Soojustagastusega sisse- ja väljatõmbeventilatsioon: tööpõhimõte, eeliste ja puuduste ülevaade

Värske õhu juurdevool külmal perioodil toob kaasa vajaduse seda kütta, et tagada õige siseruumide mikrokliima.Energiakulude minimeerimiseks võib kasutada soojustagastusega sisse- ja väljatõmbeventilatsiooni.

Selle tööpõhimõtete mõistmine võimaldab teil kõige tõhusamalt vähendada soojuskadusid, säilitades samal ajal piisava koguse asendatud õhku. Proovime seda probleemi mõista.

Energiasääst ventilatsioonisüsteemides

Sügis-kevadperioodil ruumide tuulutamisel on tõsiseks probleemiks sissetuleva õhu ja siseõhu suur temperatuuride erinevus. Külmvool tormab alla ja tekitab ebasoodsa mikrokliima elumajades, kontorites ja tehastes või lubamatu vertikaalse temperatuurigradiendi laos.

Levinud lahendus probleemile on integreerimine sissepuhkeventilatsiooni õhukütteseade, mille abil voolu soojendatakse. Selline süsteem nõuab energiatarbimist, samas kui märkimisväärne hulk sooja õhku, mis väljub väljast, toob kaasa märkimisväärse soojuskadu.

Õhu väljumine intensiivse auruga väljapoole on olulise soojuskao indikaator, mida saab kasutada sissetuleva voolu soojendamiseks

Kui õhu sisse- ja väljalaskekanalid asuvad läheduses, on võimalik väljamineva voolu soojuse osaliselt üle kanda sissetulevale.See vähendab küttekeha energiatarbimist või kaotab selle üldse. Seadet soojusvahetuse tagamiseks erineva temperatuuriga gaasivoogude vahel nimetatakse rekuperaatoriks.

Soojal aastaajal, kui välisõhu temperatuur on oluliselt kõrgem toatemperatuurist, saab sissetuleva voolu jahutamiseks kasutada rekuperaatorit.

Rekuperaatoriga agregaadi projekteerimine

Sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemide sisemine struktuur koos integreeritud rekuperaator Need on üsna lihtsad, nii et neid saab elemendi kaupa iseseisvalt osta ja paigaldada. Kui kokkupanek või isepaigaldamine on keeruline, saate tellimisel osta valmislahendusi standardsete monoplokkide või üksikute kokkupandavate konstruktsioonide kujul.

Ühes korpuses asuva rekuperaatoriga sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemi tüüpilist konstruktsiooni saab kasutaja äranägemisel täiendada muude komponentidega

Põhielemendid ja nende parameetrid

Soojus- ja müraisolatsiooniga korpus on tavaliselt valmistatud lehtterasest. Seinapaigalduse korral peab see vastu pidama survele, mis tekib seadme ümber olevate pragude vahutamisel, samuti vältima ventilaatorite tööst tulenevat vibratsiooni.

Jaotatud õhu sisselaske ja voolu korral erinevates ruumides ühendage korpusega õhukanalite süsteem. See on varustatud ventiilide ja siibritega voolude jaotamiseks.

Kui õhukanalid puuduvad, paigaldatakse õhuvoolu jaotamiseks toapoolsele toiteavale võre või hajuti. Tänavapoolsele sisselaskeavale on paigaldatud välist tüüpi õhuvõtuvõre, et vältida lindude, suurte putukate ja prahi sattumist ventilatsioonisüsteemi.

Õhu liikumise tagavad kaks aksiaal- või tsentrifugaalventilaatorit. Rekuperaatori juuresolekul on selle seadme tekitatava aerodünaamilise takistuse tõttu piisavas mahus loomulik õhuringlus võimatu.

Rekuperaatori olemasolu hõlmab peenfiltrite paigaldamist mõlema voolu sisselaskeavasse. See on vajalik õhukeste soojusvaheti kanalite ummistumise intensiivsuse vähendamiseks tolmu ja rasva ladestustega. Vastasel juhul on süsteemi täielikuks toimimiseks vaja suurendada ennetava hoolduse sagedust.

Peenfiltreid tuleb perioodiliselt vahetada või puhastada. Vastasel juhul põhjustab suurenenud takistus õhuvoolule ventilaatori rikke.

