Načelo oporavka. Ventilacija s povratom topline

U vezi s rastom tarifa za primarne izvore energije, oporavak postaje relevantniji nego ikada. Sljedeći tipovi izmjenjivača topline obično se koriste u klima-uređajima s povratom topline:

pločasti ili križni izmjenjivač topline;
rotacijski izmjenjivač topline;
rekuperatori s međunosačem topline;
Toplinska pumpa;
rekuperator tipa komore;
rekuperator s toplinskim cijevima.

Princip rada

Načelo rada bilo kojeg izmjenjivača topline u klima-uređajima je kako slijedi. Omogućuje izmjenu topline (u nekim modelima - i izmjenu hladnoće, kao i izmjenu vlage) između protoka dovodnog i ispušnog zraka. Proces izmjene topline može se odvijati kontinuirano - kroz stijenke izmjenjivača topline, uz pomoć freona ili posrednog nosača topline. Izmjena topline može biti i periodična, kao kod rotacijskog i komornog izmjenjivača topline. Kao rezultat toga, ispušteni odvodni zrak se hladi, čime se zagrijava svježi zrak. dovod zraka. Proces izmjene hladnoće u nekim modelima rekuperatora odvija se u toploj sezoni i omogućuje vam smanjenje troškova energije za klimatizacijske sustave zbog određenog hlađenja dovodnog zraka koji se dovodi u prostoriju. Izmjena vlage odvija se između protoka ispušnog i dovodnog zraka, što vam omogućuje održavanje vlage u zatvorenom prostoru koja je ugodna za osobu tijekom cijele godine, bez upotrebe dodatnih uređaja - ovlaživača i drugih.

Pločasti ili križni izmjenjivač topline.

Ploče za vodljivost topline rekuperativne površine izrađene su od tanke metalne (materijal - aluminij, bakar, nehrđajući čelik) folije ili ultratankog kartona, plastike, higroskopne celuloze. Protok dovodnog i odvodnog zraka kreće se kroz mnogo malih kanala koje formiraju te ploče koje provode toplinu, u suprotnom obliku. Kontakt i miješanje potoka, njihovo onečišćenje praktički su isključeni. U dizajnu izmjenjivača topline nema pokretnih dijelova. Omjer učinkovitosti 50-80%. Vlaga se može kondenzirati na površini ploča u izmjenjivaču topline od metalne folije zbog razlike u temperaturi protoka zraka. U toploj sezoni mora se preusmjeriti u kanalizacijski sustav zgrade kroz posebno opremljen odvodni cjevovod. Za hladnog vremena postoji opasnost od smrzavanja ove vlage u izmjenjivaču topline i njegovog mehaničkog oštećenja (odmrzavanja). Osim toga, formirani led uvelike smanjuje učinkovitost izmjenjivača topline. Stoga izmjenjivači topline s metalnim pločama koje provode toplinu zahtijevaju, tijekom rada u hladnoj sezoni, periodično odmrzavanje protokom toplog ispušnog zraka ili korištenje dodatnog vodenog ili električnog grijača zraka. U tom se slučaju dovodni zrak ili uopće ne dovodi ili se dovodi u prostoriju zaobilazeći izmjenjivač topline kroz dodatni ventil (premosnica). Vrijeme odmrzavanja je u prosjeku 5 do 25 minuta. Izmjenjivač topline s pločama koje provode toplinu od ultratankog kartona i plastike nije podložan smrzavanju, budući da se kroz te materijale također odvija izmjena vlage, ali ima još jedan nedostatak - ne može se koristiti za ventilaciju prostorija s visokom vlagom kako bi da ih osuši. Pločasti izmjenjivač topline može se ugraditi u dovodni i odvodni sustav u okomitom i vodoravnom položaju, ovisno o zahtjevima za dimenzijama ventilacijske komore. Pločasti izmjenjivači topline najčešći su zbog svoje relativne jednostavnosti dizajna i niske cijene.

Rotacijski rekuperator.

