Šilumos atgavimas ventiliacijos sistemose: veikimo principas ir galimybės

Vėdinant iš kambario, naudojamas ne tik išmetamas oras, bet ir dalis šiluminės energijos. Žiemą tai padidina sąskaitas už energiją.

Kad būtų išvengta nereikalingų išlaidų, nepažeidžiant oro mainų, šilumą bus galima panaudoti centralizuoto ir vietinio tipo vėdinimo sistemose. Šiluminei energijai atgauti naudojami įvairių tipų šilumokaičiai - rekuperatoriai.

Straipsnyje išsamiai aprašomi agregatų modeliai, jų konstrukcijos ypatybės, veikimo principai, pranašumai ir trūkumai. Pateikta informacija padės išsirinkti geriausią ventiliacijos sistemos įrengimo variantą.

Atgavimo sąvoka: šilumokaičio veikimo principas

Išvertus iš lotynų kalbos, susigrąžinimas reiškia grąžinimą arba grąžinimą. Šilumos mainų reakcijų atveju regeneravimas apibūdinamas kaip dalinis energijos, sunaudotos atliekant technologinį veiksmą, panaudojimas tame pačiame procese, grąžinimas.

Į vėdinimo sistema Šilumos energijai taupyti naudojamas atkūrimo principas.

Pagal analogiją aušinimas atgaivinamas karštu oru - šiltos tiekiamos masės „išeina“ iš šilumos, o jų temperatūra mažėja.

Energijos atstatymo procesas vyksta šilumnešyje su rekuperacija. Įrenginys numato, kad yra šilumos mainų elementas ir ventiliatoriai, skirti siurbti daugialypius oro srautus. Procesui valdyti ir oro tiekimo kokybei kontroliuoti naudojama automatinė sistema.

Konstrukcija suprojektuota taip, kad tiekimo ir išmetimo srautai būtų atskiruose skyriuose ir nesimaišytų - šilumos atstatymas vykdomas per šilumokaičio sienas.

Suprasti ir suprasti, kas yra rekuperacinė ventiliacija padės aiški oro cirkuliacijos schema.

Pro gaubtus drėgnose patalpose (tualetas, vonios kambarys, virtuvė) patenka išmetamas oras. Prieš išeidamas jis praeina per šilumokaitį ir palieka dalį šilumos. Tiekiamas oras juda priešinga kryptimi, sušyla ir patenka į gyvenamuosius kambarius (+)

Rekuperatoriaus tikslingumas vėdinant

Įvertinant sistemos efektyvumą ir palyginus jos pranašumus su trūkumais, galima kalbėti apie regeneracinės ventiliacijos organizavimo galimybes.

Dalis šilumos patenka į ištraukiamą orą ir perduodama į įpurškiamus šviežius purkštukus, nukreiptus į kambario vidų. Tai leidžia sumažinti šilumos nuostolius iki 70% (+)

Poreikis naudoti šilumos atgavimą yra aktualiausias pastatuose, kuriuose yra priverstinis oro išleidimas. Paprastai tai yra mažos inercijos konstrukcijos, pastatytos naudojant novatoriškas šilumą izoliuojančias technologijas (namai pagaminti iš sumuštinių plokščių, dujų silikatinių plokščių, putplasčio blokų).

Tokiuose pastatuose sienos gerai nekaupia šilumos, o natūralus oro mainai yra neveiksmingi.

Tačiau oro cirkuliacijos problemos būdingos ir „tradiciniams“ mūriniams ir betoniniams pastatams. Sandarūs, šilumą izoliuojantys PVC langai užstoja cirkuliaciją natūraliu potraukiu - gryno oro srautas sustoja ir ventiliacijos kanalas pakreipiamas arba linkęs į nulį.

Euro lango problemos sprendimas yra priverstinės ventiliacijos organizavimas. Sistema atkuria oro mainus, tačiau tuo pat metu šilumos nuostoliai padidėja iki 60%. Ir čia jūs negalite išsiversti be terminio regeneravimo.

Apsikeitimo proceso efektyvumas išreiškiamas procentais ir parodo šilumos kiekį, išleidžiamą iš išmetamo oro, kad pašildytų šviežią „įtekėjimą“.

