Kako izračunati ventilaciju: formule i primjer izračuna opskrbnog i ispušnog sustava. Značajke i postupak proračuna ispušne i dovodne ventilacije Iskorištavanje topline odvodnog zraka toplinskim cijevima

Sanjate li da u kući vlada zdrava mikroklima i da nijedna soba ne miriše na pljesniv i vlagu? Da bi kuća bila doista udobna, čak iu fazi projektiranja, potrebno je izvršiti kompetentan proračun ventilacije.

Ako se tijekom izgradnje kuće propusti ova važna točka, u budućnosti ćete morati riješiti niz problema: od uklanjanja plijesni u kupaonici do novih popravaka i ugradnje sustava zračnih kanala. Slažem se, nije baš ugodno vidjeti rasadnike crne plijesni u kuhinji na prozorskoj dasci ili u kutovima dječje sobe i ponovno uroniti u njih. popravci.

U našem smo članku prikupili korisni materijali o proračunu ventilacijskih sustava, referentne tablice. Formule, vizualne ilustracije i pravi primjer zatvoreni za razne namjene i određeno područje, prikazano u videu.

Uz točne izračune i pravilnu instalaciju, ventilacija kuće provodi se u prikladnom načinu rada. To znači da će zrak u stambenim prostorijama biti svjež, s normalnom vlagom i bez nje neugodni mirisi.

Ako se promatra suprotna slika, na primjer, stalna zagušljivost u kupaonici ili drugi negativni fenomeni, tada morate provjeriti stanje ventilacijskog sustava.

Galerija slika

Zaključci i koristan video na tu temu

Valjak #1. Korisne informacije o principima rada ventilacijskog sustava:

Valjak #2. Zajedno s ispušnim zrakom iz kuće odlazi i toplina. Ovdje su jasno prikazani proračuni gubitaka topline povezanih s radom ventilacijskog sustava:

Ispravan proračun ventilacije temelj je njezinog uspješnog funkcioniranja i jamstvo povoljne mikroklime u kući ili stanu. Poznavanje osnovnih parametara na kojima se temelje takvi izračuni omogućit će ne samo pravilno projektiranje ventilacijskog sustava tijekom izgradnje, već i ispravljanje njegovog stanja ako se okolnosti promijene.

Opis:

Trenutno su pokazatelji toplinske zaštite višekatnih stambenih zgrada prilično visoki
vrijednosti, pa je traženje rezervi za uštedu toplinske energije u području energetske učinkovitosti inženjerski sustavi. Jedna od ključnih mjera uštede energije s prilično visokim potencijalom uštede toplinske energije je korištenje izmjenjivača topline otpadnog zraka 1 u ventilacijskim sustavima.

Trenutno su pokazatelji toplinske zaštite višekatnih stambenih zgrada dosegli prilično visoke vrijednosti, pa je potraga za rezervama za uštedu toplinske energije u području poboljšanja energetske učinkovitosti inženjerskih sustava. Jedna od ključnih mjera uštede energije s prilično visokim potencijalom uštede toplinske energije je korištenje izmjenjivača topline otpadnog zraka 1 u ventilacijskim sustavima.

Jedinice dovodne i odvodne ventilacije s povratom topline otpadnog zraka, u usporedbi s tradicionalnim sustavima dovodne ventilacije, imaju niz prednosti, koje uključuju značajne uštede toplinska energija utrošena na grijanje ventilacijski zrak(od 50 do 90% ovisno o vrsti utilizatora). Također treba napomenuti visoka razina zračno-toplinska udobnost, zbog aerodinamičke stabilnosti ventilacijskog sustava i ravnoteže protoka dovodnog i odvodnog zraka.

Vrste utilizatora

Najrašireniji:

1. Jedinice za regeneraciju topline s. U regeneratorima se toplina odsisnog zraka prenosi na dovodni zrak kroz mlaznicu koja se naizmjenično zagrijava i hladi. Unatoč visokoj energetskoj učinkovitosti, regenerativni izmjenjivači topline imaju značajan nedostatak - vjerojatnost miješanja određenog dijela ispušnog zraka s dovodnim zrakom u kućištu uređaja. To pak može dovesti do prijenosa neugodnih mirisa i bakterija koje uzrokuju bolesti. Stoga se obično koriste unutar jednog stana, vikendice ili jedne sobe u javnim zgradama.

2. Jedinice za rekuperaciju topline. Ovi izmjenjivači topline, u pravilu, uključuju dva ventilatora (dovodni i ispušni), filtre i pločasti izmjenjivač topline protustrujnog, križnog i polukrižnog tipa.

Ugradnjom uređaja za rekuperaciju topline po stanovima, postaje moguće:

1. fleksibilno regulirati zračno-toplinski režim ovisno o vrsti rada stana, uključujući korištenje recirkuliranog zraka;
2. zaštita od urbane, vanjske buke (kada se koriste zapečaćene prozirne ograde);
3. pročišćavanje dovodnog zraka pomoću filtara visoke učinkovitosti.

3.Jedinice za povrat topline s međunosačem topline. Svojim vlastitim značajke dizajna ovi izmjenjivači topline su malo korisni za individualnu (stanovnu) ventilaciju, pa se u praksi koriste za centralne sustave.

4. Jedinice za povrat topline s izmjenjivačem topline na toplinskim cijevima. Korištenje toplinskih cijevi omogućuje vam stvaranje kompaktnih energetski učinkovitih uređaja za izmjenu topline. Međutim, zbog složenosti dizajna i visoke cijene, nisu pronašli primjenu u ventilacijskim sustavima za stambene zgrade.