Ovaj tip je drugi najrašireniji nakon lamelarnog. Toplina iz jednog protoka zraka u drugi prenosi se kroz cilindrični šuplji bubanj koji se okreće između ispušnog i dovodnog dijela, koji se naziva rotor. Unutarnji volumen rotora ispunjen je čvrsto zbijenom metalnom folijom ili žicom, koja ima ulogu rotirajuće površine za prijenos topline. Materijal folije ili žice je isti kao i pločasti izmjenjivač topline - bakar, aluminij ili nehrđajući čelik. Rotor ima horizontalnu os rotacije pogonske osovine koju okreće elektromotor s koračnom ili inverterskom regulacijom. Motor se može koristiti za kontrolu procesa oporavka. Omjer učinkovitosti 75-90%. Učinkovitost rekuperatora ovisi o temperaturama protoka, njihovoj brzini i brzini rotora. Promjenom brzine rotora možete promijeniti učinkovitost. Smrzavanje vlage u rotoru je isključeno, ali se ne može potpuno isključiti miješanje tokova, njihova međusobna kontaminacija i prijenos mirisa, budući da su tokovi u izravnom međusobnom kontaktu. Moguće je miješanje do 3%. Rotacijski izmjenjivači topline ne zahtijevaju velike količine električne energije, omogućuju vam odvlaživanje zraka u prostorijama s visokom vlagom. Dizajn rotacijskih izmjenjivača topline je složeniji od pločastih izmjenjivača topline, a njihova cijena i operativni troškovi su veći. Međutim, klima komore s rotirajućim izmjenjivačima topline vrlo su popularne zbog svoje visoke učinkovitosti.

Rekuperatori s međunosačem topline.

Rashladno sredstvo je obično voda ili vodene otopine glikoli. Takav izmjenjivač topline sastoji se od dva izmjenjivača topline međusobno povezanih cjevovodima s cirkulacijskom pumpom i armaturama. Jedan od izmjenjivača topline nalazi se u kanalu s odvodnim strujanjem zraka i iz njega prima toplinu. Toplina se prenosi kroz nosač topline uz pomoć pumpe i cijevi na drugi izmjenjivač topline koji se nalazi u kanalu dovodnog zraka. Dovodni zrak apsorbira tu toplinu i zagrijava se. Miješanje protoka u ovom slučaju potpuno je isključeno, ali zbog prisutnosti srednjeg nosača topline, faktor učinkovitosti ove vrste rekuperatora je relativno nizak i iznosi 45-55%. Na učinkovitost može utjecati pumpa, koja utječe na brzinu rashladne tekućine. Glavna prednost i razlika između izmjenjivača topline s međunosačem topline i izmjenjivača topline s toplinskom cijevi je u tome što se izmjenjivači topline u ispušnim i opskrbnim jedinicama mogu nalaziti na međusobnoj udaljenosti. Položaj ugradnje izmjenjivača topline, crpke i cjevovoda može biti okomit ili vodoravan.

Toplinska pumpa.

Relativno nedavno se pojavio zanimljiv tip rekuperatora s međurashladnom tekućinom - tzv. termodinamički izmjenjivač topline, u kojem ulogu imaju tekući izmjenjivači topline, cijevi i pumpa hladnjak radi u načinu rada dizalice topline. Ovo je svojevrsna kombinacija izmjenjivača topline i toplinske pumpe. Sastoji se od dva freonska izmjenjivača topline - isparivač-hladnjak zraka i kondenzator, cjevovoda, termostatskog ekspanzionog ventila, kompresora i 4-smjernog ventila. Izmjenjivači topline nalaze se u dovodnim i odvodnim kanalima, kompresor je neophodan kako bi se osigurala cirkulacija freona, a ventil prebacuje protok rashladnog sredstva ovisno o sezoni i omogućuje prijenos topline iz odvodnog zraka u dovodni zrak i obratno. Istodobno, opskrbni i ispušni sustav može se sastojati od nekoliko dovodnih i jedne ispušne jedinice većeg kapaciteta, kombiniranih jednim rashladnim krugom. Istovremeno, mogućnosti sustava omogućuju da nekoliko klima komora radi u različitim režimima (grijanje / hlađenje) u isto vrijeme. Faktor pretvorbe toplinske pumpe COP može doseći vrijednosti od 4,5-6,5.

Rekuperator sa toplinskim cijevima.

