Värmeåtervinning i ventilationssystem: driftsprincip och tillval

I ventilationsprocessen från rummet används inte bara avluften utan också en del av den termiska energin. På vintern leder detta till en ökning av energiräkningarna.

För att minska oberättigade kostnader, utan att det påverkar luftutbytet, tillåter värmeåtervinning i centraliserade och lokala ventilationssystem. För återvinning av termisk energi används olika typer av värmeväxlare - återvinnare.

Artikeln beskriver i detalj modellerna för enheter, deras designfunktioner, driftsprinciper, fördelar och nackdelar. Informationen kommer att hjälpa dig att välja det bästa alternativet för att ordna ventilationssystemet.

Begreppet återhämtning: principen om drift av värmeväxlaren

Översatt från latin betyder återkrav en återbetalning eller en återgång. Beträffande värmeväxlingsreaktioner kännetecknas återvinningen som en delvis avkastning av energi som används för att utföra en teknisk åtgärd för tillämpningen i samma process.

den ventilationssystem Principen för återhämtning används för att spara värmeenergi.

Analogt återvinns kylningen i varmt väder - varma tillförselmassor värmer utgången "utarbetar" och deras temperatur sjunker.

Energiåtervinningsprocessen utförs i en återvinningsvärmeväxlare. Anordningen tillhandahåller närvaro av ett värmeväxlarelement och fläktar för pumpning av flerdirektionsluftflöden. Ett automatiskt system används för att kontrollera processen och kontrollera kvaliteten på lufttillförseln.

Konstruktionen är utformad så att tillförsel- och avgassflödena finns i separata fack och inte blandas - värmeåtervinning sker genom värmeväxlarens väggar.

Förstå och förstå vad som är återhämtad ventilation ett tydligt diagram över luftcirkulation hjälper.

Genom huvarna i fuktiga rum (toalett, badrum, kök) inträffar utloppsluften. Innan den lämnar den passerar den genom värmeväxlaren och lämnar lite av värmen. Den tillförda luften rör sig i motsatt riktning, värms upp och kommer in i vardagsrummen (+)

Lämplighet av en återhämtningsanläggning vid ventilation

Det är möjligt att prata om genomförbarheten av att ordna regenerativ ventilation genom att utvärdera systemets effektivitet och jämföra dess fördelar med nackdelar.

En del av värmen tas från frånluften som dras ut och överförs till de injicerade färska strålarna riktade inuti rummet. Detta gör att du kan minska värmeförlusten med upp till 70% (+)

Behovet av att använda värmeåtervinning är mest relevant i byggnader med tvångsluftuttag. Som regel är dessa byggnader med låg tröghet konstruerade med innovativ värmeisolerande teknik (hus tillverkade av sandwichpaneler, gassilikatpaneler, skumblock).

I sådana byggnader ansamlas väggarna inte värme väl, och naturlig luftväxling är ineffektiv.

Problem med luftcirkulation är dock också karakteristiska för ”traditionella” tegel- och betongbyggnader. Närvaron av tätt värmeisolerande PVC-fönster blockerar cirkulationen med en naturlig trång - flödet av frisk luft stoppar och lutning av ventilationskanalen eller tenderar att noll.

Lösningen på problemet med Euro-fönstret är organiseringen av tvingad ventilation. Systemet återställer luftutbytet, men samtidigt ökar värmeförlusten till 60%. Och här kan du inte göra utan termisk återhämtning.

Utbytesprocessens effektivitet uttrycks i procent och visar mängden värme som släpps ut från frånluften för att värma det färska "inflödet"

Effektivitetsfaktorn för ventilationsvärmeåtervinning:

• 0% - öppet fönster - varm luft tas bort i atmosfären och kall luft kommer in, vilket sänker temperaturen in i rummet;
• 100% - tilluften upphettas till temperaturen på "avgaserna" - tekniskt omöjligt att implementera;
• 30-90% - en acceptabel parameter, återvinningen anses vara bra med en effektivitet på 60% eller mer, effektivitet över 80% - utmärkt värmeöverföring.

Systemets effektivitet beror på typen av återvinning, rumets dimensioner och luftflödet. I vilket fall som helst är användningen av regenerativ ventilation även med en effektivitet på 30% mer lönsam än dess frånvaro. Förutom betydande besparingar i energiresurser förbättrar "värmeåtervinning" det totala inomhusmikroklimatet.

