Tijdens het ventileren wordt niet alleen de afvoerlucht, maar ook een deel van de thermische energie uit de kamer gebruikt. In de winter leidt dit tot een stijging van de energierekening.
Het verminderen van onnodige kosten, niet ten koste van de uitwisseling van lucht, maakt warmteterugwinning mogelijk in gecentraliseerde en lokaal werkende ventilatiesystemen. Voor de regeneratie van thermische energie worden verschillende soorten warmtewisselaars gebruikt - recuperatoren.
Het artikel beschrijft in detail de modellen van eenheden, hun ontwerpkenmerken, werkingsprincipes, voor- en nadelen. De vermelde informatie zal helpen bij het kiezen van de beste optie voor het regelen van het ventilatiesysteem.
Inhoud van het artikel:
- Het concept van herstel: het principe van de warmtewisselaar
- Haalbaarheid van een warmtewisselaar bij ventilatie
-
Kenmerken van verschillende soorten warmtewisselaars
- Plaatwarmtewisselaar - eenvoudig ontwerp
- Roterende warmtewisselaar - hoge systeemefficiëntie
- Bijbehorende warmtewisselaars - glycol-model
- Kamerknoop - universaliteit van toepassing
- Warmtepijpen - gesloten warmtewisselingssysteem
-
Manieren om recuperatieve ventilatie te organiseren
- Gecentraliseerd complex - luchtbehandelingsunit
- Lokale eenheden - aanvulling op het bestaande ventilatiesysteem
- Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Het concept van herstel: het principe van de warmtewisselaar
Vertaald uit het Latijn betekent herstel een terugbetaling of teruggave. Met betrekking tot warmtewisselingsreacties wordt herstel gekenmerkt als een gedeeltelijke teruggave van de energie die wordt besteed aan het uitvoeren van de technologische actie met het oog op toepassing in dit proces.
de ventilatiesysteem Het recuperatieprincipe wordt gebruikt om thermische energie te besparen.
Naar analogie wordt koeling teruggewonnen bij warm weer - warme aanvoermassa's verwarmen de output "mijnbouw" en hun temperatuur daalt.
Afbeeldingengalerij
foto van de
Warmterecuperatie in ventilatiesystemen verlaagt de onderhoudskosten en zorgt voor de regulering van de luchtuitwisseling.
Het is redelijk om installaties voor herstel te gebruiken in georganiseerde ventilatiesystemen met mechanische inductie van luchtbeweging.
Recuperatoren van ventilatiesystemen bevinden zich op de zolder of in een aparte technische ruimte, zodat geluid werkuitrusting hinderde geen huurders van huizen, bezoekers van sportcomplexen en industriële arbeiders shops
De teruggewonnen luchtstroom met een portie verse lucht die ermee wordt vermengd, wordt via het ventilatiekanaal naar de ruimte gebracht
Bij het regelen van industriële gebouwen met ventilatiecircuits met behoud van de ontvangen warmte en vermenging apparatuur voor de behandeling van verse lucht wordt geïnstalleerd op de zolderruimte, luchtkanalen worden ondergehangen plafond
Naast het hergebruik van warmte, filtert het ventilatiesysteem de luchtmassa en verwijdert het stof en toxische componenten daaruit.
De momenteel geproduceerde warmtewisselaars zijn uitgerust met apparaten om het energieverbruik te verminderen, wat het energieverbruik aanzienlijk vermindert.
Herstel is een economische oplossing voor geforceerde ventilatiesystemen, maar wordt alleen als aanvulling gebruikt. Het belangrijkste luchtvolume in de koude maanden behandelt nog steeds de verwarming
Recuperator voor ventilatiesysteem
Kanaalkanaal ventilatiesysteem
De locatie van de recuperator op de zolderruimte
Aanvoer van behandelde lucht door de ventilatierooster
Ventilatiesysteem in het productiegebied
Recuperative Ventilation Spa Salon
Energiebesparende apparaten
Luchtstroomverwarming in systemen
Het proces van energieterugwinning wordt uitgevoerd in een warmtewisselaar. Het apparaat zorgt voor de aanwezigheid van een warmtewisselend element en ventilatoren voor het pompen van multidirectionele luchtstromen. Om het proces te beheersen en de kwaliteit van het luchttoevoersysteem te regelen, wordt automatisering gebruikt.