Prema principu rada, izmjenjivač topline s toplinskim cijevima sličan je izmjenjivaču topline s međunosačem topline. Jedina razlika je u tome što se u strujama zraka ne postavljaju izmjenjivači topline, već tzv. heat pipe-ovi ili točnije termosifoni. Strukturno, to su hermetički zatvoreni dijelovi bakrene rebraste cijevi, ispunjeni iznutra posebno odabranim freonom niskog vrelišta. Jedan kraj cijevi u ispušnom toku se zagrijava, freon na ovom mjestu vrije i prenosi toplinu primljenu iz zraka na drugi kraj cijevi, upuhan protokom dovodnog zraka. Ovdje se freon unutar cijevi kondenzira i predaje toplinu zraku koji se zagrijava. Potpuno je isključeno međusobno miješanje potoka, njihovo onečišćenje i prijenos mirisa. Nema pomičnih elemenata, cijevi su postavljene u potocima samo okomito ili pod blagim nagibom, tako da se freon unutar cijevi kreće od hladnog kraja prema vrućem zbog gravitacije. Omjer učinkovitosti 50-70%. Važan uvjet za osiguranje rada njegovog rada: zračni kanali u kojima su ugrađeni termosifoni moraju biti smješteni okomito jedan iznad drugog.

Rekuperator komornog tipa.

Unutarnji volumen (komora) takvog izmjenjivača topline podijeljen je zaklopkom na dvije polovice. Zaklopka se s vremena na vrijeme pomiče, čime se mijenja smjer strujanja odvodnog i dovodnog zraka. Ispušni zrak zagrijava jednu polovicu komore, zatim zaklopka usmjerava struju dovodnog zraka ovamo i on se zagrijava od zagrijanih stijenki komore. Ovaj se postupak povremeno ponavlja. Omjer učinkovitosti doseže 70-80%. Ali u dizajnu postoje pokretni dijelovi, pa stoga postoji velika vjerojatnost međusobnog miješanja, kontaminacije protoka i prijenosa mirisa.

Proračun učinkovitosti rekuperatora.

NA Tehničke specifikacije rekuperativne ventilacijske jedinice mnogih proizvođača u pravilu daju dvije vrijednosti koeficijenta povrata - temperaturom zraka i njegovom entalpijom. Izračun učinkovitosti izmjenjivača topline može se izvršiti pomoću temperature ili entalpije zraka. U proračunu po temperaturi uzima se u obzir prividni toplinski sadržaj zraka, a po entalpiji se uzima u obzir i sadržaj vlage u zraku (njegova relativna vlažnost). Izračun entalpije smatra se točnijim. Za izračun su potrebni početni podaci. Dobivaju se mjerenjem temperature i vlažnosti zraka na tri mjesta: u zatvorenom prostoru (gdje ventilacijski uređaj omogućuje izmjenu zraka), na otvorenom iu presjeku rešetke za dovodni zrak (odakle u prostoriju ulazi obrađeni vanjski zrak). Formula za izračun učinkovitosti povrata topline prema temperaturi je sljedeća:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), gdje

Kt– faktor učinkovitosti izmjenjivača topline prema temperaturi;
T1– vanjska temperatura zraka, oC;
T2 je temperatura odvodnog zraka (tj. zraka u prostoriji), °C;
T4– temperatura dovodnog zraka, oC.

Entalpija zraka je toplinski sadržaj zraka, tj. količina topline sadržana u njemu, u odnosu na 1 kg suhog zraka. Entalpija se određuje sa iskaznica dijagram stanja vlažnog zraka, stavljajući na njega točke koje odgovaraju izmjerenoj temperaturi i vlažnosti u prostoriji, na otvorenom i dovodnom zraku. Formula za izračun učinkovitosti povrata entalpije je sljedeća:

Kh = (H4 - H1) / (H2 - H1), gdje

Kh– faktor učinkovitosti izmjenjivača topline prema entalpiji;
H1– entalpija vanjskog zraka, kJ/kg;
H2– entalpija ispušnog zraka (tj. zraka u prostoriji), kJ/kg;
H4– entalpija dovodnog zraka, kJ/kg.

Ekonomska isplativost korištenja klima komora s rekuperacijom.

Kao primjer, uzmimo studiju izvedivosti za korištenje ventilacijskih jedinica s rekuperacijom u sustavima dovodne i ispušne ventilacije za salone automobila.

Početni podaci:

objekt - autosalon ukupne površine 2000 m2;
prosječna visina prostora je 3-6 m, sastoji se od dvije izložbene dvorane, uredskog prostora i stanice Održavanje(JEDNA STOTINA);
za dovodnu i odvodnu ventilaciju ovih prostorija odabrane su kanalne ventilacijske jedinice: 1 jedinica s protokom zraka od 650 m3 / sat i potrošnjom energije od 0,4 kW i 5 jedinica s protokom zraka od 1500 m3 / sat i potrošnjom energije od 0,83 kW.
zajamčeni raspon vanjske temperature zraka za kanalske instalacije je (-15…+40) °C.