Nackdelar med att använda en värmeväxlare:

1. Volatilitet. Köp av VVS-utrustning är motiverat om energiförbrukningen är betydligt mindre än dess besparingar efter installation av värmeväxlaren.
2. Kondens. På grund av temperaturskillnaden kan fukt kondensera på värmeväxlarens väggar. På vintern finns risken för isbildning, vilket är fylld med en snabb minskning av effektiviteten eller brister i värmeväxlaren.
3. Bullrig arbete. Vissa modeller avger brum under drift. Om denna nackdel inte märks särskilt under dagen, är det om natten bruset obekvämt. Återvinnare med förbättrad isolering är tyst.

Höga initiala investeringar blir ofta huvudargumentet mot energieffektiv ventilation.

Det är tillrådligt att investera i ett system som lönar sig inom 5-8 år. Observera att för underhåll av komplexet måste du bära extra kostnader, till exempel periodisk byte av fläktar

Funktioner i olika typer av värmeväxlare

Rekuperatorns utformning bestämmer kylvätskenas flödesmönster, ventilationssystemets effektivitet, energiklassen och utrustningens kostnader. Fem typer av värmeväxlare används: platta, roterande, värmerör, kammaranordningar och modeller med mellanliggande värmebärare.

Lamellar recuperator - enkel design

Grunden för värmeväxlaren är en tätad kammare med många parallella kanaler. Kanalerna är separerade med skiljeväggar - värmeledande plattor av stål eller aluminium.

Vågformade plattor (60-70 stycken) är grupperade i ett block så att de formade kanalerna är placerade tvärs mot varandra - skapad turbulens förbättrar värmeöverföringen (+)

Gasflödena rör sig mot varandra, korsar varandra i kassetten på recuperatorn, men blandas inte. Termisk växling utförs på grund av samtidig kylning och uppvärmning av plattorna från olika sidor.

Fördelar med tvärvärmeväxlaren:

• enkel installation och konfiguration av utrustning;
• uteslutning av kontakt med luftmassor;
• överkomliga kostnader och kompakta dimensioner;
• brist på gnidning och rörliga delar.

Prestationsindikatorn varierar i intervallet 40-70%.

Den största nackdelen med plattmodellen är kondens som sätter sig i avgasledningen och isbildning på vintern. För att avfrostas enheten omdirigeras den inkommande strömmen för att kringgå värmeväxlaren, och den varma utgående strömmen smälter isen på plattorna.

I ”avfrostning” -läget sker inte energibesparing, luftvärmare med effekt upp till 5 kW används för att värma den inkommande luften. Medelvärdet för effektiviteten sjunker med 20% (+)

Det finns två sätt att lösa problemet:

1. Förvärmning av det inkommande luftflödet till en temperatur vid vilken isbildning utesluts.
2. Recuperator med hygroskopiska cellulosaplattor. Materialet absorberar fukt från frånluftmassorna och överför det till de inkommande flödena.

När du väljer en tvärväxlare bör plattformens driftsegenskaper beaktas.

Deras egenskaper beror på tillverkningsmaterialet:

1. Aluminiumfolie - överkomliga kostnader, men begränsad prestanda på vintern. Dessutom rekommenderas det inte för bostadslokaler på grund av lufttorkning. Ändringar med aluminiumfyllning - det bästa alternativet för bad och pooler.
2. Plastpartitioner - liknar priset på metallprodukter, men skiljer sig i förbättrad arbetseffektivitet.
3. Cellulosa värmeväxlare - förhindra frysning och upprätthålla normalt fuktinnehåll inomhus.

Hygrocellulosa återvinning är den mest ekonomiska och optimala för ventilering av bostadshus.

Rotary recuperator - hög systemeffektivitet

Värmeväxlaren presenteras i form av en cylinder fylld med skikt av korrugerad metall. När trumssatsen roterar kommer varma eller kalla luftstrålar in i varje fack.

Rotation av värmeväxlare: rotationsaxel och två luftkanaler. En del av rotorn värms upp av "gruvdrift", trumman rullas och värmen omdirigeras till de kalla massorna koncentrerade i den intilliggande kanalen (+)

Värmeöverföringseffektiviteten bestäms av rotorhastigheten, effektiviteten kan justeras.

Argument "för" roterande recuperator:

• värmeåtervinning upp till 65-90%;
• ekonomi strömförbrukning;
• partiell fuktkompensation - du kan klara dig utan en luftfuktare;
• återbetalningsperiod - upp till 4 år.

Trots sin höga effektivitet blev trumtvärmeväxlaren inte ledande bland liknande installationer.

