U procesu ventilacije iz prostorije ne koristi se samo ispušni zrak, već i dio toplinske energije. Zimi to dovodi do povećanja računa za energiju.
Da bi se smanjili neopravdani troškovi, ne dovodeći u pitanje razmjenu zraka, omogućit će se povrat topline u sustavima centralnog i lokalnog ventilacije. Za obnavljanje toplinske energije koriste se različite vrste izmjenjivača topline - rekuperatori.
U članku su detaljno opisani modeli jedinica, njihove značajke dizajna, principi rada, prednosti i nedostaci. Navedene informacije pomoći će vam u odabiru najbolje opcije za uređenje ventilacijskog sustava.
Koncept povrata: princip rada izmjenjivača topline
U prijevodu s latinskog, oporavak znači povrat ili povrat. Što se tiče reakcija izmjene topline, oporavak se karakterizira kao djelomični povrat energije koja se troši na provođenje tehnološke akcije u svrhu primjene u istom procesu.
U ventilacijskom sustavu koristi se princip oporavka za uštedu toplinske energije.
Po analogiji, hlađenje se obnavlja po vrućem vremenu - tople opskrbne mase zagrijavaju izlaz „radeći“, a njihova temperatura opada.
Galerija slika
Fotografija s
Rekuperator za ventilacijski sustav
Sustav ventilacije kanala
Položaj rekuperatora u potkrovlju
Dovod obrađenog zraka kroz ventilacijski roštilj
Industrijski ventilacijski sustav
Rekuperativno prozračivanje SPA salona
Uređaji za uštedu energije
Grijač protoka zraka u sustavima
Postupak povrata energije provodi se u obnovljivom izmjenjivaču topline. Uređaj osigurava prisustvo elementa izmjene topline i ventilatora za pumpanje višesmjernih struja zraka. Automatski sustav koristi se za kontrolu procesa i kontrolu kvalitete dovoda zraka.
Dizajn je dizajniran tako da se dovodni i ispušni protoci nalaze u zasebnim odjeljcima i ne miješaju se - povrat topline provodi se kroz stijenke izmjenjivača topline.
Da biste razumjeli i razumjeli što je ventilacija uz oporavak, pomoći će jasan dijagram cirkulacije zraka.
Kroz kapuljače u vlažnim prostorijama (toalet, kupaonica, kuhinja) dolazi do izljeva ispušnog zraka. Prije nego što krene, prolazi kroz izmjenjivač topline i ostavlja dio topline. Dovedeni zrak kreće se u suprotnom smjeru, zagrijava se i ulazi u dnevne sobe (+)
Isključivost rekuperatora u ventilaciji
O izvedivosti uređenja regenerativne ventilacije moguće je razgovarati procjenom učinkovitosti sustava i usporedbom njegovih prednosti s nedostacima.
Dio topline oduzima se ispušni zrak i odvodi se u ubrizgane svježe mlazove usmjerene unutar prostorije. To vam omogućuje smanjenje gubitka topline do 70% (+)
Potreba za korištenjem rekuperacije topline najrelevantnija je u zgradama s prisilnim ispuhom zraka. U pravilu su to građevine niske inercije izgrađene inovativnim tehnologijama toplinske izolacije (kuće izrađene od sendvič ploča, plinokatne ploče, blokovi od pjene).
U takvim zgradama zidovi ne akumuliraju toplinu, a prirodna izmjena zraka nije učinkovita.
Međutim, problemi s cirkulacijom zraka karakteristični su i za "tradicionalne" zgrade od opeke i betona. Prisutnost zatvorenih toplinski izoliranih PVC prozora blokira cirkulaciju s prirodnom motivacijom - protok svježeg zraka se zaustavlja, a propuh u ventilacijskom kanalu naginje se ili teži nuli.
Rješenje problema s euro-prozorom je organizacija prisilne ventilacije. Sustav obnavlja razmjenu zraka, ali istodobno se gubici topline povećavaju na 60%. A ovdje ne možete bez termičkog oporavka.
Učinkovitost postupka razmjene izražena je u postocima i pokazuje količinu topline potrošene iz ispušnog zraka za zagrijavanje svježeg "priljeva".
