Forsyning og avtrekksventilasjon med varmegjenvinning: driftsprinsipp, oversikt over fordeler og ulemper

Inntak av frisk luft i den kalde tiden fører til behov for oppvarming for å sikre riktig inneklima. For å minimere kostnadene for strøm kan brukes forsyning og eksosventilasjon med varmegjenvinning.

Å forstå prinsippene for driften vil tillate en mest mulig effektiv reduksjon av varmetap mens du opprettholder et tilstrekkelig volum av erstattet luft. La oss prøve å finne ut av dette.

Energisparing i ventilasjonssystemer

I høst-vårperioden når ventilasjon er et stort problem, er den store temperaturforskjellen mellom innkommende og inneluften. Den kalde strømmen suser nedover og skaper et ugunstig mikroklima i hjem, kontorer og på arbeidsplassen eller en uakseptabel vertikal temperaturgradient på lageret.

En vanlig løsning på problemet er integrering i forsyningsventilasjonen luftvarmerhvorved strømmen varmes opp. Et slikt system krever energiforbruk, mens en betydelig mengde utgående varm luft fører til betydelig varmetap.

Utgang til utsiden med intens damp fungerer som en indikator på betydelig varmetap, som kan brukes til å varme opp den innkommende strømmen

Hvis lufttilførselen og eksoskanalene er lokalisert i nærheten, er det mulig å overføre varmen fra den utgående strømmen delvis til den innkommende. Dette vil redusere energiforbruket til ovnen eller forlate den helt. En innretning for å tilveiebringe varmeveksling mellom forskjellige temperaturgassstrømmer kalles en gjenvinner.

I den varme årstiden, når utetemperaturen er mye høyere enn romtemperatur, kan en rekuperator brukes til å avkjøle den innkommende strømmen.

Enhetsenhet med rekuperator

Ventilasjonssystemets indre struktur med integrert recuperator enkelt nok, derfor er deres uavhengige elementvise kjøp og installasjon mulig. I tilfelle montering eller egenmontering er vanskelig, kan du kjøpe ferdige løsninger i form av typisk monoblokk eller individuelle prefabrikkerte strukturer på bestilling.

En typisk utforming av en forsynings- og eksosventilasjonsanordning med en rekuperator plassert i et enkelt hus kan suppleres med andre noder etter brukerens skjønn

Hovedelementene og deres parametere

Saken med varme- og støyisolasjon er vanligvis laget av stålplate. Når det gjelder veggmontering, må den tåle trykket som oppstår ved skumdannelse av spor rundt enheten, og også forhindre vibrasjoner fra viftene.

Ved distribuert inntak og luftstrøm over forskjellige rom er de koblet til huset kanalsystem. Den er utstyrt med ventiler og spjeld for strømningsfordeling.

I mangel av luftekanaler, installeres et rist eller diffusor på tilluftsuttaket fra siden av rommet for å fordele luftstrømmen. Et uteluftgitter er montert på innløpsåpningen fra gaten for å forhindre at fugler, store insekter og søppel kommer inn i ventilasjonssystemet.

Luftbevegelse er gitt av to aksiale eller sentrifugale vifter. I nærvær av en rekuperator er naturlig luftsirkulasjon i et tilstrekkelig volum umulig på grunn av det aerodynamiske slaget som er skapt av denne enheten.

Tilstedeværelsen av en recuperator innebærer installasjon av fine filtre ved innløpet til begge strømmer. Dette er nødvendig for å redusere tilstopping av støv og fettforekomster i varmevekslerens tynne kanaler. Ellers, for at systemet skal fungere full, må øke frekvensen av forebyggende vedlikehold.

Finfilter må skiftes eller rengjøres med jevne mellomrom. Ellers vil økt luftstrømningsmotstand føre til at viftene går i stykker.

En eller flere gjenvinnere okkuperer hoveddelen av forsynings- og eksosanordningen. De er montert i midten av strukturen.

Ved alvorlig frost som er typisk for territoriet og utilstrekkelig effektivitet av varmeveksleren for oppvarming av uteluft, kan en luftvarmer i tillegg installeres. Om nødvendig er også en luftfukter, en ionisator og andre enheter montert for å skape et gunstig mikroklima i rommet.

Moderne modeller inkluderer en elektronisk kontrollenhet. Sofistikerte modifikasjoner har funksjoner for programmering av driftsmodus, avhengig av de fysiske parametrene til luften. Eksterne paneler har et attraktivt utseende, på grunn av hvilket de kan integreres godt i ethvert rominnredning.

