Inntak av frisk luft i den kalde perioden fører til behov for oppvarming for å sikre riktig mikroklima i lokalene. For å minimere kostnadene for strøm kan brukes tilførsel og avtrekksventilasjon med varmegjenvinning.
Å forstå prinsippene for driften vil redusere varmetapet maksimalt og samtidig opprettholde et tilstrekkelig volum av erstattet luft. La oss prøve å finne ut av dette.
Energisparing i ventilasjonssystemer
I høst-vårperioden når ventilasjon er et stort problem, er den store temperaturforskjellen mellom innkommende og inneluften. Den kalde strømmen suser nedover og skaper et ugunstig mikroklima i hjem, kontorer og på arbeidsplassen eller en uakseptabel vertikal temperaturgradient på lageret.
En vanlig løsning på problemet er integrering i tilførselsventilasjonen til luftvarmeren, som strømmen varmes opp med. Et slikt system krever energiforbruk, mens en betydelig mengde utgående varm luft fører til betydelig varmetap.
Utgang til utsiden med intens damp er en indikator på betydelig varmetap, som kan brukes til å varme opp den innkommende strømmen
Hvis kanalene for inntaks- og avtrekksluften er lokalisert i nærheten, er det mulig å overføre varmen fra den utgående strømmen delvis til den innkommende. Dette vil redusere energiforbruket til varmeapparatet eller forlate det helt. En innretning for å tilveiebringe varmeveksling mellom forskjellige temperaturgassstrømmer kalles en gjenvinner.
I den varme årstiden, når utetemperaturen er mye høyere enn romtemperatur, kan en rekuperator brukes til å avkjøle den innkommende strømmen.
Enhetsenhet med recuperator
Den interne strukturen i forsynings- og eksosventilasjonssystemene med en integrert gjenvinner er ganske enkel, slik at de kan kjøpes og installeres uavhengig av hverandre. I tilfelle montering eller egenmontering er vanskelig, kan du kjøpe ferdige løsninger i form av typisk monoblokk eller individuelle prefabrikkerte strukturer på bestilling.
En typisk utforming av en forsynings- og eksosventilasjonsanordning med en rekuperator plassert i et enkelt hus kan suppleres med andre noder etter brukerens skjønn
Hovedelementene og deres parametere
Saken med varme- og støyisolasjon er vanligvis laget av stålplate. Når det gjelder veggmontering, må den tåle trykket som oppstår ved skumdannelse av spor rundt enheten, og også forhindre vibrasjoner fra viftene.
Ved distribuert inntak og luftstrøm over forskjellige rom er et kanalsystem koblet til huset. Den er utstyrt med ventiler og spjeld for fordeling av strømmer.
I mangel av luftekanaler er det installert en grill eller diffusor på tilluftsuttaket fra siden av rommet for å fordele luftstrømmen. Et uteluftgitter er montert på innløpsåpningen fra gaten for å forhindre at fugler, store insekter og søppel kommer inn i ventilasjonssystemet.
Luftbevegelse er gitt av to aksiale eller sentrifugale vifter. I nærvær av en rekuperator er naturlig luftsirkulasjon i et tilstrekkelig volum umulig på grunn av det aerodynamiske slaget som er skapt av denne enheten.
Tilstedeværelsen av en recuperator innebærer installasjon av fine filtre ved innløpet til begge strømmer. Dette er nødvendig for å redusere tilstopping av støv og fettforekomster i varmevekslerens tynne kanaler. Ellers, for at systemet skal fungere full, må øke frekvensen av forebyggende vedlikehold.
Finfilter må skiftes eller rengjøres med jevne mellomrom. Ellers vil økt luftstrømningsmotstand føre til at viftene går i stykker.
En eller flere gjenvinnere opptar hovedvolumet på forsynings- og eksosanordningen. De er montert i midten av strukturen.
Ved alvorlig frost som er typisk for territoriet og utilstrekkelig effektivitet for varmeveksleren, kan det i tillegg installeres en luftvarmer for å varme uteluften. Om nødvendig er også en luftfukter, en ionisator og andre enheter montert for å skape et gunstig mikroklima i rommet.
Moderne modeller inkluderer en elektronisk kontrollenhet. Sofistikerte modifikasjoner har funksjoner for programmering av driftsmodus, avhengig av de fysiske parametrene til luften. Utvendige paneler har et attraktivt utseende, som de kan integreres godt i ethvert rominnredning.
Å løse problemet med kondens
Kjøling av luften som kommer fra rommet skaper forutsetningene for utslipp av fuktighet og dannelse av kondensat. Ved høy strømningshastighet har det meste ikke tid til å samle seg i gjenvinneren og går utenfor. Ved langsom luftbevegelse forblir en betydelig del av vannet inne i enheten. Derfor er det nødvendig å sikre oppsamling av fuktighet og dets uttak utenfor huset til forsynings- og eksosanlegget.