Vėdinimo šilumos grąžinimo efektyvumo koeficientas:

• 0% - atviras langas - šiltas oras patenka į atmosferą, o šaltas oras patenka į vidų, žemindamas temperatūrą kambaryje;
• 100% - tiekiamas oras pašildomas iki „išmetamųjų dujų“ temperatūros - to neįmanoma techniškai įgyvendinti;
• 30-90% - priimtinas parametras, rekuperacija laikoma gera, kai efektyvumas ne mažesnis kaip 60%, efektyvumas didesnis nei 80%, - puikus šilumos perdavimas.

Sistemos efektyvumas priklauso nuo rekuperatoriaus tipo, kambario matmenų ir oro srauto. Bet kokiu atveju, naudodamas regeneracinę ventiliaciją net ir naudodamas 30% efektyvumą, yra pelningiau nei jo nėra. „Šilumos utilizavimas“ ne tik ženkliai taupo energijos išteklius, bet ir pagerina bendrą patalpų mikroklimatą.

Šilumokaičio naudojimo trūkumai:

1. Nepastovumas. ŠVOK įrangos pirkimas yra pateisinamas, jei įdiegus šilumokaitį sunaudojama daug mažiau energijos nei sutaupoma.
2. Kondensatas Dėl temperatūros skirtumo ant šilumokaičio sienelių gali kondensuotis drėgmė. Žiemą yra apledėjimo tikimybė, dėl kurios greitai sumažėja šilumokaičio efektyvumas arba sugenda.
3. Triukšmingas darbas. Kai kurie modeliai eksploatuojant skleidžia duslumą. Jei dienos metu šis trūkumas nėra ypač pastebimas, tada naktį triukšmas yra nepatogus. Rekuperatoriai su patobulinta izoliacija yra tylūs.

Didelės pradinės investicijos dažnai tampa pagrindiniu argumentu prieš efektyviai energiją taupančią vėdinimą.

Patartina investuoti į sistemą, kuri atsiperka per 5–8 metus. Atkreipkite dėmesį, kad už komplekso priežiūrą turėsite padengti papildomas išlaidas, pavyzdžiui, periodiškai keičiant ventiliatorius

Įvairių tipų šilumokaičių ypatybės

Rekuperatoriaus dizainas nustato aušinimo skysčio srauto modelį, vėdinimo sistemos efektyvumą, energijos klasę ir įrangos kainą. Naudojami penki šilumokaičių tipai: plokšteliniai, rotaciniai, šilumos vamzdžiai, kamerų įtaisai ir modeliai su tarpiniu šilumos nešikliu.

Lamellar rekuperatorius - dizaino paprastumas

Šilumokaičio pagrindas yra sandari kamera su daugybe lygiagrečių kanalų. Kanalai yra atskirti pertvaromis - šilumą laidžiomis plokštėmis iš plieno arba aliuminio.

Bangos formos plokštės (60–70 vienetų) yra sugrupuotos viename bloke taip, kad suformuoti kanalai būtų išdėstyti skersai vienas kito - sukurta turbulencija pagerina šilumos perdavimą (+)

Dujų srautai juda vienas kito link, susikerta rekuperatoriaus kasetėje, bet nesimaišo. Šilumos mainai yra vykdomi dėl plokščių aušinimo ir šildymo tuo pačiu metu iš skirtingų pusių.

Kryžminio šilumokaičio privalumai:

• įrangos montavimo ir konfigūravimo paprastumas;
• oro masių sąlyčio pašalinimas;
• prieinamos kainos ir kompaktiški matmenys;
• trinčių ir judančių dalių trūkumas.

Našumo rodiklis svyruoja nuo 40–70%.

Pagrindinis plokštelės modelio trūkumas yra kondensato nusėdimas išmetimo ortakyje ir ledo susidarymas žiemą. Norėdami atitirpinti įrenginį, gaunamas srautas nukreipiamas aplenkti šilumokaitį, o šiltas išeinantis srautas išlydo ledą ant plokštelių.

„Atitirpinimo“ režimu energija taupoma ne todėl, kad įeinantis oras būtų šildomas iki 5 kW galios oro šildytuvais. Vidutinė efektyvumo vertė sumažėja 20% (+)

Yra du problemos sprendimo būdai:

1. Įleidžiamo oro srauto pašildymas iki tokios temperatūros, kai nėra galimybės susidaryti ledui.
2. Rekuperatorius su higroskopinėmis celiuliozės plokštelėmis. Medžiaga sugeria drėgmę iš išmetamo oro masių ir perduoda ją į gaunamus srautus.