Faktor učinkovitosti obnove topline ventilacije:
- 0% - otvoreni prozor - topli zrak se uklanja u atmosferu, a hladan zrak ulazi unutra, snižavajući temperaturu u sobi;
- 100% - dovodni zrak se zagrijava na temperaturu "ispuha" - tehnički je nemoguće provesti;
- 30-90% - prihvatljiv parametar, oporavak se smatra dobrim s učinkovitošću od 60% ili većom, s efikasnošću većom od 80% - izvrsnim prijenosom topline.
Učinkovitost sustava ovisi o vrsti rekuperatora, dimenzijama prostorije i protoku zraka. U svakom slučaju, uporaba regenerativne ventilacije čak i s učinkovitošću od 30% je isplativija od njezine odsutnosti. Pored značajnih ušteda energije, „obnavljanje topline“ poboljšava cjelokupnu mikroklimu u zatvorenom.
Nedostaci uporabe izmjenjivača topline:
- Volatilnost. Kupnja HVAC opreme opravdana je ako je potrošnja energije nakon instalacije izmjenjivača topline znatno manja od njene uštede.
- Kondenzacija Zbog temperaturne razlike, vlaga se može kondenzirati na zidovima izmjenjivača topline. Zimi postoji mogućnost zaleđivanja, što je prepuno brzom smanjenju učinkovitosti ili kvaru izmjenjivača topline.
- Bučan rad. Neki modeli emitiraju šum tijekom rada. Ako tijekom dana ovaj nedostatak nije osobito uočljiv, noću je buka neugodna. Rekuperatori s poboljšanom izolacijom su tihi.
Visoka početna ulaganja često postaju glavni argument protiv energetski učinkovite ventilacije.
Preporučljivo je uložiti u sustav koji se isplati u roku od 5-8 godina. Imajte na umu da ćete za održavanje kompleksa morati snositi dodatne troškove, na primjer, povremene zamjene ventilatora
Značajke različitih vrsta izmjenjivača topline
Dizajn rekuperatora određuje dijagram toka rashladne tekućine, učinkovitost ventilacijskog sustava, energetski razred i troškove opreme. Koristi se pet vrsta izmjenjivača topline: pločasti, rotacijski, toplinski cijevi, komorni uređaji i modeli s intermedijarnim nosačem topline.
Lamelarni rekuperator - jednostavnost dizajna
Osnova izmjenjivača topline je zatvorena komora s mnogim paralelnim kanalima. Kanali su razdvojeni pregradama - ploče koje provode toplinu od čelika ili aluminija.
Ploče u obliku vala (60-70 komada) grupirane su u jedan blok, tako da se formirani kanali nalaze međusobno križano - stvorena turbulencija poboljšava prijenos topline (+)
Plinski tokovi kreću se jedan prema drugom, presijecaju se u kaseti rekuperatora, ali se ne miješaju. Toplinska izmjena provodi se zbog istodobnog hlađenja i zagrijavanja ploča s različitih strana.
Prednosti poprečnog izmjenjivača topline:
- jednostavnost instalacije i konfiguracije opreme;
- isključenje kontakta zračnih masa;
- pristupačne cijene i kompaktne dimenzije;
- nedostatak dijelova trljanja i pomicanja.
Pokazatelj performansi varira u rasponu od 40-70%.
Glavni nedostatak modela ploča je taloženje kondenzacije u ispušnom kanalu i formiranje leda zimi. Za odmrzavanje jedinice dolazni tok se preusmjerava da zaobiđe izmjenjivač topline, a topli izlazni tok otopi led na pločama.
U načinu "odmrzavanja" ne dolazi do uštede energije, grijači zraka snage do 5 kW koriste se za zagrijavanje dolaznog zraka. Prosječna vrijednost učinkovitosti pada za 20% (+)
Postoje dva načina za rješenje problema:
- Predgrijavanje dolaznog struje zraka do temperature na kojoj je isključeno stvaranje leda.
- Rekuperator s higroskopskim celuloznim pločicama. Materijal apsorbira vlagu iz mase ispušnih zraka i prenosi je u dolazne tokove.
Prilikom odabira križnog izmjenjivača treba uzeti u obzir radne karakteristike ploča.