Üks või mitu rekuperaatorit hõivavad toite- ja väljalaskeseadme põhimahu. Need on paigaldatud konstruktsiooni keskele.

Territooriumile tüüpiliste tugevate külmade ja rekuperaatori ebapiisava efektiivsuse korral välisõhu soojendamiseks võite lisaks paigaldada küttekeha. Samuti paigaldatakse vajadusel õhuniisutaja, ionisaator ja muud seadmed, et luua ruumis soodne mikrokliima.

Kaasaegsed mudelid sisaldavad elektroonilist juhtseadet. Komplekssetel modifikatsioonidel on funktsioonid töörežiimide programmeerimiseks sõltuvalt õhukeskkonna füüsilistest parameetritest. Välispaneelidel on atraktiivne välimus, tänu millele sobivad need hästi igasse interjööri.

Kondensatsiooniprobleemi lahendamine

Ruumist tuleva õhu jahutamine loob eeldused niiskuse eraldumiseks ja kondensaadi tekkeks. Suure vooluhulga korral ei jõua enamus aega rekuperaatorisse koguneda ja läheb õue.Õhu aeglase liikumise korral jääb märkimisväärne osa veest seadme sisse. Seetõttu on vaja tagada niiskuse kogumine ja eemaldamine väljaspool korpust. toite- ja väljalaskesüsteem.

Kondensaadi kogumise ja tühjendamise elementaarne seade on soojusvaheti all asuv salv, mille kalle on äravooluava poole

Niiskus eemaldatakse suletud anumasse. See asetatakse ainult siseruumidesse, et vältida väljavoolukanalite külmumist miinustemperatuuridel. Rekuperaatoriga süsteemide kasutamisel saadud vee mahu usaldusväärseks arvutamiseks pole algoritmi, seega määratakse see eksperimentaalselt.

Kondensaadi taaskasutamine õhu niisutamiseks on ebasoovitav, kuna vesi imab endasse palju saasteaineid, nagu inimese higi, lõhnad jne.

Vannitoast ja köögist eraldi väljalaskesüsteemi korraldamisega saate märkimisväärselt vähendada kondensaadi mahtu ja vältida selle esinemisega seotud probleeme. Just nendes ruumides on õhus kõrgeim niiskus. Kui väljalaskesüsteeme on mitu, tuleb õhuvahetust tehno- ja elamupiirkondade vahel piirata tagasilöögiklappide paigaldamisega.

Kui väljatõmbeõhu vool jahutatakse rekuperaatoris negatiivse temperatuurini, muutub kondensaat jääks, mis põhjustab voolu avatud ristlõike vähenemise ja selle tulemusena mahu vähenemise või ventilatsiooni täieliku seiskumise.

Rekuperaatori perioodiliseks või ühekordseks sulatamiseks paigaldatakse möödaviik - möödaviigukanal sissepuhkeõhu liikumiseks. Kui vool seadmest mööda läheb, soojusülekanne peatub, soojusvaheti soojeneb ja jää läheb vedelasse olekusse. Vesi voolab kondensaadi kogumispaaki või aurustub väljast.

Möödavooluseadme põhimõte on lihtne, seetõttu on jää tekkimise ohu korral soovitatav selline lahendus pakkuda, kuna rekuperaatori soojendamine muul viisil on keeruline ja aeganõudev.

Kui vool läbib möödavoolu, ei toimu rekuperaatori kaudu sissepuhkeõhu soojendamist. Seega, kui see režiim on aktiveeritud, peab kütteseade automaatselt sisse lülituma.

Erinevat tüüpi rekuperaatorite omadused

Külma ja kuumutatud õhuvoolude vahelise soojusvahetuse teostamiseks on mitmeid struktuurselt erinevaid võimalusi. Igal neist on oma eripärad, mis määravad igat tüüpi rekuperaatori peamise eesmärgi.

Plaadi ristvoolu rekuperaator

Plaatrekuperaatori konstruktsioon põhineb õhukeseseinalistel paneelidel, mis on ühendatud vaheldumisi selliselt, et vaheldumisi erinevate temperatuuridega voolude läbimine nende vahel 90 kraadise nurga all. Üks selle mudeli modifikatsioone on õhu läbipääsu jaoks mõeldud ribikanalitega seade. Sellel on kõrgem soojusülekandetegur.