Å løse problemet med kondens

Kjøling av luften som kommer fra rommet skaper forutsetninger for utslipp av fuktighet og dannelse av kondensat. Ved høy strømningshastighet har det meste ikke tid til å samle seg i gjenvinneren og går utenfor. Ved langsom luftbevegelse forblir en betydelig del av vannet inne i enheten. Derfor er det nødvendig å sikre oppsamling av fuktighet og fjerning av det utenfor huset forsynings- og eksosanlegg.

En elementær innretning for oppsamling og fjerning av kondensat er en panne plassert under rekuperatoren med en skråning mot dreneringshullet

Konklusjon av fuktighet produseres i en lukket beholder. Den plasseres kun innendørs for å unngå frysing av utløpskanalene ved temperaturer under null.Det er ingen pålitelig algoritme for å beregne volumet av vann oppnådd når du bruker systemer med en rekuperator, så det bestemmes eksperimentelt.

Gjenbruk av kondensat for å fukte luften er uønsket, da vann absorberer mange miljøgifter, som menneskelig svette, lukt, etc.

Reduser mengden kondensat betydelig og unngå problemene forbundet med utseendet ved å organisere et separat eksosanlegg fra badet og kjøkkenet. Det er i disse rommene luften har den høyeste luftfuktigheten. Hvis det er flere eksosanlegg, må luftutvekslingen mellom tekniske og boligområder begrenses ved å installere tilbakeslagsventiler.

I tilfelle avkjøling av utgående luftstrøm til negative temperaturer inne i recuperatoren, kondenserer overganger til is, noe som medfører en reduksjon i strømningens levende tverrsnitt og som et resultat et volumnedgang eller fullstendig stopp av ventilasjonen.

For periodisk eller en gang avriming av gjenvinningsapparatet, installeres en bypass - en bypass-kanal for tilluftsbevegelse. Når strømmen går forbi enheten, stopper varmeoverføringen, varmeveksleren varmer opp og isen blir flytende. Vann strømmer inn i kondensatoppsamlingstanken eller fordamper utover.

Prinsippet for bypass-anordningen er enkelt, derfor, hvis det er fare for isdannelse, anbefales det å tilveiebringe en slik løsning, siden varmeutbyttet til varmeveksleren på andre måter er komplisert og lang

Når strømmen går gjennom forbikjøringen, er det ingen oppvarming av tilluften gjennom gjenvinneren. Derfor, når denne modusen er aktivert, er det nødvendig å slå på luftvarmeren automatisk.

Funksjoner i forskjellige typer gjenvinnere

Det er flere strukturelt forskjellige alternativer for implementering av varmeoverføring mellom kald og varm luftstrøm. Hver av dem har sine egne særtrekk som bestemmer hovedformålet for hver type gjenvinner.

Tverrstrøms varmeveksler

Utformingen av platevarmeveksleren er basert på tynnveggede paneler koblet vekselvis på en slik måte at de passerer mellom dem med forskjellige temperaturstrømmer i en vinkel på 90 grader. En av modifiseringene av denne modellen er en enhet med finnede kanaler for luftgjennomgang. Den har en høyere varmeoverføringskoeffisient.

Alternativ passasje av varm og kald luftstrøm gjennom platene realiseres ved å bøye kantene på platene og forsegle forbindelser med en polyesterharpiks

Varmeoverføringspaneler kan være laget av forskjellige materialer:

• kobber, messing og aluminiumbaserte legeringer har god varmeledningsevne og er ikke utsatt for rust;
• en plast laget av et hydrofobt polymermateriale med høy termisk ledningsevne er lett;
• absorberende cellulose gjør at kondensat kan trenge gjennom platen og returnere til rommet.

Ulempen er muligheten for kondens ved lave temperaturer. På grunn av den lille avstanden mellom platene, øker fuktighet eller is betydelig aerodynamisk drag. Ved frysing er det nødvendig å stenge av den innkommende luftstrømmen for å varme platene.

Fordelene med plateutvinning er som følger:

• lave kostnader;
• lang levetid;
• en lang periode mellom forebyggende vedlikehold og enkelhet;
• små dimensjoner og vekt.

Denne typen recuperator er vanligst i bolig- og kontorlokaler. Det brukes også i noen teknologiske prosesser, for eksempel for å optimalisere forbrenning av drivstoff under drift av ovner.

Trommel eller roterende type

Prinsippet for drift av en roterende varmeveksler er basert på rotasjonen av varmeveksleren, innvendig som lag av korrugerte metall med høy varmekapasitet.Som et resultat av interaksjon med avløpet blir trommesektoren oppvarmet, som deretter avgir varme til den innkommende luften.

Finmesh-varmeveksleren til den roterende varmeveksleren er utsatt for tilstopping, så du bør spesielt nøye vurdere høykvalitetsytelsen til fine filtre

Fordelene med roterende gjenvinnere er som følger:

• ganske høy effektivitet sammenlignet med konkurrerende typer;
• retur av en stor mengde fuktighet, som i form av kondensat forblir på trommelen og fordamper ved kontakt med innkommende tørr luft.

