy elfogadhatatlanul függőleges hőmérsékleti gradienst a raktárban.

A probléma általános megoldása az ellátó szellőztetésbe történő integráció légfűtésamely révén az áramlás melegszik. Egy ilyen rendszer energiafogyasztást igényel, míg a kimenő meleg levegő jelentős része jelentős hőveszteséghez vezet.

Az intenzív gőzzel való kijárat a jelentős hőveszteség jelzőjeként szolgál, amely felhasználható a bejövő áram melegítésére

Ha a levegőellátó és -elvezető csatornák a közelben helyezkednek el, akkor a kimenő áram hőjét részben a bejövőre lehet továbbvinni. Ez csökkenti a fűtőelem energiafogyasztását, vagy teljesen lemond annak. A hőcserét biztosító eszközt a különböző hőmérsékleti gázáramok között rekuperatornak nevezzük.

Meleg évszakban, amikor a külső hőmérséklet sokkal magasabb, mint a szobahőmérséklet, a beáramló áram hűtésére rekuperator használható.

Rekuperator egység

A szellőztető rendszer belső felépítése integrált rekuperator elég egyszerű, ezért független elemszerző megvásárlásuk és telepítésük lehetséges. Abban az esetben, ha az összeszerelés vagy az összeszerelés nehéz, megvásárolható kész megoldások tipikus monoblokkok vagy egyedi előregyártott szerkezetek formájában rendelésre.

Az egy házban elhelyezkedő rekuperatorral ellátott ellátó- és elszívórendszer-berendezés egy tipikus kialakítását a felhasználó belátása szerint más csomópontokkal lehet kiegészíteni

A fő elemek és azok paraméterei

A hő- és zajszigetelő tok általában acéllemezből készül. Falra szerelés esetén ellenállnia kell annak a nyomásnak, amely akkor keletkezik, amikor a készülék körül résedik a rések, és meg kell akadályoznia a ventilátorok rezgését is.

A különböző helyiségekben elosztott szívó- és légáramlás esetén a házhoz vannak csatlakoztatva csatornarendszer. Szelepekkel és csillapítókkal van ellátva az áramlás elosztásához.

Légcsatornák hiányában rács vagy diffúzor van felszerelve a bemeneti levegő kimenetére a szoba oldaláról a légáram elosztására. Az utcai bemeneti nyíláshoz kültéri légbeszívó rács van felszerelve, hogy megakadályozzák a madarak, a nagy rovarok és az alom belépését a szellőztető rendszerbe.

A levegő mozgását két axiális vagy centrifugális ventilátor biztosítja. Rekuperátor jelenlétében a természetes légáramlás elegendő térfogatban lehetetlen az egység által létrehozott aerodinamikai húzás miatt.

A rekuperator jelenléte finom szűrők beépítését jelenti mindkét áramlás bemeneti nyílásánál. Ez szükséges a por- és zsírlerakódások eltömődésének csökkentéséhez a hőcserélő vékony csatornáin. Ellenkező esetben a rendszer teljes működéséhez a megelőző karbantartás gyakoriságát növelni kell.

A finom szűrőket rendszeresen cserélni vagy tisztítani kell. Ellenkező esetben a megnövekedett légáramlási ellenállás a ventilátorok törését okozhatja.

Egy vagy több rekuperátor foglalja el a betápláló és kipufogóberendezés nagy részét. A szerkezet közepére vannak felszerelve.

A területre jellemző súlyos fagyok és a kültéri levegő melegítéséhez szükséges hőcserélő elégtelen hatékonysága esetén légmelegítőt is be lehet szerelni. Szükség esetén párásítót, ionizátort és egyéb eszközöket is felszerelnek, hogy kedvező mikroklímát teremtsenek a helyiségben.

A modern modellek tartalmaznak elektronikus vezérlőegységet. A kifinomult módosítások funkciókkal rendelkeznek az üzemmódok programozására, a levegő fizikai paramétereitől függően. A külső panelek vonzó megjelenésűek, amelyek miatt jól beilleszthetők bármilyen helyiségbe.