Za usporedbu potrošnje energije izračunat ćemo snagu kanalskog električnog grijača zraka koji je potreban za zagrijavanje vanjskog zraka u hladnoj sezoni u tradicionalnoj opskrbnoj jedinici (sastoji se od povratnog ventila, kanalskog filtra, ventilatora i električnog zraka grijač) s protokom zraka od 650 odnosno 1500 m3/h. U isto vrijeme, trošak električne energije je 5 rubalja po 1 kWh.

Vanjski zrak mora biti zagrijan od -15 do +20°C.

Izračun snage električnog grijača zraka vrši se prema jednadžbi toplinske bilance:

Qn \u003d G * Cp * T, W, gdje:

Qn– snaga grijača zraka, W;
G- maseni protok zraka kroz grijač zraka, kg/s;
oženiti se je specifični izobarni toplinski kapacitet zraka. Cp = 1000kJ/kg*K;
T- razlika između temperatura zraka na izlazu iz grijača zraka i ulazu.

T \u003d 20 - (-15) \u003d 35 ° C.

1. 650 / 3600 = 0,181 m3/s

p = 1,2 kg/m3 je gustoća zraka.

G = 0,181*1,2 = 0,217 kg/s

Qn \u003d 0, 217 * 1000 * 35 \u003d 7600 W.

2. 1500 / 3600 = 0,417 m3/s

G=0,417*1,2=0,5 kg/s

Qn \u003d 0,5 * 1000 * 35 \u003d 17500 W.

Dakle, korištenje kanalskih instalacija s povratom topline u hladnoj sezoni umjesto tradicionalnih s električnim grijačima zraka omogućuje smanjenje troškova energije s istom količinom dobavljenog zraka za više od 20 puta i time smanjenje troškova i, sukladno tome, povećanje dobit autokuće. Osim toga, korištenje postrojenja s rekuperacijom omogućuje smanjenje financijskih troškova potrošača za nositelje energije za grijanje prostora u hladnoj sezoni i za njihovu klimatizaciju u toploj sezoni za oko 50%.

Radi veće jasnoće napravit ćemo usporednu financijsku analizu potrošnje energije dovodnih i ispušnih ventilacijskih sustava prostora auto salona, opremljenih kanalskim jedinicama za povrat topline i tradicionalnim jedinicama s električnim grijačima zraka.

Početni podaci:

Sustav 1.

Instalacije s povratom topline s protokom od 650 m3 / h - 1 jedinica. i 1500 m3/sat - 5 kom.

Ukupna potrošnja električne energije bit će: 0,4 + 5 * 0,83 = 4,55 kW * h.

Sustav 2.

Jedinice za dovod i ispušnu ventilaciju s tradicionalnim kanalima - 1 jedinica. s protokom od 650m3/sat i 5 jedinica. s protokom od 1500m3/sat.

Ukupna električna snaga instalacije pri 650 m3/h iznosit će:

ventilatori - 2 * 0,155 \u003d 0,31 kW * h;
automatizacija i pogoni ventila - 0,1 kWh;
električni grijač zraka - 7,6 kWh;

Ukupno: 8,01 kWh.

Ukupna električna snaga postrojenja pri 1500 m3/sat iznosit će:

ventilatori - 2 * 0,32 \u003d 0,64 kW * sat;
automatizacija i pogoni ventila - 0,1 kWh;
električni grijač zraka - 17,5 kWh.

Ukupno: (18,24 kW * h) * 5 \u003d 91,2 kW * h.

Ukupno: 91,2 + 8,01 \u003d 99,21 kWh.

Prihvaćamo razdoblje korištenja grijanja u ventilacijskim sustavima 150 radnih dana godišnje po 9 sati. Dobivamo 150 * 9 = 1350 sati.

Potrošnja energije postrojenja s rekuperacijom bit će: 4,55 * 1350 = 6142,5 kW

Operativni troškovi će biti: 5 rubalja * 6142,5 kW = 30712,5 rubalja. ili relativno (prema ukupna površina autokuća 2000 m2) u smislu 30172,5 / 2000 = 15,1 rubalja / m2.

Potrošnja energije tradicionalnih sustava bit će: 99,21 * 1350 = 133933,5 kW Operativni troškovi bit će: 5 rubalja * 133933,5 kW = 669667,5 rubalja. ili u relativnom (na ukupnu površinu auto salona 2000 m2) izraz 669667,5 / 2000 = 334,8 rubalja / m2.

U kući u kojoj sustav ventilacije dobro radi, osoba se osjeća vrlo ugodno i manje se razboli.