Denne typen gjenvinner brukes mindre ofte til boligbygg med ventilasjon av leilighet eller hytte. Ofte brukes det i store kjelerom for å returnere varme til ovner eller til store industri- eller detaljhandelsanlegg.

Imidlertid har denne typen enheter betydelige ulemper:

• en relativt kompleks struktur med bevegelige deler, inkludert en elektrisk motor, en trommel og en remdrift, som krever konstant vedlikehold;
• økt støynivå.

Noen ganger for enheter av denne typen kan begrepet "regenerativ varmeveksler" finnes, noe som er mer korrekt enn en "gjenoppretter". Fakta er at en liten del av avtrekksluften strømmer tilbake på grunn av at trommelen løsner på strukturen.

Dette legger ytterligere begrensninger for muligheten for å bruke enheter av denne typen. Forurenset luft fra fyringsovner kan for eksempel ikke brukes som varmebærer.

Rør og foringssystem

Rekuperatoren av den rørformede typen består av tynnveggede rør med liten diameter plassert i det isolerte foringsrøret på systemet, gjennom hvilket ytre luft strømmer gjennom. På kabinettet produserer varm luftmasse fra rommet, som varmer den innkommende strømmen.

Utstrømningen av varm luft må utføres nøyaktig gjennom foringsrøret og ikke gjennom et rørsystem, siden det er umulig å fjerne kondensat fra dem

De viktigste fordelene med rørformede gjenvinnere er som følger:

• høy effektivitet, takket være motstrømsprinsippet om bevegelse av kjølevæsken og innkommende luft;
• enkel design og fravær av bevegelige deler gir et lavt støynivå og sjelden oppstått behov for vedlikehold;
• lang levetid;
• minste tverrsnitt blant alle typer gjenopprettingsenheter.

Rør for enheter av denne typen bruker enten lettmetallmetall eller, mindre ofte, polymer. Disse materialene er ikke hygroskopiske, og med en betydelig forskjell i temperaturen på strømningene er dannelsen av intens kondensat i foringsrøret mulig, noe som krever en konstruktiv løsning for fjerning av det. En annen ulempe er at metallfyllingen har betydelig vekt, til tross for dens små dimensjoner.

Enkelheten i utformingen av den rørformede recuperatoren gjør denne typen apparater populær for egenproduksjon. Som det ytre foringsrøret brukes vanligvis plastrør for luftekanaler, isolert med polyuretanskall.

Mellomvarmeoverføringsenhet

Noen ganger er forsynings- og eksoskanalene plassert i en viss avstand fra hverandre. Denne situasjonen kan oppstå på grunn av de teknologiske egenskapene til bygningen eller sanitærbehov for pålitelig separasjon av luftstrømmer.

I dette tilfellet bruker du et mellomkjølemiddel som sirkulerer mellom kanalene gjennom et isolert rør. Som et medium for overføring av termisk energi ved bruk av vann eller en vann-glykoloppløsning, hvis sirkulasjon er gitt av varmepumpe.

Rekuperatoren med et mellomkjølemiddel er en volumetrisk og kostbar enhet, hvis bruk er økonomisk berettiget for rom med store områder

I tilfelle det er mulig å bruke en annen type recuperator, er det bedre å ikke bruke et system med et mellomkjølemiddel, siden det har følgende betydelige ulemper:

• lav effektivitet sammenlignet med andre typer enheter, derfor brukes ikke slike enheter for små rom med lav luftstrøm;
• betydelig volum og vekt på hele systemet;
• behovet for en ekstra elektrisk pumpe for å sirkulere væsken;
• økt støy fra pumpen.

Det er en modifisering av dette systemet når, i stedet for tvungen sirkulasjon av varmevekslingsfluidet, brukes et medium med lavt kokepunkt, så som freon. I dette tilfellet er bevegelse langs kretsen mulig på en naturlig måte, men bare hvis tilluftskanalen er plassert over eksoskanalen.

Et slikt system krever ikke ekstra energikostnader, men det fungerer bare for oppvarming ved en betydelig temperaturforskjell. I tillegg er det nødvendig å finjustere endringspunktet i aggregering av varmeoverføringsfluidet, som kan implementeres ved å skape det ønskede trykk eller en spesifikk kjemisk sammensetning.

Hoved tekniske parametere

Når du kjenner til den nødvendige ytelsen til ventilasjonssystemet og varmevekslerens effektivitet til varmeveksleren, er det enkelt å beregne besparelsene på å varme opp luften i et rom under spesifikke klimatiske forhold. Ved å sammenligne de potensielle fordelene med kostnadene ved å kjøpe og vedlikeholde systemet, kan du rimelig ta et valg til fordel for en rekuperator eller en standard luftvarmer.

