Wärmerückgewinnung in Lüftungsanlagen: Funktionsprinzip + Schemata

Bei der Lüftung wird nicht nur die Abluft, sondern auch ein Teil der Wärmeenergie aus dem Raum genutzt. Im Winter führt dies zu einer Erhöhung der Energiekosten.

Die Reduzierung unnötiger Kosten, nicht zu Lasten des Luftaustauschs, ermöglicht die Wärmerückgewinnung in zentralen und lokalen Lüftungssystemen. Zur Rückgewinnung von Wärmeenergie werden verschiedene Arten von Wärmetauschern - Rekuperatoren - eingesetzt.

Der Artikel beschreibt detailliert die Modelle der Einheiten, ihre Konstruktionsmerkmale, Funktionsprinzipien, Vor- und Nachteile. Die angegebenen Informationen helfen bei der Auswahl der besten Option für die Anordnung des Lüftungssystems.

Das Konzept der Rückgewinnung: das Funktionsprinzip des Wärmetauschers

Wiederherstellung bedeutet Rückerstattung oder Rückgabe. In Bezug auf Wärmeaustauschreaktionen wird die Rückgewinnung als eine teilweise Rückgewinnung von Energie charakterisiert, die für die Durchführung der technologischen Maßnahme zum Zwecke der Anwendung in demselben Prozess aufgewendet wird.

In Belüftungssystem Das Prinzip der Rekuperation dient der Einsparung von Wärmeenergie.

Analog wird die Kühlung bei heißem Wetter wiederhergestellt - warme Vorratsmassen heizen die Leistung "ab" und ihre Temperatur sinkt.

Der Prozess der Energierückgewinnung wird in einem Wärmetauscher durchgeführt. Die Vorrichtung sieht das Vorhandensein eines Wärmetauschers und Ventilatoren zum Pumpen von Luftströmen in mehreren Richtungen vor. Zur Steuerung des Prozesses und zur Kontrolle der Qualität des Luftversorgungssystems dient die Automatisierung.

Die Konstruktion ist so konzipiert, dass sich die Zu- und Abluftströme in getrennten Räumen befinden und nicht vermischen - die Wärmerückgewinnung erfolgt über die Wände des Wärmetauschers.

Verstehe und verstehe was ist Lüftung mit Wärmerückgewinnung Hilfe visuellen Schema der Luftzirkulation.

Machbarkeit eines Wärmetauschers in der Lüftung

Es ist möglich, über die Zweckmäßigkeit einer rekuperativen Beatmung zu sprechen, indem die Wirksamkeit des Systems bewertet und seine Vorteile mit den Nachteilen verglichen werden.

Die Notwendigkeit der Wärmerückgewinnung ist am relevantesten in Gebäuden mit Zwangsluftaustritt. In der Regel handelt es sich dabei um trägheitsarme Bauwerke, die mit innovativen Wärmedämmtechnologien errichtet wurden (Häuser aus Sandwichelementen, Gassilikatplatten, Schaumblöcken).

In solchen Gebäuden speichern sich die Wände schlecht und der natürliche Luftaustausch ist unwirksam.

Probleme mit der Luftzirkulation sind jedoch auch für „traditionelle“ Ziegel- und Betonkonstruktionen charakteristisch. Das Vorhandensein von hermetisch wärmeisolierenden PVC-Fenstern blockiert die Zirkulation mit natürlichen Impulsen - der Frischluftstrom stoppt und Traktion in der Kanone überschlägt sich oder geht gegen Null.

Die Lösung für das Problem der "Eurofenster" ist die Organisation der Zwangslüftung. Das System stellt den Luftaustausch wieder her, gleichzeitig steigen die Wärmeverluste auf 60%. Und hier können wir nicht ohne Wärmerückgewinnung auskommen.

