Siltuma atgūšana ventilācijas sistēmās: darbības princips + shēmas

Ventilācijas procesā telpā tiek izmantots ne tikai izplūdes gaiss, bet arī daļa no siltumenerģijas. Ziemā tas palielina rēķinus par enerģiju.

Samazinot nevajadzīgās izmaksas, nevis kaitējot gaisa apmaiņai, tiks nodrošināta siltuma atgūšana centralizētā un vietējā tipa ventilācijas sistēmās. Siltumenerģijas reģenerācijai tiek izmantoti dažāda veida siltummaiņi - rekuperatori.

Rakstā detalizēti aprakstīti vienību modeļi, to dizaina iezīmes, darbības principi, priekšrocības un trūkumi. Norādītā informācija palīdzēs izvēlēties labāko risinājumu ventilācijas sistēmas sakārtošanai.

Atgūšanas jēdziens: siltummaiņa darbības princips

Tulkojums no latīņu valodas, atgūšana nozīmē atmaksu vai atgriešanos. Attiecībā uz siltumapmaiņas reakcijām reģenerāciju raksturo kā daļēju enerģijas atgriešanos, kas tērēta tehnoloģiskās darbības veikšanai, lai to izmantotu tajā pašā procesā.

In ventilācijas sistēma Rekuperācijas princips tiek izmantots, lai taupītu siltumenerģiju.

Pēc analoģijas, dzesēšana tiek atjaunota karstā laikā - siltās piegādes masas siltuma izvadi "ieguve" un to temperatūra samazinās.

Enerģijas atgūšanas process tiek veikts siltummainī. Ierīce nodrošina siltuma apmaiņas elementa un ventilatoru klātbūtni daudzvirzienu gaisa plūsmu sūknēšanai. Lai kontrolētu procesu un kontrolētu gaisa padeves sistēmas kvalitāti, tiek izmantota automatizācija.

Konstrukcija ir izstrādāta tā, lai padeves un izplūdes plūsmas būtu atsevišķos nodalījumos un nesajaucas - siltuma atgūšana tiek veikta caur siltummaiņa sienām.

Saprast un saprast, kas ir ventilācija ar siltuma atgūšanu palīdzēt vizuālajai shēmai gaisa cirkulācijā.

Siltummaiņa iespējamība ventilācijā

Ir iespējams runāt par rekuperatīvās ventilācijas organizēšanas lietderību, novērtējot sistēmas efektivitāti un salīdzinot tās priekšrocības ar trūkumiem.

Siltuma atgūšanas nepieciešamība ir vispiemērotākā ēkās ar piespiedu gaisa padevi. Parasti tās ir zemas inerciālas struktūras, kas uzstādītas, izmantojot inovatīvas siltumizolācijas tehnoloģijas (mājas, kas izgatavotas no sendvičpaneļiem, gāzes silikāta plātnes, putu bloki).

Šādās ēkās sienas uzkrājas slikti, un dabiskā gaisa apmaiņa ir neefektīva.

Tomēr problēmas ar gaisa cirkulāciju ir raksturīgas arī “tradicionālajām” ķieģeļu un betona konstrukcijām. Hermētisko siltumizolējošo PVC logu klātbūtne bloķē cirkulāciju ar dabiskiem impulsiem - svaigā gaisa plūsma apstājas un vilkšana lielgabala apgāšanās laikā vai nullei.

"Eurowindows" problēmas risinājums ir piespiedu ventilācijas organizēšana. Sistēma atjauno gaisa apmaiņu, bet tajā pašā laikā siltuma zudumi palielinās līdz 60%. Un šeit mēs nevaram darīt bez siltuma atgūšanas.

Ventilācijas siltuma atgūšanas efektivitātes rādītājs:

• 0% - atvērts logs - atmosfērā tiek izņemts silts gaiss, un aukstums iekļūst iekšā, pazeminot telpas temperatūru;
• 100% - pieplūdes gaiss tiek uzsildīts līdz temperatūrai, kas ir "strādā" - tehniski nav iespējams to īstenot;
• 30-90% - pieļaujamais parametrs, laba reģenerācija tiek uzskatīta par 60% vai vairāk, efektivitāte virs 80% ir lieliska siltuma apmaiņa.

Sistēmas efektivitāte ir atkarīga no siltummaiņa veida, telpas izmēriem un gaisa plūsmas. Jebkurā gadījumā, atgūšanas ventilācijas izmantošana, pat ar efektivitāti 30% rentablāk nekā tās nav. Papildus ievērojamam enerģijas ietaupījumam siltuma "reģenerācija" uzlabo kopējo mikroklimatu telpā.