Sa sličnim pokazateljima težine i veličine najbolji rezultat u stambenim zgradama pokazuju regenerativne rekuperatore topline (80–95%), zatim rekuperativne (do 65%), a na posljednjem su mjestu rekuperatore topline s međurashladnim sredstvom (45–55%).

Treba spomenuti rekuperatore topline koji osim prijenosa toplinske energije prenose vlagu iz odvodnog zraka u dovodni zrak. Ovisno o dizajnu površine za prijenos topline, dijele se na entalpijske i sorpcijske vrste i omogućuju korištenje 15–45% vlage uklonjene s ispušnim zrakom.

Jedan od prvih implementacijskih projekata

Godine 2000., za stambenu zgradu na adresi 6, Krasnostudenchesky Prospekt, projektiran je jedan od prvih mehaničkih sustava dovoda i odvoda ventilacije za stan po stan s povratom topline ispušnog zraka za grijanje dovodnog zraka u ploči zrak-zrak s poprečnim strujanjem izmjenjivač topline.

Kompaktna, tiha apartmanska klima jedinica nalazi se u svakom stanu u prostoru spuštenog stropa kupaonice za goste, koja se nalazi pored kuhinje. Maksimalni kapacitet dovodnog zraka je 430 m 3 /h. Da bi se smanjila potrošnja energije, vanjski zrak se u većini stanova uzima ne s ulice, već iz prostora ostakljene lođe. U ostalim stanovima gdje nema tehnička izvedivost dovod zraka iz loggia, rešetke za dovod zraka nalaze se izravno na fasadi.

Vanjski zrak se pročišćava, po potrebi predgrijava kako bi se spriječilo smrzavanje izmjenjivača topline, zatim se grije ili hladi u izmjenjivaču topline zbog uklonjenog zraka, te po potrebi konačno zagrijava na potrebnu temperaturu električnim grijačem, nakon čega raspoređuje se po cijelom prostoru stana. Prvi grijač nazivne snage 0,6 kW namijenjen je zaštiti ispušnog trakta od smrzavanja kondenzata. Kondenzat se ispušta kroz posebnu odvodnu cijev kroz vodenu brtvu u kanalizaciju. Drugi grijač snage 1,5 kW dizajniran je za zagrijavanje dovodnog zraka na unaprijed određenu ugodnu vrijednost. Radi lakšeg postavljanja, također je napravljen električnim.

Treba napomenuti da bi se, prema izračunima dizajnera, potreba za dodatnim zagrijavanjem zraka nakon izmjenjivača topline mogla pojaviti samo pri vrlo niske temperature vanjski zrak. Ipak, uzimajući u obzir da kroz izmjenjivač topline dovodno-odsisne jedinice prolazi dvostruko više dovodnog zraka nego odvodnog zraka, na dovod je ugrađen električni grijač zraka. Operativna praksa potvrdila je ove pretpostavke: dodatno grijanje se gotovo nikada ne koristi, toplina ispušnog zraka dovoljna je za zagrijavanje dovodnog zraka na temperaturu koja ne uzrokuje nelagodu stanovnicima.

Izmjenjivač topline opremljen je sustavom automatizacije s regulatorom i upravljačkom pločom. Sustav automatizacije omogućuje uključivanje prvog grijača kada temperatura stijenke izmjenjivača topline padne ispod 1 °C, drugi grijač se može uključiti i isključiti, osiguravajući konstantnost zadane temperature dovodnog zraka.

Dovodni ventilator ima tri fiksne brzine. Pri prvoj brzini, volumen dovodnog zraka je 120 m 3 /h, ova vrijednost zadovoljava zahtjeve za jedno- i dvosoban stan, kao i trosoban stan sa manjim brojem stanara. Pri drugoj brzini, volumen dovodnog zraka je 180 m 3 / h, pri trećoj - 240 m 3 / h. Stanovnici rijetko koriste drugu i treću brzinu.

Provedena su akustička mjerenja pri svim brzinama ventilatora koja su pokazala da pri prvoj brzini razina buke ne prelazi 30-35 dB (A), a ova vrijednost vrijedi za nenamješten stan. U stanu s namještajem i predmetima interijera, razina buke bit će još niža. Na drugoj i trećoj brzini razina buke je veća, ali sa zatvorenim vratima kupaonice za goste ne uzrokuje nelagodu stanovnicima.

Otpadni zrak uzima se iz sanitarnih čvorova, zatim se nakon filtriranja propušta kroz izmjenjivač topline i odvodi kroz centralni sabirni odvodni kanal. Montažni odvodni kanali - metalni, izrađeni od pocinčanog čelika i položeni u zatvorena požarna okna. Na gornjem tehničkom katu kombinirani su montažni zračni kanali jednog dijela i izvedeni izvan zgrade.

U vrijeme realizacije projekta, propisima je bilo zabranjeno spajanje kupaonskih i kuhinjskih napa za odlaganje, pa su kuhinjske nape odvojene. Iskorištava se toplina oko polovice volumena zraka odvedenog iz stana. Ova je zabrana sada ukinuta, čime se dodatno poboljšava energetska učinkovitost sustava.

U sezona grijanja U razdoblju 2008.-2009. godine u zgradi je proveden energetski pregled sustava potrošnje topline koji je pokazao uštedu topline za grijanje i ventilaciju u iznosu od 43% u odnosu na slične kuće iste godine izgradnje.

Projekt u sjevernom Izmailovu

Još sličan projekt proveden 2011. u sjevernom Izmailovu. U stambenoj zgradi br. 153 predviđena je ventilacija po stanovima s mehaničkim poticanjem i povratom topline otpadnog zraka za zagrijavanje dovodnog zraka. Dovodne i ispušne jedinice instalirane su autonomno u hodnicima stanova i opremljene su filtrima, pločastim izmjenjivačem topline i ventilatorima. Jedinica je opremljena opremom za automatizaciju i upravljačkom pločom koja vam omogućuje podešavanje zračnog kapaciteta jedinice.

