V procesu prezračevanja iz prostora se ne izkorišča samo izpušni zrak, temveč tudi del toplotne energije. Pozimi to vodi k povečanju računov za energijo.
Zmanjšanje neupravičenih stroškov brez poseganja v izmenjavo zraka bo omogočilo rekuperacijo toplote v sistemih za centralno in lokalno prezračevanje. Za pridobivanje toplotne energije se uporabljajo različne vrste toplotnih izmenjevalcev - rekuperatorji.
V članku so podrobno opisani modeli enot, njihove oblikovne značilnosti, načela delovanja, prednosti in slabosti. Navedene informacije bodo pomagale pri izbiri najboljše možnosti za ureditev prezračevalnega sistema.
Koncept rekuperacije: načelo delovanja toplotnega izmenjevalnika
V latinščini je izterjava vračilo ali vračilo. Glede reakcij izmenjave toplote je izkoriščanje označeno kot delna povratna energija, porabljena za izvajanje tehnoloških ukrepov za namene uporabe v istem postopku.
V prezračevalnem sistemu se za varčevanje s toploto uporablja načelo rekuperacije.
Po analogiji se ohladi hlajenje v vročem vremenu - tople dovodne mase segrejejo izhodno "delo", njihova temperatura pa se zniža.
Galerija slik
Fotografija s
Rekuperator za prezračevalni sistem
Prezračevalni sistem vodov
Lokacija rekuperatorja na podstrešnem prostoru
Dobava obdelanega zraka skozi prezračevalni žar
Industrijski prezračevalni sistem
Rekuperativno prezračevanje SPA salona
Naprave za varčevanje z energijo
Grelec zraka v sistemih
Proces pridobivanja energije poteka v rekuperacijskem toplotnem izmenjevalniku. Naprava poskrbi za prisotnost toplotnega izmenjevalnega elementa in ventilatorjev za črpanje večsmernih zračnih tokov. Samodejni sistem se uporablja za nadziranje postopka in nadzor kakovosti dovoda zraka.
Zasnova je zasnovana tako, da sta dovodni in izpušni pretok v ločenih oddelkih in se ne mešata - rekuperacija toplote se izvaja skozi stene toplotnega izmenjevalnika.
Da bi razumeli in razumeli, kaj je prezračevanje z rekuperacijo, bo pomagal jasen diagram kroženja zraka.
Skozi nape v vlažnih prostorih (stranišče, kopalnica, kuhinja) se pojavi odtok izpušnega zraka. Preden odide, gre skozi toplotni izmenjevalec in prepušča del toplote. Dovedeni zrak se premika v nasprotni smeri, segreva se in vstopa v dnevne sobe (+)
Uporabnost rekuperatorja v prezračevanju
O izvedljivosti ureditve regeneracijskega prezračevanja je mogoče govoriti z oceno učinkovitosti sistema in primerjavo njegovih prednosti s pomanjkljivostmi.
Del toplote se odvzame iz izpušnega zraka in se prenese v sveže injektirane curke, usmerjene v prostor. To vam omogoča, da zmanjšate izgubo toplote do 70% (+)
Potreba po uporabi rekuperacije toplote je najpomembnejša v stavbah s prisilnim odvodom zraka. Praviloma gre za stavbe z nizko inercijo, zgrajene z uporabo inovativnih toplotnoizolacijskih tehnologij (hiše iz sendvič plošč, plinsko silikatne plošče, penasti bloki).
V takih stavbah stene ne kopičijo toplote dobro, naravna izmenjava zraka pa je neučinkovita.
Težave s kroženjem zraka pa so značilne tudi za "tradicionalne" opečne in betonske zgradbe. Prisotnost zaprtih toplotnoizolacijskih PVC oken blokira kroženje z naravnim nagonom - pretok svežega zraka se ustavi, ugrez v prezračevalnem kanalu pa se nagne ali nagiba k nič.
Rešitev problema z evro-okni je organizacija prisilnega prezračevanja. Sistem obnovi izmenjavo zraka, hkrati pa se izguba toplote poveča na 60%. In tukaj ne morete storiti brez termičnega rekuperacije.