Siltummaiņa izmantošanas trūkumi:

1. Nepastāvība. Klimata iekārtu iegāde ir pamatota, ja enerģijas patēriņš būs ievērojami mazāks nekā ietaupījums pēc siltummaiņa uzstādīšanas.
2. Kondensāts Sakarā ar temperatūras starpību siltummaiņa sienas mitrums var kondensēties. Ziemā ir iespēja apledot, kas ir straujš efektivitātes samazinājums vai siltummaiņa atteice.
3. Trokšņains darbs. Daži darbības procesa modeļi izstaro dronu. Ja dienas laikā šis trūkums nav īpaši pamanāms, tad naktī troksnis rada diskomfortu. Rekuperatori ar uzlabotu izolāciju darbojas klusi.

Liels sākotnējais ieguldījums bieži kļūst par galveno argumentu pret energoefektīvu ventilāciju.

Dažādu veidu siltummaiņu īpašības

Siltummaiņa dizains nosaka dzesēšanas šķidruma plūsmas modeli, ventilācijas sistēmas efektivitāti, enerģijas patēriņa klasi un aprīkojuma izmaksas. Tiek izmantoti pieci siltummaiņu varianti: lameles, rotācijas, siltuma caurules, kameras ierīces un modeļi ar starpdzesēšanas šķidrumu.

Plate Heat Exchanger - vienkāršs dizains

Siltummaiņa pamatā ir hermētiska kamera ar vairākiem paralēliem kanāliem. Kanālus atdala starpsienas - siltumvadošās plāksnes, kas izgatavotas no tērauda vai alumīnija.

Gāzes plūsmas virzās viens pret otru, krustojas siltummaiņa kasetē, bet nesajauc. Siltummaiņa notiek, vienlaicīgi dzesējot un sildot plāksnes no dažādām pusēm.

Šķērs siltummaiņa priekšrocības:

• viegli uzstādīt un konfigurēt iekārtas;
• izņemot gaisa masu kontaktu;
• pieejamas cenas un kompakti izmēri;
• nav berzes un kustīgas daļas.

Efektivitātes indekss svārstās no 40 līdz 70%.

Lamellārā modeļa galvenais trūkums ir kondensāts, kas nokļūst izplūdes kanālā un ledus veidošanās ziemā. Ierīces atkausēšanai ienākošo strūklu novirza, lai apietu siltummaini, un siltā notekūdeņi kūst ledus uz plāksnēm.

Ir divi veidi, kā atrisināt problēmu:

1. Uzkarsējiet ienākošo gaisa plūsmu uz temperatūru, kurā ledus veidošanās nav iespējama.
2. Rekuperators ar absorbējošām celulozes plāksnēm. Materiāls absorbē mitrumu no atkritumu gaisa masām un nodod to jaunajām ienākošajām plūsmām.

Izvēloties šķērs siltummaiņu, jāņem vērā plākšņu ekspluatācijas īpašības.

To īpašības ir atkarīgas no ražošanas materiāla:

1. Alumīnija folija - pieņemamas izmaksas, bet ierobežota veiktspēja ziemā. Turklāt, tā nav ieteicama dzīvojamām telpām gaisa žāvēšanas dēļ. Modifikācijas ar alumīnija "uzpildi" - labākā iespēja vannām un baseiniem.
2. Plastmasas dalītāji - cena ir līdzīga metāla izstrādājumiem, bet atšķiras uzlabotā vispārējā veiktspējā.
3. Celulozes siltummainis - novērst matu sasilšanu un uzturēt normālu mitruma saturu telpās.

Higrocelulozes rekuperators ir visekonomiskākais un optimālākais dzīvojamo ēku ventilācijai.

Rotācijas siltummainis - augsta sistēmas efektivitāte

Siltummainis ir ievietots cilindrā, kas piepildīts ar gofrētiem metāla starpslāņiem. Kad trumuļa bloks griežas, katram nodalījumam mainās siltā vai aukstā gaisa strūkla.

Siltuma pārneses efektivitāti nosaka rotora rotācijas ātrums, efektivitāti var regulēt.

Argumenti “rotācijas siltummainim”:

• siltuma atgūšana līdz 65-90%;
• ekonomiku enerģijas patēriņš;
• daļēja mitruma atgūšana - jūs varat darīt bez mitrinātāja;
• atmaksāšanās periods - līdz 4 gadiem.

Neskatoties uz augsto efektivitāti, trumuļa siltummaiņa nekļuva par līderi līdzīgu iekārtu vidū.