Indikator für die Effizienz der Lüftungswärmerückgewinnung:

• 0% - ein offenes Fenster - warme Luft wird in die Atmosphäre abgegeben und die Kälte dringt ein, wodurch die Temperatur im Raum gesenkt wird;
• 100% - Die Zuluft wird auf die Temperatur des "Ausarbeitens" erwärmt. - Eine Umsetzung ist technisch nicht möglich.
• 30-90% - zulässiger Parameter, eine gute Rückgewinnung wird mit einem Wirkungsgrad von 60% oder mehr berücksichtigt, ein Wirkungsgrad über 80% ist ein ausgezeichneter Wärmeaustausch.

Die Effizienz des Systems hängt von der Art des Wärmetauschers, den Raumabmessungen und dem Luftstrom ab. In jedem Fall ist der Einsatz von Rückgewinnungslüftung auch bei einem Wirkungsgrad von 30% rentabler als bei dessen Abwesenheit. Neben erheblichen Energieeinsparungen verbessert die "Regeneration" der Wärme das gesamte Mikroklima im Raum.

Nachteile der Verwendung eines Wärmetauschers:

1. Volatilität. Der Kauf von Klimaanlagen ist gerechtfertigt, wenn der Stromverbrauch nach dem Einbau des Wärmetauschers deutlich unter den Einsparungen liegt.
2. Kondensation Aufgrund des Temperaturunterschieds an den Wänden des Wärmetauschers kann Feuchtigkeit kondensieren. Im Winter besteht die Gefahr einer Vereisung, die mit einer raschen Abnahme des Wirkungsgrades oder dem Ausfall des Wärmetauschers einhergeht.
3. Laute Arbeit. Einige im Betrieb befindliche Modelle senden eine Drohne aus. Wenn dieser Mangel tagsüber nicht besonders auffällt, ist der Lärm nachts unangenehm. Rekuperatoren mit verbesserter Isolierung arbeiten leise.

Hohe Anfangsinvestitionen werden oft zum Hauptargument gegen eine energieeffiziente Lüftung.

Merkmale der verschiedenen Arten von Wärmetauschern

Das Design des Wärmetauschers bestimmt das Strömungsmuster des Kühlmittels, die Effizienz des Lüftungssystems, die Klasse des Energieverbrauchs und die Kosten der Ausrüstung. Es werden fünf Varianten von Wärmetauschern verwendet: Lamellen-, Rotations-, Wärmerohre, Kammergeräte und Modelle mit dazwischenliegendem Kühlmittel.

Plattenwärmetauscher - einfaches Design

Die Basis des Wärmetauschers ist eine luftdichte Kammer mit mehreren parallelen Kanälen. Die Kanäle sind durch Trennwände voneinander getrennt - Wärmeleitbleche aus Stahl oder Aluminium.

Gasströme bewegen sich aufeinander zu, kreuzen sich in der Wärmetauscherkassette, vermischen sich aber nicht. Der Wärmeaustausch erfolgt durch gleichzeitiges Kühlen und Erhitzen der Platten von verschiedenen Seiten.

Vorteile des Kreuzwärmetauschers:

• einfache Installation und Konfiguration der Geräte;
• Ausnahme des Kontakts von Luftmassen;
• erschwingliche Kosten und kompakte Abmessungen;
• keine reiben und beweglichen Teile.

Der Wirkungsgrad variiert im Bereich von 40-70%.

Der Hauptnachteil des Lamellenmodells ist die Kondensatablagerung im Abluftkanal und die Eisbildung im Winter. Um die Einheit abzutauen, wird der einströmende Strahl umgeleitet, um den Wärmetauscher zu umgehen, und das warme Abwasser schmilzt das Eis auf den Platten.

Es gibt zwei Möglichkeiten, das Problem zu lösen:

1. Den einströmenden Luftstrom auf eine Temperatur vorheizen, bei der Eisbildung ausgeschlossen ist.
2. Rekuperator mit saugfähigen Zellstoffplatten. Das Material nimmt Feuchtigkeit aus den Abluftmassen auf und leitet sie an die neu einströmenden Ströme weiter.