En elementær innretning for oppsamling og fjerning av kondensat er en panne plassert under rekuperatoren med en skråning mot dreneringshullet
Konklusjon av fuktighet produseres i en lukket beholder. Den plasseres bare innendørs for å unngå frysing av utløpskanalene ved temperaturer under null. Det er ingen pålitelig algoritme for å beregne volumet av vann oppnådd når du bruker systemer med en rekuperator, så det bestemmes eksperimentelt.
Gjenbruk av kondensat for å fukte luften er uønsket, siden vann absorberer mange miljøgifter, som menneskelig svette, lukt, etc.
Reduser mengden kondensat betydelig og unngå problemene forbundet med utseendet ved å organisere et separat eksosanlegg fra badet og kjøkkenet. Det er i disse rommene luften har den høyeste luftfuktigheten. Hvis det er flere eksosanlegg, må luftutveksling mellom tekniske og boligområder begrenses ved å installere tilbakeslagsventiler.
I tilfelle avkjøling av utgående luftstrøm til negative temperaturer inne i recuperatoren, kondenserer overganger til is, noe som medfører en reduksjon i strømningens levende tverrsnitt og som et resultat et volumnedgang eller fullstendig stopp av ventilasjonen.
For periodisk eller en gang avriming av gjenvinningsapparatet, installeres en bypass - en bypass-kanal for tilluftsbevegelse. Når strømmen hoppes over ved å omgå enheten, stopper varmeoverføringen, varmeveksleren varmer opp og isen blir flytende. Vann strømmer inn i kondensatoppsamlingstanken eller fordamper utover.
Prinsippet for bypass-anordningen er enkelt, derfor, hvis det er fare for isdannelse, anbefales det å tilveiebringe en slik løsning, siden varmeutbyttet til varmeveksleren på andre måter er komplisert og lang
Når strømmen går gjennom omkjøringsveien er det ingen oppvarming av tilluften gjennom gjenvinneren. Når du aktiverer denne modusen, må du derfor slå på luftvarmeren automatisk.
Funksjoner i forskjellige typer gjenvinnere
Det er flere strukturelt forskjellige alternativer for implementering av varmeoverføring mellom kalde og oppvarmede luftstrømmer. Hver av dem har sine egne særtrekk som bestemmer hovedformålet for hver type gjenvinner.
Tverrstrøms varmeveksler
Utformingen av platevarmeveksleren er basert på tynnveggede paneler koblet vekselvis på en slik måte at de passerer mellom dem med forskjellige temperaturstrømmer i en vinkel på 90 grader. En av modifiseringene av denne modellen er en enhet med finnede kanaler for luftgjennomgang. Den har en høyere varmeoverføringskoeffisient.
Alternativ passasje av varm og kald luftstrøm gjennom platene realiseres ved å bøye kantene på platene og forsegle forbindelser med en polyesterharpiks
Varmeoverføringspaneler kan være laget av forskjellige materialer:
- kobber, messing og aluminiumsbaserte legeringer har god varmeledningsevne og er ikke utsatt for rust;
- plast laget av et hydrofobt materiale av polymer med en høy koeffisient for varmeledningsevne er lett;
- absorberende cellulose gjør at kondensat kan trenge gjennom platen og returnere til rommet.
Ulempen er muligheten for kondens ved lave temperaturer. På grunn av den lille avstanden mellom platene, øker fuktighet eller is betydelig aerodynamisk drag. Ved frysing er det nødvendig å slå av den innkommende luftstrømmen for å varme platene.
Fordelene med plateutvinning er som følger:
- lave kostnader;
- lang levetid;
- en lang periode mellom forebyggende vedlikehold og enkelhet;
- små dimensjoner og vekt.
Denne typen recuperator er vanligst i bolig- og kontorlokaler. Det brukes også i noen teknologiske prosesser, for eksempel for å optimalisere forbrenning av drivstoff under drift av ovner.
Trommel eller roterende type
Prinsippet for drift av en roterende varmeveksler er basert på rotasjonen av varmeveksleren, innvendig som lag av korrugerte metall med høy varmekapasitet. Som et resultat av interaksjon med avløpet blir trommesektoren oppvarmet, som deretter avgir varme til den innkommende luften.
Finmesh-varmeveksleren til den roterende varmeveksleren er utsatt for tilstopping, derfor er det spesielt nødvendig å ta hensyn til høykvalitetsdrift av fine filtre
Fordelene med roterende gjenvinnere er som følger:
- ganske høy effektivitet sammenlignet med konkurrerende typer;
- retur av en stor mengde fuktighet, som i form av kondensat forblir på trommelen og fordamper ved kontakt med innkommende tørr luft.
