Piegādes un izplūdes ventilācija ar siltuma reģenerāciju: darbības princips, pārskats par priekšrocībām un trūkumiem

Svaiga gaisa ieplūšana aukstā laika posmā rada vajadzību pēc apkures, lai nodrošinātu pareizu iekštelpu klimatu. Elektroenerģijas izmaksu samazināšanai var izmantot pieplūdes un izplūdes ventilāciju ar siltuma reģenerāciju.

Izpratne par tā darbības principiem ļaus visefektīvāk samazināt siltuma zudumus, saglabājot pietiekamu aizvietotā gaisa daudzumu. Mēģināsim to izdomāt.

Enerģijas taupīšana ventilācijas sistēmās

Rudens-pavasara periodā, kad liela problēma ir ventilācija, ir lielā temperatūras starpība starp ienākošo un iekšējo gaisu. Aukstā straume steidzas lejā un rada nelabvēlīgu mikroklimatu mājās, birojos un darbavietā vai nepieņemamu vertikālās temperatūras gradientu noliktavā.

Kopējs problēmas risinājums ir integrācija pieplūdes ventilācijā gaisa sildītājsar kuru plūsma tiek sildīta. Šādai sistēmai ir nepieciešams enerģijas patēriņš, savukārt ievērojams izejošā siltā gaisa daudzums rada ievērojamus siltuma zudumus.

Izeja uz āru ar intensīvu tvaiku kalpo kā būtiska siltuma zuduma indikators, ko var izmantot ienākošās plūsmas sildīšanai

Ja gaisa padeves un izplūdes kanāli atrodas netālu, tad ir iespējams daļēji nodot izejošās straumes siltumu ienākošajam. Tas samazinās sildītāja enerģijas patēriņu vai pilnībā atteiksies no tā. Ierīci siltuma apmaiņas nodrošināšanai starp dažādu temperatūru gāzes plūsmām sauc par rekuperatoru.

Siltajā sezonā, kad ārējā temperatūra ir daudz augstāka par istabas temperatūru, ienākošās straumes atdzesēšanai var izmantot rekuperatoru.

Vienības bloks ar rekuperatoru

Ventilācijas sistēmas iekšējā struktūra ar integrēts rekuperators pietiekami vienkāršs, tāpēc to neatkarīga pirkšana un uzstādīšana ir iespējama atsevišķi. Gadījumā, ja montāža vai patstāvīga montāža ir sarežģīta, pēc pasūtījuma varat iegādāties gatavus risinājumus tipisku monobloku vai atsevišķu saliekamo konstrukciju veidā.

Piegādes un izplūdes ventilācijas sistēmas ierīces tipisko dizainu ar rekuperatoru, kas atrodas vienā korpusā, pēc lietotāja izvēles var papildināt ar citiem mezgliem.

Galvenie elementi un to parametri

Korpuss ar siltuma un trokšņa izolāciju parasti ir izgatavots no lokšņu tērauda. Sienas stiprināšanas gadījumā tam jāiztur spiediens, kas rodas, putojot spraugas ap ierīci, kā arī jānovērš ventilatoru vibrācija.

Sadalītas ieplūdes un gaisa plūsmas gadījumā pa dažādām telpām tie ir savienoti ar korpusu kanālu sistēma. Tas ir aprīkots ar vārstiem un aizbīdņiem plūsmas sadalei.

Ja nav gaisa vadu, pieplūdes gaisa izplūdē no telpas sāniem tiek uzstādīta režģis vai difuzors, lai sadalītu gaisa plūsmu. Āra gaisa ieplūdes režģis ir uzstādīts uz ieplūdes atveres no ielas, lai novērstu putnu, lielu kukaiņu un pakaišu iekļūšanu ventilācijas sistēmā.

Gaisa kustību nodrošina divi aksiālie vai centrbēdzes ventilatori. Rekuperatora klātbūtnē dabiska gaisa cirkulācija pietiekamā tilpumā nav iespējama šīs vienības radītās aerodinamiskās pretestības dēļ.

Rekuperatora klātbūtne ietver smalku filtru uzstādīšanu pie abu plūsmu ieplūdes vietas. Tas ir nepieciešams, lai samazinātu putekļu un tauku nogulsnēšanos siltummaiņa plānos kanālos. Pretējā gadījumā pilnīgai sistēmas darbībai būs jāpalielina profilaktiskās apkopes biežums.

Smalkie filtri periodiski jāmaina vai jātīra. Pretējā gadījumā paaugstināta gaisa plūsmas pretestība liks ventilatoriem salūzt.