Prolazeći kroz ventilacijski uređaj s pločastim izmjenjivačem topline, odvodni zrak zagrijava dovodni zrak do 4°C (pri vanjskoj temperaturi zraka od -28°C). Provodi se kompenzacija toplinskog deficita za grijanje dovodnog zraka uređaji za grijanje grijanje.

Vanjski zrak uzima se iz lođe stana, a otpadni zrak iz kupaonica, kupaonica i kuhinja (unutar jednog stana) nakon izmjenjivača topline satelitski se ispušta u odvodni kanal i odvodi unutar tehničke etaže. Ako je potrebno, uklanjanje kondenzata iz jedinice za povrat topline predviđeno je u kanalizacijskom usponu, opremljenom lijevkom za kapanje s uređajem za blokiranje mirisa. Stalak se nalazi u kupaonicama.

Kontrola protoka dovodnog i odvodnog zraka vrši se pomoću jedne upravljačke ploče. Jedinica se može prebaciti s normalnog rada s povratom topline na ljetni rad bez povrata topline. Ventilacija tehničkog poda odvija se kroz deflektore.

Volumen dovodnog zraka uzima se za kompenzaciju ispuha iz prostorija kupaonice, kupaonice, kuhinje. Stan nema odvodni kanal za spajanje kuhinjske opreme (ispušna napa iz peći radi za recirkulaciju). Dotok se razrjeđuje kroz zračne kanale koji apsorbiraju zvuk u dnevne sobe. Predviđeno je natkrivanje ventilacijske jedinice u hodnicima stanova građevinskom konstrukcijom s otvorima za održavanje i odsisnim kanalom od ventilacijske jedinice do odsisnog okna. U skladištu održavanja nalaze se četiri standby ventilatora.

Ispitivanja instalacije s jedinicom za povrat topline pokazala su da njezina učinkovitost može doseći 67%.

Primjena mehaničkih ventilacijskih sustava s povratom topline otpadnog zraka raširena je u svjetskoj praksi. Energetska učinkovitost jedinica za povrat topline je do 65% za pločaste izmjenjivače topline i do 85% za rotacijske. Kada se ovi sustavi koriste u moskovskim uvjetima, smanjenje godišnje potrošnje topline na osnovnu razinu može biti 38–50 kWh/m2 godišnje. To omogućuje smanjenje ukupne specifične potrošnje topline na 50–60 kWh/m2 godišnje bez promjene osnovna razina toplinsku zaštitu ograda i osigurati 40 postotak smanjenja energetski intenzitet sustava grijanja i ventilacije, predviđen od 2020.

Književnost

1 Ova je tehnologija izvorno razvijena u sjevernoj Europi i Skandinaviji. Danas ruski dizajneri također imaju značajno iskustvo u korištenju ovih sustava u višekatnim stambenim zgradama.

Glavna svrha ispušne ventilacije je uklanjanje ispušnog zraka iz servisiranih prostorija. Ispušna ventilacija, u pravilu, radi zajedno s dovodnim zrakom, koji je zauzvrat odgovoran za opskrbu čistim zrakom.

Da bi soba imala povoljnu i zdravu mikroklimu, potrebno je izraditi kompetentan dizajn sustava za izmjenu zraka, izvršiti odgovarajući proračun i instalirati potrebne jedinice u skladu sa svim pravilima. Prilikom planiranja morate imati na umu da o tome ovisi stanje cijele zgrade i zdravlje ljudi koji se u njoj nalaze.

Najmanje pogreške dovode do činjenice da se ventilacija prestaje nositi sa svojom funkcijom kako bi trebala, u sobama se pojavljuju gljivice, uništavaju se ukrasi i građevinski materijali, a ljudi se počnu razboljeti. Stoga se ni u kojem slučaju ne može podcijeniti važnost pravilnog izračuna ventilacije.

Glavni parametri ispušne ventilacije

Ovisno o funkcijama koje ventilacijski sustav obavlja, postojeće instalacije uzeti da se dijele na:

1. Ispušni. Potreban za unos ispušnog zraka i njegovo uklanjanje iz prostorije.
2. Opskrba. Osigurajte dovod svježeg čistog zraka s ulice.
3. Opskrba i ispuh. Istodobno se uklanja stari ustajali zrak i uvodi novi zrak u prostoriju.

Ispušne jedinice se uglavnom koriste u proizvodnji, uredima, skladištima i drugim sličnim prostorima. Nedostatak ispušne ventilacije je da će bez istovremene ugradnje opskrbnog sustava raditi vrlo loše.

Ako više zraka izlazi iz prostorije nego što ulazi, nastaje propuh. Stoga je dovodni i ispušni sustav najučinkovitiji. Pruža maksimum ugodnim uvjetima kako u stambenim, tako iu industrijskim i radnim prostorijama.

Moderni sustavi opremljeni su raznim dodatnim uređajima koji pročišćavaju zrak, griju ga ili hlade, vlaže i ravnomjerno raspoređuju po prostoru. Stari zrak se bez ikakvih poteškoća izbacuje kroz napu.

Prije nego što nastavite s uređenjem ventilacijskog sustava, morate ozbiljno pristupiti procesu njegovog izračuna. Izravni proračun ventilacije usmjeren je na određivanje glavnih parametara glavnih komponenti sustava. Tek utvrđivanjem naj prikladne karakteristike, možete napraviti takvu ventilaciju koja će u potpunosti ispuniti sve zadatke koji su joj dodijeljeni.

Prilikom proračuna ventilacije, parametri kao što su:

1. Potrošnja.
2. Radni tlak.
3. Snaga grijača.
4. Površina poprečnog presjeka zračnih kanala.

Po želji možete dodatno izračunati potrošnju energije za rad i održavanje sustava.