Nackdelar med ventilationssystemet:

1. En blandning av förorenad luft till tillströmningen. Genom mikrokanalerna cirkulerar avgas- och tillförselmassorna växelvis, så cirka 3-8% av "utarbetande" återgår. Trumman förmedlar ofta lukten av utgående luft.
2. Komplexiteten i designen. Roterande delar av rotorn behöver regelbundet underhåll och periodiskt bytas ut. Rörliga element avger brus och vibrationer under drift.
3. Hög kostnad. Priset för rotationsmodeller är högre än för plattprodukter. Detta beror på användningen av komplex mekanik vid utformningen av trummavärmeväxlaren.
4. Stora storlekar. Installationen utförs i en rymlig ventilationskammare.

På grund av bulkigheten används rotoranläggningar främst i industriföretag.

För att minimera blandningen av luftflöden kompletteras rotationsrecuperatorer med mellanliggande sektorer - här blåses mikrokanaler med frisk luft, som kommer in i avgashuven. Minussystemet är en minskning av effektiviteten (+)

Bundna värmeväxlare - Glycol-modell

På grund av dess konstruktionsegenskaper benämns ofta en återvinningsenhet med mellanliggande kylvätska kopplade värmeväxlare eller en glykolenhet. Detta är ett av de mest flexibla värmeåtervinningssystemen. En värmeväxlare kraschar i tillförselkanalen och den andra i avgaserna.

I rörsystemet finns: en cirkulationspump, en expansionsbehållare, en luftventil, en regulator, en temperatursensor, en säkerhetsventil, en tryckindikator (+)

Principen om arbete. Glykolisk komposition cirkulerar mellan värmeväxlare. Kylmedlets temperatur stiger på grund av den uppvärmda borttagna strömmen och sedan överförs den termiska energin till frisk luft. Ett slutet system eliminerar blandningen av kommande luftmassor.

Funktioner i arbetet hos värmeväxlare med kylvätska:

• Effektivitet - 45-55%;
• effektivitetsjustering med hjälp av en pump - hastigheten för frostskyddsrörelse väljs;
• förmågan att placera tillförsel- och avgaskanaler på avstånd från varandra (upp till 800 m);
• recuperatorn är monterad vertikalt eller horisontellt;
• i svår frost fryser avgasvärmeväxlarens yta - isen framträder; Användning av frostskyddsmedel låter dig driva återvinningsanläggningen utan att använda avfrostning.
• återbetalningstid för systemet - upp till 2 år;
• en kombination av en huva och flera inflöden eller vice versa är acceptabel.

Volymen för avgas och inloppsluft bör vara ungefär lika. Sådana återvinnare används vanligtvis om tillflödet är giftigt eller kraftigt förorenat när blandningsflöden är oacceptabla.

Kammarförsamlingen - mångsidighet

Strukturellt sett är kammarvärmeväxlaren en stängd låda, uppdelad inuti av ett rörligt spjäll. Öppningspartitionen bestämmer rekuperatorns drift.

Utflödet passerar längs en kanal och inflödet går in i den andra kammaren. I värmeväxlaren värmer de varma massorna väggarna i det första facket. Efter ett tag rör sig klaffen och luftflödet ändrar riktning

Som ett resultat rör sig inflödet längs den första kanalens varma väggar, och "gruvdrift" värmer upp ytan på den andra kammaren. Vid ett visst ögonblick kommer partitionen tillbaka och cykeln upprepas.

Fördelar med kammarvärmeväxlarenheten:

• Effektivitet - 80-90%;
• tillsammans med högkvalitativ värmeisolering minimeras värmekostnaderna;
• enkel installation - hjälp av specialister kommer att behövas när du väljer parametrarna för ventilationsinstallationen;
• bevarande av fuktighetsnivån;
• frysning av systemet är uteslutet.

En kammareåtervinnare är ett utmärkt alternativ för regioner där det under en lång period av året finns en betydande obalans mellan inomhus- och utomhustemperaturer.

Nackdelarna med värmeåtervinningsenheten inkluderar:

• behovet av regelbundet underhåll av rörliga delar;
• ankommande luftstrålar delvis blandas - lukt och föroreningar kan rinna tillbaka in i byggnaden.

För att minska blandningen är systemet utrustat filterelement. Luften blir renare, men återvinningsverkans effektivitet minskar.

Värmeledningar - stängt värmeväxlingssystem

Återvinnaren består av många koppar- eller aluminiumrör fyllda med ett flyktigt material, såsom freon. Funktionsprincipen för en rörformad värmeväxlare är baserad på fysiska processer - en förändring i ämnets tillstånd vid uppvärmning.

Värmeröret placeras vertikalt - den undre änden av värmeväxlaren i avgasledningen och den övre i tilluftsledningen. Utgående flöden runt rörets ände - Freon värms upp, kokar och förångas (+)

Gassen stiger och avger värmeenergi till tillströmningen, varefter freon kondenserar och flyter ner i återvinnaren. Den termiska cykeln upprepas i en cirkel.

