În procesul de ventilație din încăpere nu este utilizat doar aerul de evacuare, ci și o parte din energia termică. Iarna, acest lucru duce la o creștere a facturilor la energie.
Pentru a reduce costurile nejustificate, fără a aduce atingere schimbului de aer, va permite recuperarea căldurii în sistemele de ventilație centralizate și locale. Pentru recuperarea energiei termice se folosesc diferite tipuri de schimbătoare de căldură - recuperatoare.
Articolul descrie în detaliu modelele unităților, caracteristicile lor de proiectare, principiile de funcționare, avantajele și dezavantajele. Informațiile furnizate vor ajuta la alegerea celei mai bune opțiuni pentru amenajarea sistemului de ventilație.
Conceptul de recuperare: principiul funcționării schimbătorului de căldură
Tradus din latină, recuperarea înseamnă o restituire sau o returnare. În ceea ce privește reacțiile de schimb de căldură, recuperarea este caracterizată ca o revenire parțială a energiei cheltuite în realizarea unei acțiuni tehnologice în scopul aplicării în același proces.
În sistemul de ventilație, principiul recuperării este utilizat pentru a economisi energie termică.
Prin analogie, răcirea este recuperată pe vreme caldă - masele de aprovizionare caldă încălzesc puterea de ieșire și temperatura lor scade.
Galerie de imagini
Fotografie din
Recuperator pentru sistem de ventilație
Sistem de ventilație a conductelor
Amplasarea recuperatorului în spațiul mansardei
Alimentarea cu aer tratat prin grilul de ventilație
Sistem de ventilație industrială
Ventilația recuperativă a salonului SPA
Dispozitive de economisire a energiei
Încălzitor cu flux de aer în sisteme
Procesul de recuperare a energiei se desfășoară într-un schimbător de căldură de recuperare. Dispozitivul prevede prezența unui element de schimb de căldură și ventilatoare pentru pomparea fluxurilor de aer multidirecționale. Un sistem automat este utilizat pentru a controla procesul și a controla calitatea alimentării cu aer.
Proiectarea este concepută astfel încât debitele de alimentare și evacuare să fie în compartimente separate și să nu fie amestecate - recuperarea căldurii se realizează prin pereții schimbătorului de căldură.
Pentru a înțelege și a înțelege ce este ventilația cu recuperare, vă va ajuta o diagramă clară a circulației aerului.
Prin capotele din încăperile umede (toaletă, baie, bucătărie) apare ieșirea aerului de evacuare. Înainte de a pleca, trece prin schimbătorul de căldură și lasă o parte din căldură. Aerul furnizat se deplasează în sens invers, se încălzește și intră în camerele de zi (+)
Expediența unui recuperator în ventilație
Este posibil să vorbim despre fezabilitatea aranjării ventilației regenerative prin evaluarea eficacității sistemului și compararea avantajelor acestuia cu dezavantajele.
O parte din căldură este preluată din aerul de evacuare extras și transferată la jeturile proaspete injectate direcționate în interiorul camerei. Acest lucru vă permite să reduceți pierderea de căldură cu până la 70% (+)
Nevoia de a utiliza recuperarea căldurii este cea mai relevantă în clădirile cu ieșire forțată de aer. De regulă, acestea sunt clădiri cu o inerție scăzută construite folosind tehnologii inovatoare de izolare termică (case din panouri sandwich, panouri din silicat de gaz, blocuri de spumă).
În astfel de clădiri, pereții nu acumulează bine căldura, iar schimbul natural de aer este ineficient.
Cu toate acestea, problemele cu circulația aerului sunt caracteristice și clădirilor „tradiționale” din cărămidă și beton. Prezența geamurilor din PVC izolate termic sigilate blochează circulația cu o motivație naturală - fluxul de aer curat se oprește, iar tirajul în conducta de ventilație se înclină sau tinde spre zero.
Soluția problemei Euro-geamurilor este organizarea ventilației forțate. Sistemul restabilește schimbul de aer, dar, în același timp, pierderea de căldură crește până la 60%. Și aici nu poți face fără recuperare termică.