Povratak na indeks

Korak po korak upute za određivanje performansi sustava

Izračun ventilacije počinje određivanjem njegovog glavnog parametra - performansi. Dimenzionalna jedinica učinka ventilacije je m³/h. Da biste pravilno izračunali protok zraka, morate znati sljedeće podatke:

1. Visina prostorija i njihova površina.
2. Glavna svrha svake sobe.
3. Prosječan broj ljudi koji će biti u prostoriji u isto vrijeme.

Da biste izvršili izračun, trebat će vam sljedeći uređaji:

1. Rulet za mjerenja.
2. Papir i olovka za bilješke.
3. Kalkulator za izračune.

Da biste izvršili izračun, morate znati takav parametar kao što je učestalost izmjene zraka po jedinici vremena. Ovu vrijednost postavlja SNiP u skladu s vrstom prostora. Za stambene, industrijske i administrativne prostore, parametar će varirati. Također morate uzeti u obzir takve točke kao što su broj grijača i njihova snaga, prosječan broj ljudi.

Za prostorije kućanska namjena stupanj izmjene zraka koji se koristi u procesu izračuna je 1. Pri proračunu ventilacije za administrativne prostorije koristite vrijednost izmjene zraka jednaku 2-3 - ovisno o specifičnim uvjetima. Izravno, učestalost izmjene zraka pokazuje da će se, na primjer, u kućnoj sobi zrak potpuno ažurirati 1 put u 1 sat, što je u većini slučajeva više nego dovoljno.

Izračun učinka zahtijeva dostupnost podataka kao što je količina izmjene zraka prema učestalosti i broju ljudi. Bit će potrebno uzeti najveću vrijednost i, počevši od nje, odabrati odgovarajuću snagu ispušne ventilacije. Izračun brzine izmjene zraka izvodi se pomoću jednostavne formule. Dovoljno je pomnožiti površinu prostorije s visinom stropa i vrijednošću višestrukosti (1 za kućanstvo, 2 za administraciju itd.).

Za izračun izmjene zraka prema broju ljudi, količina zraka koju potroši 1 osoba pomnoži se s brojem ljudi u prostoriji. Što se tiče količine potrošenog zraka, u prosjeku, s minimalnom tjelesnom aktivnošću, 1 osoba troši 20 m³ / h, sa srednjom aktivnošću ta se brojka penje na 40 m³ / h, a s visokom aktivnošću već je 60 m³ / h.

Da bismo bili jasniji, možemo dati primjer izračuna za običnu spavaću sobu s površinom od 14 m². U spavaćoj sobi su 2 osobe. Strop ima visinu od 2,5 m. Sasvim standardni uvjeti za jednostavan gradski stan. U prvom slučaju izračun će pokazati da je izmjena zraka 14x2,5x1=35 m³/h. Prilikom izvođenja izračuna prema drugoj shemi, vidjet ćete da je već jednak 2x20 = 40 m³ / h. Potrebno je, kao što je već navedeno, uzeti veću vrijednost. Dakle, konkretno u ovom primjeru, obračun će se vršiti prema broju ljudi.

Iste formule koriste se za izračun potrošnje kisika za sve ostale prostorije. Na kraju ostaje zbrojiti sve vrijednosti, dobiti ukupne performanse i na temelju tih podataka odabrati opremu za ventilaciju.

Standardne vrijednosti za performanse ventilacijskih sustava su:

1. Od 100 do 500 m³/h za obične stambene stanove.
2. Od 1000 do 2000 m³/h za privatne kuće.
3. Od 1000 do 10000 m³/h za industrijske prostore.

Povratak na indeks

Određivanje snage grijača

Da bi se proračun ventilacijskog sustava proveo u skladu sa svim pravilima, potrebno je uzeti u obzir snagu grijača zraka. To se radi ako je, u kombinaciji s ispušnom ventilacijom, organizirana dovodna ventilacija. Grijač je instaliran tako da se zrak koji dolazi s ulice zagrijava i ulazi u prostoriju već toplo. Neophodan u hladnom vremenu.

Izračun kapaciteta grijača zraka određuje se uzimajući u obzir vrijednosti kao što su protok zraka, potrebna izlazna temperatura i minimalna temperatura ulaznog zraka. Posljednje 2 vrijednosti odobrene su u SNiP-u. Prema tome normativni dokument, temperatura zraka na izlazu grijača mora biti najmanje 18 °. Minimalna vanjska temperatura zraka treba biti određena u skladu s regijom stanovanja.

Moderni ventilacijski sustavi uključuju regulatore učinka. Takvi su uređaji dizajnirani posebno tako da možete smanjiti brzinu cirkulacije zraka. Za hladnog vremena to će smanjiti količinu energije koju troši grijač zraka.

Za određivanje temperature na kojoj uređaj može zagrijati zrak koristi se jednostavna formula. Prema njezinim riječima, trebate uzeti vrijednost snage jedinice, podijeliti je s protokom zraka, a zatim pomnožiti dobivenu vrijednost s 2,98.

Na primjer, ako je protok zraka u objektu 200 m³/h, a grijač ima snagu 3 kW, tada zamjenom ovih vrijednosti u gornju formulu dobit ćete da će uređaj grijati zrak za maksimalno 44°. Odnosno, ako u zimsko vrijeme vani bude -20°, tada će odabrani grijač zraka moći zagrijati kisik do 44-20=24°.