Bei der Auswahl eines Kreuzwärmetauschers sollten die Betriebsmerkmale der Platten berücksichtigt werden.

Ihre Eigenschaften hängen vom Herstellungsmaterial ab:

1. Aluminiumfolie - Erschwingliche Kosten, aber begrenzte Leistung im Winter. Darüber hinaus wird es aufgrund der Lufttrocknung nicht für Wohnräume empfohlen. Modifikationen mit Aluminium "Füllung" - die beste Option für Bäder und Pools.
2. Kunststoffteiler - Die Preise sind ähnlich wie bei Metallprodukten, unterscheiden sich jedoch in der verbesserten Gesamtleistung.
3. Cellulose-Wärmetauscher - Verhindern Sie Frost und halten Sie den normalen Feuchtigkeitsgehalt in Innenräumen aufrecht.

Der Hygrocellulose-Rekuperator ist der wirtschaftlichste und optimalste zur Belüftung von Wohngebäuden.

Rotationswärmetauscher - hohe Systemeffizienz

Der Wärmetauscher wird in Form eines Zylinders präsentiert, der mit gewellten Metallzwischenschichten gefüllt ist. Während sich die Trommeleinheit dreht, treten abwechselnd warme oder kalte Luftstrahlen in jedes Fach ein.

Der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung wird durch die Drehzahl des Rotors bestimmt, der Wirkungsgrad kann eingestellt werden.

Argumente "für" Rotationswärmetauscher:

• Wärmerückgewinnung bis zu 65-90%;
• Wirtschaft Stromverbrauch;
• teilweise feuchterückgewinnung - Sie können auf einen Luftbefeuchter verzichten;
• Amortisationszeit - bis zu 4 Jahren.

Trotz seines hohen Wirkungsgrades hat sich ein Trommelwärmetauscher unter ähnlichen Anlagen nicht als führend erwiesen.

Nachteile des Lüftungssystems:

1. Mischen Sie die verschmutzte Luft in den Zulauf. Die Abgas- und Zulaufmassen zirkulieren abwechselnd durch die Mikrokanäle, sodass ca. 3–8% der „Abarbeitenden“ zurückkehren. Die Trommel vermittelt oft den Geruch von austretender Luft.
2. Die Komplexität des Designs. Die rotierenden Teile des Rotors müssen regelmäßig gewartet und ausgetauscht werden. Bewegliche Elemente erzeugen während des Betriebs Geräusche und Vibrationen.
3. Hohe Kosten Der Preis für rotierende Modelle ist höher als für Lamellenprodukte. Dies ist auf den Einsatz komplexer Mechanismen bei der Konstruktion des Trommelwärmetauschers zurückzuführen.
4. Große Größen. Die Installation erfolgt in einer geräumigen Lüftungskammer.

Aufgrund der Sperrigkeit der Rotoranlage werden diese hauptsächlich in Industrieanlagen eingesetzt.

Zugehörige Wärmetauscher - Glykolmodell

Die Wärmerückgewinnungseinheit mit Kühlmittelzwischenstufe wird aufgrund ihrer Konstruktionsmerkmale häufig als zugehörige Wärmetauscher oder Glykoleinheit bezeichnet. Dies ist eines der flexibelsten Wärmerückgewinnungssysteme. Ein Wärmetauscher stürzt in den Einlasskanal und der zweite in den Auslass.

Arbeitsprinzip. Die Glykolzusammensetzung wird zwischen den Wärmetauschern umgewälzt. Durch den erwärmten Abgasstrom steigt die Temperatur des Kühlmittels und die Wärmeenergie wird an die Frischluft abgegeben. Ein geschlossenes System verhindert das Vermischen von ankommenden Luftmassen.