A páralecsapódás problémájának megoldása

A helyiségből származó levegő hűtése előfeltételei a nedvesség kiszivárgásának és a kondenzátum képződésének. Magas áramlási sebesség esetén a legtöbbnek nincs ideje felhalmozódni a rekuperátorban, és kifelé távozik. Lassú légáramlás mellett a víz jelentős része a készülék belsejében marad. Ezért biztosítani kell a nedvesség gyűjtését és eltávolítását a házon kívül ellátó- és kipufogórendszer.

A kondenzátum összegyűjtésére és eltávolítására szolgáló alapvető eszköz a rekuperator alatt elhelyezkedő edény, amelynek lejtője a lefolyó nyílás felé mutat

A nedvesség következtetése zárt tartályban készül. Csak beltérbe helyezik, hogy elkerüljék a kiáramlási csatornák nulla alatti hőmérsékleten való lefagyását.Nincs megbízható algoritmus a vízmennyiség kiszámításához, amikor rekuperatorral ellátott rendszereket használnak, ezért kísérletileg határozzák meg.

Nem kívánatos a kondenzátum újrafelhasználása a levegő nedvesítésére, mivel a víz sok szennyező anyagot felszív, például emberi izzadságot, szagokat stb.

Jelentősen csökkentse a kondenzátum mennyiségét és kerülje el a megjelenésével kapcsolatos problémákat, ha a fürdõszobából és a konyhából külön elszívó rendszert szervez. Ezekben a helyiségekben van a legmagasabb a páratartalom. Ha több kipufogórendszer létezik, akkor a műszaki és a lakóövezetek közötti légcserét korlátozott szelepek beépítésével kell korlátozni.

A kilépő levegő áramlásának a rekuperator belsejében lévő negatív hőmérsékletre történő hűtése esetén a kondenzátum jégre alakul, ami csökkenti az áramlás élő keresztmetszetét, és ennek eredményeként csökkenti a térfogatot, vagy pedig teljesen megszünteti a szellőztetést.

A rekuperator időszakos vagy egyszeri leolvasztásához bypass kerül beépítésre - egy bypass csatorna a beszívott levegő mozgására. Amikor az áramlás meghaladja a készüléket, a hőátadás leáll, a hőcserélő felmelegszik, és a jég folyékonyvá válik. A víz beáramlik a kondenzátumgyűjtő tartályba vagy kifelé párolog.

A megkerülő eszköz elve egyszerű, ezért ha fennáll a jégképződés veszélye, tanácsos ilyen megoldást nyújtani, mivel a hőcserélő hővisszanyerése más módon bonyolult és hosszú

Amikor az áramlás átkerül a bypasson, a beáramló levegő nem melegszik fel a rekuperatoron. Ezért, amikor ez az üzemmód be van kapcsolva, automatikusan be kell kapcsolnia a légmelegítőt.

Különböző típusú rekuperátorok jellemzői

Számos szerkezeti szempontból különféle lehetőség van a hőátadás megvalósítására a hideg és a melegített levegő áramlások között. Mindegyiknek megvannak a sajátos jellemzői, amelyek meghatározzák az egyes rekuperátorok fő célját.

Lemez keresztáramú hőcserélő

A lemezes hőcserélő kialakítása vékonyfalú paneleken alapul, amelyek felváltva vannak csatlakoztatva oly módon, hogy váltságosan váltsák át egymástól a különböző hőmérsékleti áramlások 90 fokos szögben. Ennek a modellnek az egyik módosítása egy, a levegő átmenő csatornáival ellátott eszköz. Magasabb hőátadási együtthatóval rendelkezik.

A meleg és hideg levegő áramlásának alternatív áthaladása a lemezeken úgy valósul meg, hogy a lemezek széleit meghajlítják, és a keverékeket poliészter gyantával tömítik.