Het ontwerp is zo ontworpen dat de toevoer- en uitlaatstromen zich in afzonderlijke compartimenten bevinden en niet mengen - warmteterugwinning wordt uitgevoerd door de wanden van de warmtewisselaar.
Begrijpen en begrijpen wat is ventilatie met warmteterugwinning visueel schema van luchtcirculatie helpen.
Door de kap in natte ruimtes (toilet, badkamer, keuken) is de afvoer van afgevoerde lucht. Voordat hij zich terugtrekt, gaat hij door de warmtewisselaar en laat hij wat warmte achter. De aangevoerde lucht beweegt in de tegenovergestelde richting, warmt op en komt de woonkamer binnen (+)
Haalbaarheid van een warmtewisselaar bij ventilatie
Het is mogelijk om te spreken over het nut van het regelen van recuperatieve ventilatie door de effectiviteit van het systeem te beoordelen en de voordelen ervan te vergelijken met nadelen.
Een deel van de warmte wordt onttrokken aan de uitlaatlucht die naar buiten wordt getrokken en wordt overgebracht naar de geïnjecteerde verse stralen die in de kamer worden gericht. Dit vermindert warmteverlies tot 70% (+)
De noodzaak om warmteterugwinning te gebruiken is het meest relevant in gebouwen met geforceerde luchtuitlaat. In de regel zijn dit laag-traagheidsstructuren gebouwd met het gebruik van innovatieve warmte-isolerende technologieën (huizen gemaakt van sandwichpanelen, gas silicaatplaten, schuimblokken).
In dergelijke gebouwen accumuleren de muren de warmte slecht en is de natuurlijke luchtuitwisseling niet effectief.
Problemen met luchtcirculatie zijn echter ook kenmerkend voor 'traditionele' baksteen- en betonconstructies. De aanwezigheid van hermetische warmte-isolerende PVC-ramen blokkeert de circulatie met natuurlijke impulsen - de toevoer van verse lucht stopt en de tractie in het kanon valt om of neigt naar nul.
De oplossing voor het probleem van "eurowindows" is de organisatie van geforceerde ventilatie. Het systeem herstelt de luchtuitwisseling, maar tegelijkertijd nemen de warmteverliezen toe tot 60%. En hier kunnen we niet zonder thermisch herstel.
De efficiëntie van het uitwisselingsproces wordt uitgedrukt als een percentage en toont de hoeveelheid warmte die wordt verbruikt door de uitlaatlucht om de verse "instroom" te verwarmen
Indicator van efficiëntie van ventilatiewarmterecuperatie:
- 0% - een open raam - warme lucht wordt in de atmosfeer verwijderd en de kou komt naar binnen, waardoor de temperatuur in de kamer daalt;
- 100% - toevoerlucht wordt verwarmd tot de temperatuur van "uit te werken" - het is technisch onmogelijk om te implementeren;
- 30-90% - toelaatbare parameter, goed herstel wordt overwogen met een efficiëntie van 60% of meer, rendement boven 80% is een uitstekende warmte-uitwisseling.
Het rendement van het systeem is afhankelijk van het type warmtewisselaar, ruimteafmetingen en luchtstroom. In ieder geval, het gebruik van herstelventilatie, zelfs met een efficiëntie van 30% winstgevender dan de afwezigheid ervan. Naast aanzienlijke besparingen in energie, verbetert de "regeneratie" van warmte het algehele microklimaat in de kamer.
Nadelen van het gebruik van een warmtewisselaar:
- Volatiliteit. De aanschaf van klimaatapparatuur is gerechtvaardigd als het energieverbruik aanzienlijk lager is dan de besparingen na installatie van de warmtewisselaar.
- Condensatie. Door het temperatuurverschil op de wanden van de warmtewisselaar kan vocht condenseren. In de winter is er kans op ijsvorming, die gepaard gaat met een snelle daling van de efficiëntie of het falen van de warmtewisselaar.