Eficiența procesului de schimb este exprimată în procente și arată cantitatea de căldură cheltuită din aerul de evacuare pentru încălzirea „intrării” proaspete
Factorul de eficiență al valorificării căldurii de ventilație:
- 0% - geam deschis - aerul cald este îndepărtat în atmosferă, iar aerul rece intră în interior, scăzând temperatura din cameră;
- 100% - aerul de alimentare este încălzit la temperatura „evacuării” - imposibil de implementat din punct de vedere tehnic;
- 30-90% - un parametru acceptabil, recuperarea este considerată bună cu o eficiență de 60% sau mai mare, eficiență de peste 80% - transfer de căldură excelent.
Eficiența sistemului depinde de tipul de recuperator, de dimensiunile camerei și de fluxul de aer. În orice caz, utilizarea ventilației regenerative chiar și cu o eficiență de 30% este mai profitabilă decât absența acesteia. În plus față de economiile semnificative în resursele energetice, „recuperarea căldurii” îmbunătățește microclima interioară generală.
Dezavantaje ale utilizării unui schimbător de căldură:
- Volatilitate. Achiziția de echipamente HVAC este justificată dacă consumul de energie este semnificativ mai mic decât economiile acestuia după instalarea schimbătorului de căldură.
- Condensare Datorită diferenței de temperatură, umiditatea se poate condensa pe pereții schimbătorului de căldură. În timpul iernii, există șansa de înghețare, care este plină de o scădere rapidă a eficienței sau de eșecul schimbătorului de căldură.
- Muncă zgomotoasă. Unele modele emit zumzet în timpul funcționării. Dacă în timpul zilei acest dezavantaj nu se observă în special, atunci noaptea zgomotul este inconfortabil. Recuretoarele cu izolație îmbunătățită sunt liniștite.
Investițiile inițiale mari devin adesea principalul argument împotriva ventilației eficiente din punct de vedere energetic.
Este recomandabil să investești într-un sistem care plătește în 5-8 ani. Vă rugăm să rețineți că pentru întreținerea complexului, va trebui să suportați costuri suplimentare, de exemplu, înlocuirea periodică a ventilatoarelor
Caracteristici ale diferitelor tipuri de schimbătoare de căldură
Proiectarea recuperatorului determină diagrama de flux a lichidului de răcire, eficiența sistemului de ventilație, clasa energetică și costul echipamentului. Se folosesc cinci tipuri de schimbătoare de căldură: placă, rotativ, conducte de căldură, dispozitive de cameră și modele cu un purtător de căldură intermediar.
Recuperator lamelar - simplitatea unui design
Baza schimbătorului de căldură este o cameră sigilată cu multe conducte paralele. Canalele sunt separate prin despărțiri - plăci termoconductoare din oțel sau aluminiu.
Plăcile în formă de undă (60-70 de bucăți) sunt grupate într-un bloc astfel încât canalele formate sunt amplasate unul peste altul - turbulența creată îmbunătățește transferul de căldură (+)
Fluxurile de gaz se deplasează unul spre celălalt, se intersectează în caseta recuperatorului, dar nu se amestecă. Schimbul termic se realizează datorită răcirii și încălzirii simultane a plăcilor din diferite părți.
Avantajele schimbătorului de căldură încrucișat:
- ușurință de instalare și configurare a echipamentelor;
- excluderea contactului maselor de aer;
- costuri accesibile și dimensiuni compacte;
- lipsa frecării și a pieselor mobile.
Indicatorul de performanță variază în intervalul 40-70%.
Dezavantajul principal al modelului plăcii este instalarea condensului în conducta de evacuare și formarea gheții în timpul iernii. Pentru a dezgheța unitatea, fluxul de intrare este redirecționat pentru a ocoli schimbătorul de căldură, iar fluxul cald care iese topește gheața de pe plăci.
În modul „dezgheț”, economia de energie nu are loc, încălzitoarele de aer cu o putere de până la 5 kW sunt utilizate pentru încălzirea aerului care intră. Valoarea medie a eficienței scade cu 20% (+)
Există două moduri de a rezolva problema:
- Preîncălzirea fluxului de aer de intrare la o temperatură la care formarea de gheață este exclusă.
