В процеса на вентилация от помещението се използва не само отработеният въздух, но и част от топлинната енергия. През зимата това води до увеличаване на сметките за енергия.
За да се намалят неоправданите разходи, без да се засяга обмяната на въздух, възстановяването на топлината в централизирани и локални вентилационни системи ще позволи. За възстановяване на топлинната енергия се използват различни видове топлообменници - рекуператори.
Статията описва подробно моделите на агрегатите, техните конструктивни характеристики, принципи на работа, предимства и недостатъци. Предоставената информация ще ви помогне да изберете най-добрия вариант за подреждане на вентилационната система.
Концепцията за възстановяване: принципът на работа на топлообменника
В превод от латински, възстановяването означава възстановяване или връщане. По отношение на реакциите на топлообмен, оползотворяването се характеризира като частично връщане на енергия, изразходвана за извършване на технологично действие за целите на приложение в същия процес.
Във вентилационната система принципът на възстановяване се използва за пестене на топлинна енергия.
По аналогия, охлаждането се възстановява при горещо време - топлите захранващи маси загряват изхода „работещ“ и температурата им намалява.
Галерия с изображения
Снимка от
Рекуператор за вентилационна система
Система за вентилация на каналите
Местоположение на рекуператора в таванското пространство
Доставяне на пречистен въздух през вентилационната решетка
Индустриална вентилационна система
Рекуперативна вентилация на СПА салона
Енергоспестяващи устройства
Нагревател за въздушен поток в системи
Процесът на оползотворяване на енергия се осъществява в рекуперационен топлообменник. Устройството осигурява наличието на топлообменник и вентилатори за изпомпване на многопосочни въздушни потоци. Използва се автоматична система за контрол на процеса и контрол на качеството на подаването на въздух.
Дизайнът е проектиран така, че захранващият и изходящият поток да са в отделни отделения и да не се смесват - възстановяването на топлината се осъществява през стените на топлообменника.
За да разберете и разберете какво е вентилация с възстановяване, ще ви помогне ясна диаграма на циркулацията на въздуха.
Чрез качулките във влажни помещения (тоалетна, баня, кухня) се получава изтичането на отработен въздух. Преди да тръгне, той преминава през топлообменника и оставя част от топлината. Доставеният въздух се движи в обратна посока, загрява се и влиза в дневните (+)
Целесъобразност на рекуператор при вентилация
Възможно е да се говори за осъществимостта на организиране на регенеративна вентилация чрез оценка на ефективността на системата и сравняване на нейните предимства с недостатъци.
Част от топлината се отвежда от изгорелия въздух и се прехвърля в инжектираните свежи струи, насочени вътре в помещението. Това ви позволява да намалите загубите на топлина с до 70% (+)
Необходимостта от използване на рекуперация на топлина е най-актуална в сгради с принудително изпускане на въздух. По правило това са сгради с ниска инерция, изградени по иновативни топлоизолационни технологии (къщи, изработени от сандвич панели, панели с газов силикат, блокове от пяна).
В такива сгради стените не акумулират добре топлината и естественият обмен на въздух е неефективен.
Проблемите с циркулацията на въздуха обаче са характерни и за „традиционните“ тухлени и бетонни сгради. Наличието на запечатани топлоизолационни PVC прозорци блокира циркулацията с естествен порив - потокът от чист въздух спира, а тягата във вентилационния канал се накланя или клони към нула.
Решението на проблема с европрозорците е организирането на принудителна вентилация. Системата възстановява въздушния обмен, но в същото време загубите на топлина се увеличават до 60%. И тук не можете да направите без термично възстановяване.
Ефективността на процеса на обмен се изразява в процент и показва количеството топлина, изразходвана от отработения въздух за загряване на свежия „приток“
Коефициентът на ефективност на възстановяването на топлината при вентилация:
- 0% - отворен прозорец - топлият въздух се отстранява в атмосферата, а студен въздух постъпва вътре, понижавайки температурата в помещението;
- 100% - подаваният въздух се нагрява до температурата на "отработените газове" - технически невъзможно за изпълнение;
- 30-90% - приемлив параметър, възстановяването се счита за добро с ефективност от 60% или повече, ефективност над 80% - отличен топлопренос.
Ефективността на системата зависи от вида рекуператор, размерите на помещението и въздушния поток. Във всеки случай използването на регенеративна вентилация дори с ефективност от 30% е по-изгодно от нейното отсъствие. В допълнение към значителните икономии на енергийни ресурси, „възстановяването на топлината“ подобрява цялостния микроклимат в помещенията.