Međutim, kako bi se osigurala tradicionalna dobra ventilacija, potrebno je značajno povećati troškove grijanja i klimatizacije (za održavanje normalne temperature zraka u kući).

Što je rekuperator zraka?

Danas se koristi poboljšani sustav ventilacije uz korištenje posebnih uređaja koji mogu značajno smanjiti gubitak topline zimi kada se izvlači ispušni zrak i spriječiti ulazak topline u kuću ljeti kada se pregrijani zrak dovodi s ulice. Ovaj uređaj nazvao rekuperator zraka , fotografija 1.

Slika 1. Rekuperator zraka u ventilacijskom sustavu kuće

Na ispravna instalacija i rada, rekuperator zraka može "vratiti" 2/3 topline koja odlazi s recikliranim zrakom. Svi rekuperatori u svom sastavu imaju filtre za pročišćavanje dovodnog zraka i ovisno o modifikaciji može biti različite kvalitete pročišćavanja.

Prednosti korištenja rekuperatora zraka u sustavu opće ventilacije:

Smanjuje troškove grijanja i ventilacije (do 30...50%).
Ugodna mikroklima u kući, stalno svjež zrak.
Smanjuje razinu prašine u kući.
Niski operativni troškovi.
Nije teška instalacija.
Oprema je izdržljiva.

Dizajn rekuperatora zraka

Rekuperator zraka sastoji se od dvije komore koje idu blizu jedna druge, fotografija 2. Izmjena topline odvija se između komora, što omogućuje zimsko vrijeme zagrijavaju protok dovodnog zraka zbog topline protoka ispušnog zraka, a ljeti obrnuto.

Fotografija 2. kružni dijagram rad rekuperatora zraka

Vrste rekuperatora

Rekuperatori zraka su sljedećih vrsta.

lamelarni;
rotacijski;
voda;
krovište.

Pločasti izmjenjivač topline

Pločasti izmjenjivač topline predstavlja slučaj u kojem cijevi pravokutnog presjeka ulaze i izlaze. S jedne strane dvije cijevi su u dodiru, što osigurava izmjenu topline između njih. Unutar cijevi su pocinčane ploče koje se zagrijavaju, hlade i prenose toplinu, fotografija 3. U pločastom izmjenjivaču topline dovodni i odvodni protok zraka se ne miješaju.

Ploče su izrađene od materijala koji ima visoku toplinsku vodljivost, a to su:

posebna plastika;
bakar;
aluminij.

Slika 3. Pločasti izmjenjivač topline zraka

Prednosti pločastog izmjenjivača topline zraka :

kompaktni;
relativno jeftin;
tihi rad;
visoke performanse uređaja (učinkovitost je 45 ... 65%);
nema električnog pogona i ovisnosti o struji;
visok radni vijek (praktički se ne slomi).

Nedostaci pločastog izmjenjivača topline zraka:

Zimi, u mrazu, postoji velika vjerojatnost smrzavanja ispušnog mehanizma.
Izmjena vlage se ne provodi.

fotografija 4) sastoji se od sljedećih glavnih elemenata:

cilindar;
rotirajući bubanj (rotor);
okvir.

Unutar cilindra nalazi se mnogo tankih valovitih metalnih ploča (izmjenjivača topline).

Slika 4. Rotacijski izmjenjivač topline

Uz pomoć rotirajućeg bubnja, izmjenjivač topline radi u dva načina:

1 - prolazak ispušnog toka iz prostorije;

2 - prolazak protoka dovodnog zraka.

Radom rotacijskog izmjenjivača topline upravlja njegova elektronika, koja ovisno o vanjskoj i unutarnjoj temperaturi određuje broj okretaja i način rada. Dakle, metalne ploče se ili zagrijavaju ili odaju toplinu.

Rotacijski izmjenjivač topline može imati jedan ili dva rotora.

Prednosti rotacijskog izmjenjivača topline:

Uređaj visoke učinkovitosti. Učinkovitost doseže do 87%.
Zimi se uređaj ne smrzava.
Ne isušuje zrak. Djelomično vraća vlagu natrag u prostoriju.

Nedostaci rotacijskog izmjenjivača topline:

Velike dimenzije opreme.
Ovisnost o električnoj energiji.

Područje primjene:

privatni dom;
Uredske prostorije.
Garaže.