Denne typen recuperator brukes mindre ofte til boligbygg med ventilasjon av leilighet eller hytte. Ofte brukes det i store kjelerom for å returnere varme til ovner eller til store industri- eller detaljhandelsanlegg.
Imidlertid har denne typen enheter betydelige ulemper:
- en relativt kompleks struktur med bevegelige deler, inkludert en elektrisk motor, en trommel og en remdrift, som krever konstant vedlikehold;
- økt støynivå.
Noen ganger for enheter av denne typen, kan begrepet "regenerativ varmeveksler" finnes, noe som er mer korrekt enn en "recuperator". Faktum er at en liten del av avtrekksluften strømmer tilbake på grunn av at trommelen løsner på strukturen.
Dette legger ytterligere begrensninger for muligheten for å bruke enheter av denne typen. Forurenset luft fra fyringsovner kan ikke brukes som varmebærer.
Rør og foringssystem
Rekuperatoren av den rørformede typen består av tynnveggede rør med liten diameter som er plassert i det isolerte foringsrøret til systemet, gjennom hvilket ytre luft strømmer gjennom. På foringsrøret produserer konklusjonen med varm luftmasse fra rommet, som varmer den innkommende strømmen.
Utstrømningen av varm luft må utføres nøyaktig gjennom foringsrøret og ikke gjennom et rørsystem, siden det er umulig å fjerne kondensat fra dem
De viktigste fordelene med rørformede gjenvinnere er som følger:
- høy virkningsgrad på grunn av motstrømsprinsippet om bevegelse av kjølevæsken og innkommende luft;
- enkel design og fravær av bevegelige deler gir et lavt støynivå og sjelden oppstått behov for vedlikehold;
- lang levetid;
- minste tverrsnitt blant alle typer gjenopprettingsenheter.
Rør for enheter av denne typen bruker enten lettmetallmetall eller, mindre ofte, polymer. Disse materialene er ikke hygroskopiske, derfor kan det dannes intens kondensering i foringsrøret med en betydelig forskjell i temperaturen i strømningene, noe som krever en konstruktiv løsning for fjerning av det. En annen ulempe er at metallfyllingen har betydelig vekt, til tross for dens små dimensjoner.
Enkelheten i utformingen av den rørformede recuperatoren gjør denne typen apparater populær for egenproduksjon. Som et utvendig foringsrør brukes vanligvis plastrør for luftekanaler, isolert med polyuretanskumskall.
Mellomvarmeoverføringsenhet
Noen ganger er forsynings- og eksoskanalene plassert i en viss avstand fra hverandre. Denne situasjonen kan oppstå på grunn av bygningens teknologiske funksjoner eller sanitærbehov for pålitelig separasjon av luftstrømmer.
I dette tilfellet bruker du et mellomkjølemiddel som sirkulerer mellom kanalene gjennom et isolert rør. Som et medium for overføring av termisk energi brukes vann eller en vann-glykoloppløsning, hvis sirkulasjon er sikret ved drift av en varmepumpe.
Rekuperatoren med et mellomkjølemiddel er en volumetrisk og kostbar enhet, hvis bruk er økonomisk berettiget for rom med store områder
I tilfelle det er mulig å bruke en annen type recuperator, er det bedre å ikke bruke et system med et mellomkjølemiddel, siden det har følgende betydelige ulemper:
- lav effektivitet sammenlignet med andre typer enheter, derfor brukes ikke slike enheter til små rom med lav luftstrøm;
- betydelig volum og vekt på hele systemet;
- behovet for en ekstra elektrisk pumpe for sirkulasjonsvæske;
- økt støy fra pumpen.
Det er en modifisering av dette systemet når, i stedet for tvungen sirkulasjon av varmeoverføringsfluidet, brukes et medium med et lavt kokepunkt, så som freon. I dette tilfellet er bevegelse langs kretsen mulig på en naturlig måte, men bare hvis tilluftskanalen er plassert over eksoskanalen.
Et slikt system krever ikke ekstra energikostnader, men det fungerer bare for oppvarming ved en betydelig temperaturforskjell. I tillegg er det nødvendig å finjustere endringspunktet i tilstanden for aggregering av varmeoverføringsfluidet, som kan implementeres ved å skape det ønskede trykk eller en spesifikk kjemisk sammensetning.
Hoved tekniske parametere
Når du kjenner til den nødvendige ytelsen til ventilasjonssystemet og varmeoverføringseffektiviteten til varmeveksleren, er det enkelt å beregne besparelsene på å varme opp luften i et rom under spesifikke klimatiske forhold. Ved å sammenligne de potensielle fordelene med kostnadene ved å kjøpe og vedlikeholde systemet, kan du rimelig ta et valg til fordel for en rekuperator eller en standard luftvarmer.