- Lawaaiig werk. Sommige modellen die tijdens het proces worden gebruikt, zenden een drone uit. Als overdag deze tekortkoming niet echt merkbaar is, brengt het geluid 's nachts ongemak met zich mee. Recuperatoren met verbeterde isolatie werken stil.
Hoge initiële investering wordt vaak het belangrijkste argument tegen energie-efficiënte ventilatie.
Het is raadzaam om te investeren in het systeem dat zich binnen 5-8 jaar terugbetaalt. Opgemerkt moet worden dat voor het onderhoud van het complex extra kosten met zich meebrengen, bijvoorbeeld periodieke vervanging van ventilatoren
Kenmerken van verschillende soorten warmtewisselaars
Het ontwerp van de warmtewisselaar bepaalt het stromingspatroon van het koelmiddel, de efficiëntie van het ventilatiesysteem, de klasse van energieverbruik en de kosten van apparatuur. Er worden vijf varianten van warmtewisselaars gebruikt: lamellaire, roterende, warmtepijpen, kamerinrichtingen en modellen met tussentijds koelmiddel.
Plaatwarmtewisselaar - eenvoudig ontwerp
De basis van de warmtewisselaar is een luchtdichte kamer met meerdere parallelle kanalen. De kanalen zijn gescheiden door scheidingswanden - warmtegeleidende platen gemaakt van staal of aluminium.
Golvende platen (60-70 stuks) zijn gegroepeerd in één blok, zodat de gevormde kanalen kruiselings ten opzichte van elkaar liggen - de gecreëerde turbulentie verbetert de warmteoverdracht (+)
Gasstromen bewegen naar elkaar toe, kruisen elkaar in de cassette van de warmtewisselaar, maar mengen niet. Warmtewisseling wordt uitgevoerd door gelijktijdige koeling en verwarming van de platen vanaf verschillende zijden.
Voordelen van de kruiswarmtewisselaar:
- eenvoudige installatie en configuratie van apparatuur;
- uitzondering van contact van luchtmassa's;
- betaalbare kosten en compacte afmetingen;
- geen wrijvende en bewegende delen.
De efficiëntie-index varieert in het bereik van 40-70%.
Het grootste nadeel van het lamellaire model is het bezinken van het condensaat in het uitlaatkanaal en de vorming van ijs in de winter. Om de unit te ontdooien, wordt de binnenkomende jet omgeleid om de warmtewisselaar te omzeilen en smelt het warme effluent het ijs op de platen.
In de modus "ontdooien" wordt geen energie bespaard en worden verwarmingselementen tot 5 kW gebruikt om de binnenkomende lucht te verwarmen. Gemiddeld rendement daalt met 20% (+)
Er zijn twee manieren om het probleem op te lossen:
- Verwarm de binnenkomende luchtstroom voor op een temperatuur waarbij de vorming van ijs is uitgesloten.
- Recuperator met absorberende pulpplaten. Het materiaal absorbeert vocht uit de afvalluchtmassa's en stuurt dit door naar de nieuw binnenkomende stromen.
Bij het kiezen van een kruiswarmtewisselaar moet rekening worden gehouden met de operationele kenmerken van de platen.
Hun kenmerken zijn afhankelijk van het materiaal van vervaardiging:
- Aluminiumfolie - betaalbare kosten, maar beperkte prestaties in de winter. Bovendien wordt het niet aanbevolen voor residentiële gebouwen als gevolg van luchtdroging. Modificaties met aluminium "vulling" - de beste optie voor baden en zwembaden.
- Plastic verdelers - voor de prijs zijn vergelijkbaar met metalen producten, maar verschillen in de verbeterde algemene prestaties.
- Cellulosewarmtewisselaar - voorkom glazuur en behoud het normale vochtgehalte binnenshuis.
De hygrocellulose-recuperator is de meest economische en optimaal voor ventilatie van woongebouwen.