A hőátadó panelek különféle anyagokból készülhetnek:

• a réz, a sárgaréz és az alumínium alapú ötvözetek jó hővezető képességgel rendelkeznek, és nem érzékenyek a rozsdára;
• nagy hővezetési együtthatóval rendelkező polimer hidrofób anyagból készült műanyag könnyű;
• az abszorbens cellulóz lehetővé teszi, hogy a kondenzátum behatoljon a lemezen és visszatérjen a helyiségbe.

Hátránya, hogy alacsony hőmérsékleten kondenzálódhat. A lemezek közötti kis távolság miatt a nedvesség vagy a jég jelentősen növeli az aerodinamikai húzódást. Fagyás esetén le kell melegíteni a bejövő levegő áramlását a lemezeket melegíteni.

A lemez-rekuperátorok előnyei a következők:

• alacsony költség;
• hosszú élettartam;
• hosszú idő a megelőző karbantartás és az egyszerűség között;
• kis méretek és súly.

Ez a típusú rekuperator a leggyakoribb lakó- és irodahelyiségekben. Egyes technológiai folyamatokban is használják, például az üzemanyag-égés optimalizálására a kemencék működése közben.

Dob vagy forgó típusú

A forgó hőcserélő működésének elve a hőcserélő forgásán alapszik, amelynek belsejében nagy hőkapacitású hullámosított fémrétegek vannak.A szennyvízzel való kölcsönhatás eredményeként a dob szektor melegül, amely ezt követően hőt bocsát ki a bejövő levegőbe.

A forgó hőcserélő szemcsés hőcserélője hajlamos az eltömődésre, ezért különösen fontos figyelni a finomszűrők minőségi munkájára

A rotációs rekuperátorok előnyei a következők:

• meglehetősen magas hatékonyság, összehasonlítva a versengő típusokkal;
• nagy mennyiségű nedvesség visszatérése, amely kondenzátum formájában marad a dobon, és a beáramló száraz levegővel érintkezve elpárolog.

Az ilyen típusú rekuperátort ritkábban használják lakásokban vagy házak szellőztetésében. Gyakran használják nagy kazánházakban hő visszakapcsolására kemencékbe vagy nagy ipari vagy kiskereskedelmi létesítményekbe.

Az ilyen típusú eszközöknek azonban vannak jelentős hátrányai:

• egy viszonylag összetett szerkezet mozgó alkatrészekkel, beleértve egy elektromos motort, egy dobot és egy szíjhajtást, amely állandó karbantartást igényel;
• megnövekedett zajszint.

Ilyen típusú készülékeknél néha megtalálható a „regeneráló hőcserélő” kifejezés, amely helyesebb, mint a „rekuperator”. A tény az, hogy a kipufogó levegő kis része visszaáramlik, mivel a dob laza illeszkedik a szerkezet testéhez.

Ez további korlátozásokat ró az ilyen típusú eszközök használatára. Például a kályhák szennyezett levegője nem használható hőhordozóként.

Cső- és házrendszer

A cső alakú rekuperator vékony falú, kis átmérőjű csövekből áll, amelyek a rendszer szigetelt házában vannak elhelyezve, és amelyeken keresztül a külső levegő áramlik. A házon meleg levegőmennyiséget generálnak a helyiségből, amely melegíti a bejövő áramot.

A meleg levegő kibocsátását pontosan a házon keresztül kell végezni, nem pedig egy csőrendszeren keresztül, mivel lehetetlen eltávolítani tőlük a kondenzátumot.

A cső alakú rekuperátorok fő előnyei a következők:

• nagy hatékonyság, a hűtőfolyadék és a bejövő levegő áramlásának ellenáramának köszönhetően;
• a konstrukció egyszerűsége és a mozgó alkatrészek hiánya alacsony zajszintet és ritkán felmerülő karbantartási igényt biztosít;
• hosszú élettartam;
• a legkisebb keresztmetszet az összes helyreállítási eszköz közül.