Učinkovitost postopka izmenjave je izražena v odstotkih in prikazuje količino toplote, porabljene iz izpušnega zraka za ogrevanje svežega "dotoka"
Faktor učinkovitosti prezračevanja toplote za prezračevanje:
- 0% - odprto okno - topli zrak se odstrani v ozračje, hladen zrak pa pride v notranjost in zniža temperaturo v prostoru;
- 100% - dovodni zrak se segreje na temperaturo "izpušnih plinov" - tehnično je nemogoče izvesti;
- 30-90% - sprejemljiv parameter se šteje, da je izkoristek dober 60% ali več, izkoristek nad 80% - odličen prenos toplote.
Učinkovitost sistema je odvisna od vrste rekuperatorja, dimenzij prostora in pretoka zraka. Vsekakor je uporaba regeneracijskega prezračevanja tudi s 30-odstotnim izkoristkom donosnejša od njegove odsotnosti. Poleg znatnih prihrankov pri energijskih virih "rekuperacija toplote" izboljša celotno mikroklimo v zaprtih prostorih.
Slabosti uporabe toplotnega izmenjevalnika:
- Hlapnost. Nakup opreme HVAC je upravičen, če je poraba energije po namestitvi toplotnega izmenjevalnika bistveno manjša od njegove prihranke.
- Kondenzacija Zaradi temperaturne razlike se lahko vlaga kondenzira na stenah toplotnega izmenjevalnika. V zimskem času obstaja možnost zaledenitve, kar je povezano s hitrim zmanjšanjem učinkovitosti ali odpovedjo toplotnega izmenjevalnika.
- Hrupno delo. Nekateri modeli med delovanjem oddajajo hrup. Če podnevi ta pomanjkljivost ni posebej opazna, je ponoči hrup neprijeten. Rekuperatorji z izboljšano izolacijo so tihi.
Visoke začetne naložbe pogosto postanejo glavni argument proti energetsko učinkovitemu prezračevanju.
Priporočljivo je vlagati v sistem, ki se izplača v 5-8 letih. Upoštevajte, da boste morali za vzdrževanje kompleksa nositi dodatne stroške, na primer občasno zamenjavo ventilatorjev
Značilnosti različnih vrst izmenjevalnikov toplote
Zasnova rekuperatorja določa gibanje hladilne tekočine, učinkovitost prezračevalnega sistema, energijski razred in stroške opreme. Uporabljamo pet vrst toplotnih izmenjevalnikov: ploščne, vrtljive, toplotne cevi, komorne naprave in modele z vmesnim toplotnim nosilcem.
Lamelarni rekuperator - preprostost zasnove
Osnova toplotnega izmenjevalnika je zatesnjena komora s številnimi vzporednimi kanali. Kanali so ločeni s predelnimi stenami - toplotno prevodnimi ploščami iz jekla ali aluminija.
Plošče v obliki valov (60-70 kosov) so združene v en blok, tako da so oblikovani kanali nameščeni navzkrižno drug na drugega - ustvarjena turbulenca izboljša prenos toplote (+)
Pretoki plina se premikajo drug proti drugemu, sekajo se v kaseti rekuperatorja, vendar se ne mešajo. Toplotna izmenjava se izvede zaradi hkratnega hlajenja in ogrevanja plošč z različnih strani.
Prednosti prečnega toplotnega izmenjevalca:
- enostavnost namestitve in konfiguracije opreme;
- izključitev stika zračnih mas;
- cenovno ugodni stroški in kompaktne dimenzije;
- pomanjkanje drgnjenja in premikanja delov.
Kazalnik uspešnosti se giblje v razponu od 40 do 70%.
Glavna pomanjkljivost modela plošč je pozimi kondenzacija v izpušnem kanalu in nastajanje ledu. Za odmrzovanje enote se dohodni tok preusmeri tako, da obide toplotni izmenjevalec, topel odtočni tok pa topi led na ploščah.
V načinu "odtaljevanja" varčevanje z energijo ne pride, grelniki zraka z močjo do 5 kW se uporabljajo za ogrevanje dohodnega zraka. Povprečna vrednost izkoristka pade za 20% (+)
Težavo rešite na dva načina:
- Predgrevanje dovodnega pretoka zraka na temperaturo, pri kateri je nastajanje ledu izključeno.