Roterende warmtewisselaar - hoge systeemefficiëntie
De warmtewisselaar wordt gepresenteerd in de vorm van een cilinder gevuld met golfplaten tussenlagen. Terwijl de drumeenheid draait, komen afwisselend warme of koude luchtstralen in elk compartiment.
Het ontwerp van de rotor-warmtewisselaar: een rotatieas en twee luchtkanalen. Eén deel van de rotor wordt verwarmd door "uit te werken", de trommel wordt geschoven en de warmte wordt omgeleid naar koude massa's geconcentreerd in het aangrenzende kanaal (+)
Het rendement van de warmteoverdracht wordt bepaald door de rotatiesnelheid van de rotor, het rendement kan worden aangepast.
Argumenten "voor" roterende warmtewisselaar:
- warmteterugwinning tot 65-90%;
- economie stroomverbruik;
- gedeeltelijk vochtherstel - je kunt het doen zonder een luchtbevochtiger;
- terugverdientijd - tot 4 jaar.
Ondanks zijn hoge efficiëntie werd een warmtewisselaar van het trommeltype geen leider onder vergelijkbare installaties.
Nadelen van het ventilatiesysteem:
- Meng de vervuilde lucht in de instroom. De uitlaat- en instroommassa's circuleren afwisselend door de microkanalen, dus ongeveer 3-8% van de "wegwerken" komt terug. De trommel vervoert vaak de geur van uitgaande lucht.
- De complexiteit van het ontwerp. De draaiende delen van de rotor hebben regelmatig onderhoud en periodieke vervanging nodig. Bewegende elementen tijdens bedrijf produceren geluid en trillingen.
- Hoge kosten De prijs voor rotatiemodellen is hoger dan voor lamellaire producten. Dit komt door het gebruik van complexe mechanica in het ontwerp van de vatwarmtewisselaar.
- Grote maten. De installatie wordt uitgevoerd in een ruime ventilatiekamer.
Vanwege de omvang van de rotor worden de installaties voornamelijk gebruikt in industriële installaties.
Om het vermengen van de luchtstroom te minimaliseren, worden de rotorrecuperatoren aangevuld met tussenliggende sectoren - hier worden de microkanalen met verse lucht geblazen, die terugvloeit in de kap. Minusregeling - verminderde efficiëntie (+)
Bijbehorende warmtewisselaars - glycol-model
De warmteterugwinningseenheid met tussentijds koelmiddel wordt vaak aangeduid als bijbehorende warmtewisselaars of een glycoleenheid vanwege zijn ontwerpkenmerken. Dit is een van de meest flexibele warmteterugwinsystemen. Eén warmtewisselaar crasht in het inlaatkanaal en het tweede in de uitlaat.
In het leidingschema zijn er: een circulatiepomp, een expansievat, een luchtklep, een controller, een temperatuursensor, een veiligheidsklep, een drukindicator (+)
Het principe van verrichting. De glycolsamenstelling wordt gecirculeerd tussen de warmtewisselaars. De temperatuur van het koelmiddel neemt toe als gevolg van de verwarmde uitlaatgasstroom en vervolgens wordt de warmte-energie overgedragen naar de frisse lucht. Een gesloten systeem elimineert het mengen van tegemoetkomende luchtmassa's.
Kenmerken van de werking van warmtewisselaars met koelvloeistof:
- Efficiëntie - 45-55%;
- efficiëntie-instelling met behulp van een pomp - antivriesbewegingssnelheid is geselecteerd;
- de mogelijkheid om toevoer- en afvoerluchtkanalen op afstand van elkaar te plaatsen (tot 800 m);
- installatie van de warmtewisselaar wordt verticaal of horizontaal uitgevoerd;
- bij strenge vorst verschijnt het oppervlak van de uitlaatwarmtewisselaar, rijp - ijs; het gebruik van antivries laat toe dat de recuperator wordt gebruikt zonder toevlucht te nemen tot het ontdooien;
- de terugverdientijd van het systeem is maximaal 2 jaar;
- Een combinatie van 1 kap en meerdere zijrivieren is toegestaan, of omgekeerd.
