Поврат топлоте у вентилационим системима: принцип рада и опције

У процесу вентилације из просторије не користи се само испушни ваздух, већ и део топлотне енергије. То зими доводи до повећања рачуна за енергију.

Да би се смањили непотребни трошкови, без утицаја на размену ваздуха, омогућиће се поврат топлоте у системима централног и локалног вентилације. За обнављање топлотне енергије користе се различите врсте измјењивача топлине - рекуператори.

У чланку су детаљно описани модели јединица, њихове карактеристике дизајна, принципи рада, предности и недостаци. Наведене информације помоћи ће вам у одабиру најбоље опције за уређење система вентилације.

Концепт поврата: принцип рада измењивача топлоте

У преводу са латинског, опоравак значи повраћај новца или поврат. Што се тиче реакција измјене топлине, опоравак се карактеризира као дјеломични поврат енергије која се троши на обављање технолошке акције ради примјене у истом процесу.

Ин вентилациони систем Принцип опоравка користи се за уштеду топлотне енергије.

По аналогији, хлађење се обнавља по врућем времену - топле опскрбне масе загријавају излаз „радећи“, а њихова температура опада.

Поступак поврата енергије изводи се у обновљивом измењивачу топлоте. Уређај обезбеђује присуство елемента за измену топлоте и вентилатора за пумпање вишесмерних струјања ваздуха. Аутоматски систем се користи за контролу процеса и контролу квалитета довода ваздуха.

Дизајн је дизајниран тако да се доводни и испушни протоци налазе у посебним одељцима и не мешају се - поврат топлоте се врши кроз зидове измењивача топлоте.

Схвати и разуме шта је обновљена вентилација јасан дијаграм циркулације зрака ће вам помоћи.

Кроз капуљаче у влажним просторијама (тоалет, купатило, кухиња) долази до изливања издувног ваздуха. Пре одласка пролази кроз измењивач топлоте и оставља део топлоте. Доведени ваздух креће се у супротном смеру, загрева се и улази у дневне собе (+)

Искључивост рекуператора у вентилацији

Могуће је разговарати о изводљивости уређења регенеративне вентилације проценом ефикасности система и упоређивањем његових предности са недостацима.

Део топлоте се одводи из испушног ваздуха који се одводи и преноси у убризгане свеже млазове усмерене унутар просторије. То вам омогућава да смањите губитак топлоте до 70% (+)

Потреба за коришћењем рекуперације топлоте је најрелевантнија у зградама са присилним одводом ваздуха. У правилу су то грађевине ниске инерције изграђене иновативним технологијама топлотне изолације (куће направљене од сендвич панела, плоче од силиката, блокови од пена).

У таквим зградама зидови не накупљају топлоту добро, а природна размена ваздуха је неефикасна.

Међутим, проблеми са циркулацијом ваздуха карактеристични су и за „традиционалне“ зграде од опеке и бетона. Присуство уских топлотних ПВЦ прозора блокира циркулацију природним нагоном - проток свежег ваздуха се зауставља и нагиб вентилационог канала или тежи ка нули.

Решење проблема са Еуро-прозором је организација принудне вентилације. Систем обнавља размену ваздуха, али се истовремено губитак топлоте повећава на 60%. И овде не можете без термичког опоравка.

Ефикасност процеса размене изражена је у процентима и показује количину топлоте потрошене из испушног ваздуха за загревање свежег „прилива“.

Фактор ефикасности обнављања топлоте за вентилацију:

• 0% - отворен прозор - топли ваздух се уклања у атмосферу, а хладан ваздух улази унутра, снижавајући температуру у просторију;
• 100% - доводни ваздух се загрева до температуре „издувног система“ - технички је немогуће извести;
• 30-90% - прихватљив параметар, опоравак се сматра добрим са ефикасношћу од 60% или већом, ефикасношћу преко 80% - одличним преносом топлоте.

Ефикасност система зависи од врсте рекуператора, димензија просторије и протока ваздуха. У сваком случају, употреба регенеративне вентилације чак и са ефикасношћу од 30% је исплативија од њеног одсуства. Поред значајних уштеда енергије, „поврат топлоте“ побољшава укупну микроклиму у затвореном простору.