- Rekuperator s higroskopskimi celuloznimi ploščami. Material absorbira vlago iz mase izpušnih zraka in jo prenaša v dohodne tokove.
Pri izbiri izmenjevalnika je treba upoštevati obratovalne značilnosti plošč.
Njihove značilnosti so odvisne od materiala izdelave:
- Aluminijasta folija - dostopni stroški, vendar pozimi z omejeno zmogljivostjo. Poleg tega ga zaradi sušenja zraka ne priporočamo za stanovanjske prostore. Modifikacije z aluminijastim "polnjenjem" - najboljša možnost za kopeli in bazene.
- Plastične predelne stene - podobne cene kovinskih izdelkov, vendar se razlikujejo v izboljšani učinkovitosti dela.
- Celulozni izmenjevalec toplote - preprečujejo zmrzovanje in ohranjajo normalno vsebnost vlage v zaprtih prostorih.
Higrocelulozni rekuperator je najbolj ekonomičen in optimalen za prezračevanje stanovanjskih stavb.
Rotacijski rekuperator - visoka učinkovitost sistema
Toplotni izmenjevalec je predstavljen v obliki valja, napolnjenega s plastmi valovite kovine. Ko se komplet bobnov vrti, topli ali hladni curki zraka izmenično vstopajo v vsak prostor.
Zasnova rotacijskega toplotnega izmenjevalnika: vrtilna gred in dva zračna kanala. En odsek rotorja segreva z »miniranjem«, boben se pomika in toplota se preusmeri na hladne mase, skoncentrirane v sosednjem kanalu (+)
Učinkovitost prenosa toplote je določena s hitrostjo rotorja, izkoristek je mogoče prilagoditi.
Argumenti "za" rotacijski rekuperator:
- rekuperacija toplote do 65-90%;
- donosnost poraba energije;
- delna kompenzacija vlage - lahko naredite brez vlažilca;
- obdobje vračila - do 4 leta.
Kljub visokemu izkoristku toplotni izmenjevalnik ni postal vodilni med podobnimi napravami.
Slabosti prezračevalnega sistema:
- Zmes onesnaženega zraka v dotok. Preko mikrokanalov izmenično krožijo izpušne in dovodne mase, tako da se približno 3-8% "dela" vrne. Boben pogosto prenaša vonj odhajajočega zraka.
- Kompleksnost zasnove. Vrtljivi deli rotorja zahtevajo redno vzdrževanje in občasno zamenjavo. Premični elementi med delovanjem oddajajo hrup in vibracije.
- Visoka cena. Cena vrtljivih modelov je višja kot pri ploščatih izdelkih. To je posledica uporabe zapletene mehanike pri oblikovanju bobenskega toplotnega izmenjevalnika.
- Velike velikosti. Montaža se izvaja v prostorni prezračevalni komori.
Zaradi prostornine se rotorji večinoma uporabljajo v industrijskih podjetjih.
Da bi kar najbolj zmanjšali mešanje zračnih tokov, vrtljive rekuperatorje dopolnjujejo vmesni sektorji - tu se mikrokanalni piha s svežim zrakom, ki vstopa v izpušni pokrov. Minus sheme je zmanjšanje učinkovitosti (+)
Povezani toplotni izmenjevalniki - model Glycol
Zaradi svojih oblikovnih lastnosti se rekuperacijska enota z vmesnim hladilnim sredstvom pogosto imenuje sklopljeni toplotni izmenjevalniki ali glikolna enota. To je eden najbolj prilagodljivih sistemov za rekuperacijo toplote. En toplotni izmenjevalec se zruši v dovodnem kanalu, drugi pa v izpušni pokrov.
V cevovodni shemi so: obtočna črpalka, ekspanzijska posoda, zračni ventil, regulator, temperaturni senzor, varnostni ventil, tlačni indikator (+)
Načelo delovanja. Glikolna sestava kroži med izmenjevalci toplote. Temperatura hladilne tekočine narašča zaradi segretega odstranjenega toka, nato pa se toplotna energija prenese na svež zrak. Zaprti sistem odpravlja mešanje zračnih mas, ki prihajajo.