Sooja ja külma õhuvoolu vahelduv läbimine plaatidest toimub plaatide servade painutamise ja vuukide tihendamise teel polüestervaiguga

Soojusvahetuspaneelid võivad olla valmistatud erinevatest materjalidest:

• vase-, messing- ja alumiiniumipõhised sulamid on hea soojusjuhtivusega ja ei ole roostetundlikud;
• plastik, mis on valmistatud hüdrofoobsest polümeermaterjalist, millel on kõrge soojusjuhtivuse koefitsient ja väike kaal;
• hügroskoopne tselluloos võimaldab kondensaadil tungida läbi plaadi ja tagasi ruumi.

Puuduseks on kondensaadi moodustumise võimalus madalatel temperatuuridel.Plaatide väikese vahemaa tõttu suurendab niiskus või jää oluliselt aerodünaamilist takistust. Külmumise korral on vaja plaatide soojendamiseks blokeerida sissetulev õhuvool.

Plaatrekuperaatorite eelised on järgmised:

• odav;
• pikk kasutusiga;
• pikk ajavahemik ennetava hoolduse ja selle rakendamise lihtsuse vahel;
• väikesed mõõtmed ja kaal.

Seda tüüpi rekuperaator on kõige levinum elu- ja büroopindade jaoks. Seda kasutatakse ka mõnes tehnoloogilises protsessis, näiteks kütuse põlemise optimeerimiseks ahjude töötamise ajal.

Trummel või pöörlev tüüp

Pöörleva rekuperaatori tööpõhimõte põhineb soojusvaheti pöörlemisel, mille sees on kõrge soojusmahutavusega gofreeritud metalli kihid. Väljuva vooluga suhtlemise tulemusena kuumeneb trumlisektor, mis seejärel eraldab soojust sissetulevale õhule.

Pöörleva rekuperaatori peensilmaline soojusvaheti on vastuvõtlik ummistumisele, seega peate pöörama erilist tähelepanu peenfiltrite töökvaliteedile

Roteerivate rekuperaatorite eelised on järgmised:

• üsna kõrge efektiivsus võrreldes konkureerivate tüüpidega;
• suure hulga niiskuse tagastamine, mis jääb trumlile kondensaadi kujul ja aurustub kokkupuutel sissetuleva kuiva õhuga.

Seda tüüpi rekuperaatorit kasutatakse harvemini elamute jaoks korteri või suvila ventilatsiooniks. Seda kasutatakse sageli suurtes katlamajades soojuse tagastamiseks ahjudesse või suurte tööstus- või äripindade jaoks.

Seda tüüpi seadmel on aga olulisi puudusi:

• suhteliselt keerukas liikuvate osadega konstruktsioon, sealhulgas elektrimootor, trummel ja rihmülekanne, mis nõuab pidevat hooldust;
• suurenenud müratase.

Mõnikord võite seda tüüpi seadmete puhul kohata terminit "regeneratiivne soojusvaheti", mis on õigem kui "rekuperaator". Fakt on see, et väike osa väljatõmbeõhust jõuab tagasi tänu trumli lõdvalt konstruktsiooni korpusele.

See seab seda tüüpi seadmete kasutamisele täiendavad piirangud. Näiteks küttekolletest saastunud õhku ei saa kasutada jahutusvedelikuna.

Toru ja korpuse süsteem

Torukujuline rekuperaator koosneb väikese läbimõõduga õhukeseseinaliste torude süsteemist, mis paiknevad isoleeritud korpuses, mille kaudu toimub välisõhu sissevool. Korpus eemaldab ruumist sooja õhu, mis soojendab sissetulevat voolu.

Soe õhk tuleb välja lasta läbi korpuse, mitte läbi torude süsteemi, kuna kondensaadi eemaldamine neist on võimatu

Torukujuliste rekuperaatorite peamised eelised on järgmised:

• kõrge efektiivsus tänu jahutusvedeliku ja sissetuleva õhu liikumise vastuvoolu põhimõttele;
• disaini lihtsus ja liikuvate osade puudumine tagab madala mürataseme ja vajab harva hooldust;
• pikk kasutusiga;
• väikseim ristlõige kõigi taasteseadmete tüüpide seas.

