Värske õhu sissevõtt külmal perioodil tingib vajaduse kütta, et tagada ruumide õige mikrokliima. Elektrikulude minimeerimiseks võib kasutada soojustagastusega varustus- ja väljatõmbeventilatsiooni.
Selle tööpõhimõtete mõistmine vähendab maksimaalselt soojuskadusid, säilitades samal ajal piisava koguse asendatud õhku. Proovime selle välja mõelda.
Energiasääst ventilatsioonisüsteemides
Sügis-kevadisel perioodil, kui suur probleem on ventilatsioon, on sissetuleva ja siseõhu suur temperatuurierinevus. Külm oja tormab alla ja loob ebasoodsa mikrokliima kodudes, kontorites ja töökohal või vastuvõetamatu vertikaalse temperatuurigradiendi laos.
Probleemi levinud lahendus on õhuküttekeha integreerimine sissepuhkeventilatsiooni, millega voolu kuumutatakse. Selline süsteem nõuab energiatarbimist, samas kui märkimisväärne kogus väljuvat sooja õhku põhjustab olulist soojuskadu.
Väljast väljumine intensiivse auruga on märkimisväärse soojuskao näitaja, mida saab kasutada sissetuleva voolu soojendamiseks
Kui sisselaske- ja väljatõmbeõhu kanalid asuvad läheduses, siis on võimalik väljuva voolu soojust osaliselt sissetulevale suunata. See vähendab kütteseadme energiatarbimist või loobub sellest täielikult. Seadet soojusvahetuse tagamiseks erineva temperatuuriga gaasivoogude vahel nimetatakse rekuperaatoriks.
Soojal aastaajal, kui välistemperatuur on toatemperatuurist palju kõrgem, saab sissetuleva voolu jahutamiseks kasutada rekuperaatorit.
Rekuperaatoriga ühik
Integreeritud rekuperaatoriga varustus- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemi sisemine struktuur on üsna lihtne, nii et neid saab iseseisvalt osta ja paigaldada. Juhul, kui kokkupanek või ise monteerimine on keeruline, võite tellimisel osta valmislahendusi tüüpilise monobloki või üksikute kokkupandavate konstruktsioonide kujul.
Ühes korpuses asuva rekuperaatoriga toite- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemi seadme tüüpilist konstruktsiooni saab kasutaja äranägemisel täiendada muude sõlmedega
Põhielemendid ja nende parameetrid
Soojus- ja müraisolatsiooniga karp on tavaliselt valmistatud lehtterasest. Seinale paigaldamise korral peab see vastu pidama rõhule, mis tekib ploki ümber olevate pilude vahustamisel, ja ühtlasi vältima ventilaatorite vibratsiooni.
Hajutatud sisselaske- ja õhuvoolu korral erinevates ruumides ühendatakse korpusega kanalite süsteem. See on varustatud ventiilide ja siibritega voolu jaotamiseks.
Õhukanalite puudumisel paigaldatakse õhuvoolu jaotamiseks ruumi küljelt sissepuhkeõhu väljalaskeavale grill või hajuti. Tänavalt tuleva sisselaskeava külge on paigaldatud väline õhu sissevõtuvõre, et vältida lindude, suurte putukate ja allapanu sisenemist ventilatsioonisüsteemi.
Õhu liikumist tagavad kaks aksiaalset või tsentrifugaalventilaatorit. Rekuperaatori juuresolekul ei ole selle seadme tekitatud aerodünaamilise takistuse tõttu piisav ruumis loomulik õhuringlus võimalik.
Rekuperaatori olemasolu hõlmab peenete filtrite paigaldamist mõlema voo sisendisse. See on vajalik tolmu ja rasva ladestumise ummistumise vähendamiseks soojusvaheti õhukestes kanalites. Muidu peab süsteemi täielikuks toimimiseks ennetava hoolduse sagedust suurendama.
Peeneid filtreid tuleb perioodiliselt vahetada või puhastada. Muidu põhjustab suurenenud õhuvoolu takistus ventilaatorite purunemise.
Üks või mitu rekuperaatorit võtavad toite- ja väljalaskesüsteemi põhimahu. Need on paigaldatud konstruktsiooni keskele.