Недостатъци от използването на топлообменник:
- Летливост. Закупуването на ОВК оборудване е оправдано, ако консумацията на енергия е значително по-малка от неговата икономия след инсталиране на топлообменника.
- кондензация Поради температурната разлика влагата може да се кондензира по стените на топлообменника. През зимата има вероятност от обледеняване, което е изпълнено с бързо намаляване на ефективността или повреда на топлообменника.
- Шумна работа. Някои модели излъчват шум по време на работа. Ако през деня този недостатък не е особено забележим, тогава през нощта шумът е неудобен. Рекуператорите с подобрена изолация са тихи.
Високите първоначални инвестиции често се превръщат в основен аргумент срещу енергийно ефективната вентилация.
Препоръчително е да инвестирате в система, която се изплаща в рамките на 5-8 години. Моля, обърнете внимание, че за поддръжката на комплекса ще трябва да понасяте допълнителни разходи, например, периодична подмяна на вентилатори
Характеристики на различните видове топлообменници
Дизайнът на рекуператора определя движението на охлаждащата течност, ефективността на вентилационната система, енергийния клас и цената на оборудването. Използват се пет вида топлообменници: плочи, ротационни, топлинни тръби, камерни устройства и модели с междинен топлоносител.
Ламелен рекуператор - простота на дизайна
Основата на топлообменника е запечатана камера с много паралелни канали. Каналите са разделени от прегради - топлопроводими плочи, изработени от стомана или алуминий.
Табелите с форма на вълна (60-70 парчета) са групирани в един блок, така че формираните канали са разположени кръстосани един към друг - създадената турбулентност подобрява преноса на топлина (+)
Газовите потоци се движат един към друг, пресичат се в касетата на рекуператора, но не се смесват. Топлообменът се осъществява поради едновременно охлаждане и загряване на плочите от различни страни.
Предимства на кръстосания топлообменник:
- лекота на инсталиране и конфигуриране на оборудването;
- изключване на контакт с въздушни маси;
- достъпна цена и компактни размери;
- липса на триене и подвижни части.
Индикаторът за ефективност варира в диапазона от 40-70%.
Основният недостатък на модела на плочата е кондензът да се утаи в изпускателния канал и образуването на лед през зимата. За да се размразява устройството, входящият поток се пренасочва, за да заобиколи топлообменника, а топлият изходящ поток стопя леда върху плочите.
В режим „размразяване“ не се пести енергия, въздухонагреватели с мощност до 5 kW се използват за загряване на входящия въздух. Средната стойност на ефективността спада с 20% (+)
Има два начина за решаване на проблема:
- Предварително загряване на входящия въздушен поток до температура, при която образуването на лед е изключено.
- Рекуператор с хигроскопични целулозни плочи. Материалът абсорбира влагата от отработените въздушни маси и я пренася във входящите потоци.
При избора на кръстосан обменник трябва да се вземат предвид експлоатационните характеристики на плочите.
Техните характеристики зависят от материала на производство:
- Алуминиево фолио - достъпна цена, но ограничена производителност през зимата. В допълнение, не се препоръчва за жилищни помещения поради изсушаване на въздуха. Модификации с алуминиев "пълнеж" - най-добрият вариант за бани и басейни.
- Пластмасови прегради - подобни по цена на металните изделия, но се различават по подобрена ефективност на работа.
- Целулозен топлообменник - предотвратяване на замръзване и поддържане на нормално съдържание на влага на закрито.
Хигроцелулозният рекуператор е най-икономичният и оптимален за вентилация на жилищни сгради.
Ротационен рекуператор - висока ефективност на системата
Топлообменникът е представен под формата на цилиндър, изпълнен със слоеве от гофриран метал. Докато комплектът барабани се върти, топли или студени струи въздух променят навлизане във всяко отделение.
Дизайн на ротационен топлообменник: въртящ се вал и два въздушни канала. Една секция на ротора се нагрява чрез „добив”, барабанът се превърта и топлината се пренасочва към студени маси, концентрирани в съседния канал (+)
Ефективността на топлопредаване се определя от скоростта на ротора, ефективността може да се регулира.
Аргументи "за" ротационен рекуператор:
- топлинно възстановяване до 65-90%;
- рентабилност консумация на енергия;
- частично компенсиране на влагата - можете да направите без овлажнител;
- период на изплащане - до 4 години.
Въпреки високата си ефективност, барабанният топлообменник не стана лидер сред подобни инсталации.