Seda tüüpi seadmete torudes kasutatakse kas kergsulamit või harvem polümeeri. Need materjalid ei ole hügroskoopsed, seetõttu võib pealevoolu temperatuuride olulise erinevuse korral korpusesse tekkida intensiivne kondensaat, mis nõuab selle eemaldamiseks konstruktiivset lahendust.Teine puudus on see, et metallist täidis on vaatamata selle väikestele mõõtmetele märkimisväärne kaal.

Torukujulise rekuperaatori konstruktsiooni lihtsus muudab seda tüüpi seadmed populaarseks isetootmiseks. Väliskestana kasutatakse tavaliselt vahtpolüuretaanist kestaga isoleeritud õhukanalite plasttorusid.

Vahejahutusvedelikuga seade

Mõnikord asuvad sissepuhke- ja väljatõmbeõhukanalid üksteisest teatud kaugusel. Selline olukord võib tekkida hoone tehnoloogiliste omaduste või õhuvoolude usaldusväärse eraldamise sanitaarnõuete tõttu.

Sel juhul kasutatakse vahepealset jahutusvedelikku, mis ringleb õhukanalite vahel läbi isoleeritud torujuhtme. Soojusenergia ülekandekeskkonnana kasutatakse vett või vesi-glükooli lahust, mille ringlus on tagatud tööga soojus pump.

Vahejahutusvedelikuga rekuperaator on mahukas ja kallis seade, mille kasutamine on suure pindalaga ruumides majanduslikult põhjendatud

Kui on võimalik kasutada teist tüüpi rekuperaatorit, siis on parem mitte kasutada vahepealse jahutusvedelikuga süsteemi, kuna sellel on järgmised olulised puudused:

• madal efektiivsus võrreldes teist tüüpi seadmetega, seetõttu ei kasutata selliseid seadmeid väikese õhuvooluga väikestes ruumides;
• kogu süsteemi märkimisväärne maht ja kaal;
• vajadus täiendava elektripumba järele vedeliku tsirkuleerimiseks;
• suurenenud müra pumbast.

Seda süsteemi muudetakse, kui soojusvahetusvedeliku sunnitud ringluse asemel kasutatakse madala keemistemperatuuriga keskkonda, näiteks freooni.Sel juhul on liikumine piki kontuuri võimalik loomulikult, kuid ainult siis, kui sissepuhkeõhu kanal asub väljatõmbeõhukanali kohal.

Selline süsteem ei nõua täiendavaid energiakulusid, vaid töötab ainult kütteks, kui on oluline temperatuuride erinevus. Lisaks on vaja peenhäälestada soojusvahetusvedeliku agregatsiooni oleku muutumise punkt, mida saab realiseerida vajaliku rõhu või teatud keemilise koostise loomisega.

Peamised tehnilised parameetrid

Teades ventilatsioonisüsteemi vajalikku jõudlust ja rekuperaatori soojusvahetuse efektiivsust, on konkreetsete kliimatingimuste korral lihtne arvutada ruumi õhukütte säästu. Võrreldes võimalikku kasu süsteemi soetamise ja hoolduse kuludega, saate mõistlikult teha valiku rekuperaatori või tavalise õhusoojendi kasuks.

Seadmetootjad pakuvad sageli mudelisarja, milles sarnase funktsionaalsusega ventilatsiooniagregaadid erinevad õhuvahetuse mahult. Eluruumide puhul tuleb see parameeter arvutada vastavalt tabelile 9.1. SP 54.13330.2016

Tõhusus

Rekuperaatori efektiivsuse all mõistetakse soojusülekande efektiivsust, mis arvutatakse järgmise valemi abil:

K = (T_P - T_n) / (T_V - T_n)

Kus:

• T_P - ruumi siseneva õhu temperatuur;
• T_n – välisõhu temperatuur;
• T_V - ruumi õhutemperatuur.

Maksimaalne efektiivsuse väärtus standardväärtuses õhuvoolu kiirus ja teatud temperatuurirežiim on näidatud seadme tehnilises dokumentatsioonis. Selle tegelik näitaja on veidi väiksem.