Het volume verwijderd en geïnjecteerd lucht moet ongeveer gelijk zijn. Dergelijke warmtewisselaars worden meestal gebruikt als de stroom giftig of sterk vervuild is wanneer mengstromen onaanvaardbaar zijn.
Kamerknoop - universaliteit van toepassing
Structureel is de kamerwarmtewisselaar een gesloten kast die is verdeeld in een bewegende demper. De openingspartitie definieert de werking van de warmtewisselaar.
De uitstroom verloopt langs één kanaal en de instroom komt de tweede kamer binnen. In de warmtewisselaar verwarmen warme massa's de wanden van het eerste compartiment. Na een tijdje beweegt de klep en de luchtstroom verandert van richting.
Als gevolg hiervan beweegt de instroom langs de warme wanden van het eerste luchtkanaal, en "uitwerken" verwarmt het oppervlak van de tweede kamer. Op een gegeven moment wordt de partitie terug en wordt de cyclus herhaald.
Voordelen van de kamerwarmtewisselaar:
- Efficiëntie - 80-90%;
- in combinatie met hoogwaardige thermische isolatie worden verwarmingskosten tot een minimum beperkt;
- installatiegemak - de hulp van specialisten is nodig bij het kiezen van de parameters van de ventilatie-eenheid;
- behoud van luchtvochtigheid;
- bevriezing van het systeem is uitgesloten.
Kamerwarmtewisselaar is een uitstekende optie voor regio's waar gedurende het jaar een lange periode een aanzienlijke onbalans bestaat tussen de temperatuur binnen en buiten.
De nadelen van de warmteterugwineenheid zijn:
- de noodzaak van regelmatig onderhoud van bewegende delen;
- tegemoetkomende luchtstromen zijn gedeeltelijk gemengd - geuren en onzuiverheden kunnen terugstromen in het gebouw.
Om de mix te verkleinen, is het systeem voltooid filterelement. De lucht wordt schoner, maar de efficiëntie van de recuperator daalt.
Warmtepijpen - gesloten warmtewisselingssysteem
De recuperator bestaat uit een verscheidenheid aan koperen of aluminium buizen gevuld met vluchtige stoffen, zoals freon. Het principe van de werking van een buisvormige warmtewisselaar is gebaseerd op fysieke processen - een verandering in de toestand van een stof bij verhitting.
De thermobuis is verticaal geplaatst - het onderste uiteinde van de warmtewisselaar in het uitlaatkanaal en de bovenkant - in het inlaatkanaal. Uitgaande stromen rond het uiteinde van de buis - freon wordt warm, kookt en verdampt (+)
Het gas stijgt op en geeft thermische energie af aan de instroom, waarna de freon wordt gecondenseerd en langs de warmtewisselaar stroomt. De thermische cyclus wordt herhaald in een cirkel.
Technische en operationele eigenschappen van de buisvormige warmtewisselaar:
- apparaat efficiëntie - tot 65%;
- stille werking vanwege de afwezigheid van bewegende delen;
- eenvoud van ontwerp en pretentieloosheid in dienst;
- dichtheid - kleine afmetingen en laag gewicht;
- energie onafhankelijkheid - het koelmiddel circuleert natuurlijk;
Een belangrijk voordeel is dat de luchtstroom en retourstroom niet worden gemengd.
Zwakke punten van warmtepijpen:
- hoog rendement bereikt bij een smal temperatuurbereik - met een scherpe oververhitting verdampt alle freon en bij onvoldoende verwarming neemt de verdampingssnelheid af;
- lage buissterkte - Hervorming of drukverlaging vermindert de prestaties van de apparatuur.
Buisvormige warmtewisselaars worden gebruikt in privéconstructies, in administratieve gebouwen, kantoorgebouwen en kleine industriële gebieden.
Manieren om recuperatieve ventilatie te organiseren
Herstel vindt plaats op een van de manieren: gecentraliseerd en gedecentraliseerd. In het eerste geval passeren ventilatiestromen uit de hele kamer door de warmtewisselaar, in het tweede geval - vanuit één kamer.
Gecentraliseerd complex - luchtbehandelingsunit
Het gecentraliseerde systeem wordt geregeld in het stadium van de bouw of de modernisering van het kapitaal van het ventilatiesysteem.
