Tiekimo ir ištraukimo ventiliacija su šilumos atgavimu: veikimo principas, privalumų ir trūkumų apžvalga

Jei šaltuoju metų laiku pateksite šviežio oro, reikės šildymo, kad būtų užtikrintas teisingas vidaus klimatas. Elektros energijos sąnaudoms sumažinti galima naudoti tiekiamą ir ištraukiamą ventiliaciją su šilumos atgavimu.

Suprasdami jo veikimo principus, galėsite efektyviausiai sumažinti šilumos nuostolius, išlaikydami pakankamą pakeisto oro kiekį. Pabandykime tai išsiaiškinti.

Energijos taupymas vėdinimo sistemose

Rudens-pavasario laikotarpiu, kai pagrindinė problema yra ventiliacija, yra didelis oro įeinančio ir vidinio oro temperatūrų skirtumas. Šaltas srautas skuba žemyn ir sukuria nepalankų mikroklimatą namuose, biuruose ir darbo vietoje arba sandėlyje nepriimtiną vertikalų temperatūros gradientą.

Bendras problemos sprendimas yra integracija į tiekiamą ventiliaciją oro šildytuvaskuriuo šildomas srautas. Tokia sistema reikalauja energijos suvartojimo, tuo tarpu didelis šilto oro srautas sukelia didelius šilumos nuostolius.

Išėjimas į lauką su dideliu garu yra reikšmingų šilumos nuostolių, kuriuos galima panaudoti šildant įeinantį srautą, indikatorius

Jei oro tiekimo ir išmetimo kanalai yra šalia, tada galima iš dalies perduoti išeinančio srauto šilumą įeinančiam. Tai padės sumažinti šildytuvo energijos sąnaudas arba visiškai jo atsisakyti. Šilumos mainų tarp skirtingų temperatūrų dujų srautų įtaisas vadinamas rekuperatoriumi.

Šiltuoju metų laiku, kai lauko temperatūra yra daug aukštesnė nei kambario temperatūra, įeinantį srautą galima naudoti rekuperatoriumi.

Vienetas su rekuperatoriumi

Vėdinimo sistemos vidinė struktūra su integruotas rekuperatorius pakankamai paprastas, todėl jų įsigijimas ir diegimas galimas atskirai. Tuo atveju, jei sudėtinga surinkti ar surinkti save, galite įsigyti paruoštų sprendimų tipiškų monoblokų arba atskirų surenkamųjų konstrukcijų pavidalu pagal užsakymą.

Tipišką tiekiamo ir ištraukiamo vėdinimo sistemos įtaiso su rekuperatoriumi, esančiu viename korpuse, dizainą naudotojo nuožiūra gali papildyti kiti mazgai.

Pagrindiniai elementai ir jų parametrai

Šilumos ir triukšmo izoliacijos dėžutė paprastai yra pagaminta iš lakštinio plieno. Montuojant prie sienos, jis turi atlaikyti slėgį, kuris atsiranda putojant plyšius aplink įrenginį, taip pat turi užkirsti kelią ventiliatorių vibracijai.

Paskirstyto įsiurbimo ir oro srauto per įvairius kambarius atveju jie yra sujungti su korpusu ortakių sistema. Čia įrengti vožtuvai ir sklendės srautui paskirstyti.

Jei nėra oro kanalų, tiekiamo oro išleidimo angoje iš kambario šono yra sumontuotos grotelės arba difuzorius, kad būtų paskirstytas oro srautas. Lauko oro įsiurbimo grotelės yra sumontuotos įleidimo angoje nuo gatvės, kad paukščiai, dideli vabzdžiai ir pakratai nepatektų į ventiliacijos sistemą.

Oro judėjimą užtikrina du ašiniai arba išcentriniai ventiliatoriai. Esant rekuperatoriui, dėl šio įrenginio sukuriamo aerodinaminio pasipriešinimo natūrali oro cirkuliacija neįmanoma.

Rekuperatoriaus buvimas apima smulkių filtrų įrengimą abiejų srautų įleidimo angoje. Tai būtina siekiant sumažinti dulkių ir riebalų sankaupų užsikimšimą plonuose šilumokaičio kanaluose. Priešingu atveju, norint visiškai funkcionuoti, sistema turės padidinti profilaktinės priežiūros dažnumą.

Smulkūs filtrai turi būti periodiškai keičiami arba valomi. Priešingu atveju padidėjęs oro srauto pasipriešinimas sugadins ventiliatorius.