Viens vai vairāki rekuperatori aizņem lielāko daļu pieplūdes un izplūdes ierīces. Tie ir uzstādīti struktūras centrā.

Teritorijai raksturīgu smagu salnu gadījumā un nepietiekama siltummaiņa efektivitāte āra gaisa sildīšanai var papildus uzstādīt gaisa sildītāju. Arī, ja nepieciešams, tiek uzstādīts mitrinātājs, jonizators un citas ierīces, lai telpā radītu labvēlīgu mikroklimatu.

Mūsdienu modeļos ir iekļauts elektronisks vadības bloks. Sarežģītām modifikācijām ir funkcijas darba režīmu programmēšanai atkarībā no gaisa fizikālajiem parametriem. Ārējiem paneļiem ir pievilcīgs izskats, pateicoties kuriem tos var labi integrēt jebkuras telpas interjerā.

Kondensāta problēmas risināšana

No telpas ienākošā gaisa dzesēšana rada priekšnoteikumus mitruma izvadīšanai un kondensāta veidošanai. Liela plūsmas ātruma gadījumā lielākajai daļai tā nav laika uzkrāties rekuperatorā un iet ārā. Ar lēnu gaisa kustību ievērojama ūdens daļa paliek ierīces iekšpusē. Tādēļ ir jānodrošina mitruma savākšana un noņemšana ārpus korpusa pieplūdes un izplūdes sistēma.

Elementāra ierīce kondensāta savākšanai un noņemšanai ir trauks, kas atrodas zem rekuperatora ar slīpumu kanalizācijas atveres virzienā

Mitruma secinājums tiek iegūts slēgtā traukā. To novieto tikai telpās, lai izvairītos no aizplūšanas kanālu sasalšanas temperatūrā, kas zemāka par nulli.Lietojot sistēmas ar rekuperatoru, nav uzticama algoritma iegūtā ūdens tilpuma aprēķināšanai, tāpēc tas tiek noteikts eksperimentāli.

Kondensāta atkārtota izmantošana gaisa mitrināšanai nav vēlama, jo ūdens absorbē daudzus piesārņotājus, piemēram, cilvēku sviedru, smakas utt.

Nozīmīgi samaziniet kondensāta daudzumu un izvairieties no problēmām, kas saistītas ar tā izskatu, organizējot atsevišķu izplūdes sistēmu no vannas istabas un virtuves. Tieši šajās telpās gaisā ir visaugstākais mitrums. Ja ir vairākas izplūdes sistēmas, gaisa apmaiņa starp tehnisko un dzīvojamo zonu ir jāierobežo, uzstādot pretvārstus.

Ja izejošā gaisa plūsma tiek atdzesēta līdz negatīvai temperatūrai rekuperatora iekšpusē, kondensāts pāriet uz ledus, kas izraisa plūsmas dzīvo šķērsgriezuma samazināšanos un tā rezultātā tilpuma samazināšanos vai pilnīgu ventilācijas pārtraukšanu.

Periodiskai vai vienreizējai rekuperatora atkausēšanai ir uzstādīts apvedceļš - apvada kanāls pieplūdes gaisa kustībai. Kad plūsma iet, apejot ierīci, siltuma pārnešana apstājas, siltummainis uzsilst un ledus kļūst šķidrs. Ūdens ieplūst kondensāta savākšanas tvertnē vai iztvaiko uz āru.

Apvedceļa ierīces princips ir vienkāršs, tāpēc, ja pastāv ledus veidošanās risks, ieteicams sniegt šādu risinājumu, jo siltummaiņa siltuma atgūšana citos veidos ir sarežģīta un ilga

Kad plūsma iet caur apvedceļu, caur rekuperatoru pieplūdes gaiss netiek sasildīts. Tāpēc, kad šis režīms ir aktivizēts, gaisa sildītājs ir jāieslēdz automātiski.

Dažādu veidu rekuperatoru īpašības

Ir vairākas strukturāli atšķirīgas iespējas siltuma pārnešanai starp aukstā un karstā gaisa plūsmām. Katram no tiem ir savas atšķirīgās iezīmes, kas nosaka katra rekuperatora veida galveno mērķi.

Plākšņu šķērsplūsmas siltummainis

Plākšņu siltummaiņa konstrukcijas pamatā ir plānsienu paneļi, kas pārmaiņus savienoti tā, lai mainītu dažādu temperatūras plūsmu pāreju 90 grādu leņķī. Viena no šī modeļa modifikācijām ir ierīce ar finišētiem kanāliem gaisa caurlaidībai. Tam ir lielāks siltuma pārneses koeficients.