- Recuperator cu plăci de celuloză higroscopice. Materialul absoarbe umezeala din masele de aer evacuate și o transferă în fluxurile de intrare.
Atunci când alegeți un schimbător încrucișat, trebuie luate în considerare caracteristicile operaționale ale plăcilor.
Caracteristicile lor depind de materialul de fabricație:
- Folie de aluminiu - costuri accesibile, dar performanțe limitate iarna. În plus, nu este recomandat pentru spații rezidențiale din cauza uscării cu aer. Modificări cu „umplere” din aluminiu - cea mai bună opțiune pentru băi și piscine.
- Partiții din plastic - similar ca preț la produsele metalice, dar diferă în ceea ce privește eficiența în muncă îmbunătățită.
- Schimbător de căldură de celuloză - preveniți înghețarea și mențineți conținutul normal de umiditate în interior.
Recuperatorul de higroceluloză este cel mai economic și optim pentru ventilația clădirilor rezidențiale.
Recuperator rotativ - eficiență ridicată a sistemului
Schimbătorul de căldură este prezentat sub forma unui cilindru umplut cu straturi de metal ondulat. Pe măsură ce kitul tamburului se rotește, jeturi de aer calde sau reci intră alternativ în fiecare compartiment.
Proiectarea schimbătorului de căldură rotativ: arborele de rotație și două canale de aer. O secțiune a rotorului este încălzită prin „extragere”, tamburul defilează și căldura este redirecționată către mase reci concentrate în canalul alăturat (+)
Eficiența transferului de căldură este determinată de viteza rotorului, eficiența poate fi reglată.
Argumente recuperator rotativ „pentru”:
- recuperare de căldură până la 65-90%;
- rentabilitatea consum de energie;
- compensarea parțială a umidității - puteți face fără umidificator;
- perioada de rambursare - până la 4 ani.
În ciuda eficienței ridicate, schimbătorul de căldură tip tambur nu a devenit lider printre instalațiile similare.
Contra sistemului de ventilație:
- Un amestec de aer poluat în flux. Prin microcanale, masele de evacuare și furnizare circulă alternativ, astfel încât aproximativ 3-8% din „rezoluție” se întoarce. Tamburul transmite adesea mirosul de aer ieșit.
- Complexitatea proiectării. Piesele rotative ale rotorului necesită întreținere periodică și înlocuire periodică. Elementele în mișcare emit zgomot și vibrații în timpul funcționării.
- Preț mare. Prețul modelelor rotative este mai mare decât în cazul produselor cu plăci. Acest lucru se datorează utilizării mecanicii complexe în proiectarea schimbătorului de căldură cu tambur.
- Dimensiuni mari. Instalarea se efectuează într-o cameră spațioasă de ventilație.
Datorită oboselii, plantele cu rotor sunt utilizate în principal în întreprinderile industriale.
Pentru a reduce la minimum amestecarea fluxurilor de aer, recuperatoarele rotative sunt completate de sectoare intermediare - aici microcanele sunt suflate cu aer proaspăt, care intră în hota de evacuare. Minusul schemei este o scădere a eficienței (+)
Schimbatoare de caldura Bound - Model Glycol
Datorită caracteristicilor de proiectare, o unitate de recuperare cu un lichid de răcire intermediar este adesea denumită schimbătoare de căldură cuplate sau o unitate de glicol. Acesta este unul dintre cele mai flexibile sisteme de recuperare a căldurii. Un schimbător de căldură se prăbușește în conducta de alimentare, iar cel de-al doilea în capota de evacuare.
În schema de conducte există: o pompă de circulație, un rezervor de expansiune, o supapă de aer, un controler, un senzor de temperatură, o supapă de siguranță, un indicator de presiune (+)
Principiul de funcționare. Compoziția glicolică circulă între schimbătoarele de căldură. Temperatura lichidului de răcire crește din cauza fluxului încălzit, îndepărtat, iar apoi energia termică este transferată în aer curat. Un sistem închis elimină amestecul de mase de aer viitoare.