Merkmale des Betriebs von Wärmetauschern mit Kühlmittel:

• Wirkungsgrad - 45-55%;
• Effizienzanpassung mit einer Pumpe - Frostschutzbewegungsgeschwindigkeit ist ausgewählt;
• die Möglichkeit, Zu- und Abluftkanäle entfernt voneinander anzuordnen (bis zu 800 m);
• Die Installation des Wärmetauschers erfolgt vertikal oder horizontal.
• bei starkem Frost tritt die Oberfläche des Abgaswärmetauschers vereist auf; Durch die Verwendung von Frostschutzmitteln kann der Rekuperator ohne Abtauen betrieben werden.
• Die Amortisationszeit des Systems beträgt bis zu 2 Jahre.
• Eine Kombination von 1 Haube und mehreren Nebenflüssen ist zulässig oder umgekehrt.

Das entnommene und eingespritzte Luftvolumen sollte ungefähr gleich sein. Derartige Wärmetauscher werden üblicherweise verwendet, wenn der Durchfluss giftig oder stark verschmutzt ist, wenn das Mischen von Strömen nicht akzeptabel ist.

Kammerknoten - universelle Anwendbarkeit

Strukturell ist der Kammerwärmetauscher ein geschlossener Kasten, der in einen sich bewegenden Dämpfer unterteilt ist. Die Öffnungswand definiert den Betrieb des Wärmetauschers.

Infolgedessen bewegt sich der Zufluss entlang der warmen Wände des ersten Luftkanals, und das „Herausarbeiten“ erwärmt die Oberfläche der zweiten Kammer. Irgendwann kehrt die Partition zurück und der Zyklus wiederholt sich.

Vorteile der Kammerwärmetauschereinheit:

• Wirkungsgrad - 80-90%;
• in Verbindung mit einer hochwertigen Wärmedämmung werden die Heizkosten minimiert;
• Einfache Installation - Bei der Auswahl der Parameter des Lüftungsgeräts wird die Hilfe von Spezialisten benötigt.
• Erhaltung der Luftfeuchtigkeit;
• Ein Einfrieren des Systems ist ausgeschlossen.

Der Kammerwärmetauscher ist eine hervorragende Option für Regionen, in denen im Laufe des Jahres ein erhebliches Temperaturungleichgewicht zwischen Innen- und Außentemperatur besteht.

Die Nachteile der Wärmerückgewinnungseinheit sind:

• die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung der beweglichen Teile;
• entgegenkommende Luftströme sind teilweise gemischt - Gerüche und Verunreinigungen können in das Gebäude zurückfließen.

Um den Mix zu reduzieren, ist das System fertiggestellt Filterelement. Die Luft wird sauberer, aber der Wirkungsgrad des Rekuperators sinkt.

Heatpipes - geschlossenes Wärmetauschersystem

Der Rekuperator besteht aus einer Vielzahl von Kupfer- oder Aluminiumrohren, die mit flüchtigen Stoffen wie Freon gefüllt sind. Das Funktionsprinzip eines Rohrwärmetauschers beruht auf physikalischen Prozessen - einer Änderung des Zustands eines Stoffes beim Erhitzen.

Das Gas steigt auf und gibt Wärmeenergie an den Zufluss ab, wonach das Freon kondensiert und den Wärmetauscher hinunterströmt. Der Wärmezyklus wird im Kreis wiederholt.

Technische und betriebliche Eigenschaften des Rohrwärmetauschers:

• Geräteeffizienz - bis zu 65%;
• leiser Betrieb aufgrund des Fehlens beweglicher Teile;
• Einfachheit des Designs und unprätentiös im Dienst;
• Kompaktheit - kleine Abmessungen und geringes Gewicht;
• Energieunabhängigkeit - das Kühlmittel zirkuliert auf natürliche Weise;

Ein gewichtiger Vorteil ist, dass der Luftstrom und der Rückstrom nicht vermischt werden.