Geforceerde toevoer- en uitlaateenheid (PVU) met ingebouwde recuperator is geselecteerd. Het belangrijkste selectiecriterium - de algehele prestatie van het complex op basis van het totale luchtvolume in de constructie (+)
PVU met een warmtewisselaar zorgt voor voldoende luchtuitwisseling, zelfs in huizen met hermetische ramen. Tegelijkertijd worden luchtstromen gelijkmatig verdeeld, zonder tocht te creëren.
complex luchtbehandelingsunits monoblock type zijn uitgerust met:
- fans - 24-uurs toevoer van schone lucht en emissie van jets verzadigd met koolstofdioxide;
- kachels - voorverwarmingsinstroom;
- door filters - houdt stof en microdeeltjes vast;
- warmtewisselaar - verschillende soorten installaties kunnen worden gebruikt.
De functionaliteit van sommige PWU's is uitgebreid met een vertragingstimer, stroomregelaar, vochtigheidssensors, enzovoort.
Het geval van monoblock-modellen is bedekt met geluidsabsorberend materiaal, zodat het werk van de PWU erg stil wordt. Verticale, horizontale en hangende versies van ventilatie-eenheden zijn mogelijk.
Goed bewezen recuperatieve monoblock PVU-productie: "Vents" (Oekraïne), Dantherm (Denemarken), «Daikin» (Japan), «Dantex» (Engeland).
Lokale eenheden - aanvulling op het bestaande ventilatiesysteem
Om de circulatie van luchtmassa's in de te opereren ruimte te herstellen, zullen gedecentraliseerde influxen met warmteterugwinning geschikt zijn.
Ze botsen tegen de gevel van het gebouw of worden door een raam gemonteerd. Hun belangrijkste taak is om te verbeteren ventilatie in het huis.
Een ventilator en een platenwarmtewisselaar zijn aanwezig in lokale recuperatoren. De "huls" van de luchtreiniger is geïsoleerd met geluidsabsorberend materiaal. De besturingseenheid van de compacte ventilatie-eenheid bevindt zich aan de binnenwand.
Kenmerken van decentrale ventilatiesystemen met recuperatie:
- rendement – 60-96%;
- lage productiviteit - de apparaten zijn ontworpen voor luchtverversing in ruimtes tot 20-35 vierkante meter;
- betaalbare kosten en een breed scala aan units, gaande van conventionele wandafsluiters tot geautomatiseerde modellen met een meertraps filtersysteem en de mogelijkheid om de vochtigheid aan te passen;
- eenvoudige installatie - voor inbedrijfstelling hoeven geen luchtkanalen te worden gelegd, installeer de muurklep je kunt bezitten.
Populaire fabrikanten van lokale recuperators: Prana (Oekraïne), O.Erre (Italië), sneeuwstorm (Germany) Vents (Oekraïne), Aerovital (Duitsland).
Belangrijke criteria voor het kiezen van een stopcontact: toelaatbare wanddikte, capaciteit, efficiëntie van de warmtewisselaar, diameter van het luchtkanaal en de temperatuur van het verpompte medium
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Vergelijking van het werk van natuurlijke ventilatie en gedwongen terugwinning:
Het principe van de werking van de centrale warmtewisselaar, de berekening van de efficiëntie:
Ontwerp en werking van een gedecentraliseerde warmtewisselaar op het voorbeeld van de muurklep Prana:
Door het ventilatiesysteem uit de kamer duurt ongeveer 25-35% van de warmte. Om verliezen te verminderen en efficiënt warmteterugwinning worden recuperatoren gebruikt. Met klimatologische apparatuur kunt u de energie van de afvalmassa gebruiken om de binnenkomende lucht te verwarmen.
Is er iets om aan te vullen of vragen te stellen over het werk van verschillende ventilatiewarmtewisselaars? Laat opmerkingen over de publicatie achter en deel de ervaring met het gebruik van dergelijke faciliteiten. Het formulier voor communicatie bevindt zich in het onderste blok.