Ofte tilbyr utstyrsprodusenter en modelllinje der ventilasjonsenheter med lignende funksjonalitet avviker i luftutvekslingsvolumet. For boliglokaler må denne parameteren beregnes i henhold til tabell 9.1. SP 54.13330.2016
Effektivitet
Gjenvinningseffektiviteten forstås som varmeoverføringseffektiviteten, som beregnes ved følgende formel:
K = (TP - Tn) / (Ti - Tn)
der:
- TP - temperaturen på den innkommende luften inn i rommet;
- Tn - utetemperatur;
- Ti - lufttemperatur i rommet.
Maksimal effektivitetsverdi ved en standard luftmengde og et visst temperaturregime er angitt i den tekniske dokumentasjonen til enheten. Den reelle kursen vil være litt mindre.
I tilfelle av uavhengig produksjon av en plate eller rørformet varmeveksler, er det nødvendig å overholde følgende regler for å oppnå maksimal varmeoverføringseffektivitet:
- Den beste varmevekslingen sikres av motstrømsapparater, deretter tverrstrømningsanordninger, og de minste - med ensrettet bevegelse av begge strømmer.
- Varmeoverføringshastigheten avhenger av materialet og tykkelsen på veggene som skiller strømmen, samt av varigheten på luften inne i enheten.
Når du kjenner til gjenvinningseffektiviteten, er det mulig å beregne energieffektiviteten ved forskjellige temperaturer i den ytre og den indre luften:
E (W) = 0,36 x P x K x (Ti - Tn)
hvor P (m3/ time) - luftforbruk.
Beregning av effektiviteten til utvinningshaveren monetært og sammenligning med kostnadene ved kjøp og installasjon av en to-etasjers hytte med et samlet areal på 270 m2 viser muligheten for å installere et slikt system
Kostnadene for gjenvinnere med høy effektivitet er ganske høye, de har en sammensatt struktur og betydelig størrelse. Noen ganger kan du komme deg rundt disse problemene ved å installere flere enklere enheter slik at den innkommende luften passerer gjennom dem i rekkefølge.
Ytelse av ventilasjonssystemet
Volumet av luftstrøm bestemmes av statisk trykk, som avhenger av viftenes kraft og hovedkomponentene som skaper aerodynamisk dra. Som regel er dens eksakte beregning umulig på grunn av kompleksiteten i den matematiske modellen, så eksperimentelle studier blir utført for typiske monoblokkestrukturer, og komponenter blir valgt for individuelle enheter.
Ventilatoreffekten må velges under hensyntagen til gjennomstrømningen til de installerte recuperatorene av enhver type, som er indikert i den tekniske dokumentasjonen som anbefalt strømningshastighet eller luftvolumet som passeres av enheten per tidsenhet. Som regel overstiger den tillatte lufthastigheten inne i enheten ikke 2 m / s.
Ellers er det med høye hastigheter i de smale elementene i recuperatoren en kraftig økning i aerodynamisk dra. Dette fører til unødvendige energikostnader, ineffektiv oppvarming av uteluften og forkorter levetiden til viftene.
Grafen av trykktap kontra luftstrømning for flere modeller av høyytelsesvarmevekslere viser en ikke-lineær økning i motstand, derfor er det nødvendig å overholde kravene til anbefalt luftutvekslingsvolum som er angitt i den tekniske dokumentasjonen til enheten
Endring av luftstrømmens retning skaper ytterligere aerodynamisk dra. Derfor, når man modellerer geometrien til innekanalen, er det ønskelig å minimere antall rørdreininger med 90 grader. Diffusorer for luftspredning øker også motstanden, så det anbefales ikke å bruke elementer med et sammensatt mønster.
Forurensede filtre og rister skaper betydelig forstyrrelse av strømmen, så de må rengjøres eller skiftes ut med jevne mellomrom. En av de effektive måtene å vurdere tilstopping er å installere sensorer som overvåker trykkfallet i områdene før og etter filteret.
Prinsippet for drift av rotasjons- og plategjenvinner:
Måling av effektiviteten til en rekuperator av platetypen:
Innenlandske og industrielle ventilasjonssystemer med integrert gjenvinner har bevist sin energieffektivitet når det gjelder å opprettholde varme innendørs. Nå er det mange tilbud for salg og installasjon av slike enheter, både i form av ferdige og testede modeller, så vel som for individuelle bestillinger. Du kan beregne nødvendige parametere og utføre installasjonen selv.
Hvis du har spørsmål når du leser informasjonen, eller hvis du finner unøyaktigheter i vårt materiale, vennligst legg igjen kommentarene i boksen nedenfor.