Caracteristici ale schimbătorilor de căldură cu un lichid de răcire:
- Eficiență - 45-55%;
- ajustarea eficienței cu ajutorul unei pompe - este selectată viteza mișcării antigel;
- capacitatea de a amplasa canalele de alimentare și de evacuare de la distanță (până la 800 m);
- recuperatorul este montat vertical sau orizontal;
- în îngheț sever, suprafața schimbătorului de căldură de evacuare îngheață - apare gheață; utilizarea antigelului vă permite să acționați recuperatorul fără a apela la decongelare;
- perioada de rambursare a sistemului - până la 2 ani;
- o combinație de 1 capotă și mai multe intrări sau invers.
Volumul de evacuare și aerul de admisie trebuie să fie aproximativ egal. Astfel de recuperatoare sunt de obicei utilizate dacă fluxul este toxic sau puternic contaminat atunci când amestecurile de fluxuri sunt inacceptabile.
Adunarea camerei - versatilitate
Din punct de vedere structural, schimbătorul de căldură al camerei este o cutie închisă, împărțită în interior printr-un amortizor mobil. Partiția de deschidere determină funcționarea recuperatorului.
Ieșirea trece de-a lungul unui canal, iar fluxul intră în a doua cameră. În schimbătorul de căldură, masele calde încălzesc pereții primului compartiment. După un timp, amortizorul se mișcă și fluxul de aer schimbă direcția
Drept urmare, fluxul se deplasează de-a lungul pereților calzi ai primului canal, iar „minarea” încălzește suprafața celei de-a doua camere. La un moment dat, partiția revine și ciclul se repetă.
Avantajele unității de schimb de căldură din cameră:
- Eficiență - 80-90%;
- în tandem cu izolație termică de înaltă calitate, costurile de încălzire sunt reduse la minimum;
- ușurința instalării - va fi nevoie de ajutorul specialiștilor atunci când alegeți parametrii instalației de ventilație;
- păstrarea nivelului de umiditate;
- înghețarea sistemului este exclusă.
Un recuperator de cameră este o opțiune excelentă pentru regiunile în care, pe o perioadă lungă a anului, există un dezechilibru semnificativ între temperaturile interioare și exterioare.
Dezavantajele unității de recuperare a căldurii includ:
- nevoia de întreținere regulată a pieselor mobile;
- jeturile de aer care se amestecă parțial - mirosurile și impuritățile pot curge înapoi în clădire.
Pentru a reduce impuritatea, sistemul este echipat cu un element de filtrare. Aerul devine mai curat, dar eficiența recuperatorului scade.
Țevi de căldură - sistem închis de transfer de căldură
Recuperatorul este format din mai multe tuburi de cupru sau aluminiu umplute cu un material volatil, cum ar fi freonul. Principiul funcționării unui schimbător de căldură tubular se bazează pe procese fizice - o schimbare a stării unei substanțe atunci când este încălzită.
Conducta de căldură este plasată vertical - capătul inferior al schimbătorului de căldură în conducta de evacuare, iar partea superioară în conducta de aer de alimentare. Fluxurile de ieșire în jurul capătului tubului - Freon se încălzește, fierbe și se evaporă (+)
Gazul crește și degajă energie termică la intrare, după care freonul se condensează și se revarsă în recuperator. Ciclul termic se repetă în cerc.
Caracteristici tehnice și operaționale ale schimbătorului de căldură tubular:
- eficiența dispozitivului - până la 65%;
- operație silențioasă datorită absenței elementelor în mișcare;
- simplitatea designului și nepretenție în serviciu;
- soliditate - dimensiuni mici și greutate ușoară;
- independența energetică - lichidul de răcire circulă într-un mod natural;
Un avantaj semnificativ este că fluxurile de aer ale intrării și returului nu sunt amestecate.
Punctele slabe ale conductelor de căldură:
- nivel ridicat de eficiență obținut cu un interval de temperatură restrâns - cu supraîncălzire bruscă, întregul freon se evaporă și, cu încălzire insuficientă, intensitatea vaporizării încetinește;
- rezistență scăzută a tubului - o schimbare de formă sau depresurizare reduce performanța echipamentului.
