Siltuma atgūšana ventilācijas sistēmās: darbības princips un iespējas

Ventilācijas procesā no telpas tiek izmantots ne tikai izplūdes gaiss, bet arī daļa no siltumenerģijas. Ziemā tas palielina enerģijas rēķinus.

Lai samazinātu nevajadzīgās izmaksas, neskarot gaisa apmaiņu, tiks atļauta siltuma atgūšana centralizētās un vietējā tipa ventilācijas sistēmās. Siltumenerģijas reģenerācijai tiek izmantoti dažāda veida siltummaiņi - rekuperatori.

Rakstā sīki aprakstīti vienību modeļi, to konstrukcijas īpašības, darbības principi, priekšrocības un trūkumi. Sniegtā informācija palīdzēs izvēlēties labāko variantu ventilācijas sistēmas sakārtošanai.

Reģenerācijas jēdziens: siltummaiņa darbības princips

Tulkojumā no latīņu valodas atgūšana nozīmē naudas atmaksu vai atgriešanu. Attiecībā uz siltuma apmaiņas reakcijām reģenerāciju raksturo kā daļēju enerģijas atdošanu, kas iztērēta, lai veiktu tehnoloģisku darbību, lai to varētu izmantot tajā pašā procesā.

Iekšā ventilācijas sistēma Siltumenerģijas taupīšanai tiek izmantots reģenerācijas princips.

Pēc analoģijas dzesēšana tiek atjaunota karstā laikā - siltas barošanas masas silda izeju, kas “strādā”, un to temperatūra pazeminās.

Enerģijas reģenerācijas process tiek veikts reģenerācijas siltummainī. Ierīce nodrošina siltuma apmaiņas elementa un ventilatoru klātbūtni daudzvirzienu gaisa plūsmu sūknēšanai. Procesa vadīšanai un gaisa padeves kvalitātes kontrolei tiek izmantota automātiska sistēma.

Konstrukcija ir izstrādāta tā, lai piegādes un izplūdes plūsmas būtu atsevišķos nodalījumos un nesajauktos - siltuma reģenerācija tiek veikta caur siltummaiņa sienām.

Saprast un saprast, kas ir kas rekuperatīva ventilācija palīdzēs skaidra gaisa cirkulācijas shēma.

Caur kapuci mitrās telpās (tualetē, vannas istabā, virtuvē) notiek izplūdes gaisa aizplūšana. Pirms aizbraukšanas tas iziet cauri siltummainim un atstāj daļu siltuma. Piegādātais gaiss pārvietojas pretējā virzienā, sasilst un nonāk dzīvojamās istabās (+)

Rekuperatora lietderība ventilācijā

Novērtējot sistēmas efektivitāti un salīdzinot tās priekšrocības ar trūkumiem, ir iespējams runāt par reģeneratīvās ventilācijas sakārtošanas iespējām.

Daļa siltuma tiek ņemta no izplūstošā gaisa un tiek novadīta uz iesmidzinātajām svaigajām strūklām, kas vērstas telpas iekšpusē. Tas ļauj samazināt siltuma zudumus līdz pat 70% (+)

Nepieciešamība izmantot siltuma atgūšanu ir visbūtiskākā ēkās ar piespiedu gaisa izplūdi. Parasti tās ir ēkas ar zemu inerci, kas uzbūvētas, izmantojot inovatīvas siltumizolācijas tehnoloģijas (mājas, kas izgatavotas no sendvičpaneļiem, gāzes silikāta paneļiem, putu blokiem).

Šādās ēkās sienas labi neuzkrāj siltumu, un dabiskā gaisa apmaiņa nav efektīva.

Tomēr problēmas ar gaisa cirkulāciju ir raksturīgas arī “tradicionālajām” ķieģeļu un betona ēkām. Stingru siltumizolējošu PVC logu klātbūtne bloķē cirkulāciju ar dabisku vēlmi - svaiga gaisa plūsma apstājas, un ventilācijas kanāls noliecas vai tiecas uz nulli.

Eiro-loga problēmas risinājums ir piespiedu ventilācijas organizēšana. Sistēma atjauno gaisa apmaiņu, bet tajā pašā laikā siltuma zudumi palielinās līdz 60%. Un šeit jūs nevarat iztikt bez termiskās reģenerācijas.