Territooriumi jaoks tüüpiliste tugevate külmade ja soojusvaheti ebapiisava efektiivsuse korral võib välisõhu soojendamiseks lisaks paigaldada õhuküttekeha. Samuti paigaldatakse vajadusel ruumis soodsa mikrokliima loomiseks niisutaja, ionisaator ja muud seadmed.
Kaasaegsetes mudelites on elektrooniline juhtseade. Keerukatel modifikatsioonidel on funktsioonid töörežiimide programmeerimiseks sõltuvalt õhu füüsikalistest parameetritest. Välised paneelid on atraktiivse väljanägemisega, tänu millele saab neid hästi integreerida mis tahes ruumi interjööri.
Kondensatsiooni probleemi lahendamine
Ruumist tuleva õhu jahutamine loob eeldused niiskuse väljutamiseks ja kondensaadi moodustumiseks. Suure voolukiiruse korral pole enamikul sellest aega rekuperaatorisse koguneda ja see läheb väljapoole. Õhu aeglase liikumise korral jääb oluline osa veest seadme sisse. Seetõttu on vaja tagada niiskuse kogumine ja selle väljatõmbamine väljaspool toite- ja väljalaskesüsteemi korpust.
Elementaarne seade kondensaadi kogumiseks ja eemaldamiseks on rekuperaatori all asuv pann, mille kalle on äravooluava poole
Niiskuse järeldus toodetakse suletud mahutis. See asetatakse ainult siseruumidesse, et vältida väljavoolukanalite külmumist temperatuuril, mis ei ületa nulli. Rekuperaatoriga süsteemide kasutamisel saadud vee mahu arvutamiseks pole usaldusväärset algoritmi, seega määratakse see eksperimentaalselt.
Kondensaadi taaskasutamine õhu niisutamiseks on ebasoovitav, kuna vesi neelab palju saasteaineid, nagu näiteks inimese higi, lõhnad jne.
Vähendage märkimisväärselt kondensaadi kogust ja vältige selle väljanägemisega seotud probleeme, korraldades vannitoast ja köögist eraldi väljalaskesüsteemi. Just nendes ruumides on õhus kõige suurem niiskus. Kui heitgaasisüsteeme on mitu, tuleb õhuvahetust tehniliste ja elamurajoonide vahel piirata tagasilöögiklappide paigaldamisega.
Väljuva õhuvoolu jahutamisel rekuperaatori sees toimub kondensaadi muutumine jääks, mis põhjustab voolu elava ristlõike vähenemist ja selle tagajärjel mahu vähenemist või ventilatsiooni täielikku lõpetamist.
Rekuperaatori perioodiliseks või ühekordseks sulatamiseks on paigaldatud ümbersõit - sissepuhkeõhu liikumise möödavoolukanal. Kui vool jäetakse seadmest mööda, siis soojusülekanne peatub, soojusvaheti kuumeneb ja jää muutub vedelaks. Vesi voolab kondensaadi kogumismahutisse või aurustub väljapoole.
Ümbersõidu seadme põhimõte on lihtne, seetõttu on jää tekkimise ohu korral soovitatav pakkuda selline lahendus, kuna soojusvaheti soojuse taastamine on muul viisil keeruline ja pikk
Kui vool läbib möödavoolu, siis rekuperaatori kaudu sissepuhkeõhku ei kuumutata. Seetõttu on selle režiimi aktiveerimisel vaja õhukütteseade automaatselt sisse lülitada.
Erinevat tüüpi rekuperaatorite omadused
Külma ja kuumutatud õhuvoolu vahelise soojusülekande rakendamiseks on mitu struktuurilt erinevat varianti. Igal neist on oma eripärad, mis määravad igat tüüpi rekuperaatori peamise eesmärgi.
Plaadi ristvoolu soojusvaheti
Plaatsoojusvaheti konstruktsioon põhineb õhukese seinaga paneelidel, mis on vaheldumisi ühendatud nii, et vahelduks erinevate temperatuurivoogude läbipääs 90 kraadi nurga all. Selle mudeli üheks modifikatsiooniks on õhu läbipääsu jaoks kinnitatud kanalitega seade. Sellel on suurem soojusülekandetegur.