Njihove karakteristike ovise o materijalu izrade:
- Aluminijska folija - pristupačni troškovi, ali s ograničenim performansama zimi. Osim toga, ne preporučuje se za stambene prostore zbog sušenja zraka. Modifikacije s aluminijskim "punjenjem" - najbolja opcija za kupke i bazene.
- Plastične pregrade - po cijeni slične metalnim proizvodima, ali se razlikuju po poboljšanoj radnoj učinkovitosti.
- Celulozni izmjenjivač topline - sprječavaju smrzavanje i održavaju normalan sadržaj vlage u zatvorenom.
Regenerator higroceluloze najekonomičniji je i najoptimalniji za ventilaciju stambenih zgrada.
Rotacijski rekuperator - visoka učinkovitost sustava
Izmjenjivač topline predstavljen je u obliku cilindra napunjenog slojevima valovitog metala. Kako se kit bubnja okreće, topli ili hladni mlazovi zraka naizmjenično ulaze u svaki odjeljak.
Dizajn rotacijskog izmjenjivača topline: rotacijska osovina i dva zračna kanala. Jedan se dio rotora zagrijava "miniranjem", bubanj se pomiče i toplina se preusmjerava na hladne mase koncentrirane u susjednom kanalu (+)
Učinkovitost prijenosa topline određuje se brzinom vrtnje, učinkovitost se može prilagoditi.
Argumenti "za" rotacijski rekuperator:
- oporavak od vrućine do 65-90%;
- rentabilnost Potrošnja energije;
- djelomična nadoknada vlage - možete učiniti bez ovlaživača;
- razdoblje otplate - do 4 godine.
Unatoč visokoj učinkovitosti, izmjenjivač topline s bubnjem nije postao lider među sličnim instalacijama.
Slabosti sustava ventilacije:
- Smjesa zagađenog zraka u priljev. Kroz mikrokanale izduvne i opskrbne mase cirkuliraju naizmjenično, tako da se oko 3-8% „razrade“ vraća. Bubanj često prenosi miris izlaznog zraka.
- Složenost dizajna. Zakretajući dijelovi rotora zahtijevaju redovito održavanje i periodičnu zamjenu. Pokretni elementi ispuštaju buku i vibracije tijekom rada.
- Visoka cijena. Cijena okretnih modela veća je nego kod pločastih proizvoda. To je zbog upotrebe složene mehanike u dizajnu bubnjastog izmjenjivača topline.
- Velike veličine. Ugradnja se vrši u prostranoj ventilacijskoj komori.
Zbog glomaznosti, rotor postrojenja se uglavnom koriste u industrijskim poduzećima.
Kako bi se smanjilo miješanje protoka zraka, rotacijski rekuperatori nadopunjuju se sa srednjim sektorima - ovdje se mikrokanali puše svježim zrakom, koji ulazi u ispušni otvor. Minus sheme je smanjenje učinkovitosti (+)
Vezani izmjenjivači topline - Glycol model
Zbog svojih dizajnerskih značajki, oporavak jedinice s intermedijarnim rashladnim sredstvom često se nazivaju povezani izmjenjivači topline ili glikol jedinice. Ovo je jedan od najfleksibilnijih sustava za povrat topline. Jedan izmjenjivač topline upada u dovodni kanal, a drugi u ispušni odvod.
U shemi cjevovoda postoje: cirkulacijska pumpa, ekspanzijski spremnik, zračni ventil, regulator, temperaturni senzor, sigurnosni ventil, indikator tlaka (+)
Princip rada. Glikolni sastav cirkulira između izmjenjivača topline. Temperatura rashladne tekućine raste zbog zagrijanog uklonjenog struje, a zatim se toplinska energija prenosi na svježi zrak. Zatvoreni sustav eliminira miješanje nadolazećih zračnih masa.