Apmaiņas procesa efektivitāti izsaka procentos un parāda siltuma daudzumu, kas patērēts no izplūdes gaisa, lai sildītu svaigu “pieplūdumu”

Ventilācijas siltuma reģenerācijas efektivitātes koeficients:

• 0% - atvērts logs - silts gaiss tiek izvadīts atmosfērā, un auksts gaiss nokļūst iekšā, pazeminot temperatūru telpā;
• 100% - pieplūdes gaiss tiek sasildīts līdz "izplūdes gāzu" temperatūrai - to nav tehniski iespējams īstenot;
• 30-90% - pieņemams parametrs, reģenerāciju uzskata par labu ar efektivitāti 60% vai vairāk, efektivitāti virs 80% - lielisku siltuma pārnesi.

Sistēmas efektivitāte ir atkarīga no rekuperatora veida, telpas izmēriem un gaisa plūsmas. Jebkurā gadījumā reģeneratīvās ventilācijas izmantošana pat ar 30% efektivitāti ir izdevīgāka nekā tās neesamība. Papildus ievērojamiem enerģijas resursu ietaupījumiem, “siltuma reģenerācija” uzlabo kopējo iekštelpu mikroklimatu.

Siltummaiņa lietošanas trūkumi:

1. Nepastāvība. HVAC aprīkojuma iegāde ir pamatota, ja enerģijas patēriņš ir ievērojami mazāks nekā tā ietaupījums pēc siltummaiņa uzstādīšanas.
2. Kondensāts Temperatūras atšķirību dēļ mitrums var kondensēties uz siltummaiņa sienām. Ziemā pastāv apledojuma iespēja, kas ir saistīta ar strauju siltummaiņa efektivitātes samazināšanos vai sabojāšanos.
3. Trokšņains darbs. Daži modeļi darbības laikā izstaro hum. Ja dienas laikā šis trūkums nav īpaši pamanāms, tad naktī troksnis ir neērti. Rekuperatori ar uzlabotu izolāciju ir klusi.

Augsti sākotnējie ieguldījumi bieži kļūst par galveno argumentu pret energoefektīvu ventilāciju.

Ieteicams investēt sistēmā, kas atmaksājas 5–8 gadu laikā. Lūdzu, ņemiet vērā, ka par kompleksa uzturēšanu jums būs jāsedz papildu izmaksas, piemēram, periodiska ventilatoru nomaiņa

Dažādu veidu siltummaiņu īpašības

Rekuperatora dizains nosaka dzesēšanas šķidruma plūsmas shēmu, ventilācijas sistēmas efektivitāti, enerģijas klasi un aprīkojuma izmaksas. Tiek izmantoti pieci siltummaiņu veidi: plākšņu, rotācijas, siltuma caurules, kameru ierīces un modeļi ar starpposma siltumnesēju.

Lamellar rekuperators - dizaina vienkāršība

Siltummaiņa pamats ir noslēgta kamera ar daudziem paralēliem kanāliem. Kanālus atdala ar starpsienām - siltumvadošām plāksnēm, kas izgatavotas no tērauda vai alumīnija.

Viļņveida plāksnes (60-70 gab.) Ir sagrupētas vienā blokā tā, lai izveidotie kanāli atrastos šķērsām viens otram - izveidotā turbulence uzlabo siltuma pārnesi (+)

Gāzes plūsmas pārvietojas viena pret otru, krustojas rekuperatora kasetē, bet nesajauc. Siltummaiņa tiek veikta dēļ vienlaicīgas plākšņu dzesēšanas un sildīšanas no dažādām pusēm.

Šķērssiltummaiņa priekšrocības:

• aprīkojuma uzstādīšanas un konfigurēšanas vienkāršība;
• gaisa masu kontakta izslēgšana;
• pieejamas izmaksas un kompakti izmēri;
• berzes un kustīgo daļu trūkums.

Darbības rādītājs svārstās diapazonā no 40 līdz 70%.

Galvenais plāksnes modeļa trūkums ir kondensāta nogulsnēšanās izplūdes kanālā un ledus veidošanās ziemā. Lai atkausētu vienību, ienākošā straume tiek novirzīta, lai apietu siltummaini, un siltā izejošā straume izkausē ledu uz plāksnēm.

“Atkausēšanas” režīmā enerģijas taupīšana nenotiek, ienākošā gaisa sildīšanai tiek izmantoti gaisa sildītāji ar jaudu līdz 5 kW. Vidējā efektivitātes vērtība pazeminās par 20% (+)

Problēmas risināšanai ir divi veidi:

1. Ienākošā gaisa plūsmas uzsildīšana līdz temperatūrai, kurā ir izslēgta ledus veidošanās.
2. Rekuperators ar higroskopiskām celulozes plāksnēm. Materiāls absorbē mitrumu no izplūdes gaisa masām un nodod to ienākošajām plūsmām.