Recuperatoarele tubulare sunt utilizate în construcții private, în clădiri administrative, birouri și mici zone industriale.
Metode de organizare a ventilației regenerative
Recuperarea este echipată într-unul dintre modurile: central și descentralizat.În primul caz, fluxurile de ventilație din întreaga cameră trec prin schimbătorul de căldură, în al doilea - dintr-o cameră.
Complex centralizat - unitate de manipulare a aerului
Un sistem centralizat este echipat în stadiul construcției sau modernizării majore a sistemului de ventilație.
Este selectată instalația forțată de aer forțat și evacuare (PVU) cu recuperator încorporat. Principalul criteriu de selecție este performanța generală a complexului pe baza întregului volum de aer din structură (+)
PVU cu un recuperator asigură un schimb de aer suficient chiar și în casele cu geamuri închise. În același timp, fluxurile de aer sunt distribuite uniform, fără a crea curenti.
Unitățile complexe de alimentare și evacuare de tip monobloc sunt echipate cu:
- fani - furnizarea de aer curat în timpul orăului și emisia de jeturi saturate cu dioxid de carbon;
- încălzitoare - preîncălzirea fluxului;
- filtre - reține praful și microparticulele;
- recuperatorul - Se pot folosi diferite tipuri de instalații.
Funcționalitatea unor PVU este extinsă printr-un cronometru de întârziere, un regulator de putere, senzori de nivel de umiditate etc.
Cazul modelelor monobloc este acoperit cu material absorbant de sunet, astfel încât funcționarea PVU devine foarte liniștită. Sunt posibile versiuni verticale, orizontale și suspendate ale unităților de ventilație
Producție de PVU recuperativă monobloc recuperativă: Vents (Ucraina), Dantherm (Danemarca), "Daikin" (Japonia), "DANTEX" (Anglia).
Unități locale - pe lângă sistemul de ventilație existent
Pentru a restabili circulația maselor de aer într-o sală de operație, sunt potrivite prize de aer descentralizate cu recuperare de căldură.
Se prăbușesc în fațada clădirii sau sunt montate printr-o fereastră. Sarcina lor principală este de a îmbunătăți ventilația de aprovizionare din casă.
În recuperatoarele locale, un ventilator și un schimbător de căldură sunt prevăzute. "Mâneca" intrării este izolată cu un material absorbant de sunet. Unitatea de control a unității de control a aerului compact este amplasată pe peretele interior
Caracteristici ale sistemelor de ventilație descentralizate cu recuperare:
- Eficienţă – 60-96%;
- productivitate scăzută - dispozitivele sunt concepute pentru a asigura schimb de aer în camere până la 20-35 mp;
- costuri accesibile și o gamă largă de unități, de la valvele de perete convenționale la modele automate cu un sistem de filtrare în mai multe etape și capacitatea de a regla umiditatea;
- ușurință de instalare - pentru punerea în funcțiune, nu este necesară o conductă, puteți instala singur robinetul de perete.
Producători populari de recuperatori locali: Prana (Ucraina), O.erre (Italia), Viscol (Germania), Vents (Ucraina), Aerovital (Germania).
Criterii importante pentru alegerea unei prize de perete: grosimea peretelui admisibil, productivitatea, eficiența recuperatorului, diametrul canalului de aer și temperatura mediului pompat
Comparație de ventilație naturală și sistem forțat cu recuperare:
Principiul funcționării unui schimbător de căldură centralizat, calculul eficienței:
Proiectarea și funcționarea unui schimbător de căldură descentralizat folosind supa de perete Prana ca exemplu:
Aproximativ 25-35% din căldură iese din cameră prin sistemul de ventilație. Recuretoarele sunt utilizate pentru a reduce pierderile și recuperarea eficientă a căldurii. Echipamentele climatice vă permit să folosiți energia maselor cheltuite pentru a încălzi aerul care intră.
Există ceva de completat sau aveți întrebări despre funcționarea diferitor recuperatori de ventilație? Vă rugăm să lăsați comentarii la publicație, să împărtășiți experiența de exploatare a unor astfel de instalații. Formularul de contact se află în blocul inferior.