Sooja ja külma õhu voolu vaheldumisi läbi plaatide saab plaatide servad painutada ja polüestervaiguga tihendada
Soojusülekande paneelid võivad olla valmistatud erinevatest materjalidest:
- vasel, messingil ja alumiiniumil põhinevad sulamid on hea soojusjuhtivusega ega ole rooste suhtes tundlikud;
- hüdrofoobsest polümeermaterjalist plast, millel on kõrge soojusjuhtivuse koefitsient, on kerge;
- imav tselluloos võimaldab kondensaadil tungida läbi plaadi ja naasta ruumi.
Puuduseks on kondenseerumise võimalus madalatel temperatuuridel. Plaatide vahelise väikese vahemaa tõttu suurendab niiskus või jää märkimisväärselt aerodünaamilist tõmmet. Külmumise korral on plaatide soojendamiseks vaja sissetuleva õhuvoolu välja lülitada.
Plaadirekuperaatorite eelised on järgmised:
- odav;
- pikk kasutusiga;
- pikk periood ennetava hoolduse ja selle lihtsuse vahel;
- väikesed mõõtmed ja kaal.
Seda tüüpi rekuperaatorit kasutatakse kõige sagedamini elu- ja kontoriruumides. Seda kasutatakse ka mõnes tehnoloogilises protsessis, näiteks kütuse põletamise optimeerimiseks ahjude töötamise ajal.
Trummel- või pöördtüüp
Pöörleva soojusvaheti tööpõhimõte põhineb soojusvaheti pöörlemisel, mille sees on suure soojusmahtuvusega gofreeritud metalli kihid. Heitveega interaktsiooni tulemusel kuumutatakse trummisektor, mis eraldab seejärel sissetulevale õhule soojust.
Pöörleva soojusvaheti peene silmaga soojusvaheti on ummistunud, seetõttu on eriti oluline pöörata tähelepanu peenfiltrite kvaliteetsele toimimisele
Pöörleva rekuperaatori eelised on järgmised:
- üsna kõrge efektiivsus võrreldes konkureerivate tüüpidega;
- suure hulga niiskuse tagasitulek, mis kondensaadi kujul jääb trumlile ja aurustub kokkupuutel sissetuleva kuiva õhuga.
Seda tüüpi rekuperaatorit kasutatakse harvemini elamutes, kus on korteri või suvila ventilatsioon. Sageli kasutatakse seda suurtes katlaruumides soojuse tagastamiseks ahjudesse või suurtesse tööstus- või jaemüügikohtadesse.
Sellel seadmel on aga olulisi puudusi:
- suhteliselt keerukas konstruktsioon liikuvate osadega, sealhulgas elektrimootor, trummel ja rihmaratas, mis vajavad pidevat hooldust;
- suurenenud müratase.
Mõnikord võib seda tüüpi seadmete puhul leida termini "regeneratiivne soojusvaheti", mis on õigem kui "rekuperaator". Fakt on see, et väike osa väljatõmbeõhust voolab tagasi tänu trumli lahtisele sobivusele konstruktsiooni korpuse külge.
See seab seda tüüpi seadmete kasutamisele lisapiiranguid. Näiteks ei saa kütteahjudest saastunud õhku soojuskandjana kasutada.
Torude ja korpuste süsteem
Torukujuline rekuperaator koosneb õhukeseseinalistest väikese läbimõõduga torudest, mis asuvad süsteemi isoleeritud korpuses ja mille kaudu voolab väline õhk. Korpuse peal toota sooja õhumassi järeldus ruumist, mis soojendab sissetulevat voolu.
Sooja õhu väljund peab toimuma täpselt läbi korpuse, mitte läbi torusüsteemi, kuna neist on võimatu kondensaati eemaldada.
Torukujuliste rekuperaatorite peamised eelised on järgmised:
- kõrge kasutegur, mis on tingitud jahutusvedeliku ja sissetuleva õhu vastuvoolu põhimõttest;
- disaini lihtsus ja liikuvate osade puudumine tagab madala mürataseme ja harva tekkiva hooldusvajaduse;
- pikk kasutusiga;
- väikseim ristlõige igat tüüpi taastamisseadmete seas.