Alternatīva silta un auksta gaisa plūsma caur plātnēm tiek realizēta, saliekot plākšņu malas un noslēdzot savienojumus ar poliestera sveķiem

Siltuma pārneses paneļus var izgatavot no dažādiem materiāliem:

• vara, misiņa un alumīnija sakausējumiem ir laba siltumvadītspēja un tie nav jutīgi pret rūsu;
• no polimēra hidrofobā materiāla izgatavota plastmasa ar augstu siltumvadītspējas koeficientu ir viegla;
• absorbējošā celuloze ļauj kondensātam iekļūt caur plāksni un atgriezties telpā.

Trūkums ir kondensāta iespējamība zemā temperatūrā. Sakarā ar nelielu attālumu starp plāksnēm, mitrums vai ledus ievērojami palielina aerodinamisko pretestību. Sasalšanas gadījumā ir nepieciešams izslēgt ienākošo gaisa plūsmu, lai sildītu plāksnes.

Plākšņu rekuperatoru priekšrocības ir šādas:

• zemas izmaksas;
• ilgs kalpošanas laiks;
• ilgs laiks starp profilaktisko apkopi un tās vienkāršību;
• mazi izmēri un svars.

Šis rekuperatoru tips ir visizplatītākais dzīvojamās un biroju telpās. To izmanto arī dažos tehnoloģiskos procesos, piemēram, lai optimizētu kurināmā sadegšanu kurtuvju darbības laikā.

Bungas vai rotācijas tipa

Rotējošā siltummaiņa darbības princips ir balstīts uz siltummaini, kura iekšpusē ir gofrēta metāla slāņi ar augstu siltumietilpību.Mijiedarbības rezultātā ar notekūdeņiem mucas sektors tiek uzkarsēts, kas pēc tam izdala siltumu ienākošajam gaisam.

Rotējošā siltummaiņa smalko acu siltummainim ir nosliece uz aizsērēšanu, tāpēc ir īpaši svarīgi pievērst uzmanību smalko filtru kvalitatīvajam darbam

Rotācijas rekuperatoru priekšrocības ir šādas:

• diezgan augsta efektivitāte salīdzinājumā ar konkurējošajiem veidiem;
• liela daudzuma mitruma atgriešanās, kas kondensāta veidā paliek uz bungas un iztvaiko, nonākot saskarē ar ienākošo sauso gaisu.

Šāda veida rekuperatorus retāk izmanto dzīvojamām ēkām ar dzīvokļa vai vasarnīcas ventilāciju. Bieži vien to izmanto lielās katlu telpās, lai atgrieztu siltumu krāsnīs vai lielās rūpniecības vai mazumtirdzniecības telpās.

Tomēr šāda veida ierīcei ir ievērojami trūkumi:

• samērā sarežģīta struktūra ar kustīgām detaļām, ieskaitot elektromotoru, bungas un jostas piedziņu, kurai nepieciešama pastāvīga apkope;
• paaugstināts trokšņa līmenis.

Dažreiz šāda veida ierīcēm var atrast terminu “reģeneratīvs siltummainis”, kas ir pareizāks nekā “rekuperators”. Fakts ir tāds, ka neliela izplūdes gaisa daļa plūst atpakaļ sakarā ar to, ka bungas ir brīvi pieguļošas konstrukcijas ķermenim.

Tas uzliek papildu ierobežojumus šāda veida ierīču lietošanai. Piemēram, piesārņotu gaisu no apkures krāsnīm nevar izmantot kā siltumnesēju.

Cauruļu un apvalku sistēma

Cauruļveida tipa rekuperators sastāv no plānas sienas caurulēm ar mazu diametru, kas atrodas sistēmas izolētajā apvalkā, caur kurām plūst ārējs gaiss. No korpusa ražojiet no telpas siltu gaisa masu, kas silda ienākošo plūsmu.

Siltā gaisa izvadīšana jāveic precīzi caur apvalku, nevis caurulīšu sistēmu, jo no tiem nav iespējams noņemt kondensātu.

Cauruļveida rekuperatoru galvenās priekšrocības ir šādas:

• augsta efektivitāte, pateicoties dzesēšanas šķidruma un ienākošā gaisa kustības pretstrāvas principam;
• dizaina vienkāršība un kustīgu daļu neesamība nodrošina zemu trokšņu līmeni un reti rodas nepieciešamība pēc apkopes;
• ilgs kalpošanas laiks;
• mazākais šķērsgriezums starp visiem reģenerācijas ierīču veidiem.