Минуси на вентилационната система:
- Смес от замърсен въздух в притока. Чрез микроканали изпускателните и захранващите маси циркулират последователно, така че около 3-8% от „работещите“ се връщат. Барабанът често предава миризмата на изходящ въздух.
- Сложността на дизайна. Въртящите се части на ротора изискват редовна поддръжка и периодична подмяна. Подвижните елементи излъчват шум и вибрации по време на работа.
- Висока цена. Цената на въртящите се модели е по-висока, отколкото при плочите. Това се дължи на използването на сложна механика при проектирането на барабанния топлообменник.
- Големи размери. Монтажът се извършва в просторна вентилационна камера.
Поради обемността, роторните растения се използват главно в промишлени предприятия.
За да се сведе до минимум смесването на въздушните потоци, ротационните рекуператори се допълват от междинни сектори - тук микроканалите се издухат с чист въздух, който влиза в аспиратора. Минусът на схемата е намаляване на ефективността (+)
Свързани топлообменници - модел Glycol
Поради своите конструктивни характеристики, регенериращият блок с междинен охлаждащ агент често се нарича свързан топлообменник или гликолов агрегат. Това е една от най-гъвкавите системи за рекуперация на топлина. Един топлообменник се разбива в захранващия канал, а вторият - в изпускателния капак.
В схемата на тръбопроводите има: циркулационна помпа, разширителен резервоар, въздушен клапан, контролер, температурен датчик, предпазен клапан, индикатор за налягане (+)
Принцип на работа. Гликоловият състав циркулира между топлообменниците. Температурата на охлаждащата течност се повишава поради нагрятия отстранен поток и след това топлинната енергия се прехвърля на чист въздух. Затворена система елиминира смесването на настъпващи въздушни маси.
Характеристики на работата на топлообменниците с охлаждаща течност:
- Ефективност - 45-55%;
- регулиране на ефективността с помощта на помпа - избира се скоростта на движение на антифриз;
- възможност за поставяне на канали за подаване и изпускане отдалечено един от друг (до 800 м);
- рекуператорът е монтиран вертикално или хоризонтално;
- при силен студ повърхността на топлообменника за отработените газове замръзва - появява се лед; използването на антифриз ви позволява да работите с рекуператора, без да прибягвате до размразяване;
- период на изплащане на системата - до 2 години;
- приемлива е комбинация от 1 качулка и няколко притока или обратно.
Обемът на изгорелия и входящия въздух трябва да бъде приблизително равен. Такива рекуператори обикновено се използват, ако притокът е токсичен или силно замърсен, когато смесителните потоци са неприемливи.
Камарно събрание - универсалност
Конструктивно камерен топлообменник е затворена кутия, разделена вътре от подвижен амортисьор. Отварящият дял определя работата на рекуператора.
Изтичането преминава по един канал, а притокът влиза във втората камера. В топлообменника топлите маси отопляват стените на първото отделение. След известно време амортисьорът се движи и въздушният поток променя посоката
В резултат на това притокът се придвижва по топлите стени на първия канал и при "добив" се загрява повърхността на втората камера. В определен момент дялът се връща обратно и цикълът се повтаря.
Предимства на камерата на топлообменния блок:
- Ефективност - 80-90%;
- в тандем с висококачествена топлоизолация разходите за отопление са сведени до минимум;
- лекота на монтаж - помощта на специалисти ще е необходима при избора на параметрите на вентилационната инсталация;
- запазване на нивото на влажност;
- замразяването на системата е изключено.
Камерен рекуператор е отличен вариант за региони, в които за дълъг период от годината има значителен дисбаланс между температурата на закрито и на открито.
Недостатъците на блока за рекуперация на топлина включват:
- необходимостта от редовна поддръжка на подвижни части;
- настъпващите въздушни струи частично се смесват - миризми и примеси могат да потекат обратно в сградата.
За да се намали онечистването, системата е снабдена с филтриращ елемент. Въздухът става по-чист, но ефективността на рекуператора намалява.
Топлинни тръби - затворена система за пренос на топлина
Рекуператорът се състои от много медни или алуминиеви тръби, пълни с летлив материал, като фреон. Принципът на работа на тръбния топлообменник се основава на физически процеси - промяна в състоянието на вещество при нагряване.
Топлинната тръба е поставена вертикално - долният край на топлообменника в изпускателния канал, а горният в канала за подаване на въздух. Изходящи потоци около края на тръбата - Фреон се загрява, кипи и се изпарява (+)
Газът се издига и отделя топлинна енергия към притока, след което фреонът се кондензира и тече надолу към рекуператора. Термичният цикъл се повтаря в кръг.