Недостаци употребе измењивача топлоте:

1. Волатилност. Куповина ХВАЦ опреме оправдана је ако је потрошња енергије након инсталације измјењивача топлине знатно мања од њене уштеде.
2. Кондензација Због температурне разлике влага се може кондензовати на зидовима измењивача топлоте. Зими постоји могућност залеђивања, што је препуно брзом смањењу ефикасности или квару измењивача топлоте.
3. Шуман посао. Неки модели емитују шум током рада. Ако током дана овај недостатак није нарочито приметан, ноћу је бука нелагодна. Рекуператори са побољшаном изолацијом су тихи.

Високе почетне инвестиције често постају главни аргумент против енергетски ефикасне вентилације.

Препоручљиво је инвестирати у систем који се исплати у року од 5-8 година. Имајте на уму да ћете за одржавање комплекса морати сносити додатне трошкове, на пример, повремене замене вентилатора

Карактеристике различитих врста измењивача топлоте

Дизајн рекуператора одређује образац протока расхладне течности, ефикасност вентилационог система, енергетски разред и трошкове опреме. Користи се пет врста измењивача топлоте: плочасти, ротациони, топлотне цеви, коморни уређаји и модели са средњим носачем топлоте.

Ламеларни рекуператор - једноставност дизајна

Основа измењивача топлоте је затворена комора са многим паралелним каналима. Канали су раздвојени преградама - топловодним плочама направљеним од челика или алуминијума.

Плоче у облику таласа (60-70 комада) су груписане у један блок, тако да су формирани канали лоцирани један на други - створена турбуленција побољшава пренос топлоте (+)

Проток гаса креће се један према другом, пресече се у касети рекуператора, али се не меша. Топлотна замена се врши услед истовременог хлађења и загревања плоча са различитих страна.

Предности унакрсног измењивача топлоте:

• једноставност инсталације и конфигурације опреме;
• искључење контакта ваздушних маса;
• приступачне цене и компактне димензије;
• недостатак трљања и померања делова.

Индикатор перформанси варира у распону од 40-70%.

Главни недостатак модела плоча је кондензација кондензација у испушном каналу и формирање леда зими. Да би се одмрзнила јединица, долазни ток се преусмерава да заобиђе измењивач топлоте, а топли одлазни ток растопи лед на плочама.

У режиму „одмрзавања“ не долази до уштеде енергије, грејачи ваздуха снаге до 5 кВ користе се за загревање долазног ваздуха. Просечна вредност ефикасности опада за 20% (+)

Постоје два начина за решавање проблема:

1. Предгревање долазног ваздуха до температуре на којој је искључено формирање леда.
2. Рекуператор са хигроскопским целулозним плочицама. Материјал апсорбује влагу из масе испушних ваздуха и преноси је у долазне токове.

Приликом избора размењивача треба узети у обзир радне карактеристике плоча.

Њихове карактеристике зависе од материјала израде:

1. Алуминијска фолија - приступачне цене, али ограничене перформансе зими. Поред тога, не препоручује се за стамбене просторе због сушења ваздуха. Модификације алуминијумским "пуњењем" - најбоља опција за купатила и базене.
2. Пластичне преграде - сличне цене металних производа, али се разликују по побољшаној радној ефикасности.
3. Целулозни измјењивач топлоте - спречавају смрзавање и одржавају нормалан садржај влаге у затвореном простору.

Регенератор хигроцелулозе најекономичнији је и најоптималнији за вентилацију стамбених зграда.

Ротациони рекуператор - висока ефикасност система

Измењивач топлоте је представљен у облику цилиндра напуњеног слојевима валовитог метала. Како се комплет бубњева окреће, топли или хладни млазови ваздуха наизменично улазе у свако одељење.

Дизајн ротационог измењивача топлоте: ротациона осовина и два ваздушна канала. Један део ротора се загрева "минирањем", бубањ се помера и топлота се преусмерава на хладне масе концентрисане у суседном каналу (+)

Учинковитост преноса топлоте одређује се брзином вртње, ефикасност се може подесити.

Аргументи „за“ ротациони рекуператор:

• поврат топлоте до 65-90%;
• профитабилност потрошња енергије;
• делимична надокнада влаге - можете без овлаживача;
• период отплате - до 4 године.

Упркос високој ефикасности, измењивач топлоте са бубњем није постао лидер међу сличним инсталацијама.

Слабости система вентилације:

1. Мешавина загађеног ваздуха у приливу. Кроз микроканале издувне и доводне масе циркулишу наизменично, тако да се око 3-8% „разраде“ враћа назад. Бубањ често преноси мирис излазног ваздуха.
2. Сложеност дизајна. Закретајући делови ротора захтевају редовно одржавање и периодичну замену. Покретни елементи емитују буку и вибрације током рада.
3. Висока цена. Цена за ротационе моделе је већа него за плоче. То се дешава употребом сложене механике у дизајнирању бубњева измењивача топлоте.
4. Велике величине. Инсталација се врши у пространој вентилационој комори.