Didžiausią tiekimo ir išmetimo įrenginio dalį užima vienas ar keli rekuperatoriai. Jie sumontuoti konstrukcijos centre.

Esant stipriai šalčiai, būdingai teritorijai, ir nepakankamam šilumokaičio efektyvumui lauko orui šildyti, papildomai galima įrengti oro šildytuvą. Taip pat prireikus montuojamas drėkintuvas, jonizatorius ir kiti įtaisai, kad kambaryje būtų sukurtas palankus mikroklimatas.

Šiuolaikiniuose modeliuose yra elektroninis valdymo blokas. Sudėtingos modifikacijos turi darbo režimų programavimo funkcijas, atsižvelgiant į fizinius oro parametrus. Išorinės plokštės turi patrauklią išvaizdą, todėl jas galima gerai integruoti į bet kokį kambario interjerą.

Kondensato problemos sprendimas

Iš kambario patenkančio oro aušinimas sukuria prielaidas drėgmei išbėgti ir kondensatui susidaryti. Esant dideliam srautui, didžioji jo dalis neturi laiko kauptis rekuperatoriuje ir išeina į lauką. Lėtai judant orui, nemaža vandens dalis lieka prietaiso viduje. Todėl būtina užtikrinti drėgmės surinkimą ir pašalinimą iš korpuso tiekimo ir išmetimo sistema.

Pagrindinis elementas kondensatui surinkti ir pašalinti yra po rekuperatoriumi esanti indas su nuolydžiu link kanalizacijos angos.

Išvada, kad drėgmė susidaro uždarame inde. Jis dedamas tik patalpose, kad būtų išvengta nutekėjimo kanalų užšalimo esant žemesnei nei 0 ° C temperatūrai.Vandens tūrio, gauto naudojant sistemas su rekuperatoriumi, skaičiavimo algoritmo nėra, todėl jis nustatomas eksperimentiniu būdu.

Nepageidautina pakartotinai naudoti kondensatą drėkinant orą, nes vanduo sugeria daug teršalų, tokių kaip žmogaus prakaitas, kvapai ir kt.

Ženkliai sumažinkite kondensato kiekį ir išvenkite problemų, susijusių su jo išvaizda, organizuodami atskirą išmetimo sistemą iš vonios ir virtuvės. Būtent tokiose patalpose oras yra didžiausias. Jei yra keletas išmetimo sistemų, oro apykaita tarp techninių ir gyvenamųjų zonų turi būti apribota įrengiant atbulinius vožtuvus.

Aušinant išeinančio oro srautą iki neigiamos temperatūros rekuperatoriaus viduje, kondensatas virsta ledu, dėl kurio sumažėja gyvasis srauto skerspjūvis ir dėl to sumažėja tūris arba visiškai nutrūksta ventiliacija.

Periodiniam ar vienkartiniam rekuperatoriaus atitirpinimui įrengiamas aplinkkelis - tiekiamo kanalo tiekimas tiekiamo oro judėjimui. Kai srautas praeina aplenkdamas prietaisą, šilumos perdavimas sustoja, šilumokaitis įkaista ir ledas tampa skystas. Vanduo teka į kondensato surinkimo baką arba išgaruoja į išorę.

Apėjimo įtaiso principas yra paprastas, todėl, jei yra ledo susidarymo pavojus, patartina pateikti tokį sprendimą, nes šilumokaičio šilumos atgavimas kitais būdais yra sudėtingas ir ilgas

Kai srautas praeina per aplinkkelį, per rekuperatorių tiekiamas oras nešildomas. Todėl, įjungus šį režimą, būtina automatiškai įjungti oro šildytuvą.

Įvairių tipų rekuperatorių ypatybės

Šilumos perdavimui tarp šalto ir šildomo oro srautų yra keletas struktūriškai skirtingų variantų. Kiekvienas iš jų turi savo skiriamuosius bruožus, kurie lemia kiekvieno rekuperatoriaus tipo pagrindinę paskirtį.

Plokštės kryžminio srauto šilumokaitis

Plokštelinio šilumokaičio konstrukcija pagrįsta plonasienėmis plokštėmis, sujungtomis pakaitomis taip, kad pakaitomis skirtingų temperatūrų srautai galėtų praeiti 90 laipsnių kampu. Viena iš šio modelio modifikacijų yra įtaisas su užsukamais kanalais orui praleisti. Jis turi didesnį šilumos perdavimo koeficientą.