Технически и експлоатационни характеристики на тръбния топлообменник:
- ефективност на устройството - до 65%;
- безшумна работа поради липсата на подвижни елементи;
- простота на дизайна и непретенциозност в обслужването;
- компактност - малки размери и леко тегло;
- енергийна независимост - охлаждащата течност циркулира по естествен начин;
Значително предимство е, че въздушните потоци на притока и връщането не са смесени.
Слабости на топлинните тръби:
- високо ниво на ефективност постигната при тесен температурен диапазон - при внезапно прегряване целият фреон се изпарява, а при недостатъчно нагряване интензивността на изпаряването се забавя;
- ниска якост на тръбата - промяна на формата или намаляване на налягането намалява работата на оборудването.
Тръбните рекуператори се използват в частно строителство, в административни, офис сгради и малки индустриални зони.
Методи за организиране на регенеративна вентилация
Възстановяването е оборудвано по един от начините: централно и децентрализирано.В първия случай вентилационните потоци от цялата стая преминават през топлообменника, във втория - от една стая.
Централизиран комплекс - устройство за обработка на въздух
Централизирана система е оборудвана на етапа на изграждане или основна модернизация на вентилационната система.
Избрана е принудителна инсталация с принудителен въздух и изпускателни газове (PVU) с вграден рекуператор. Основният критерий за избор е цялостното представяне на комплекса въз основа на целия обем въздух в конструкцията (+)
PVU с рекуператор осигурява достатъчна обмяна на въздух дори в къщи със запечатани прозорци. В същото време въздушните потоци се разпределят равномерно, без да създават чернови.
Комплексните захранващи и изпускателни агрегати от моноблок са оборудвани с:
- феновете - денонощно подаване на чист въздух и излъчване на струи, наситени с въглероден диоксид;
- нагреватели - предварително загряване на притока;
- филтри - задържа прах и микрочастици;
- рекуператор - Могат да се използват различни видове инсталации.
Функционалността на някои PVU се разширява чрез таймер за забавяне, регулатор на мощността, сензори за ниво на влажност и др.
Случаят с моноблокови модели е покрит с звукопоглъщащ материал, така че работата на PVU става много тиха. Възможни са вертикални, хоризонтални и окачени версии на вентилационни блокове
Добре доказано рекуперативно моноблочно PVU производство: Vents (Украйна), Dantherm (Дания), "Дайкин" (Япония), "Dantex" (Англия).
Местни единици - допълнение към съществуващата вентилационна система
За да се възстанови циркулацията на въздушните маси в операционната зала, са подходящи децентрализираните входове за въздух с рекуперация на топлина.
Те се блъскат във фасадата на сградата или са монтирани през прозорец. Основната им задача е да подобрят вентилацията на захранването в къщата.
В местните рекуператори са осигурени вентилатор и пластинен топлообменник. "Втулката" на входа е изолирана с звукопоглъщащ материал. Компактният контролен блок за управление на въздуха е разположен на вътрешната стена
Характеристики на децентрализираните вентилационни системи с възстановяване:
- Ефективност – 60-96%;
- ниска производителност - устройства са проектирани да осигуряват обмен на въздух в помещения до 20-35 кв.м;
- достъпна цена и богат избор от единици, вариращи от конвенционални стенни вентили до автоматизирани модели с многоетапна филтрационна система и възможност за регулиране на влажността;
- лекота на инсталиране - за пускане в експлоатация не се изискват канали; можете сами да монтирате стенния клапан.
Популярни производители на местни рекуператори: Прана (Украйна), O.erre (Италия), виелица (Германия), Vents (Украйна), Aerovital (Германия).
Важни критерии за избор на вход за стена: допустима дебелина на стената, производителност, ефективност на рекуператора, диаметър на въздушния канал и температура на изпомпваната среда
Сравнение на естествена вентилация и принудителна система с възстановяване:
Принципът на работа на централизиран топлообменник, изчисляване на ефективността:
Проектиране и работа на децентрализиран топлообменник, използващ стенния клапан Prana като пример:
Около 25-35% от топлината напуска помещението чрез вентилационната система. Рекуператорите се използват за намаляване на загубите и ефективно оползотворяване на топлина. Климатичното оборудване ви позволява да използвате енергията на изразходваните маси за загряване на входящия въздух.
Има ли нещо за допълване или имате въпроси относно работата на различни вентилационни рекуператори? Моля, оставете коментари за публикацията, споделете опита с експлоатацията на такива инсталации. Контактната форма се намира в долния блок.