Због гломазности, постројења за роторе углавном се користе у индустријским предузећима.

Да би се минимизирало мешање протока ваздуха, ротациони рекуператори допуњују се са средњим секторима - овде се микроканали удувавају свежим ваздухом, који улази у одводну хаубу. Минус шеме је смањење ефикасности (+)

Веза са измењивачима топлоте - модел са гликолом

Због својих дизајнерских карактеристика, јединица за обнављање са средњим расхладним средством често се назива повезани измењивачи топлоте или гликол јединице. Ово је један од најфлексибилнијих система за поврат топлоте. Један измјењивач топлоте упада у доводни канал, а други у испушни.

У схеми цевовода постоје: циркулациона пумпа, експанзијски резервоар, ваздушни вентил, регулатор, температурни сензор, сигурносни вентил, индикатор притиска (+)

Принцип рада. Гликолни састав циркулише између измењивача топлоте. Температура расхладне течности расте због загрејаног уклоњеног струје, а затим се топлотна енергија преноси на свеж ваздух. Затворен систем елиминише мешање ваздушних маса које се долазе.

Карактеристике рада измјењивача топлине са расхладном текућином:

• Ефикасност - 45-55%;
• подешавање ефикасности уз помоћ пумпе - одабира се брзина кретања антифриза;
• могућност постављања доводних и одводних канала удаљено један од другог (до 800 м);
• рекуператор је монтиран окомито или водоравно;
• при јаком мразу површина испушног измењивача топлоте се смрзава - појављује се лед; употреба антифриза омогућава вам да користите рекуператор без прибегавања одмрзавању;
• период отплате система - до 2 године;
• комбинација 1 капуљаче и неколико дотока или обрнуто је прихватљива.

Запремина испушног и усисног ваздуха треба да буде приближно једнака. Такви рекуператори се обично користе ако је прилив токсичан или јако загађен када је мешање протока неприхватљиво.

Скупштина Коморе - Свестраност

Конструктивно, коморни измењивач топлоте је затворена кутија, која је унутра подељена помичним амортизером. Отварајућа преграда одређује рад рекуператора.

Одлив пролази дуж једног канала, а доток улази у другу комору. У измењивачу топлоте топле масе греју зидове првог одељка. Након неког времена, поклопац се помера и проток ваздуха мења смер

Као резултат тога, прилив се креће дуж топлих зидова првог канала, а „минирање“ загрева површину друге коморе. У одређеном тренутку партиција се враћа назад и циклус се понавља.

Предности коморе измењивача топлоте:

• Ефикасност - 80-90%;
• у тандему са висококвалитетном топлотном изолацијом, трошкови грејања су минимизирани;
• једноставност уградње - потребна је помоћ стручњака при избору параметара вентилационе инсталације;
• очување нивоа влажности;
• замрзавање система је искључено.

Коморни рекуператор је одлична опција за регионе у којима током дужег периода године постоји значајна неравнотежа између унутрашњих и спољних температура.

Недостаци јединице за поврат топлоте укључују:

• потреба за редовним одржавањем покретних делова;
• зрачни млазови који се надолазе делимично се мешају - мириси и нечистоће могу се прелити у зграду.

Да би се смањила комбинација, систем је опремљен филтерски елемент. Ваздух постаје чистији, али ефикасност рекуператора се смањује.

Топлотне цеви - затворени систем за размену топлоте

Рекуператор се састоји од многих бакарних или алуминијумских цеви напуњених хлапљивим материјалом, попут фреона. Принцип рада цевастог измењивача топлоте заснован је на физичким процесима - промени стања неке супстанце када се загрева.

Топлотна цев је постављена вертикално - доњи крај измењивача топлоте у издувном каналу, а горњи део канала за довод ваздуха. Излазни токови на крају цеви - Фреон се загрева, кључа и испарава (+)

Гас се диже и даје топлотну енергију дотоку, након чега се фреон кондензује и одлази у рекуператор. Термички циклус се понавља у кругу.