Az ilyen típusú eszközök csövei vagy könnyűfém fémet, vagy ritkábban polimert használnak. Ezek az anyagok nem higroszkóposak, ezért az áramlások hőmérséklete közötti jelentős különbséggel intenzív kondenzátum képződése lehetséges a házban, amely konstruktív megoldást igényel az eltávolításához. További hátrány, hogy a fém töltelék kis méretei ellenére jelentős súlyú.

A cső alakú rekuperátor egyszerű kialakítása miatt az ilyen típusú készülékek népszerűek az öngyártásban. Külső burkolatként általában a légcsatornák műanyag csöveit használják, amelyek poliuretán héjakkal vannak szigetelve.

Köztes hőátadó eszköz

Az ellátó- és a kipufogócsövek néha egymástól bizonyos távolságra vannak. Ez a helyzet az épület technológiai jellemzői vagy a légáramok megbízható elválasztására vonatkozó egészségügyi követelmények miatt fordulhat elő.

Ebben az esetben használjon egy közbenső hűtőközeget, amely a csövek között szigetelt csőön keresztül áramlik. Mint közeg a hőenergia átvitelére víz vagy víz-glikol oldat felhasználásával, amelynek keringését a hőszivattyú.

A közbenső hűtőfolyadékkal ellátott rekuperator egy térfogatú és drága eszköz, amelynek használata gazdasági szempontból indokolt nagy területekre

Abban az esetben, ha lehetséges más típusú rekuperator használata, akkor jobb, ha nem használunk közbenső hűtőfolyadékkal rendelkező rendszert, mivel ennek a következő jelentős hátrányai vannak:

• alacsony hatékonyság, mint más típusú készülékek, ezért alacsony légáramú kis helyiségekben ilyen eszközöket nem használnak;
• a teljes rendszer jelentős térfogata és súlya;
• szükség van további elektromos szivattyúra a folyadék keringésére;
• megnövekedett zaj a szivattyúból.

Ez a rendszer módosul, amikor a hőcserélő folyadék kényszerített keringetése helyett alacsony forráspontú közeget, például freont használnak. Ebben az esetben az áramkör mentén természetes módon lehet mozogni, de csak akkor, ha a beszívott légcsatorna a kipufogócsatorna fölött helyezkedik el.

Egy ilyen rendszer nem igényel további energiaköltségeket, de csak jelentős hőmérsékleti különbség mellett működik fűtésként. Ezenkívül finoman be kell hangolni a hőátadó folyadék aggregációjának állapotában bekövetkező változás pontját, amelyet a kívánt nyomás vagy egy meghatározott kémiai összetétel létrehozásával lehet megvalósítani.

Fő műszaki paraméterek

Ismerve a szellőztető rendszer szükséges teljesítményét és a hőcserélő hőátadási hatékonyságát, könnyű kiszámítani a helyiség levegő melegítésének megtakarításait adott klimatikus körülmények között. Ha összehasonlítja a lehetséges előnyöket a rendszer megvásárlásának és karbantartásának költségeivel, akkor ésszerűen dönthet úgy, hogy rekuperator vagy szokásos légfűtés mellett dönt.

A berendezésgyártók gyakran olyan modellt kínálnak, amelyben a hasonló funkciójú szellőztető egységek különböznek a levegőcsere mennyiségében. Lakóépületeknél ezt a paramétert a 9.1. Táblázat szerint kell kiszámítani. SP 54.13330.2016

A teljesítmény együtthatója

A rekuperator hatékonyságát úgy értjük, mint a hőátadási hatékonyságot, amelyet a következő képlettel számítunk:

K = (T_n - T_n) / (T_-ban - T_n)

Amelyben:

• T_n - a helyiségbe beáramló levegő hőmérséklete;
• T_n - kültéri hőmérséklet;
• T_-ban - a szoba hőmérséklete.

A hatékonyság maximális értéke szabványosnál levegő áramlási sebessége és a készülék műszaki dokumentációjában feltüntetett bizonyos hőmérsékleti hőmérsékletet. A reálkamat kissé alacsonyabb lesz.