Seda tüüpi seadmete torudes kasutatakse kas kergelt legeeritud metalli või harvemini polümeeri. Need materjalid ei ole hügroskoopsed, seetõttu on voogude temperatuuri olulise erinevusega kestas intensiivse kondensaadi moodustumine, mille eemaldamiseks on vaja konstruktiivset lahendust. Veel üks puudus on see, et metalltäidisega on hoolimata selle väikestest mõõtmetest märkimisväärne kaal.
Torukujulise rekuperaatori kujunduse lihtsus muudab seda tüüpi seadmed isetootmiseks populaarseks. Väliskestana kasutatakse tavaliselt õhukanalite plasttorusid, mis on isoleeritud polüuretaanvahtkestadega.
Vahepealne soojusülekandeseade
Mõnikord asuvad toite- ja väljalaskekanalid üksteisest mõne kaugusel. See olukord võib tekkida hoone tehnoloogiliste omaduste või sanitaarnõuete tõttu õhuvoolu usaldusväärseks eraldamiseks.
Sel juhul kasutage vahepealset jahutusvedelikku, mis ringleb kanalite vahel isoleeritud toru kaudu. Soojusenergia ülekandmiseks kasutatakse vett või vesiglükoolilahust, mille ringluse tagab soojuspump.
Vahepealse jahutusvedelikuga rekuperaator on mahukas ja kallis seade, mille kasutamine on majanduslikult õigustatud suurte pindadega ruumides
Juhul kui on võimalik kasutada teist tüüpi rekuperaatorit, on parem mitte kasutada vahepealse jahutusvedelikuga süsteemi, kuna sellel on järgmised olulised puudused:
- madal efektiivsus võrreldes muud tüüpi seadmetega, seetõttu ei kasutata selliseid seadmeid väikese õhuvooluga väikestes ruumides;
- kogu süsteemi märkimisväärne maht ja kaal;
- vajadus täiendava elektripumba järele tsirkuleeriva vedeliku jaoks;
- kõrgendatud müra.
Seda süsteemi on modifitseeritud, kui soojusülekandevedeliku sunnitud ringluse asemel kasutatakse madala keemistemperatuuriga keskkonda, näiteks freooni. Sellisel juhul on liikumine mööda vooluringi võimalik loomulikul viisil, kuid ainult siis, kui sissepuhkekanal asub väljalaskekanali kohal.
Selline süsteem ei nõua täiendavaid energiakulusid, kuid see töötab kütmiseks ainult märkimisväärse temperatuuride erinevuse korral. Lisaks on vaja täpsustada soojusülekandevedeliku agregatsiooni oleku muutumise punkti, mida saab rakendada soovitud rõhu või konkreetse keemilise koostise loomisega.
Peamised tehnilised parameetrid
Teades ventilatsioonisüsteemi nõutavat jõudlust ja soojusvaheti soojusülekande efektiivsust, on hõlpsalt võimalik arvutada kokku ruumi kliimatingimuste korral õhu soojendamisel kokkuhoid. Võrreldes võimalikke eeliseid süsteemi ostmise ja hooldamise kuludega, saate mõistlikult teha valiku rekuperaatori või tavalise õhkkütteseadme kasuks.
Sageli pakuvad seadmete tootjad mudelisarja, milles sarnase funktsionaalsusega ventilatsiooniseadmed erinevad õhuvahetuse mahust. Elamispindade puhul tuleb see parameeter arvutada vastavalt tabelile 9.1. SP 54.13330.2016
Tõhusus
Rekuperaatori efektiivsuseks loetakse soojusülekande efektiivsust, mis arvutatakse järgmise valemi abil:
K = (TLk - Tn) / (Tsisse - Tn)
Kus:
- TLk - ruumi siseneva õhu temperatuur;
- Tn - välistemperatuur;
- Tsisse - õhutemperatuur ruumis.
Tõhususe maksimaalne väärtus standardse õhuvoolu kiiruse ja teatud temperatuurirežiimi korral on näidatud seadme tehnilises dokumentatsioonis. Selle reaalkurss on pisut väiksem.