Alternatyvus šilto ir šalto oro srauto praleidimas per plokšteles įgyvendinamas sulenkiant plokščių kraštus ir sandarinant junginius poliesterio derva.

Šilumos perdavimo plokštės gali būti pagamintos iš įvairių medžiagų:

• vario, žalvario ir aliuminio lydiniai turi gerą šilumos laidumą ir nėra jautrūs rūdims;
• plastikas, pagamintas iš polimerinės hidrofobinės medžiagos, turinčios aukštą šilumos laidumo koeficientą, yra lengvas;
• absorbuojanti celiuliozė leidžia kondensatui prasiskverbti per plokštelę ir grįžti į patalpą.

Trūkumas yra galimybė kondensuotis žemoje temperatūroje. Dėl nedidelio atstumo tarp plokštelių drėgmė ar ledas žymiai padidina aerodinaminį pasipriešinimą. Užšalimo atveju plokštes pašildyti būtina išjungti įeinančio oro srautą.

Plokštės rekuperatorių pranašumai yra šie:

• maža kaina;
• ilgas tarnavimo laikas;
• ilgas laikotarpis nuo prevencinės priežiūros ir jo paprastumo;
• maži matmenys ir svoris.

Šis rekuperatoriaus tipas yra labiausiai paplitęs gyvenamosiose ir biurų patalpose. Jis taip pat naudojamas kai kuriuose technologiniuose procesuose, pavyzdžiui, siekiant optimizuoti degalų deginimą krosnių darbo metu.

Būgno arba sukamojo tipo

Rotacinio šilumokaičio veikimo principas grindžiamas šilumokaičio, kurio viduje yra didelės šilumos talpos gofruoto metalo sluoksniai, sukimu.Dėl sąveikos su nuotekomis būgno sektorius įkaista, o tai vėliau išskiria šilumą įeinančiam orui.

Rotacinio šilumokaičio smulkių akių šilumokaitis yra linkęs užsikimšti, todėl ypač svarbu atkreipti dėmesį į kokybišką smulkių filtrų darbą

Rotacinių rekuperatorių pranašumai yra šie:

• gana didelis efektyvumas, palyginti su konkuruojančiais tipais;
• grąžinamas didelis kiekis drėgmės, kuri kondensato pavidalu lieka ant būgno ir išgaruoja susilietus su įeinančiu sausu oru.

Šio tipo rekuperatoriai rečiau naudojami gyvenamuosiuose pastatuose su butų ar kotedžų ventiliacija. Dažnai jis naudojamas didelėse katilinėse šilumai grąžinti į krosnis arba dideliems pramonės ar mažmeninės prekybos objektams.

Tačiau šio tipo įrenginiai turi didelių trūkumų:

• gana sudėtinga struktūra su judančiomis dalimis, įskaitant elektrinį variklį, būgną ir diržinę pavarą, kurią reikia nuolat prižiūrėti;
• padidėjęs triukšmo lygis.

Kartais tokio tipo įrenginiams gali būti naudojamas terminas „regeneracinis šilumokaitis“, kuris yra teisingesnis nei „rekuperatorius“. Faktas yra tas, kad nedidelė išmetamo oro dalis teka atgal dėl to, kad būgnelis laisvai priglunda prie konstrukcijos korpuso.

Tai nustato papildomus apribojimus galimybei naudoti tokio tipo įrenginius. Pavyzdžiui, užterštas oras iš šildymo krosnių negali būti naudojamas kaip šilumos nešiklis.

Vamzdžių ir apvalkalų sistema

Vamzdinio tipo rekuperatorių sudaro mažo skersmens plonasieniai vamzdžiai, esantys sistemos izoliuotame korpuse, per kurį teka išorinis oras. Iš korpuso iš patalpos pagaminkite šiltą oro masę, kuri šildo įeinantį srautą.

Šiltas oras turi būti išleidžiamas tiksliai per korpusą, o ne per vamzdžių sistemą, nes iš jų neįmanoma pašalinti kondensato.

Pagrindiniai vamzdinių rekuperatorių pranašumai yra šie:

• didelis efektyvumas dėl priešpriešinio aušinimo skysčio ir įeinančio oro judėjimo principo;
• konstrukcijos paprastumas ir judančių dalių nebuvimas užtikrina žemą triukšmo lygį ir retai kylantį priežiūros poreikį;
• ilgas tarnavimo laikas;
• mažiausias visų rūšių atkūrimo įtaisų skerspjūvis.