Značajke rada izmjenjivača topline s rashladnom tekućinom:
- Učinkovitost - 45-55%;
- podešavanje učinkovitosti uz pomoć pumpe - odabrana je brzina kretanja antifriza;
- mogućnost postavljanja dovodnih i odvodnih kanala udaljeno jedan od drugog (do 800 m);
- rekuperator je montiran okomito ili vodoravno;
- pri jakom mrazu površina ispušnog izmjenjivača topline smrzava - pojavljuje se led; upotreba antifriza omogućuje vam upravljanje rekuperatorom bez pribjegavanja odmrzavanju;
- razdoblje povrata sustava - do 2 godine;
- Prihvatljiva je kombinacija 1 kapuljače i nekoliko dotoka ili obrnuto.
Volumen ispušnog i usisnog zraka treba biti približno jednak. Takvi se rekuperatori obično koriste ako je dotok toksičan ili jako zagađen kada je miješanje protoka neprihvatljivo.
Skupština Komore - Svestranost
Konstruktivno, komorni izmjenjivač topline je zatvoreni okvir, podijeljen iznutra pomičnim amortizerom. Pregrada za otvaranje određuje rad rekuperatora.
Odljev prolazi duž jednog kanala, a dotok ulazi u drugu komoru. U izmjenjivaču topline tople mase zagrijavaju zidove prvog odjeljka. Nakon nekog vremena, prigušivač se pomiče i strujanje zraka mijenja smjer
Kao rezultat, dotok se kreće duž toplih zidova prvog kanala, a „miniranje“ zagrijava površinu druge komore. U određenom trenutku particija se vraća natrag i ciklus se ponavlja.
Prednosti komore izmjenjivača topline:
- Učinkovitost - 80-90%;
- u tandemu s visokokvalitetnom toplinskom izolacijom, troškovi grijanja svode se na minimum;
- jednostavnost ugradnje - potrebna je pomoć stručnjaka pri odabiru parametara ventilacijske instalacije;
- očuvanje razine vlage;
- zamrzavanje sustava je isključeno.
Komorni rekuperator izvrsna je opcija za regije u kojima tijekom dugog razdoblja godine postoji značajna neravnoteža između temperature u zatvorenom i na otvorenom.
Nedostaci jedinice za povrat topline uključuju:
- potreba za redovitim održavanjem pokretnih dijelova;
- zračni se zraci djelomično miješaju - mirisi i nečistoće mogu se vraćati natrag u zgradu.
Da bi se smanjila nečistoća, sustav je opremljen filtarskim elementom. Zrak postaje čistiji, ali učinkovitost rekuperatora opada.
Toplinske cijevi - zatvoreni sustav za prijenos topline
Rekuperator se sastoji od mnogih bakrenih ili aluminijskih cijevi napunjenih hlapljivim materijalom, poput freona. Princip rada cjevastog izmjenjivača topline temelji se na fizičkim procesima - promjeni stanja tvari pri zagrijavanju.
Toplinska cijev je postavljena okomito - donji kraj izmjenjivača topline u ispušnom kanalu, a vrh u kanalu za dovod zraka. Izlazni tokovi oko kraja cijevi - Freon se zagrijava, ključa i isparava (+)
Plin se diže i odaje toplinsku energiju dotoku, nakon čega se freon kondenzira i struji niz rekuperator. Toplinski ciklus se ponavlja u krugu.
Tehničke i radne karakteristike cjevastog izmjenjivača topline:
- učinkovitost uređaja - do 65%;
- tihi rad zbog nepostojanja pomičnih elemenata;
- jednostavnost dizajna i nepretencioznost u službi;
- kompaktnost - male dimenzije i mala težina;
- energetska neovisnost - rashladna tekućina cirkulira na prirodan način;
Značajna prednost je što se zračni tokovi dotoka i povratka ne miješaju.
Slabosti toplinskih cijevi:
- visoka razina učinkovitosti postignuto uskim temperaturnim rasponom - pri naglom pregrijavanju cijeli freon isparava, a pri nedovoljnom zagrijavanju, intenzitet isparavanja usporava;
- niska čvrstoća cijevi - promjena oblika ili smanjivanje tlaka smanjuju rad opreme.
Cjevasti rekuperatori koriste se u privatnoj gradnji, administrativnim, uredskim zgradama i malim industrijskim područjima.