Renkantis kryžminį keitiklį, reikia atsižvelgti į plokščių eksploatacines savybes.

Jų savybės priklauso nuo pagaminimo medžiagos:

1. Aliuminio folija - prieinamos kainos, tačiau žiemą jos ribotos. Be to, nerekomenduojama gyvenamosiose patalpose dėl oro džiūvimo. Modifikacijos su aliuminio „užpildu“ - geriausias pasirinkimas vonioms ir baseinams.
2. Plastikinės pertvaros - kaina panaši į metalo gaminių, tačiau skiriasi padidintu darbo efektyvumu.
3. Celiuliozės šilumokaitis - užkirsti kelią užšalimui ir palaikyti normalų drėgmės kiekį patalpose.

Higroceliuliozės rekuperatorius yra pats ekonomiškiausias ir optimaliausias būdas gyvenamųjų pastatų vėdinimui.

Rotacinis rekuperatorius - didelis sistemos efektyvumas

Šilumokaitis yra cilindro pavidalo, užpildytas gofruoto metalo sluoksniais. Sukant būgno komplektą, šiltas arba šaltas oro srautas pakaitomis patenka į kiekvieną skyrių.

Rotacinio šilumokaičio konstrukcija: sukimosi velenas ir du oro kanalai. Viena rotoriaus dalis yra pašildoma „kasant“, būgnas susuka ir šiluma nukreipiama į šaltas mases, susitelkiančias gretimame kanale (+)

Šilumos perdavimo efektyvumą lemia rotoriaus greitis, efektyvumą galima reguliuoti.

Argumentai „už“ rotacinį rekuperatorių:

• šilumos atgavimas iki 65-90%;
• pelningumas energijos suvartojimas;
• dalinė drėgmės kompensacija - galite išsiversti be drėkintuvo;
• atsipirkimo laikotarpis - iki 4 metų.

Nepaisant didelio efektyvumo, būgninis šilumokaitis netapo lyderiu tarp panašių įrenginių.

Ventiliacijos sistemos trūkumai:

1. Užteršto oro mišinys patenka į antplūdį. Per mikrokanalus pakaitomis cirkuliuoja išmetimo ir tiekimo masės, taigi apie 3–8% „treniruotės“ grąžinama atgal. Būgnelis dažnai perteikia išeinančio oro kvapą.
2. Dizaino sudėtingumas. Besisukančias rotoriaus dalis reikia reguliariai prižiūrėti ir periodiškai keisti. Judantys elementai eksploatacijos metu skleidžia triukšmą ir vibraciją.
3. Aukštos išlaidos. Rotacinių modelių kaina yra didesnė nei plokščių gaminių. Taip yra dėl to, kad projektuojant būgninį šilumokaitį naudojama sudėtinga mechanika.
4. Dideli dydžiai. Montavimas atliekamas erdvioje vėdinimo kameroje.

Dėl didelių tūrių rotoriniai augalai daugiausia naudojami pramonės įmonėse.

Kad oro srautai nesimaišytų, rotacinius rekuperatorius papildo tarpiniai sektoriai - čia mikrokanalai pučiami grynu oru, kuris patenka į išmetimo dangtį. Schemos minusas yra efektyvumo sumažėjimas (+)

Aprišti šilumokaičiai - glikolio modelis

Dėl savo konstrukcinių savybių regeneravimo įrenginys su tarpiniu aušinimo skysčiu dažnai vadinamas jungtu šilumokaičiu arba glikolio bloku. Tai yra viena iš lanksčiausių šilumos atgavimo sistemų. Vienas šilumokaitis atsitrenkia į tiekimo kanalą, o antrasis - į išmetimą.

Vamzdynų schemoje yra: cirkuliacinis siurblys, išsiplėtimo bakas, oro vožtuvas, valdiklis, temperatūros jutiklis, apsauginis vožtuvas, slėgio indikatorius (+).

Darbo principas. Glikolio kompozicija cirkuliuoja tarp šilumokaičių. Aušinimo skysčio temperatūra pakyla dėl šildomo pašalinto srauto, o tada šiluminė energija perduodama į gryną orą. Uždara sistema pašalina artėjančių oro masių susimaišymą.