Izvēloties krustenisko siltummaini, jāņem vērā plākšņu ekspluatācijas īpašības.

To īpašības ir atkarīgas no izgatavošanas materiāla:

1. Alumīnija folija - pieņemamas izmaksas, bet ierobežots sniegums ziemā. Turklāt to nav ieteicams izmantot dzīvojamās telpās gaisa žāvēšanas dēļ. Modifikācijas ar alumīnija "pildījumu" - labākais variants vannām un baseiniem.
2. Plastmasas starpsienas - pēc cenas līdzīga metāla izstrādājumiem, bet atšķiras ar uzlabotu darba efektivitāti.
3. Celulozes siltummainis - novērstu sasalšanu un uzturētu normālu mitruma saturu telpās.

Higrocelulozes rekuperators ir visekonomiskākais un optimālākais dzīvojamo ēku ventilācijai.

Rotācijas rekuperators - augsta sistēmas efektivitāte

Siltummainis tiek uzrādīts cilindra formā, kas piepildīts ar gofrēta metāla slāņiem. Bungas komplektam rotējot, katrā nodalījumā pārmaiņus nonāk siltas vai aukstas gaisa strūklas.

Rotējošā siltummaiņa konstrukcija: rotācijas ass un divi gaisa kanāli. Vienu rotora sekciju karsē ar “ieguvi”, cilindrs ritina un siltums tiek novirzīts uz aukstajām masām, kas koncentrējas blakus esošajā kanālā (+)

Siltuma pārneses efektivitāti nosaka rotora ātrums, efektivitāti var regulēt.

Argumenti “par” rotācijas rekuperatoru:

• siltuma atgūšana līdz 65-90%;
• rentabilitāte enerģijas patēriņš;
• daļēja mitruma kompensācija - jūs varat iztikt bez mitrinātāja;
• atmaksas periods - līdz 4 gadiem.

Neskatoties uz augsto efektivitāti, bungu tipa siltummainis nekļuva par līderi starp līdzīgām instalācijām.

Ventilācijas sistēmas mīnusi:

1. Piesārņota gaisa maisījums pieplūdumā. Izmantojot mikrokanālus, pārmaiņus cirkulē izplūdes un padeves masas, līdz ar to apmēram 3-8% no “treniņa” tiek atgriezti atpakaļ. Bungas bieži nodod izejošā gaisa smaku.
2. Dizaina sarežģītība. Rotējošām rotora daļām nepieciešama regulāra apkope un periodiska nomaiņa. Kustīgie elementi darbības laikā izstaro troksni un vibrācijas.
3. Augstas izmaksas. Rotējošo modeļu cena ir augstāka nekā plākšņu izstrādājumiem. Tas ir saistīts ar sarežģītas mehānikas izmantošanu bungu siltummaiņa projektēšanā.
4. Lieli izmēri. Uzstādīšana tiek veikta plašā ventilācijas kamerā.

Liela apjoma dēļ rotora ražotnes galvenokārt izmanto rūpniecības uzņēmumos.

Lai samazinātu gaisa plūsmu sajaukšanos, rotācijas rekuperatorus papildina ar starpposma sektoriem - šeit mikrokanāli tiek izpūsti ar svaigu gaisu, kas nonāk izplūdes pārsegā. Shēmas mīnuss ir efektivitātes samazināšanās (+)

Saistītie siltummaiņi - glikola modelis

Pateicoties tā konstrukcijas īpašībām, reģenerācijas vienību ar starpposma dzesēšanas šķidrumu bieži sauc par savienotiem siltummaiņiem vai glikola vienību. Šī ir viena no elastīgākajām siltuma reģenerācijas sistēmām. Viens siltummainis ietriecas padeves kanālā, bet otrs - izplūdes caurulē.

Cauruļvadu shēmā ir: cirkulācijas sūknis, izplešanās tvertne, gaisa vārsts, regulators, temperatūras sensors, drošības vārsts, spiediena indikators (+)

Darba princips. Glikola kompozīcija cirkulē starp siltummaiņiem. Dzesēšanas šķidruma temperatūra paaugstinās uzsildītās noņemtās straumes dēļ, un pēc tam siltumenerģija tiek pārnesta svaigā gaisā. Slēgta sistēma novērš tuvojošos gaisa masu sajaukšanos.