Metode organiziranja regenerativne ventilacije
Oporavak je opremljen na jedan od načina: centralno i decentralizirano.U prvom slučaju, ventilacijski protoci iz cijele prostorije prolaze kroz izmjenjivač topline, u drugom - iz jedne prostorije.
Centralizirani kompleks - uređaj za upravljanje zrakom
U fazi izgradnje ili veće modernizacije ventilacijskog sustava opremljen je centralizirani sustav.
Odabrana je instalacija prisilnog zraka i ispuha (PVU) s ugrađenim rekuperatorom. Glavni kriterij odabira je ukupna učinkovitost kompleksa na temelju cjelokupne količine zraka u strukturi (+)
PVU sa rekuperatorom osigurava dovoljnu izmjenu zraka čak i u kućama sa zatvorenim prozorima. Istodobno se protoci zraka ravnomjerno raspodjeljuju bez stvaranja propuha.
Složene dovodne i ispušne jedinice tipa monoblok opremljene su:
- obožavatelji - cjelodnevna opskrba čistim zrakom i ispuštanje mlazeva zasićenih ugljičnim dioksidom;
- grijači - predgrijavanje dotoka;
- filteri - zadržavaju prašinu i mikročestice;
- povratnik - Mogu se koristiti različite vrste instalacija.
Funkcionalnost nekih PVU-a proširuje se odgodom, regulatorom snage, senzorima razine vlage itd.
Slučaj monoblok modela pokriven je materijalom koji apsorbira zvuk, tako da rad PES-a postaje vrlo miran. Moguće su vertikalne, vodoravne i viseće verzije ventilacijskih uređaja
Dobro dokazana rekuperativna monoblock PVU proizvodnja: Ventilacijski otvori (Ukrajina), Dantherm (Danska), "Daikin" (Japan), "Dantex" (Engleska).
Lokalne jedinice - dodatak postojećem sustavu ventilacije
Za obnavljanje cirkulacije zračnih masa u operacijskoj sali prikladni su decentralizirani otvori za zrak s povratom topline.
Urušavaju se u pročelje zgrade ili su montirani kroz prozor. Njihov glavni zadatak je poboljšati dovodnu ventilaciju u kući.
U lokalnim rekuperatorima predviđeni su ventilator i pločasti izmjenjivač topline. "Rukav" ulaza je izoliran materijalom koji apsorbira zvuk. Kompaktna upravljačka jedinica za upravljanje zrakom nalazi se na unutarnjem zidu
Značajke decentraliziranih ventilacijskih sustava s oporavkom:
- efikasnost – 60-96%;
- niska produktivnost - uređaji su dizajnirani da omoguće izmjenu zraka u prostorijama do 20-35 m²;
- pristupačan trošak i širok izbor jedinica, u rasponu od uobičajenih zidnih ventila do automatiziranih modela s višefaznim sustavom filtracije i mogućnošću podešavanja vlažnosti;
- jednostavnost instalacije - za puštanje u rad nije potrebno postavljanje vodova, zidni ventil možete sami ugraditi.
Popularni proizvođači lokalnih rekuperatora: Prana (Ukrajina), O.erre (Italija), Mećava (Njemačka), Ventilacijski otvori (Ukrajina), Aerovital (Njemačka).
Važni kriteriji za odabir ulaznog zida: dopuštena debljina stijenke, produktivnost, učinkovitost rekuperatora, promjer zračnog kanala i temperatura pumpanog medija
Usporedba prirodne ventilacije i prisilnog sustava s oporavkom:
Princip rada centraliziranog izmjenjivača topline, izračunavanje učinkovitosti:
Dizajn i rad decentraliziranog izmjenjivača topline koristeći primjer zidnog ventila Prana kao primjer:
Oko 25-35% topline odlazi iz prostorije kroz ventilacijski sustav. Rekuperatori se koriste za smanjenje gubitaka i učinkovit povrat topline. Klimatska oprema omogućuje vam da iskoristite energiju potrošenih masa za zagrijavanje dolaznog zraka.
Postoji li nešto za nadopuniti ili imate pitanja o radu raznih ventilacijskih rekuperatora? Molimo ostavite komentare na publikaciju, podijelite iskustva s upravljanjem takvim instalacijama. Kontaktni obrazac nalazi se u donjem bloku.