Šāda veida ierīču caurulēs tiek izmantots vai nu viegli sakausēts metāls, vai, retāk, polimērs. Šie materiāli nav higroskopiski, tāpēc ar ievērojamām plūsmu temperatūras atšķirībām apvalkā ir iespējama intensīva kondensāta veidošanās, kam tā noņemšanai nepieciešams konstruktīvs risinājums. Vēl viens trūkums ir tas, ka metāla pildījumam ir ievērojams svars, neskatoties uz tā mazajiem izmēriem.

Cauruļveida rekuperatora dizaina vienkāršība padara šāda veida ierīci populāru pašražošanai. Kā ārējo apvalku parasti izmanto gaisa vadu plastmasas caurules, kas ir izolētas ar poliuretāna apvalkiem.

Starpposma siltuma pārneses ierīce

Dažreiz pieplūdes un izplūdes kanāli atrodas nelielā attālumā viens no otra. Šī situācija var rasties ēkas tehnoloģisko īpašību vai sanitāro prasību dēļ gaisa plūsmu ticamai atdalīšanai.

Šajā gadījumā izmantojiet starpposma dzesēšanas šķidrumu, kas cirkulē starp kanāliem caur izolētu cauruli. Kā līdzeklis siltumenerģijas pārnesei, izmantojot ūdeni vai ūdens-glikola šķīdumu, kura cirkulāciju nodrošina siltumsūknis.

Rekuperators ar starpposma dzesēšanas šķidrumu ir apjomīga un dārga ierīce, kuras izmantošana ir ekonomiski pamatota telpām ar lielu platību

Gadījumā, ja ir iespējams izmantot cita veida rekuperatoru, labāk nelietot sistēmu ar starpposma dzesēšanas šķidrumu, jo tai ir šādi nozīmīgi trūkumi:

• zema efektivitāte, salīdzinot ar cita veida ierīcēm, tāpēc mazām telpām ar nelielu gaisa plūsmu šādas ierīces netiek izmantotas;
• ievērojams visas sistēmas tilpums un svars;
• nepieciešamība pēc papildu elektriskā sūkņa, lai cirkulētu šķidrums;
• paaugstināts troksnis no sūkņa.

Pastāv šīs sistēmas modifikācija, kad siltuma apmaiņas šķidruma piespiedu cirkulācijas vietā izmanto barotni ar zemu viršanas temperatūru, piemēram, freonu. Šajā gadījumā pārvietošanās pa ķēdi ir iespējama dabiskā veidā, bet tikai tad, ja pieplūdes gaisa vads atrodas virs izplūdes kanāla.

Šādai sistēmai nav vajadzīgas papildu enerģijas izmaksas, bet tā darbojas apkurei tikai ar ievērojamu temperatūras starpību. Turklāt ir nepieciešams precīzi noregulēt siltuma pārneses šķidruma agregācijas stāvokļa maiņas punktu, ko var īstenot, izveidojot vēlamo spiedienu vai īpašu ķīmisko sastāvu.

Galvenie tehniskie parametri

Zinot ventilācijas sistēmas nepieciešamo veiktspēju un siltummaiņa siltuma apmaiņas efektivitāti, ir viegli aprēķināt ietaupījumus, sildot gaisu telpā noteiktos klimatiskajos apstākļos. Salīdzinot iespējamos ieguvumus ar sistēmas pirkšanas un uzturēšanas izmaksām, jūs varat pamatoti izdarīt izvēli par labu rekuperatoram vai parastajam gaisa sildītājam.

Bieži vien aprīkojuma ražotāji piedāvā modeļa līniju, kurā ventilācijas vienības ar līdzīgu funkcionalitāti atšķiras ar gaisa apmaiņas daudzumu. Dzīvojamajām telpām šis parametrs jāaprēķina saskaņā ar 9.1. Tabulu. SP 54.13330.2016

Veiktspējas koeficients

Rekuperatora efektivitāti saprot kā siltuma pārneses efektivitāti, ko aprēķina pēc šādas formulas:

K = (T_n - T_n) / (T_iekšā - T_n)

Kurā:

• T_n - telpā ienākošā gaisa temperatūra;
• T_n - āra temperatūra;
• T_iekšā - gaisa temperatūra telpā.

Maksimālā efektivitātes vērtība ar standartu gaisa plūsmas ātrumi un noteikts temperatūras režīms, kas norādīts ierīces tehniskajā dokumentācijā. Tā reālā likme būs nedaudz mazāka.