Siltummaiņu ar dzesēšanas šķidrumu darba īpašības:

• Efektivitāte - 45-55%;
• efektivitātes regulēšana ar sūkņa palīdzību - tiek izvēlēts antifrīza kustības ātrums;
• spēja novietot pieplūdes un izplūdes kanālus attālināti viens no otra (līdz 800 m);
• rekuperators ir uzstādīts vertikāli vai horizontāli;
• stipra sala laikā izplūdes siltummaiņa virsma sasalst - parādās ledus; antifrīza izmantošana ļauj darboties rekuperatoram, neizmantojot atkausēšanu;
• sistēmas atmaksāšanās periods - līdz 2 gadiem;
• ir pieļaujama 1 kapuces un vairāku ienākošo kombinācija.

Izplūdes un ieplūdes gaisa tilpumam jābūt aptuveni vienādam. Šādus rekuperatorus parasti izmanto, ja pieplūdums ir toksisks vai stipri piesārņots, ja plūsmu sajaukšana nav pieļaujama.

Kameras montāža - daudzpusība

Strukturāli kameras siltummainis ir slēgta kārba, kas iekšpusē sadalīta ar kustīgu slāpētāju. Atverošais nodalījums nosaka rekuperatora darbību.

Izeja iziet gar vienu kanālu, un pieplūdums nonāk otrajā kamerā. Siltummainī siltas masas silda pirmā nodalījuma sienas. Pēc brīža atloks pārvietojas un gaisa plūsma maina virzienu

Tā rezultātā pieplūdums pārvietojas pa pirmā kanāla siltajām sienām, un “ieguve” sasilda otrās kameras virsmu. Noteiktā brīdī nodalījums atgriežas un cikls atkārtojas.

Kameras siltummaiņa priekšrocības:

• Efektivitāte - 80-90%;
• vienlaikus ar augstas kvalitātes siltumizolāciju tiek samazinātas apkures izmaksas;
• uzstādīšanas vienkāršība - izvēloties ventilācijas uzstādīšanas parametrus, būs nepieciešama speciālistu palīdzība;
• mitruma līmeņa saglabāšana;
• sistēmas sasalšana ir izslēgta.

Kameras rekuperators ir lielisks risinājums reģioniem, kur ilgākā gada laikā ir ievērojama neatbilstība starp iekštelpu un āra temperatūru.

Siltuma reģenerācijas vienības trūkumi ir šādi:

• kustīgo daļu regulāras apkopes nepieciešamība;
• tuvojošās gaisa strūklas daļēji sajaucas - smakas un piemaisījumi var ieplūst atpakaļ ēkā.

Lai samazinātu sajaukšanos, sistēma ir aprīkota filtra elements. Gaiss kļūst tīrāks, bet rekuperatora efektivitāte samazinās.

Siltuma caurules - slēgta siltuma apmaiņas sistēma

Rekuperators sastāv no daudzām vara vai alumīnija caurulēm, kas piepildītas ar gaistošu materiālu, piemēram, freonu. Cauruļveida siltummaiņa darbības princips ir balstīts uz fizikāliem procesiem - vielas stāvokļa izmaiņām sildot.

Siltuma caurule ir novietota vertikāli - siltummaiņa apakšējais gals izplūdes kanālā, bet augšējais - pieplūdes gaisa kanālā. Izejošais plūst ap mēģenes galu - Freons uzsilst, vārās un iztvaiko (+)

Gāze paceļas un pieplūst siltumenerģijai, pēc kuras freons kondensējas un plūst rekuperatorā. Termisko ciklu atkārto aplī.

Cauruļveida siltummaini tehniskie un darbības parametri:

• ierīces efektivitāte - līdz 65%;
• klusa darbība kustīgu elementu neesamības dēļ;
• dizaina vienkāršība un nepretenciozitāte kalpošanā;
• kompaktums - mazi izmēri un mazs svars;
• enerģētiskā neatkarība - dzesēšanas šķidrums cirkulē dabiski;

Būtiska priekšrocība ir tā, ka ieplūdes un atgriešanās gaisa plūsmas nav sajauktas.

Siltumcauruļu vājās puses:

• augsts efektivitātes līmenis tiek sasniegts ar šauru temperatūras diapazonu - ar pēkšņu pārkaršanu viss freons iztvaiko, un ar nepietiekamu sildīšanu iztvaikošanas ātrums palēninās;
• zems caurules stiprums - formas izmaiņas vai spiediena samazināšana samazina iekārtas darbību.

Cauruļveida rekuperatorus izmanto privātā būvniecībā, administratīvās, biroju ēkās un nelielās rūpniecības zonās.