Ventilācijas sistēmas mīnusi:

1. Piesārņoto gaisu samaisa ieplūdē. Izplūdes un ieplūdes masas pārmaiņus cirkulē caur mikrokanāmiem, tāpēc apmēram 3–8% no „strāvas izslēgšanas” atgriežas. Bungas bieži nodod izplūstošā gaisa smaržu.
2. Dizaina sarežģītība. Rotora rotējošajām daļām nepieciešama regulāra apkope un periodiska nomaiņa. Kustīgie elementi darbības laikā rada troksni un vibrāciju.
3. Augstas izmaksas Rotācijas modeļu cena ir augstāka nekā lamellārajiem produktiem. Tas ir saistīts ar sarežģītu mehāniku izmantošanu cilindra siltummaiņa projektēšanā.
4. Lieli izmēri. Uzstādīšana notiek plašā ventilācijas kamerā.

Sakarā ar rotora uzstādīšanu lielāko daļu izmanto galvenokārt rūpnieciskās iekārtās.

Saistītie siltummaiņi - glikola modelis

Siltuma atgūšanas iekārta ar starpdzesēšanas šķidrumu bieži tiek saukta par saistītām siltummaiņām vai glikola vienību, ņemot vērā tā konstrukcijas īpašības. Šī ir viena no elastīgākajām siltuma atgūšanas sistēmām. Viens siltummaiņa sadursmes ieplūdes kanālā, bet otrs - izplūdes caurulē.

Darbības princips. Glikola sastāvs tiek cirkulēts starp siltummaiņiem. Dzesēšanas šķidruma plūsma palielina dzesēšanas šķidruma temperatūru, un tad siltuma enerģija tiek novadīta svaigā gaisā. Slēgta sistēma novērš izejošo gaisa masu sajaukšanos.

Siltummaiņu darbības ar dzesēšanas šķidrumu īpašības:

• Efektivitāte - 45-55%;
• efektivitātes regulēšana, izmantojot sūkni - tiek izvēlēts antifrīza kustības ātrums;
• iespēja izvietot piegādes un izplūdes gaisa kanālus no attāluma (līdz 800 m);
• siltummaiņa uzstādīšana tiek veikta vertikāli vai horizontāli;
• smagos salnās parādās izplūdes siltummaiņa matējuma virsma; antifrīza izmantošana ļauj rekuperatoram darboties, neizmantojot atkausēšanu;
• sistēmas atmaksāšanās periods ir līdz 2 gadiem;
• Ir pieļaujama 1 pārsega un vairāku pieteku kombinācija, vai otrādi.

Izņemtā un iesmidzinātā gaisa tilpumam jābūt aptuveni vienādam. Šādus siltummaiņus parasti izmanto, ja plūsma ir toksiska vai stipri piesārņota, ja plūsmas nav pieņemamas.

Kameru mezgls - piemērošanas vispārīgums

Strukturāli kameras siltummainis ir slēgts kaste, kas sadalīta kustīgā amortizatora iekšpusē. Atvēršanas nodalījums nosaka siltummaiņa darbību.

Rezultātā ieplūde virzās pa pirmo gaisa kanāla silto sienu, un “darba veikšana” uzsilda otrās kameras virsmu. Kādā brīdī nodalījums atgriežas un cikls atkārtojas.

Kameras siltumapmaiņas vienības priekšrocības:

• Efektivitāte - 80-90%;
• kopā ar augstas kvalitātes siltumizolācijas apkures izmaksām tiek samazināts līdz minimumam;
• uzstādīšanas vieglums - nepieciešami speciālistu palīdzība, izvēloties ventilācijas iekārtas parametrus;
• mitruma līmeņa saglabāšana;
• sistēmas iesaldēšana ir izslēgta.

Kameru siltummaiņa ir lieliska iespēja reģioniem, kuros gada laikā ilgstoši pastāv ievērojama nelīdzsvarotība starp temperatūru iekšā un ārpusē.

Siltuma reģenerācijas ierīces trūkumi ietver:

• nepieciešamība regulāri uzturēt kustīgās daļas;
• ieplūstošās gaisa plūsmas ir daļēji sajauktas - smakas un piemaisījumi var ieplūst atpakaļ ēkā.

Lai samazinātu maisījumu, sistēma ir pabeigta filtra elements. Gaiss kļūst tīrāks, bet rekuperatora efektivitāte samazinās.

Siltuma caurules - slēgta siltumapmaiņas sistēma

Rekuperators sastāv no dažādām vara vai alumīnija caurulēm, kas piepildītas ar gaistošām vielām, piemēram, freonu. Cauruļveida siltummaiņa darbības princips ir balstīts uz fizikāliem procesiem - vielas stāvokļa maiņu apsildot.

Gāze palielina un atbrīvo siltumenerģiju ieplūdei, pēc kuras freons tiek kondensēts un ieplūst siltummaiņa. Termiskais cikls tiek atkārtots aplī.