Povratak na indeks

Radni tlak i presjek kanala

Proračun ventilacije uključuje obvezno određivanje parametara kao što su radni tlak i presjek zračnih kanala. Učinkovit i cjelovit sustav uključuje razdjelnike zraka, zračne kanale i armature. Prilikom određivanja radnog tlaka potrebno je uzeti u obzir sljedeće pokazatelje:

1. Oblik ventilacijskih cijevi i njihov presjek.
2. Postavke ventilatora.
3. Broj prijelaza.

Izračun odgovarajućeg promjera može se izvršiti pomoću sljedećih omjera:

1. Za stambenu zgradu, cijev s površinom poprečnog presjeka od 5,4 cm² bit će dovoljna za 1 m prostora.
2. Za privatne garaže - cijev s presjekom od 17,6 cm² po 1 m² površine.

Takav parametar kao što je brzina protoka zraka izravno je povezan s presjekom cijevi: u većini slučajeva brzina je odabrana u rasponu od 2,4-4,2 m / s.

Dakle, pri izračunavanju ventilacije, bilo da se radi o ispušnom, opskrbnom ili dovodno-ispušnom sustavu, potrebno je uzeti u obzir niz važnih parametara. O ispravnosti ove faze ovisi učinkovitost cijelog sustava, stoga budite oprezni i strpljivi. Po želji možete dodatno odrediti potrošnju energije za rad sustava koji se dogovara.

Potreba za uštedom energije u projektiranju, izgradnji i radu zgrada bilo koje namjene je nedvojbena i povezana je prvenstveno s iscrpljivanjem rezervi fosilnih goriva i, posljedično, njihovim stalnim rastom cijene. Posebnu pozornost treba obratiti na smanjenje troškova topline upravo za sustave ventilacije i klimatizacije, jer udio tih troškova u ukupnoj energetskoj bilanci može biti čak i veći od transmisijskih toplinskih gubitaka, prvenstveno u javnim i industrijskim zgradama te nakon povećanja toplinske zaštite vanjske ograde.

Jedna od najperspektivnijih, jeftinih i brzo povratnih mjera uštede energije u sustavima mehaničke ventilacije i klimatizacije je iskorištavanje topline otpadnog zraka za djelomično zagrijavanje dovoda tijekom hladne sezone. Za provedbu rekuperacije topline koriste se uređaji raznih dizajna, uklj. pločasti križnostrujni rekuperativni izmjenjivači topline i regeneratori s rotirajućim rotorom, kao i uređaji s tzv. toplinskim cijevima (termosifonima).

Međutim, može se pokazati da u uvjetima razine cijena za ventilacijsku opremu koja prevladava u Ruskoj Federaciji i, uglavnom, zbog praktične odsutnosti vlastite proizvodnje navedenih vrsta uređaja, s tehničke i ekonomske točke pogled, preporučljivo je razmotriti povrat topline samo na temelju uređaja s međurashladnim sredstvom. Poznato je da ovaj dizajn ima brojne prednosti.

Prvo, za njegovu implementaciju koristi se serijska oprema, budući da je ovdje dovodna jedinica dopunjena samo izmjenjivačem topline, a ispušna jedinica dopunjena je izmjenjivačem topline, koji su strukturno slični konvencionalnim grijačima i hladnjacima. Ovo je posebno značajno jer u Ruskoj Federaciji postoji niz poduzeća koja vode vlastitu proizvodnju predmetnih proizvoda, uklj. tako velikih kao što je Veza LLC.

Osim toga, ova vrsta opreme za povrat topline je vrlo kompaktna, a povezivanje dovodnih i ispušnih jedinica samo kroz cirkulacijski krug s srednjim nosačem topline omogućuje vam odabir mjesta za njihovo postavljanje gotovo neovisno jedno o drugom. Kao rashladno sredstvo obično se koriste tekućine s niskim stupnjem smrzavanja poput antifriza, a mali volumen cirkulacijskog kruga omogućuje zanemarivanje troškova antifriza, a nepropusnost kruga i neisparljivost antifriza postavljaju pitanje njegova toksičnost sekundarna.

Konačno, odsutnost izravnog kontakta između strujanja dovedenog i otpadnog zraka ne nameće ograničenja čistoći odvoda, što praktički neograničeno proširuje skupinu zgrada i prostorija u kojima se može koristiti rekuperacija topline. Kao nedostatak obično navode ne previsoku temperaturnu učinkovitost, koja ne prelazi 50-55%.

Ali to je samo slučaj kada se pitanje uputnosti korištenja povrata topline treba odlučiti tehničkim i ekonomskim proračunom, o čemu ćemo raspravljati kasnije u našem članku. Može se pokazati da razdoblje povrata dodatnih kapitalnih troškova za uređaj za povrat topline s međurashladnim sredstvom ne prelazi tri do četiri godine.

Ovo je posebno važno u uvjetima nestabilnosti Ekonomija tržišta s primjetno promjenjivom razinom cijena opreme i tarifa za energente, što ne dopušta korištenje kapitalno intenzivnih inženjerskih rješenja. Međutim, pitanje ekonomski najisplativije temperaturne učinkovitosti takve opreme za povrat topline k eff ostaje otvoreno, tj. udio topline utrošen na zagrijavanje dovodnog zraka na račun topline odvodnog zraka u odnosu na ukupno toplinsko opterećenje. Uobičajeno korištene vrijednosti za ovaj parametar su između 0,4 i 0,5. Sada ćemo pokazati na temelju čega se uzimaju ove vrijednosti.

Ovaj problem će se razmotriti na primjeru dovodne i ispušne ventilacijske jedinice kapaciteta 10.000 m 3 / h, koristeći opremu tvrtke Veza LLC. Ovaj zadatak je optimizacijski jer se svodi na utvrđivanje vrijednosti k eff, koja osigurava minimum ukupnih diskontiranih troškova SDZ-a za ugradnju i rad ventilacijske opreme.