Reģeneratīvās ventilācijas organizēšanas metodes

Atkopšana ir nodrošināta vienā no veidiem: centralizēti un decentralizēti. Pirmajā gadījumā ventilācijas plūsmas no visas telpas iziet caur siltummaini, otrajā - no vienas telpas.

Centralizēts komplekss - gaisa apstrādes iekārta

Centralizēta sistēma ir aprīkota ventilācijas sistēmas būvniecības vai nozīmīgas modernizācijas posmā.

Tiek izvēlēta piespiedu gaisa un izplūdes gāzu uzstādīšana (PVU) ar iebūvētu rekuperatoru. Galvenais atlases kritērijs ir visa kompleksa darbība, pamatojoties uz visu gaisa daudzumu konstrukcijā (+)

PVU ar rekuperatoru nodrošina pietiekamu gaisa apmaiņu pat mājās ar aizzīmogotiem logiem. Tajā pašā laikā gaisa plūsmas tiek sadalītas vienmērīgi, neradot caurvēju.

Integrēts piespiedu gaisa un izplūdes iekārtas monobloku tips, kas aprīkots ar:

• fani - tīra gaisa padeve visu diennakti un ar oglekļa dioksīdu piesātinātu strūklu izplūde;
• sildītāji - pieplūdes priekšsildīšana;
• filtri - notur putekļus un mikrodaļiņas;
• rekuperators - Var izmantot dažāda veida instalācijas.

Dažu PVU funkcionalitāti paplašina kavēšanās taimeris, barošanas regulators, mitruma līmeņa sensori utt.

Monobloku modeļu korpuss ir pārklāts ar skaņu absorbējošu materiālu, tāpēc PVU darbība kļūst ļoti klusa. Ir iespējamas vertikālas, horizontālas un piekārtas ventilācijas ierīču versijas

Labi pierādīta rekuperatīva monobloku PVU ražošana: Venti (Ukraina) Dantherm (Dānija) "Daikin" (Japāna) "Dantex" (Anglija).

Vietējās vienības - esošās ventilācijas sistēmas papildinājums

Lai atjaunotu gaisa masu apriti operāciju telpā, ir piemērotas decentralizētas gaisa ieplūdes atveres ar siltuma atgūšanu.

Tie ietriecas ēkas fasādē vai tiek montēti caur logu. Viņu galvenais mērķis ir uzlabot pieplūdes ventilācija mājā.

Vietējos rekuperatoros ir paredzēts ventilators un plākšņu siltummainis. Ieplūdes "piedurkne" ir izolēta ar skaņu absorbējošu materiālu. Kompaktās gaisa apstrādes ierīces vadības bloks atrodas uz iekšējās sienas

Decentralizētas ventilācijas sistēmu ar reģenerācijas īpašībām:

• Efektivitāte – 60-96%;
• zema produktivitāte - ierīces ir paredzētas gaisa apmaiņas nodrošināšanai telpās līdz 20-35 kv.m;
• pieejamu izmaksu un plašs vienību klāsts, sākot no parastajiem sienas vārstiem līdz automatizētiem modeļiem ar daudzpakāpju filtrēšanas sistēmu un spēju pielāgot mitrumu;
• uzstādīšanas vienkāršība - nodošanai ekspluatācijā nav nepieciešami kanāli, uzstādiet sienas vārstu To var izdarīt pats.

Populārie vietējo rekuperatoru ražotāji: Prāna (Ukraina) O.erre (Itālija), Puteņa (Vācija), Venti (Ukraina) Aerovital (Vācija).

Svarīgi sienas ieplūdes vietas izvēles kritēriji: pieļaujamais sienas biezums, produktivitāte, rekuperatora efektivitāte, gaisa kanāla diametrs un sūknētās vides temperatūra

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Dabiskās ventilācijas un piespiedu sistēmas salīdzinājums ar reģenerāciju:

Centralizēta siltummaini darbības princips, efektivitātes aprēķins:

Decentralizēta siltummaiņa dizains un darbība, piemēram, izmantojot Prana sienas vārstu:

Apmēram 25-35% siltuma iziet no telpas caur ventilācijas sistēmu. Rekuperatorus izmanto, lai samazinātu zaudējumus un efektīvu siltuma atgūšanu. Klimatiskās iekārtas ļauj izmantot izlietoto masu enerģiju ienākošā gaisa sildīšanai.

Vai ir ko papildināt, vai ir jautājumi par dažādu ventilācijas rekuperatoru darbību? Lūdzu, komentējiet publikāciju, dalieties pieredzē par šādu instalāciju darbību. Kontakta forma atrodas apakšējā blokā.