Šio tipo prietaisų vamzdeliuose naudojamas lengvojo lydinio metalas arba, rečiau, polimeras. Šios medžiagos nėra higroskopiškos, todėl, esant dideliam srautų temperatūrų skirtumui, apvalkale gali susidaryti intensyvus kondensatas, kuriam pašalinti reikia konstruktyvaus sprendimo. Kitas trūkumas yra tas, kad metalo įdaras turi nemažą svorį, nepaisant mažų matmenų.

Dėl vamzdinio rekuperatoriaus dizaino paprastumo šio tipo prietaisai populiarūs pasidaryk pats. Kaip išorinis apvalkalas dažniausiai naudojami plastikiniai oro kanalų vamzdžiai, izoliuojami poliuretano gaubtais.

Tarpinis šilumos perdavimo įtaisas

Kartais tiekimo ir išmetimo kanalai yra nutolę vienas nuo kito. Tokia padėtis gali susidaryti dėl pastato technologinių savybių ar sanitarinių reikalavimų patikimam oro srautų atskyrimui.

Tokiu atveju naudokite tarpinį aušinimo skystį, cirkuliuojantį tarp ortakių per izoliuotą vamzdį. Kaip terpė energijai perduoti naudojant vandenį arba vandens-glikolio tirpalą, kurio cirkuliaciją užtikrina šilumos siurblys.

Rekuperatorius su tarpiniu aušinimo skysčiu yra tūrinis ir brangus prietaisas, kurio naudojimas ekonomiškai pagrįstas didelėms patalpoms

Tuo atveju, jei galima naudoti kitokio tipo rekuperatorius, geriau nenaudoti sistemos su tarpiniu aušinimo skysčiu, nes ji turi šiuos reikšmingus trūkumus:

• mažas efektyvumas, palyginti su kitų tipų įrenginiais, todėl mažiems kambariams, kuriuose yra mažas oro srautas, tokie prietaisai nenaudojami;
• reikšmingas visos sistemos tūris ir svoris;
• skysčio cirkuliacijai reikalingas papildomas elektrinis siurblys;
• padidėjęs siurblio skleidžiamas triukšmas.

Yra šios sistemos modifikacija, kai vietoj priverstinio šilumos mainų skysčio cirkuliacijos naudojama terpė su žemu virimo tašku, tokia kaip freonas. Tokiu atveju natūralus judėjimas išilgai grandinės yra įmanomas, tačiau tik tuo atveju, jei tiekiamo oro kanalas yra virš išmetimo kanalo.

Tokia sistema nereikalauja papildomų energijos sąnaudų, tačiau ji veikia šildymui tik esant dideliam temperatūrų skirtumui. Be to, būtina tiksliai sureguliuoti šilumos perdavimo skysčio agregacijos būsenos pokyčio tašką, kurį galima įgyvendinti sukuriant norimą slėgį ar specifinę cheminę sudėtį.

Pagrindiniai techniniai parametrai

Žinant reikiamą vėdinimo sistemos veikimą ir šilumokaičio šilumos mainų efektyvumą, nesunku apskaičiuoti, kiek sutaupoma šildant orą patalpai tam tikromis klimato sąlygomis. Palyginę galimą naudą su sistemos pirkimo ir priežiūros kainomis, pagrįstai galite pasirinkti rekuperatoriaus ar standartinio oro šildytuvo naudą.

Dažnai įrangos gamintojai siūlo modelių liniją, kurioje panašios funkcijos vėdinimo įrenginiai skiriasi oro mainų kiekiu. Gyvenamosioms patalpoms šis parametras turi būti apskaičiuojamas pagal 9.1 lentelę. SP 54.13330.2016

Veikimo koeficientas

Rekuperatoriaus efektyvumas suprantamas kaip šilumos perdavimo efektyvumas, kuris apskaičiuojamas pagal šią formulę:

K = (T_n - T_n) / (T_į - T_n)

Kurioje:

• T_n - į patalpą patenkančio oro temperatūra;
• T_n - lauko temperatūra;
• T_į - oro temperatūra kambaryje.

Maksimali efektyvumo vertė, naudojant standartą oro srauto greičiai ir tam tikras temperatūros režimas, nurodytas prietaiso techninėje dokumentacijoje. Jo tikroji norma bus šiek tiek mažesnė.