Izračun treba provesti uz korištenje posuđenih sredstava za izgradnju ventilacijskih jedinica i dovođenje SDZ-a do kraja razmatranog vremenskog intervala T prema sljedećoj formuli:

gdje je K - ukupni kapitalni troškovi, rub; E — ukupni godišnji operativni troškovi, rub./god.; p je diskontna stopa, %. U izračunima se može uzeti jednak stopi refinanciranja Središnje banke Ruske Federacije. Od 15. siječnja 2004. ova vrijednost iznosi 14% godišnje. U ovom slučaju moguće je proučiti problem u dovoljno cjelovitom opsegu relativno elementarnim sredstvima, budući da se sve komponente troškova lako uzimaju u obzir i prilično jednostavno izračunavaju.

Prvi put rješenje ovog problema autor je objavio u radu za razinu cijena i tarifa koje su tada bile na snazi. Međutim, kao što će biti lako vidjeti, kada se preračunaju za kasnije podatke, glavni zaključci ostaju valjani. Ujedno ćemo pokazati kako treba provesti sam tehničko-ekonomski proračun ako je potrebno birati najbolja opcija inženjersko rješenje, budući da će se svi ostali zadaci razlikovati samo u definiciji vrijednosti K.

Ali to je lako učiniti prema katalozima i cjenicima proizvođača odgovarajuće opreme. U našem primjeru kapitalni troškovi utvrđeni su prema podacima tvrtke Veza, na temelju izvedbe i prihvaćenog skupa sekcija dovodnih i odsisnih jedinica: prednja ploča s jednom vertikalnom zaklopkom, ćelijski filtar klase G3, ventilatorska jedinica; osim toga, u dovodnoj jedinici nalazi se i dodatni grijač zraka sustava povrata topline i grijač dogrijavanja s dovodom topline iz toplinske mreže, a u odsisnoj jedinici nalazi se hladnjak zraka sustava povrata topline, kao i cirkulacijska pumpa Dijagram takve instalacije prikazan je na sl. 1. Troškovi ugradnje i podešavanja ventilacijskih jedinica uzeti su u iznosu od 50% glavnih kapitalnih ulaganja.

Troškovi opreme za rekuperaciju topline i grijača za dogrijavanje izračunati su na temelju rezultata proračuna na računalu u programima tvrtke Veza, ovisno o učinkovitosti izmjenjivača topline. Istodobno, s povećanjem učinkovitosti, vrijednost K raste, budući da se broj redova cijevi izmjenjivača topline sustava iskorištenja povećava brže (za k eff = 0,52 - do 12 u svakoj instalaciji), od smanjuje se broj redova grijača za dogrijavanje (s 3 na 1 u istim uvjetima) .

Operativni troškovi su zbroj godišnjih troškova, odnosno, za toplinu i električna energija i troškove amortizacije. Pri njihovom proračunu trajanje rada instalacije tijekom dana u proračunima je uzeto od 12 sati, temperatura zraka iza grijača zraka za dogrijavanje bila je +18°C, a nakon izmjenjivača topline, ovisno o k eff kroz prosječna vanjska temperatura za razdoblje grijanja i temperatura odvodnog zraka.

Potonji je prema zadanim postavkama jednak +24,7°C (program za odabir uređaja za povrat topline od strane Veze doo). Tarifa za Termalna energija uzet je prema podacima Mosenerga za sredinu 2004. u iznosu od 325 rubalja/Gcal (za proračunske potrošače). Očito, s povećanjem k eff smanjuje se trošak toplinske energije, što je općenito cilj povrata topline.

Troškovi električne energije izračunavaju se pomoću električne energije potrebne za pogon cirkulacijske pumpe sustava za povrat topline i ventilatora dovodnih i odsisnih jedinica. Ta se snaga određuje na temelju gubitka tlaka u cirkulacijskom krugu, gustoće i brzine protoka srednjeg nosača topline, kao i aerodinamičkog otpora ventilacijskih instalacija i mreža. Sve gore navedene vrijednosti, osim gustoće rashladne tekućine, za koju se pretpostavlja da iznosi 1200 kg/m 3 , izračunate su prema programima odabira opreme za povrat topline i ventilacije tvrtke Veza doo. Osim toga, učinkovitost primijenjenih pumpi i ventilatora također sudjeluje u izrazima za snagu.

U izračunima su korištene prosječne vrijednosti: 0,35 za GRUNDFOS crpke s mokri rotor i 0,7 za ventilatore tipa RDH. Tarifa za električnu energiju uzeta je u obzir prema podacima OAO Mosenergo od sredine 2004. godine u iznosu od 1,17 rubalja/(kWh). S povećanjem k eff povećava se razina troškova električne energije, jer s povećanjem broja redova izmjenjivača topline za korištenje povećava se njihov otpor protoku zraka, kao i gubici tlaka u cirkulacijskom krugu srednjeg nosača topline.

Međutim, općenito gledano, ova komponenta troškova znatno je manja od cijene toplinske energije. Troškovi amortizacije također rastu s povećanjem k eff utoliko što to povećava troškove kapitala. Izračun ovih odbitaka provodi se na temelju osiguranja troškova potpune obnove, kapitala i Održavanje opreme, uzimajući u obzir procijenjeni radni vijek opreme TAM, koji je u izračunima uzet na 15 godina.

Međutim, općenito se ukupni operativni troškovi smanjuju s povećanjem učinkovitosti korištenja. Stoga je postojanje minimuma SDZ moguće na jednoj ili drugoj razini k eff i fiksnoj vrijednosti T. Rezultati odgovarajućih izračuna prikazani su na sl. 2. Na grafovima se lako vidi da se za gotovo svaki proračunski horizont pojavljuje minimum na SDZ krivulji, koji je prema značenju problema jednak traženom razdoblju povrata.