Schwächen von Heatpipes:

• hoher Wirkungsgrad in einem engen Temperaturbereich erreicht - bei starker Überhitzung verdampft das gesamte Freon und bei unzureichender Erwärmung verlangsamt sich die Verdunstungsrate;
• geringe Rohrfestigkeit - Umformen oder Druckentlastung verringern die Leistung der Geräte.

Rohrwärmetauscher werden im privaten Bauwesen, in Verwaltungs- und Bürogebäuden sowie in kleinen Industriegebieten eingesetzt.

Möglichkeiten zur Organisation der rekuperativen Beatmung

Die Wiederherstellung erfolgt auf eine der folgenden Arten: zentral und dezentral. Im ersten Fall strömen Lüftungsströme aus dem gesamten Raum durch den Wärmetauscher, im zweiten Fall aus einem Raum.

Zentraler Komplex - Lüftungsgerät

Das zentralisierte System wird in der Bauphase oder bei der Modernisierung des Lüftungssystems festgelegt.

PVU mit Wärmetauscher sorgt für ausreichenden Luftaustausch auch in Häusern mit hermetischen Fenstern. Gleichzeitig werden die Luftströme gleichmäßig verteilt, ohne dass Zugluft entsteht.

Komplex Lüftungsgeräte Monoblock-Typ sind ausgestattet mit:

• Fans - Versorgung mit sauberer Luft rund um die Uhr und Emission von mit Kohlendioxid gesättigten Düsen;
• Heizungen - Zulauf vorheizen;
• durch Filter - hält Staub und Mikropartikel zurück;
• Wärmetauscher - Es können verschiedene Arten von Anlagen verwendet werden.

Die Funktionalität einiger PWUs wurde um einen Verzögerungstimer, einen Leistungsregler, Feuchtigkeitsniveausensoren usw. erweitert.

Bewährte rekuperative Monoblock-PVU-Produktion: "Vents" (Ukraine), Dantherm (Dänemark), "Daikin" (Japan), "Dantex" (England).

Lokale Einheiten - Ergänzung zum vorhandenen Lüftungssystem

Um die Zirkulation der Luftmassen im zu betreibenden Raum wiederherzustellen, sind dezentrale Zuflüsse mit Wärmerückgewinnung geeignet.

Sie stoßen gegen die Fassade des Gebäudes oder werden durch ein Fenster montiert. Ihre Hauptaufgabe ist es, sich zu verbessern Belüftung im Haus.

Merkmale dezentraler Lüftungssysteme mit Rekuperation:

• Effizienz – 60-96%;
• geringe Produktivität - Die Geräte sind für den Luftaustausch in Räumen mit einer Größe von 20 bis 35 Quadratmetern ausgelegt.
• erschwingliche Kosten und eine breite Palette von Einheiten, angefangen von herkömmlichen Wandventilen bis hin zu automatisierten Modellen mit einem mehrstufigen Filtersystem und der Möglichkeit, die Luftfeuchtigkeit einzustellen;
• einfache installation - Für die Inbetriebnahme müssen keine Luftkanäle verlegt werden. Wandventil einbauen Sie können besitzen.

Beliebte Hersteller lokaler Rekuperatoren: Prana (Ukraine), O.Erre (Italien) Schneesturm (Deutschland), Vents (Ukraine), Aerovital (Deutschland).

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Vergleich der Arbeit des natürlichen Lüftungs- und Zwangsrückgewinnungssystems:

Das Funktionsprinzip des zentralen Wärmetauschers, die Berechnung des Wirkungsgrades:

Aufbau und Betrieb eines dezentralen Wärmetauschers am Beispiel des Wandventils Prana:

Durch die Lüftungsanlage nimmt der Raum ca. 25-35% der Wärme auf. Um Verluste und eine effiziente Wärmerückgewinnung zu vermeiden, werden Rekuperatoren eingesetzt. Klimageräte ermöglichen es Ihnen, die Energie der Abfallmasse zur Erwärmung der einströmenden Luft zu nutzen.

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