Ofte tilbyr utstyrsprodusenter en modelllinje der ventilasjonsenheter med lignende funksjonalitet avviker i mengden luftutveksling. For boliglokaler må denne parameteren beregnes i henhold til tabell 9.1. SP 54.13330.2016

Ytelseskoeffisient

Gjenvinningseffektiviteten forstås som varmeoverføringseffektiviteten, som beregnes ved følgende formel:

K = (T_n - T_n) / (T_i - T_n)

I hvilke:

• T_n - temperaturen på den innkommende luften inn i rommet;
• T_n - utetemperatur;
• T_i - lufttemperatur i rommet.

Maksimal effektivitetsverdi med standard luftstrømningshastigheter og et visst temperaturregime angitt i den tekniske dokumentasjonen til enheten. Den reelle kursen vil være litt mindre.

I tilfelle av uavhengig produksjon av en plate eller rørformet varmeveksler, er det nødvendig å overholde følgende regler for å oppnå maksimal varmeoverføringseffektivitet:

• Den beste varmevekslingen sikres av motstrømsapparater, deretter tverrstrømningsanordninger, og de minste - med ensrettet bevegelse av begge strømmer.
• Varmeoverføringshastigheten avhenger av materialet og tykkelsen på veggene som skiller strømmer, samt av varigheten av luften inne i enheten.

Når du kjenner til gjenvinningseffektiviteten, er det mulig å beregne energieffektiviteten ved forskjellige temperaturer i den ytre og den indre luften:

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

hvor P (m³/ time) - luftforbruk.

Beregning av effektiviteten til utvinningshaveren monetært og sammenligning med kostnadene ved kjøp og installasjon av en to-etasjers hytte med et totalareal på 270 m2 viser muligheten for å installere et slikt system

Kostnadene for gjenvinnere med høy effektivitet er ganske høye, de har en sammensatt struktur og betydelig størrelse. Noen ganger kan du komme deg rundt disse problemene ved å installere flere enklere enheter slik at den innkommende luften passerer gjennom dem i rekkefølge.

Ytelse i ventilasjonssystemet

Volumet av luftstrøm bestemmes av statisk trykk, som avhenger av viftenes kraft og hovedkomponentene som skaper aerodynamisk dra.Som regel er dens eksakte beregning umulig på grunn av kompleksiteten i den matematiske modellen, derfor utføres eksperimentelle studier for typiske monoblokkdesign, og komponenter velges for individuelle enheter.

Vifteeffekten må velges under hensyntagen til gjennomstrømningen til de installerte recuperatorene av enhver type, som er indikert i den tekniske dokumentasjonen som anbefalt strømningshastighet eller luftvolumet som passeres av enheten per tidsenhet. Som regel overstiger den tillatte lufthastigheten inne i enheten ikke 2 m / s.

Ellers er det med høye hastigheter i de smale elementene i gjenvinneren en kraftig økning i aerodynamisk dra. Dette fører til unødvendige energikostnader, ineffektiv oppvarming av uteluften og forkorter levetiden til viftene.

Grafen av trykktap kontra luftstrømningshastighet for flere modeller av høyytelsesvarmevekslere viser en ikke-lineær økning i motstand, derfor er det nødvendig å overholde kravene til anbefalt luftutvekslingsvolum angitt i den tekniske dokumentasjonen til enheten

Endring av luftstrømmens retning skaper ytterligere aerodynamisk dra. Derfor, når du modellerer geometrien til innekanalen, er det ønskelig å minimere antall rørdreininger med 90 grader. Diffusorer for luftspredning øker også motstanden, så det anbefales ikke å bruke elementer med et sammensatt mønster.

Forurensede filtre og rister skaper betydelig forstyrrelse av strømmen, så de må rengjøres eller skiftes ut med jevne mellomrom. En av de effektive måtene å vurdere tilstopping er å installere sensorer som overvåker trykkfallet i områdene før og etter filteret.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Prinsippet for drift av rotasjons- og plategjenvinner:

Måling av effektiviteten til en rekuperator av platetypen:

Innenlandske og industrielle ventilasjonssystemer med integrert gjenvinner har bevist sin energieffektivitet når det gjelder å opprettholde varme innendørs. Nå er det mange tilbud for salg og installasjon av slike enheter i form av ferdige og testede modeller, samt for individuelle bestillinger. Du kan beregne nødvendige parametere og utføre installasjonen selv.

Hvis du har spørsmål når du leser informasjonen, eller hvis du finner unøyaktigheter i vårt materiale, vennligst legg igjen kommentarene i boksen nedenfor.