Plāksnes vai cauruļveida siltummaiņa neatkarīgas ražošanas gadījumā, lai sasniegtu maksimālu siltuma pārneses efektivitāti, ir jāievēro šādi noteikumi:

• Vislabāko siltuma apmaiņu nodrošina pretplūsmas ierīces, pēc tam šķērsplūsmas ierīces, un mazākās - ar abu plūsmu vienvirziena kustību.
• Siltuma pārneses ātrums ir atkarīgs no materiāla un sienu, kas atdala straumes, biezuma, kā arī no gaisa ilguma ierīces iekšienē.

Zinot rekuperatora efektivitāti, ir iespējams aprēķināt tā energoefektivitāti dažādās ārējā un iekšējā gaisa temperatūrās:

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

kur P (m³stundā) - gaisa patēriņš.

Rekuperatora efektivitātes aprēķins naudas izteiksmē un salīdzinājums ar tā iegādes un uzstādīšanas izmaksām divstāvu kotedžai ar kopējo platību 270 m2 parāda šādas sistēmas uzstādīšanas iespējas.

Rekuperatoru ar augstu efektivitāti izmaksas ir diezgan augstas, tiem ir sarežģīta struktūra un ievērojams izmērs. Dažreiz jūs varat izvairīties no šīm problēmām, instalējot vairākas vienkāršākas ierīces, lai ienākošais gaiss caur tām izietu secīgi.

Ventilācijas sistēmas darbība

Gaisa plūsmas tilpumu nosaka statiskais spiediens, kas ir atkarīgs no ventilatora jaudas un galvenajām sastāvdaļām, kas rada aerodinamisko pretestību.Parasti tā precīza aprēķināšana nav iespējama matemātiskā modeļa sarežģītības dēļ, tāpēc tipiskiem monobloku projektiem tiek veikti eksperimentālie pētījumi, un atsevišķām ierīcēm tiek izvēlēti komponenti.

Ventilatora jauda jāizvēlas, ņemot vērā jebkura veida uzstādīto rekuperatoru caurlaidspēju, kas tehniskajā dokumentācijā norādīta kā ieteicamais plūsmas ātrums vai ierīces caurlaistā gaisa daudzums vienā laika vienībā. Parasti pieļaujamais gaisa ātrums ierīces iekšienē nepārsniedz 2 m / s.

Pretējā gadījumā, braucot ar lielu ātrumu rekuperatora šauros elementos, strauji palielinās aerodinamiskā pretestība. Tas rada nevajadzīgas enerģijas izmaksas, neefektīvu āra gaisa sildīšanu un saīsina ventilatoru kalpošanas laiku.

Spiediena zuduma un gaisa plūsmas ātruma grafiks vairākiem augstas veiktspējas siltummaiņu modeļiem parāda nelineāru pretestības pieaugumu, tāpēc ir jāievēro prasības par ieteicamo gaisa apmaiņas tilpumu, kas norādīts ierīces tehniskajā dokumentācijā.

Gaisa plūsmas virziena maiņa rada papildu aerodinamisko pretestību. Tāpēc, modelējot iekštelpu kanāla ģeometriju, ir vēlams samazināt caurules pagriezienu skaitu līdz 90 grādiem. Gaisa izkliedes difuzori arī palielina pretestību, tāpēc ieteicams nelietot elementus ar sarežģītu rakstu.

Piesārņoti filtri un restes rada ievērojamu traucējumus plūsmā, tāpēc tie periodiski jātīra vai jāmaina. Viens no efektīviem aizsērēšanas novērtēšanas veidiem ir sensoru uzstādīšana, kas uzrauga spiediena kritumu apgabalos pirms un pēc filtra.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Rotācijas un plākšņu rekuperatora darbības princips:

Plākšņu tipa rekuperatora efektivitātes mērīšana:

Sadzīves un rūpniecības ventilācijas sistēmas ar integrētu rekuperatoru ir pierādījušas savu energoefektivitāti, uzturot siltumu telpās. Tagad ir daudz piedāvājumu šādu ierīču pārdošanai un uzstādīšanai gatavu un pārbaudītu modeļu veidā, kā arī individuāliem pasūtījumiem. Jūs varat aprēķināt nepieciešamos parametrus un pats veikt instalēšanu.

Ja jums rodas jautājumi, lasot informāciju, vai ja mūsu materiālā atrodat neprecizitātes, lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk esošajā lodziņā.