Značilnosti dela toplotnih izmenjevalnikov s hladilno tekočino:
- Učinkovitost - 45-55%;
- prilagoditev učinkovitosti s pomočjo črpalke - izbrana je hitrost gibanja proti zmrzovanju;
- možnost postavitve dovodnih in izpušnih kanalov na daljavo drug od drugega (do 800 m);
- rekuperator je nameščen navpično ali vodoravno;
- v močnem zmrzali površina izpušnega izmenjevalnika toplote zmrzne - pojavi se led; uporaba antifriza omogoča upravljanje rekuperatorja, ne da bi se zatekli k odmrzovanju;
- obdobje vračila sistema - do 2 leti;
- sprejemljiva je kombinacija 1 nape in več dotokov ali obratno.
Prostornina izpušnega in dovodnega zraka mora biti približno enaka. Takšni rekuperatorji se običajno uporabljajo, če je dotok strupen ali močno onesnažen, kadar je mešanje pretokov nesprejemljivo.
Zbornica - vsestranskost
Strukturno je komorni toplotni izmenjevalec zaprta škatla, ki je znotraj razdeljena s premičnim blažilnikom. Odpiralna pregrada določa delovanje rekuperatorja.
Odtok poteka po enem kanalu, dotok pa v drugi prekat. V izmenjevalniku toplote tople mase ogrevajo stene prvega predela. Čez nekaj časa se blažilnik premakne in pretok zraka spremeni smer
Kot rezultat, se dotok giblje vzdolž toplih sten prvega kanala in "rudarjenje" segreva površino druge komore. V določenem trenutku particija postane nazaj in cikel se ponovi.
Prednosti komore za izmenjavo toplote:
- Učinkovitost - 80-90%;
- v tandemu s kakovostno toplotno izolacijo so stroški ogrevanja minimalni;
- enostavnost namestitve - pri izbiri parametrov prezračevalne instalacije bo potrebna pomoč strokovnjakov;
- ohranjanje ravni vlažnosti;
- zamrznitev sistema je izključena.
Komorni rekuperator je odlična možnost za regije, kjer je v daljšem obdobju leta občutno neravnovesje med temperaturo v zaprtih prostorih in na prostem.
Slabosti enote za rekuperacijo toplote vključujejo:
- potrebo po rednem vzdrževanju gibljivih delov;
- prihajajoči zračni curki se delno mešajo - vonji in nečistoče lahko pritečejo nazaj v stavbo.
Za zmanjšanje nečistoče je sistem opremljen s filtrskim elementom. Zrak postane čistejši, vendar se učinkovitost rekuperatorja zmanjša.
Toplotne cevi - zaprt sistem prenosa toplote
Rekuperator je sestavljen iz mnogih bakrenih ali aluminijastih cevi, napolnjenih s hlapnimi materiali, kot je freon. Načelo delovanja cevastega toplotnega izmenjevalca temelji na fizikalnih procesih - spremembi stanja snovi pri segrevanju.
Toplotna cev je postavljena navpično - spodnji konec toplotnega izmenjevalnika v izpušnem kanalu, zgornji pa v kanalu za dovodni zrak. Odtočni tokovi okoli konca cevi - Freon se segreva, zavre in izhlapi (+)
Plin se dvigne in odda toplotno energijo dotoku, nakar se freon kondenzira in odteče po rekuperatorju. Termični cikel se ponovi v krogu.
Tehnične in delovne značilnosti cevastega toplotnega izmenjevalnika:
- učinkovitost naprave - do 65%;
- tiho delovanje zaradi odsotnosti gibljivih elementov;
- preprostost oblikovanja in nezahtevnost v službi;
- kompaktnost - majhne dimenzije in majhna teža;
- energetska neodvisnost - hladilna tekočina kroži na naraven način;
Pomembna prednost je, da se pretoki zraka in dotoka ne mešajo.
Slabosti toplotnih cevi:
- visoka stopnja učinkovitosti dosežemo z ozkim temperaturnim razponom - pri nenadnem pregrevanju izhlapi celoten freon, ob nezadostnem segrevanju pa se intenzivnost izparevanja upočasni;
- nizka trdnost cevi - sprememba oblike ali znižanje tlaka zmanjša zmogljivost opreme.
Cevasti rekuperatorji se uporabljajo v zasebni gradnji, v upravnih, poslovnih stavbah in majhnih industrijskih območjih.