Plaadi või torukujulise soojusvaheti iseseisva tootmise korral tuleb maksimaalse soojusülekande efektiivsuse saavutamiseks järgida järgmisi reegleid:
- Parima soojusvahetuse tagavad vastuvoolu seadmed, seejärel ristvoolu seadmed ja väikseimad - mõlema voolu ühesuunalise liikumisega.
- Soojusülekande kiirus sõltub materjalist ja voolu eraldavate seinte paksusest, samuti seadme sees oleva õhu kestusest.
Teades rekuperaatori efektiivsust, on võimalik arvutada selle energiatõhusus välis- ja siseõhu erinevatel temperatuuridel:
E (W) = 0,36 x P x K x (Tsisse - Tn)
kus P (m3/ tund) - õhu tarbimine.
Rekuperaatori efektiivsuse arvutamine rahalises väärtuses ning võrdlus selle ostmise ja paigaldamise kuludega kahekorruselise suvila jaoks, mille üldpind on 270 m2, näitab sellise süsteemi paigaldamise teostatavust.
Suure efektiivsusega rekuperaatorite hind on üsna kõrge, neil on keeruline struktuur ja märkimisväärne suurus. Mõnikord saate neist probleemidest mööda minna, installides mitu lihtsamat seadet, nii et sissetulev õhk läbiks neid järjest.
Ventilatsioonisüsteemi jõudlus
Õhuvoolu maht määratakse staatilise rõhu järgi, mis sõltub ventilaatori võimsusest ja peamistest komponentidest, mis loovad aerodünaamilise tõmbe. Reeglina on selle täpne arvutamine matemaatilise mudeli keerukuse tõttu võimatu, seetõttu viiakse tüüpiliste monoblokkstruktuuride jaoks läbi eksperimentaalsed uuringud ja üksikute seadmete jaoks valitakse komponendid.
Ventilaatori võimsus tuleb valida, võttes arvesse mis tahes tüüpi paigaldatud rekuperaatorite läbilaskevõimet, mis on tehnilises dokumentatsioonis näidatud soovitusliku voolukiiruse või seadme läbitud õhuhulgaga ajaühiku kohta. Reeglina ei ületa seadme sees õhu lubatud kiirus 2 m / s.
Muidu suure kiirusega rekuperaatori kitsastes elementides suureneb järsult aerodünaamiline takistus. See põhjustab tarbetuid energiakulusid, välisõhu ebaefektiivset kuumutamist ja lühendab ventilaatorite eluiga.
Mitme kõrgjõudlusega soojusvahetite mudeli rõhukadude ja õhuvoolu kiiruse graafik näitab vastupanuvõime mittelineaarset suurenemist, seetõttu on vaja järgida seadme tehnilises dokumentatsioonis esitatud soovitusliku õhuvahetuse mahu nõudeid
Õhuvoolu suuna muutmine loob täiendava aerodünaamilise tõmbejõu. Seetõttu on siseruumide kanali geomeetria modelleerimisel soovitav minimeerida toru pöörde arv 90 kraadi võrra. Õhu hajutamiseks mõeldud hajuti suurendab ka vastupidavust, seetõttu on soovitatav mitte kasutada keeruka mustriga elemente.
Saastunud filtrid ja võred häirivad voolu märkimisväärselt, seetõttu tuleb neid perioodiliselt puhastada või asendada. Üks tõhusaid viise ummistumise hindamiseks on andurite paigaldamine, mis jälgivad rõhu langust aladel enne ja pärast filtrit.
Pöörd- ja plaadirekuperaatori tööpõhimõte:
Plaaditüüpi rekuperaatori efektiivsuse mõõtmine:
Integreeritud rekuperaatoriga kodu- ja tööstuslikud ventilatsioonisüsteemid on oma energiatõhusust siseruumides soojuse säilitamiseks tõestanud. Nüüd on selliste seadmete müümiseks ja paigaldamiseks palju pakkumisi, nii valmis- kui ka testitud mudelite kujul, aga ka üksiktellimustena. Saate vajalikud parameetrid välja arvutada ja installi ise teostada.
Kui teil on teabe lugemisel küsimusi või kui leiate meie materjalides ebatäpsusi, jätke oma kommentaarid allolevasse lahtrisse.