Šilumokaičių su aušinimo skysčiu darbo ypatybės:

• Efektyvumas - 45-55%;
• efektyvumo reguliavimas siurblio pagalba - pasirenkamas antifrizo judėjimo greitis;
• galimybė tiekimo ir išleidimo kanalus nutolinti vienas nuo kito (iki 800 m);
• rekuperatorius montuojamas vertikaliai arba horizontaliai;
• esant stipriam šalčiui, išmetamo šilumokaičio paviršius užšąla - atsiranda ledas; antifrizo naudojimas leidžia valdyti rekuperatorių nesiimant atitirpinimo;
• sistemos atsipirkimo laikotarpis - iki 2 metų;
• priimtinas 1 gaubto ir kelių įplaukų derinys.

Išmetamo ir įsiurbiamo oro tūris turėtų būti maždaug lygus. Tokie rekuperatoriai paprastai naudojami, jei įtekėjimas yra toksiškas arba labai užterštas, kai srautai yra nemaišomi.

Rūmų asamblėja - universalumas

Iš esmės kamerinis šilumokaitis yra uždara dėžė, padalyta į vidų judančia sklende. Atidaromasis skaidinys nustato rekuperatoriaus veikimą.

Ištekėjimas eina išilgai vieno kanalo, o srautas patenka į antrąją kamerą. Šilumokaityje šiltos masės šildo pirmojo skyriaus sienas. Po kurio laiko atvartas juda ir oro srautas keičia kryptį

Dėl to srautas juda palei šiltas pirmojo ortakio sienas, o „kasyba“ šildo antros kameros paviršių. Tam tikru momentu pertvara grįžta ir ciklas kartojasi.

Kameros šilumokaičio pranašumai:

• Efektyvumas - 80–90%;
• kartu su aukštos kokybės šilumos izoliacija sumažinamos šildymo išlaidos;
• montavimo paprastumas - renkantis ventiliacijos įrengimo parametrus, prireiks specialistų pagalbos;
• drėgmės lygio išsaugojimas;
• sistemos užšalimas neįmanomas.

Kambarinis rekuperatorius yra puikus pasirinkimas regionams, kuriuose ilgą metų laiką yra didelis vidaus ir lauko temperatūrų pusiausvyros sutrikimas.

Šilumos rekuperatoriaus trūkumai yra šie:

• būtinybė reguliariai prižiūrėti judančias dalis;
• artėjančios oro srovės iš dalies susimaišo - kvapai ir priemaišos gali tekėti atgal į pastatą.

Sumažinti sumaišymą sistema yra įrengta filtro elementas. Oras tampa švaresnis, tačiau rekuperatoriaus efektyvumas mažėja.

Šilumos vamzdžiai - uždara šilumos mainų sistema

Rekuperatorių sudaro daug varinių ar aliumininių vamzdžių, užpildytų lakia medžiaga, pavyzdžiui, freonu. Vamzdinio šilumokaičio veikimo principas grindžiamas fiziniais procesais - medžiagos būklės pasikeitimu kaitinant.

Šilumos vamzdis dedamas vertikaliai - apatinis šilumokaičio galas išmetimo ortakyje, o viršus - tiekiamo oro kanale. Išeinantis srautas teka aplink vamzdelio galą - Freonas įkaista, verda ir išgaruoja (+)

Dujos pakyla ir išleidžia šiluminę energiją antplūdžiui, po kurio freonas kondensuojasi ir teka žemyn rekuperatoriumi. Šiluminis ciklas kartojamas ratu.

Vamzdinio šilumokaičio techninės ir eksploatacinės savybės:

• prietaiso efektyvumas - iki 65%;
• tyli operacija dėl judančių elementų nebuvimo;
• dizaino paprastumas ir nepretenzingas tarnyboje;
• kompaktiškumas - maži matmenys ir lengvas svoris;
• energetinė nepriklausomybė - aušinimo skystis cirkuliuoja natūraliai;

Reikšmingas pranašumas yra tai, kad įtekančio ir grįžtančio oro srautai nėra maišomi.

Šilumos vamzdžių silpnybės:

• aukštas efektyvumo lygis pasiekiama esant siauram temperatūros diapazonui - staiga perkaistant visas freonas išgaruoja, o nepakankamai kaitinant, garinimo greitis sulėtėja;
• mažas vamzdžio stiprumas - formos pasikeitimas ar slėgio sumažėjimas sumažina įrangos veikimą.

Vamzdiniai rekuperatoriai naudojami privačiose statybose, administraciniuose, biurų pastatuose ir mažose pramonės vietose.