To znači da se uz postojeće cijene opreme i tarife za energente svaka, pa i najmanja investicija u rekuperaciju topline isplati i to vrlo brzo. Stoga je korištenje topline s posrednim nosačem topline gotovo uvijek opravdano. S povećanjem očekivanog razdoblja povrata, minimum na krivulji SDZ brzo se pomiče u područje veće učinkovitosti, dostižući 0,47 pri T = T AM = 15 godina.

Jasno je da će optimalna vrijednost k eff za prihvaćeni period povrata biti ona pri kojoj se poštuje minimum SDZ. Graf ovisnosti takve optimalne vrijednosti k eff o T prikazan je na sl. 3. Budući da je duže razdoblje povrata investicije koje prelazi procijenjeni vijek trajanja opreme teško opravdano, očito se treba zaustaviti na razini k eff = 0,4-0,5, pogotovo jer se s daljnjim povećanjem T povećava optimalna učinkovitost naglo usporava. .

Osim toga, treba uzeti u obzir da razmatrana metoda povrata topline za bilo koju površinu izmjene topline i brzinu protoka rashladnog sredstva u načelu ne može dati vrijednost k eff veću od 0,52-0,55, što potvrđuje izračun prema program tvrtke Veza. Ako prihvatimo tarifu za toplinsku energiju kao za komercijalne potrošače u iznosu od 547 rubalja / Gcal, smanjenje godišnjih troškova zbog povrata topline bit će veće, tako da grafikon na Sl. 3 prikazuje gornju granicu mogućeg razdoblja povrata.

Dakle, navedeni raspon vrijednosti k eff od 0,4 do 0,5 nalazi potpunu studiju izvodljivosti. Stoga, glavni praktične savjete prema rezultatima studije, moguće je koristiti povrat topline otpadnog zraka s posrednim nosačem topline u svim zgradama u kojima je predviđena mehanička dovodna i odsisna ventilacija i klimatizacija, uz izbor koeficijenta temperaturne učinkovitosti blizu maksimalnog moguće za ovu vrstu instalacije. Druga preporuka je da je za tržišno gospodarstvo obvezno uzeti u obzir diskontiranje kapitalnih i operativnih troškova u tehničko-ekonomskoj usporedbi inženjerskih rješenja prema formuli (1).

Istodobno, ako se uspoređuju samo dvije opcije, kao što je najčešće slučaj, prikladno je usporediti samo dodatne troškove i pretpostaviti da je u prvom slučaju K = 0, au drugom, naprotiv, E = 0, a K je jednak dodatnim ulaganjima u aktivnosti čija je izvedivost opravdana. Zatim umjesto E u prvoj opciji trebate koristiti razliku u godišnjim troškovima za opcije. Nakon toga se konstruiraju grafikoni ovisnosti SDZ o T, au točki njihova sjecišta određuje se procijenjeno razdoblje povrata.

Ako se pokaže većim od TAM ili se rasporedi uopće ne sijeku, mjere nisu ekonomski opravdane. Dobiveni rezultati su vrlo općenite prirode, budući da ovisnost promjene kapitalnih troškova o stupnju povrata topline u trenutnoj situaciji na tržištu nema mnogo veze s konkretnim proizvođačem ventilacijske opreme, a glavni utjecaj na operativne troškove ima općenito samo trošak toplinske i električne energije.

Stoga se predložene preporuke mogu koristiti pri donošenju ekonomski opravdanih odluka o uštedi energije u bilo kojem sustavu mehaničke ventilacije i klimatizacije. Osim toga, ovi rezultati imaju jednostavan i inženjerski oblik i lako se mogu poboljšati kada se trenutne cijene i tarife promijene.

Također treba napomenuti da razdoblje povrata dobiveno u gornjim proračunima, ovisno o prihvaćenom k ​​eff, doseže 15 godina, tj. do TAM-a, u nekim je aspektima marginalan, nastaje kada se uzmu u obzir svi kapitalni troškovi. Ako uzmemo u obzir samo dodatne investicije izravno u povrat topline, razdoblje povrata je doista smanjeno na 3-4 godine, kao što je gore navedeno.

Stoga je povrat topline ispušnog zraka s međurashladnim sredstvom doista jeftina i brzo povratna mjera te zaslužuje najširu primjenu u tržišnom gospodarstvu.

1. O.D. Samarin. O regulaciji toplinske zaštite zgrada. Časopis S.O.K., broj 6/2004.
2. O.Ya. Kokorin. Moderni sustavi klimatizacije - M .: Fizmatlit, 2003.
3. V G. Gagarin. O nedovoljnoj opravdanosti povećanih zahtjeva toplinske zaštite vanjskih zidova zgrada. (Promjene br. 3 SNiP II-3–79). sub. izvješće 3. konf. RNTOS 23.–25.4.1998
4. O.D. Samarin. Ekonomski isplativa učinkovitost izmjenjivača topline s međunosačem topline. Montaža i poseban rad u graditeljstvu, broj 1/2003.
5. SNiP 23-01-99 * "Građevinska klimatologija" .- M: GUP TsPP, 2004.

Pozadina razvoja

Toplina zraka koja se odvodi u atmosferu izvor je uštede energije. Nije tajna da se 40…80% potrošnje topline troši na zagrijavanje zraka koji ulazi u zgradu. Stoga ideja grijanja svježeg zraka nauštrb ispušnog zraka nije nova. Čak iu Sovjetskom Savezu kontinuirano se radilo na stvaranju instalacija koje bi omogućile korištenje toplinske energije ispušnog zraka. No, nažalost, rezultati tih istraživanja korišteni su samo u posebnim projektima (industrijski, obrambeni, znanstveni).