Plaat- või torukujulise rekuperaatori isetootmise korral peate maksimaalse soojusülekande efektiivsuse saavutamiseks järgima järgmisi reegleid:

• Parima soojusülekande tagavad vastuvooluseadmed, seejärel ristvooluseadmed, kõige vähem aga mõlema voolu ühesuunaline liikumine.
• Soojusülekande intensiivsus sõltub voogusid eraldavate seinte materjalist ja paksusest, samuti seadme sees oleva õhu kestusest.

Teades rekuperaatori efektiivsust, saate arvutada selle energiatõhususe välis- ja siseõhu erinevatel temperatuuridel:

E (L) = 0,36 x P x K x (T_V - T_n)

kus P (m³/tund) – õhuvool.

Rekuperaatori efektiivsuse arvutamine rahas ja võrdlus selle soetamise ja paigaldamise kuludega kahekorruselise suvila jaoks, mille kogupindala on 270 m2, näitab sellise süsteemi paigaldamise otstarbekust.

Kõrge efektiivsusega rekuperaatorite maksumus on üsna kõrge, neil on keeruline disain ja märkimisväärsed mõõtmed. Mõnikord saate nendest probleemidest mööda minna, paigaldades mitu lihtsamat seadet, nii et sissetulev õhk läbib neid järjestikku.

Ventilatsioonisüsteemi jõudlus

Läbiva õhu mahu määrab staatiline rõhk, mis sõltub ventilaatori võimsusest ja põhikomponentidest, mis tekitavad aerodünaamilist takistust. Reeglina on selle täpne arvutamine matemaatilise mudeli keerukuse tõttu võimatu, seetõttu viiakse läbi eksperimentaalsed uuringud standardsete monoplokkstruktuuride jaoks ja komponendid valitakse üksikute seadmete jaoks.

Ventilaatori võimsus tuleb valida, võttes arvesse paigaldatud mis tahes tüüpi soojusvahetite läbilaskevõimet, mis on tehnilises dokumentatsioonis näidatud kui soovitatav vooluhulk või seadmest läbitava õhu maht ajaühikus. Reeglina ei ületa lubatud õhu kiirus seadme sees 2 m/s.

Vastasel juhul suureneb suurel kiirusel rekuperaatori kitsastes elementides aerodünaamilise takistuse järsk tõus. See toob kaasa tarbetuid energiakulusid, välisõhu ebaefektiivset soojendamist ja ventilaatori tööea lühenemist.

Mitme suure jõudlusega rekuperaatori mudeli rõhukadude ja õhuvoolu kiiruse graafik näitab takistuse mittelineaarset suurenemist, mistõttu tuleb järgida seadme tehnilises dokumentatsioonis toodud soovitusliku õhuvahetuse mahu nõudeid.

Õhuvoolu suuna muutmine loob täiendava aerodünaamilise takistuse. Seetõttu on siseõhukanali geomeetria modelleerimisel soovitav minimeerida torude keerdude arvu 90 kraadi võrra. Õhuhajutid suurendavad ka takistust, mistõttu on soovitatav mitte kasutada keeruka mustriga elemente.

Määrdunud filtrid ja võred segavad oluliselt voolu, mistõttu tuleb neid perioodiliselt puhastada või välja vahetada. Üks tõhus viis ummistuse hindamiseks on paigaldada andurid, mis jälgivad rõhulangust filtrile eelnevates ja järgsetes piirkondades.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Pöörd- ja plaatrekuperaatori tööpõhimõte:

Plaat-tüüpi rekuperaatori efektiivsuse mõõtmine:

Integreeritud rekuperaatoriga olme- ja tööstuslikud ventilatsioonisüsteemid on siseruumides soojuse hoidmisel tõestanud oma energiatõhusust. Nüüd on selliste seadmete müügiks ja paigaldamiseks palju pakkumisi nii valmis- ja testitud mudelite kujul kui ka individuaalsete tellimuste alusel. Saate ise arvutada vajalikud parameetrid ja teostada paigalduse.

Kui teil on teabe lugemisel küsimusi või leiate meie materjalis ebatäpsusi, jätke oma kommentaarid allolevasse plokki.