Nepriklausomai gaminant plokštelinį ar vamzdinį šilumokaitį, norint pasiekti maksimalų šilumos perdavimo efektyvumą, būtina laikytis šių taisyklių:

• Geriausią šilumos mainą užtikrina priešpriešiniai įtaisai, vėliau - kryžminio srauto įtaisai, o mažiausi - vienpusis abiejų srautų judėjimas.
• Šilumos perdavimo greitis priklauso nuo medžiagų ir srautus atskiriančių sienų storio, taip pat nuo oro, esančio įrenginio viduje, trukmės.

Žinant rekuperatoriaus efektyvumą, galima apskaičiuoti jo energijos vartojimo efektyvumą esant įvairioms išorinio ir vidinio oro temperatūroms:

E (W) = 0,36 x P x K x (T_į - T_n)

kur P (m³per valandą) - oro sąnaudos.

Dviejų aukštų kotedžo, kurio bendras plotas yra 270 m2, rekuperatoriaus efektyvumo apskaičiavimas pinigine išraiška ir palyginimas su jo pirkimo ir įrengimo sąnaudomis rodo tokios sistemos įdiegimo galimybes.

Didelio efektyvumo rekuperatorių kaina yra gana didelė, jie turi sudėtingą struktūrą ir nemažą dydį. Kartais galite išspręsti šias problemas įdiegdami kelis paprastesnius įrenginius, kad įeinantis oras praeitų pro jas iš eilės.

Vėdinimo sistemos veikimas

Oro srauto tūrį lemia statinis slėgis, kuris priklauso nuo ventiliatoriaus galios ir pagrindinių komponentų, sukuriančių aerodinaminį pasipriešinimą.Paprastai jo tiksliai apskaičiuoti neįmanoma dėl matematinio modelio sudėtingumo, todėl atliekami tipiniai monoblokų modelių eksperimentiniai tyrimai, o komponentai parenkami atskiriems įrenginiams.

Ventiliatoriaus galia turi būti parenkama atsižvelgiant į sumontuotų bet kokio tipo rekuperatorių pralaidumą, kuris techninėje dokumentacijoje nurodomas kaip rekomenduojamas srautas arba prietaiso praleidžiamas oro tūris per laiko vienetą. Paprastai leistinas oro greitis prietaiso viduje neviršija 2 m / s.

Priešingu atveju, esant dideliam greičiui siauruose rekuperatoriaus elementuose, smarkiai padidėja aerodinaminis pasipriešinimas. Tai lemia nereikalingas energijos sąnaudas, neefektyvų lauko oro šildymą ir sutrumpina ventiliatorių gyvenimą.

Kelių didelio našumo šilumokaičių modelių slėgio nuostolių ir oro srauto greičio grafikas rodo netiesinį atsparumo padidėjimą, todėl būtina laikytis prietaiso techninėje dokumentacijoje nurodytų rekomenduojamo oro mainų tūrio reikalavimų.

Pakeitus oro srauto kryptį, sukuriamas papildomas aerodinaminis tempimas. Todėl modeliuojant vidinio ortakio geometriją, pageidautina, kad vamzdžio posūkių skaičius būtų sumažintas 90 laipsnių. Oro pasklidimo difuzoriai taip pat padidina pasipriešinimą, todėl patartina nenaudoti sudėtingo modelio elementų.

Užteršti filtrai ir grotelės daro didelę įtaką srautui, todėl jie turi būti periodiškai valomi arba keičiami. Vienas iš veiksmingų užsikimšimo įvertinimo būdų yra jutiklių, kurie stebi slėgio kritimą vietose prieš ir po filtru, įrengimas.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Rotacinio ir plokštelinio rekuperatoriaus veikimo principas:

Plokštės rekuperatoriaus efektyvumo matavimas:

Buitinės ir pramoninės vėdinimo sistemos su integruotu rekuperatoriumi įrodė savo energijos efektyvumą palaikant šilumą patalpose. Dabar yra daugybė pasiūlymų parduoti ir įdiegti tokius prietaisus paruoštų ir išbandytų modelių pavidalu, taip pat individualiems užsakymams. Galite apskaičiuoti reikiamus parametrus ir patys atlikti diegimą.

Jei turite klausimų skaitydami informaciją arba radote netikslumų mūsų medžiagoje, palikite komentarus žemiau esančiame laukelyje.