Metode organiziranja regenerativnega prezračevanja
Okrevanje je opremljeno na en način: centralno in decentralizirano.V prvem primeru prezračevalni tokovi iz celotnega prostora prehajajo skozi toplotni izmenjevalec, v drugem - iz ene sobe.
Centralizirana kompleksna - klimatska naprava
Centralni sistem je opremljen v fazi izgradnje ali večje posodobitve prezračevalnega sistema.
Izbrana je prisilna in izpušna naprava (PVU) z vgrajenim rekuperatorjem. Glavno izbirno merilo je celotna zmogljivost kompleksa na podlagi celotne količine zraka v strukturi (+)
PVU z rekuperatorjem zagotavlja zadostno izmenjavo zraka tudi v hišah z zaprtimi okni. Hkrati se zračni tokovi enakomerno porazdelijo, ne da bi ustvarili prepih.
Kompleksne enote za dovod in izpuh monoblok so opremljene z:
- oboževalci - neprekinjena dobava čistega zraka in oddajanje curkov, nasičenih z ogljikovim dioksidom;
- grelci - predgrevanje dotoka;
- filtri - zadržijo prah in mikro delce;
- rekuperator - Uporabljajo se lahko različne vrste napeljav.
Funkcionalnost nekaterih PVU-jev je razširjena s časovnikom za zakasnitev, regulatorjem moči, senzorjem nivoja vlage itd.
Primer monoblok modelov je prekrit z materialom, ki absorbira zvok, tako da postane delovanje PES zelo tiho. Možne so vertikalne, vodoravne in viseče izvedbe prezračevalnih enot
Dobro dokazana rekuperativna monoblock PVU proizvodnja: Odprtine (Ukrajina), Dantherm (Danska), "Daikin" (Japonska), "Dantex" (Anglija).
Lokalne enote - dodatek k obstoječemu prezračevalnemu sistemu
Za ponovno vzpostavitev kroženja zračnih mas v operacijski sobi so primerni decentralizirani dovodi zraka z rekuperacijo toplote.
Zrušijo se na fasado stavbe ali so nameščeni skozi okno. Njihova glavna naloga je izboljšati dovodno prezračevanje v hiši.
V lokalnih rekuperatorjih sta na voljo ventilator in ploščni izmenjevalec toplote. "Tulka" dovoda je izolirana z materialom, ki absorbira zvok. Kompaktna krmilna enota za upravljanje zraka je nameščena na notranji steni
Značilnosti decentraliziranih prezračevalnih sistemov z rekuperacijo:
- Učinkovitost – 60-96%;
- nizka produktivnost - naprave so zasnovane tako, da omogočajo izmenjavo zraka v prostorih do 20-35 m2;
- dostopni stroški in širok izbor enot, od običajnih stenskih ventilov do avtomatiziranih modelov z večstopenjskim filtracijskim sistemom in možnostjo nastavitve vlažnosti;
- enostavnost namestitve - za zagon ni potrebno vodenje, stenski ventil lahko namestite sami.
Priljubljeni proizvajalci lokalnih rekuperatorjev: Prana (Ukrajina), O.erre (Italija), Blizzard (Nemčija), Odprtine (Ukrajina), Aerovital (Nemčija).
Pomembna merila za izbiro dovoda za steno: dovoljena debelina stene, produktivnost, učinkovitost rekuperatorja, premer zračnega kanala in temperatura črpanega medija
Primerjava naravnega prezračevanja in prisilnega sistema z rekuperacijo:
Načelo delovanja centraliziranega toplotnega izmenjevalnika, izračun učinkovitosti:
Zasnova in delovanje decentraliziranega toplotnega izmenjevalnika z uporabo stenskega ventila Prana kot primer:
Približno 25-35% toplote zapusti prostor skozi prezračevalni sistem. Rekuperatorji se uporabljajo za zmanjšanje izgub in učinkovito pridobivanje toplote. Klimatska oprema vam omogoča, da porabite energijo porabljene mase za ogrevanje dohodnega zraka.
Je treba kaj dopolniti ali imate vprašanja o delovanju različnih prezračevalnih rekuperatorjev? Prosimo, pustite komentarje na objavo, delite izkušnje z upravljanjem takšnih naprav. Kontaktni obrazec se nahaja v spodnjem bloku.