Техничке и оперативне карактеристике цевастог измењивача топлоте:

• ефикасност уређаја - до 65%;
• тихи рад због непостојања покретних елемената;
• једноставност дизајна и непретенциозност у сервису;
• компактност - мале димензије и мала тежина;
• енергетска независност - расхладна течност природно циркулише;

Значајна предност је што се протоци ваздуха прилива и повратка не мешају.

Слабости топлотних цеви:

• висок ниво ефикасности постигнуто уским температурним опсегом - при наглом прегревању цео фреон испарава, а при недовољном загревању брзина испаравања успорава;
• ниска чврстоћа цеви - промена облика или смањење притиска смањује перформансе опреме.

Цевасти рекуператори се користе у приватној изградњи, у административним, канцеларијским зградама и малим индустријским областима.

Начини организовања регенеративне вентилације

Опоравак је опремљен на један од начина: централно и децентрализовано. У првом случају, вентилациони токови из целе просторије пролазе кроз измењивач топлоте, у другом - из једне просторије.

Централизовани комплекс - јединица за руковање ваздухом

Централни систем је опремљен у фази изградње или веће модернизације вентилационог система.

Изабрана је присилна инсталација за присилни ваздух и издуву (ПВУ) са уграђеним рекуператором. Главни критеријум одабира је укупна учинковитост комплекса на основу целокупне количине ваздуха у структури (+)

ПВУ са рекуператором омогућава довољну размену ваздуха чак и у кућама са затвореним прозорима. Истовремено се протоци ваздуха распоређују равномерно без стварања пропуха.

Интегрисано инсталације са присилним ваздухом и издувима моноблок тип опремљен са:

• фанови - свакодневно снабдевање чистим ваздухом и емисија млазева засићених угљен-диоксидом;
• грејачи - предгревање прилива;
• филтери - задржавају прашину и микрочестице;
• рекуператор - Могу се користити различите врсте инсталација.

Функционалност неких ПВУ-а проширује се тајмером кашњења, регулатором напајања, сензорима нивоа влажности итд.

Случај моноблок модела покривен је материјалом који апсорбује звук, тако да рад ПВУ-а постаје врло миран. Могуће су вертикалне, хоризонталне и висеће верзије вентилационих јединица

Добро доказана рекуперативна моноблоцк ПВУ производња: Вентс (Украјина) Дантхерм (Данска) "Даикин" (Јапан) "Дантек" (Енглеска).

Локалне јединице - додатак постојећем систему вентилације

За обнављање циркулације ваздушних маса у операцијској сали погодни су децентрализовани отвори за ваздух са повратом топлоте.

Урушавају се у фасаду зграде или су монтирани кроз прозор. Њихов главни циљ је побољшање доводна вентилација у кући.

У локалним рекуператорима обезбеђени су вентилатор и плочаст измењивач топлоте. "Рукав" улаза је изолиран материјалом који апсорбује звук. Компактна контролна јединица за управљање ваздухом налази се на унутрашњем зиду

Карактеристике децентрализованих система вентилације са рекуперацијом:

• Ефикасност – 60-96%;
• ниска продуктивност - уређаји су дизајнирани да омогуће размену ваздуха у просторијама до 20-35 м2;
• приступачна цена и широк избор јединица, у распону од конвенционалних зидних вентила до аутоматизованих модела са вишефазним системом филтрације и могућношћу подешавања влажности;
• једноставност инсталације - за пуштање у рад није потребно провођење канала, уградите зидни вентил То можете сами.

Популарни произвођачи локалних рекуператора: Прана (Украјина) О.ерре (Италија), Близзард (Немачка), Вентс (Украјина) Аеровитал (Немачка).

Важни критеријуми за избор зидног отвора: дозвољена дебљина зида, продуктивност, ефикасност рекуператора, пречник ваздушног канала и температура пумпаног медијума

Закључци и корисни видео о овој теми

Поређење природне вентилације и присилног система са рекуперацијом:

Принцип рада централизованог измењивача топлоте, израчунавање ефикасности:

Дизајн и рад децентрализованог измењивача топлоте користећи пример зидног вентила Прана као пример:

Око 25-35% топлоте одлази из просторије кроз вентилациони систем. Рекуператори се користе за смањење губитака и ефикасног искориштавања топлоте. Климатска опрема омогућава вам да потрошите енергију потрошених маса за загревање долазног ваздуха.

Постоји ли нешто што треба допунити или имате питања о раду разних вентилационих рекуператора? Молимо оставите коментаре на публикацију, поделите своје искуство са руковањем таквим инсталацијама. Образац за контакт налази се у доњем блоку.