Lemez vagy cső alakú hőcserélő önálló gyártása esetén a maximális hőátadási hatékonyság elérése érdekében be kell tartani a következő szabályokat:

• A legjobb hőcserét az ellenáramú eszközök, majd a keresztáramú eszközök, a legkisebb pedig mindkét áramlás egyirányú mozgásával biztosítják.
• A hőátadási sebesség az anyagtól és az áramlást elválasztó falak vastagságától, valamint a készüléken belüli levegő időtartamától függ.

Ismerve a rekuperator hatékonyságát, kiszámítható az energiahatékonysága a külső és a belső levegő különböző hőmérsékletein:

E (W) = 0,36 x P x K x (T_-ban - T_n)

ahol P (m³/ óra) - levegőfogyasztás.

A rekuperátor hatékonyságának számítása pénznemben, és összehasonlítása a 270 m2 összterületű kétszintes ház megvásárlásának és beszerelésének költségeivel megmutatja egy ilyen rendszer telepítésének megvalósíthatóságát.

A nagy hatékonyságú rekuperátorok költsége meglehetősen magas, bonyolult felépítésűek és jelentős méretűek. Időnként megkerülheti ezeket a problémákat, ha több egyszerű eszközt telepít úgy, hogy a bejövő levegő egymás után halad át.

A szellőztető rendszer teljesítménye

A légáramlás mennyiségét statikus nyomás határozza meg, amely a ventilátor teljesítményétől és az aerodinamikai húzást eredményező fő alkotóelemektől függ.Általában a pontos kiszámítása lehetetlen a matematikai modell összetettsége miatt, ezért a tipikus monoblokk-tervekhez kísérleti vizsgálatokat végeznek, és az egyes készülékekhez kiválasztják az alkatrészeket.

A ventilátor teljesítményét úgy kell megválasztani, hogy bármilyen típusú beépített hőcserélőt átesjen, amelyet a műszaki dokumentációban az ajánlott áramlási sebességként vagy az egység által időben átadott légmennyiségként jelölnek meg. A készülék belsejében a megengedett levegősebesség általában nem haladja meg a 2 m / s-ot.

Ellenkező esetben nagy sebességgel a rekuperátor szűk elemeiben meredeken növekszik az aerodinamikai húzás. Ez szükségtelen energiaköltségekhez, a kültéri levegő nem hatékony melegítéséhez és a ventilátorok élettartamának lerövidítéséhez vezet.

A nagy teljesítményű hőcserélők több modelljének nyomásveszteség és a levegőáram közötti sebesség grafikonja az ellenállás nemlineáris növekedését mutatja, ezért be kell tartani az eszköz műszaki dokumentációjában feltüntetett, az ajánlott légcserére vonatkozó követelményeket.

A légáramlás irányának megváltoztatása további aerodinamikai húzást eredményez. Ezért a beltéri csatorna geometriájának modellezésekor kívánatos, hogy a csőfordulások számát 90 fokkal minimalizálják. A légszórásos diffúzorok szintén növelik az ellenállást, ezért tanácsos nem használni összetett mintázatú elemeket.

A szennyezett szűrők és rácsok jelentősen befolyásolják az áramlást, ezért ezeket rendszeresen meg kell tisztítani vagy cserélni. Az eltömődések értékelésének egyik hatékony módja az érzékelők felszerelése, amelyek figyelik a nyomásesést a szűrő előtti és utáni területeken.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A forgó és a lemez rekuperátor működésének elve:

A lemez típusú rekuperator hatékonyságának mérése:

A háztartási és ipari szellőztető rendszerek beépített rekuperátorral bebizonyították energiahatékonyságukat a beltéri hőmegtartásban. Most már számos ajánlat létezik ilyen eszközök eladására és telepítésére kész és tesztelt modellek formájában, valamint egyedi megrendelésekre. Ön kiszámíthatja a szükséges paramétereket, és maga is elvégezheti a telepítést.

Ha kérdései merülnek fel az információk olvasásakor, vagy pontatlanságokat talál az anyagunkban, kérjük, hagyja meg észrevételeit az alábbi mezőben.