U inozemstvu je prva energetska kriza postala razlog primjene, što je uzrokovalo početak korištenja takvih instalacija. Istodobno, uređaji za iskorištavanje toplinske energije uklonjenog zraka izvorno su bili projektirani za korištenje u višestambenim zgradama. stambene zgrade i vikendice. Kao rezultat toga, danas grijanje zrakaŠiroko se koristi u Kanadi i susjednim državama SAD-a. Dakle, u Kanadi se sustavi grijanja vode uopće ne koriste.

U Rusiji su se jedinice za povrat topline počele masovno koristiti s početkom rada niskogradnja kada su privatni poduzetnici počeli pokazivati ​​interes za energetski učinkovitu opremu koja štedi energiju.

Korištenje električne energije za grijanje

Korištenje ventilacijske tehnologije grijanja uključuje korištenje električne energije za grijanje. Donedavno je korištenje električne energije za grijanje bilo zakonom zabranjeno. To je zbog politike štednje energije koja se provodila u Sovjetskom Savezu. Od raspada Sovjetski Savez mnogo toga se promijenilo.

Trenutno, kada se koriste novi materijali i savladavaju nove tehnologije, mišljenje stručnjaka o prihvatljivosti korištenja električne energije za grijanje počinje se mijenjati. Tome pridonosi i uvođenje novih normi 2000. godine koje zahtijevaju poboljšanje toplinske zaštite stambenih zgrada. Prema novim standardima, normalizirani gubici topline kroz vanjske zidove smanjeni su za 2,5-3,0 puta u usporedbi sa standardima iz 1995. godine.

U budućnosti će se norme toplinske zaštite i energetske učinkovitosti samo pooštravati. Pod tim uvjetima, sam koncept infiltracije zraka će nestati, prostorije će biti hermetične. U takvim uvjetima uporaba uređaja za povrat topline otvorit će najšire perspektive.

Postojeće vrste rekuperatora

Prava nomenklatura jedinica za povrat topline vrlo je raznolika. Ali sva se raznolikost može svesti na sljedeće vrste: a) školjkasto-cijevni i pločasti izmjenjivači topline, uključujući poprečnu struju; b) rotacijski (regenerativni); V) toplinske pumpe sa međuradnim tijelom. Mogućnosti većine modernih uređaja omogućuju iskorištavanje i korištenje samo 60% topline otpadnog zraka za zagrijavanje zraka koji se dovodi u prostorije. Za objekte malog volumena zgrade, da bi se ugradnja izmjenjivača topline isplatila, ta brojka mora biti 90%.

Obećavajući smjer za razvoj jedinica za povrat topline

Za povećanje učinkovitosti jedinica za povrat topline omogućuje se korištenje dolje opisane metode. Kao što znate, toplinski kapacitet vode je najveći u usporedbi s drugim tekućinama. Toplinski kapacitet zraka je 4,5 puta manji od toplinskog kapaciteta vode. Tehnologija ultra-disperzije uklonjenog zraka u vodi temelji se na korištenju vode. Kako bi se povećao prijenos topline iz uklonjenog zraka, ovaj se zrak na poseban način propušta kroz vodu stvarajući mjehuriće mikronske veličine.

Brzina prijenosa topline raste jer mjehurići mikronske veličine uništavaju toplinski otpor površinskog sloja vode. Primjena tehnologije ultradisperzije uklonjenog zraka u vodi omogućit će korištenje 90-95% topline uklonjenog zraka. Važno je da izmjenjivač topline izgrađen prema ovoj tehnologiji ima minimalan broj dijelova, minimalne dimenzije, jednostavan je za rukovanje.

Načini korištenja izmjenjivača topline

• Prvi način je korištenje izmjenjivača topline rekuperativnog tipa. Istodobno se odvija djelomično zagrijavanje zraka koji se dovodi u prostoriju.
• Drugi način je povrat topline uz pomoć dizalica topline.
• Treći način je korištenje topline izlaznog zraka za zagrijavanje ulazne vode. Sustav uključuje velike bojlere i akumulatore tople vode.

Trenutno stanje stvari u Rusiji o pitanju koje se razmatra

Savezni zakon br. 261-FZ "O uštedi i povećanju energije energetska učinkovitost…” propisano je smanjenje energetske intenzivnosti inženjerskih sustava zgrade. Cilj je do 2020. smanjiti energetsku intenzivnost BDP-a za 40% u odnosu na razinu iz 2007. godine. Ova tendencija povećanja energetske učinkovitosti, poboljšanja toplinske zaštite je sveprisutna.

Dekretom Vlade Moskve br. 900 od 5. listopada 2010. „O poboljšanju energetske učinkovitosti stambenih, društvenih i javno-poslovnih zgrada u gradu Moskvi…” utvrđena je razina potrošnje energije koja se ne može osigurati bez povrata topline .

Ruska se Federacija, ulaskom u WTO, obvezala dovesti cijene energije za domaće potrošače na razinu svjetskih cijena. Diljem svijeta, pitanja energetske učinkovitosti, a kao rezultat toga, pitanja povrata topline vrlo su akutna. Nacionalne vlade postavljaju i provode programe za poboljšanje energetske učinkovitosti. Stoga će s rastom domaćih cijena energenata neminovno rasti i interes za rekuperacijama toplinske energije.

U "ruskoj peći" grijao se dovodni zrak, uz pomoć kojeg je grijana dnevna soba. U Europi je sustav grijanja, gdje su bili predviđeni kanali, kao u ruskoj peći, nazvan "ruski". Time je prepoznata velika učinkovitost ruske peći u usporedbi s europskim grijanjem. Trenutno možemo govoriti o potrebi povratka korijenima po pitanju grijanja.

Dovodna i ispušna ventilacija s rekuperacijom