Regeneracinės ventiliacijos organizavimo metodai

Išieškojimas atliekamas vienu iš būdų: centralizuotai ir decentralizuotai. Pirmuoju atveju vėdinimo srautai iš viso kambario praeina per šilumokaitį, antruoju - iš vieno kambario.

Centralizuotas kompleksas - vėdinimo įrenginys

Centralizuota sistema yra įrengta ventiliacijos sistemos statybos ar esminio modernizavimo etape.

Pasirinktas priverstinis oro ir išmetimo sistemos įrengimas (PVU) su įmontuotu rekuperatoriumi. Pagrindinis atrankos kriterijus yra bendras komplekso našumas, atsižvelgiant į visą oro tūrį konstrukcijoje (+)

PVU su rekuperatoriumi užtikrina pakankamą oro apykaitą net namuose su uždarytais langais. Tuo pačiu metu oro srautai pasiskirsto tolygiai, nesukurdami juodraščių.

Integruota priverstinio oro ir išmetimo įrenginiai monobloko tipas, aprūpintas:

• gerbėjų - švaraus oro tiekimas visą parą ir purkštukų, prisotintų anglies dioksidu, išmetimas;
• šildytuvai - srauto pašildymas;
• filtrai - sulaiko dulkes ir mikrodaleles;
• rekuperatorius - Galima naudoti įvairių tipų įrenginius.

Kai kurių PVU funkcionalumas yra išplėstas atidėliojimo laikmačiu, galios reguliatoriumi, drėgmės lygio jutikliais ir kt.

Vienblokių modelių korpusas yra padengtas garsą sugeriančia medžiaga, kad PVU veikimas taptų labai tylus. Galimos vertikalios, horizontalios ir pakabinamos vėdinimo įrenginių versijos

Gerai įrodyta rekuperacinė vieno bloko PVU gamyba: Ventės (Ukraina) Danthermas (Danija) „Daikin“ (Japonija) „Dantex“ (Anglija).

Vietiniai įrenginiai - esamos vėdinimo sistemos papildymas

Oro masių cirkuliacijai operacinėje atkurti tinka decentralizuotos oro įleidimo angos su šilumos atgavimu.

Jie patenka į pastato fasadą arba yra montuojami per langą. Pagrindinis jų tikslas yra tobulėti tiekti ventiliaciją name.

Vietiniuose rekuperatoriuose yra ventiliatorius ir plokštelinis šilumokaitis. Įleidimo angos "rankovė" yra izoliuota garsą sugeriančia medžiaga. Kompaktiško vėdinimo įrenginio valdymo blokas yra vidinėje sienoje

Decentralizuotų vėdinimo sistemų su regeneravimu savybės:

• Efektyvumas – 60-96%;
• žemas produktyvumas - prietaisai suprojektuoti taip, kad užtikrintų oro mainus patalpose iki 20-35 kv.m;
• prieinama kaina ir platus vienetų pasirinkimas, pradedant nuo įprastų sieninių vožtuvų ir baigiant automatiniais modeliais su daugiapakopiu filtravimo sistema ir galimybe reguliuoti drėgmę;
• montavimo paprastumas - paleidimui nereikia jokių kanalų, sumontuokite sieninį vožtuvą Tai galite padaryti patys.

Populiarūs vietinių rekuperatorių gamintojai: Praną (Ukraina) O.erre (Italija), Pūga (Vokietija), Ventės (Ukraina) „Aerovital“ (Vokietija).

Svarbūs sienos įleidimo angos pasirinkimo kriterijai: leistinas sienos storis, našumas, rekuperatoriaus efektyvumas, oro kanalo skersmuo ir siurbiamos terpės temperatūra

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Natūralios ventiliacijos ir priverstinės sistemos palyginimas su rekuperacija:

Centralizuoto šilumokaičio veikimo principas, efektyvumo apskaičiavimas:

Decentralizuoto šilumokaičio projektavimas ir veikimas naudojant pavyzdį „Prana“ sieninį vožtuvą:

Apie 25–35% šilumos išeina iš kambario per ventiliacijos sistemą. Rekuperatoriai yra naudojami nuostoliams sumažinti ir efektyviam šilumos regeneravimui. Klimatinė įranga leidžia sunaudotų masių energiją panaudoti gaunamo oro šildymui.

Ar yra ką papildyti, ar kyla klausimų dėl įvairių vėdinimo rekuperatorių veikimo? Palikite komentarus apie leidinį, pasidalykite savo patirtimi dirbant su tokiais įrenginiais. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.