Cauruļveida siltummaiņa tehniskie un ekspluatācijas raksturlielumi:

• ierīces efektivitāti - līdz 65%;
• klusa darbība kustīgu daļu trūkuma dēļ;
• dizaina vienkāršība un nepretenciozs ekspluatācijā;
• kompaktums - mazi izmēri un mazs svars;
• enerģētikas neatkarību - dzesēšanas šķidrums cirkulē dabiski;

Svarīga priekšrocība ir tā, ka gaisa plūsma un atgriešanās plūsma nav sajaukta.

Siltuma cauruļu trūkumi:

• augsta efektivitāte šaurā temperatūras diapazonā - ar strauju pārkaršanu, viss freons iztvaiko, un ar nepietiekamu sildīšanu iztvaikošanas ātrums palēninās;
• zema caurules izturība - pārveidošana vai spiediena samazināšana samazina iekārtu veiktspēju.

Cauruļveida siltummaiņus izmanto privātajā būvniecībā, administratīvajās, biroju ēkās un mazās rūpniecības teritorijās.

Rekuperatīvās ventilācijas organizēšanas veidi

Atgūšana tiek atrisināta vienā no veidiem: centralizēta un decentralizēta. Pirmajā gadījumā ventilācijas plūsmas no visas telpas šķērso siltummaini, otrajā gadījumā - no vienas telpas.

Centralizēts komplekss - gaisa apstrādes iekārta

Centralizētā sistēma tiek risināta ventilācijas sistēmas būvniecības vai kapitāla modernizācijas posmā.

PVU ar siltummaini nodrošina pietiekamu gaisa apmaiņu pat mājās ar hermētiskiem logiem. Tajā pašā laikā gaisa plūsmas tiek sadalītas vienmērīgi, neradot projektus.

Komplekss gaisa apstrādes iekārtas monobloka tips ir aprīkots ar:

• fani - diennakts apgāde ar tīru gaisu un ar oglekļa dioksīdu piesātinātu strūklu emisija;
• sildītāji - ieplūstošā siltuma ieplūde;
• filtri - aiztur putekļus un mikrodaļiņas;
• siltummainis - var izmantot dažāda veida iekārtas.

Dažu PWU funkcionalitāte ir paplašināta ar aizkaves taimeri, jaudas regulatoru, mitruma līmeņa sensoriem utt.

Labi pierādīta rekuperatīvā monobloka PVU ražošana: "Vents" (Ukraina), Dantherm (Dānija), "Daikin" (Japāna), "Dantex" (Anglija).

Vietējās vienības - papildus esošajai ventilācijas sistēmai

Lai atjaunotu gaisa masu cirkulāciju ekspluatācijā esošajā telpā, būs piemēroti decentralizēti pieplūdumi ar siltuma atgūšanu.

Viņi crash ēkas fasādē vai tiek montēti caur logu. To galvenais uzdevums ir uzlabot ventilācija mājā.

Decentralizēto ventilācijas sistēmu iezīmes ar rekuperāciju:

• Efektivitāte – 60-96%;
• zema produktivitāte - ierīces ir paredzētas gaisa apmaiņai telpās līdz 20-35 kvadrātmetriem;
• pieejamas cenas un plašu iekārtu klāstu, sākot no parastajiem sienas vārstiem līdz automatizētiem modeļiem ar daudzpakāpju filtrēšanas sistēmu un spēju regulēt mitrumu;
• viegla uzstādīšana - ekspluatācijai nav nepieciešama gaisa vadu uzlikšana, \ t uzstādiet sienas vārstu jūs varat piederēt.

Populāri vietējo rekuperatoru ražotāji: Prana (Ukraina), O.Erre (Itālija) Blizzard (Vācija), Ventiļi (Ukraina), Aerovital (Vācija).

Secinājumi un noderīgs video par šo tēmu

Dabiskās ventilācijas un piespiedu reģenerācijas sistēmas darba salīdzinājums:

Centralizētā siltummaiņa darbības princips, efektivitātes aprēķins:

Decentralizēta siltummaiņa projektēšana un ekspluatācija ar sienas vārsta piemēru Prana:

Caur ventilācijas sistēmu no istabas aizņem aptuveni 25-35% siltuma. Lai samazinātu zaudējumus un efektīvu siltuma atgūšanu, tiek izmantoti rekuperatori. Klimata aprīkojums ļauj izmantot atkritumu masas enerģiju, lai apsildītu ienākošo gaisu.

Vai ir kaut ko papildināt vai uzdot jautājumus par dažādu ventilācijas siltummaiņu darbu? Lūdzu, atstājiet komentārus par publikāciju, dalieties pieredzē par šādu iekārtu ekspluatāciju. Saziņas forma ir apakšējā blokā.