Tekniska och operationella egenskaper hos den rörformiga värmeväxlaren:

• enhetens effektivitet - upp till 65%;
• tyst drift på grund av frånvaron av rörliga element;
• enkel design och opretentiöshet i tjänsten;
• densitet - små dimensioner och lätt vikt;
• energioberoende - kylvätskan cirkulerar naturligt;

En betydande fördel är att luftflödena i tillflödet och returen inte blandas.

Svagheter i värmeledningar:

• hög effektivitetsnivå uppnås med ett smalt temperaturområde - med plötslig överhettning förångas hela freon, och med otillräcklig uppvärmning bromsar förångningshastigheten ner;
• låg rörstyrka - en förändring i form eller tryckavlastning minskar utrustningens prestanda.

Tubular recuperators används i privat byggande, i administrativa, kontorsbyggnader och små industriområden.

Metoder för att organisera regenerativ ventilation

Återställningen är utrustad på ett av sätten: centralt och decentraliserat. I det första fallet flyter ventilationen från hela rummet genom värmeväxlaren, i det andra - från ett rum.

Centraliserat komplex - luftbehandlingsenhet

Ett centraliserat system är utrustat i byggnadsstadiet eller större modernisering av ventilationssystemet.

Tvångsluft och avgasinstallation (PVU) med inbyggd rekuperator väljs. Det viktigaste urvalskriteriet är komplexets totala prestanda baserat på hela luftvolymen i strukturen (+)

PVU med en recuperator ger tillräckligt med luftutbyte även i hus med tätade fönster. Samtidigt fördelas luftflöden jämnt utan att skapa utkast.

Complex tvångs- och avgasinstallationer monoblocktyp utrustad med:

• fläktar - dygnet runt tillförsel av ren luft och utsläpp av strålar mättade med koldioxid.
• värmare - förvärmning av inflödet;
• filter - kvarhålla damm och mikropartiklar;
• värmeåtervinning - Olika typer av installationer kan användas.

Funktionen hos vissa PVU: er utvidgas med en fördröjningstimer, en effektregulator, fuktighetsnivåsensorer, etc.

Fallet med monoblock-modeller är täckt med ljudabsorberande material, så att drift av PVU blir mycket tyst. Vertikala, horisontella och upphängda versioner av ventilationsaggregat är möjliga

Väl beprövad återhämtnings-monoblock PVU-produktion: "Öppningar" (Ukraina), Dantherm (Danmark), «Daikin» (Japan), «Dantex» (England).

Lokala enheter - tillägg till det befintliga ventilationssystemet

För att återställa luftmassans cirkulation i ett operationsrum är decentraliserade luftinlopp med värmeåtervinning lämpliga.

De kraschar in i fasaden på byggnaden eller monteras genom ett fönster. Deras huvudmål är att förbättra leverera ventilation i huset.

I lokala recuperatorer finns en fläkt och en plattvärmeväxlare. Inloppets "hylsa" är isolerad med ljudabsorberande material. Den kompakta aggregatstyrenheten är placerad på innerväggen

Funktioner i decentraliserade ventilationssystem med återhämtning:

• effektivitet – 60-96%;
• låg produktivitet - enheter är utformade för att ge luftutbyte i rum upp till 20-35 kvm;
• överkomliga kostnader och ett brett urval av enheter, allt från konventionella väggventiler till automatiserade modeller med ett flerstegsfiltreringssystem och förmågan att justera fuktighet;
• enkel installation - för driftsättning krävs ingen ledning, installera väggventil Du kan göra det själv.

Populära tillverkare av lokala återhämtare: Prana (Ukraina), O.Erre (Italien), snöstorm (Tyskland) Vents (Ukraina), Aerovital (Tyskland).

Viktiga kriterier för val av vägginlopp: tillåten väggtjocklek, produktivitet, återvinningseffektivitet, luftkanalens diameter och temperatur på pumpmediet

Slutsatser och användbar video om ämnet

Jämförelse av naturlig ventilation och tvångssystem med återhämtning:

Funktionen för en centraliserad värmeväxlare, beräkning av effektivitet:

Design och drift av en decentraliserad värmeväxlare med hjälp av Prana-väggventilen som exempel:

Cirka 25-35% av värmen lämnar rummet genom ventilationssystemet. Återvinnare används för att minska förluster och effektiv värmeåtervinning. Klimatutrustning låter dig använda energin från de använda massorna för att värma den inkommande luften.

Finns det något att komplettera eller har frågor om driften av olika ventilationsåtervinnare? Lämna kommentarer på publikationen, dela din erfarenhet av att använda sådana installationer. Kontaktformuläret finns i det nedre blocket.