Rekuperator vode

Rekuperator vode (recirkulacija) - ovo je izmjenjivač topline u kojem kao izmjenjivač topline služi voda ili antifriz, fotografija 5. Ovaj izmjenjivač topline po dizajnu je sličan tradicionalnom sustavu grijanja. Tekućinu izmjenjivača topline zagrijava izlazni zrak, a dovodni zrak zagrijava izmjenjivač topline.

Slika 5. Rekuperator vode

Prednosti rekuperatora vode:

Normalni pokazatelj radne učinkovitosti, učinkovitost - 50 ... 65%.
Mogućnost ugradnje njegovih pojedinačnih dijelova na različita mjesta.

Nedostaci rekuperatora vode:

Kompliciran dizajn.
Izmjena vlage nije moguća.
Ovisnost o električnoj energiji.

je rekuperator industrijska uporaba. Učinkovitost ovog tipa izmjenjivača topline je 55…68%.

Ova oprema se ne koristi za privatne kuće i stanove.

Slika 6. Krovni rekuperator zraka

Glavne prednosti:

Niska cijena.
Rad bez problema.
Jednostavnost postavljanja.

Rekuperator vlastite proizvodnje

Ako imate želju, onda možete sami napraviti rekuperator zraka. Da biste to učinili, možete pažljivo proučiti sheme rekuperatora koji su na Internetu i odrediti glavne dimenzije uređaja.

Razmotrite slijed rada:

Izbor materijala za rekuperator.
Izrada pojedinačnih elemenata.
Izrada izmjenjivača topline.
Montaža tijela i njegova izolacija.

Najlakši način je napraviti pločasti izmjenjivač topline.

Za izradu kućišta možete koristiti sljedeće materijale:

metalni lim (čelik);
plastika;
drvo.

Za izolaciju tijela možete koristiti sljedeće materijale:

staklena vlakna;
mineralna vuna;
Stiropor.

Konev Aleksandar Anatolijevič

U procesu ventilacije iz prostorija ne koristi se samo otpadni zrak, već i dio toplinske energije. Zimi to dovodi do povećanja računa za energiju.

Smanjiti neopravdane troškove, a ne na štetu izmjene zraka, omogućit će povrat topline u ventilacijskim sustavima centraliziranog i lokalnog tipa. Za povrat toplinske energije koriste se različiti tipovi izmjenjivači topline – rekuperatori.

U članku su detaljno opisani modeli jedinica, njihovi značajke dizajna principi rada, prednosti i nedostaci. Navedene informacije pomoći će vam pri odabiru najbolja opcija za dogovor sustav ventilacije.

U prijevodu s latinskog recuperation znači naknada ili povratnica. S obzirom na reakcije izmjene topline, rekuperacija se karakterizira kao djelomični povrat energije utrošene na tehnološku radnju u svrhu njezinog korištenja u istom procesu.

Lokalni rekuperatori opremljeni su ventilatorom i pločastim izmjenjivačem topline. "Rukav" ulaza je izoliran materijalom koji apsorbira buku. Upravljačka jedinica za kompaktne klima komore nalazi se na unutarnjoj stijenci

Značajke decentraliziranih ventilacijskih sustava s rekuperacijom:

učinkovitost – 60-96%;
niske performanse- uređaji su dizajnirani za izmjenu zraka u sobama do 20-35 m2;
pristupačna cijena i širok raspon jedinica, u rasponu od uobičajenih zidnih ventila do automatiziranih modela s višestupanjskim sustavom filtriranja i mogućnošću podešavanja vlažnosti;
jednostavnost ugradnje- za puštanje u pogon nisu potrebni razvodni kanali, to možete učiniti sami.
Važni kriteriji za odabir zidnog ulaza zraka: dopuštena debljina stijenke, kapacitet, učinkovitost izmjenjivača topline, promjer zračnog kanala i temperatura dizanog medija
Zaključci i koristan video na tu temu
Usporedba rada prirodne ventilacije i prisilnog sustava s rekuperacijom:

Načelo rada centraliziranog izmjenjivača topline, izračun učinkovitosti:

Uređaj i rad decentraliziranog izmjenjivača topline na primjeru Prana zidnog ventila:

Oko 25-35% topline napušta prostoriju kroz ventilacijski sustav. Za smanjenje gubitaka i učinkovitu povrat topline koriste se rekuperatori. Klimatska oprema omogućuje vam korištenje energije otpadnih masa za zagrijavanje ulaznog zraka.
Imate li nešto dodati ili imate pitanja o radu raznih ventilacijskih rekuperatora? Ostavite komentare na publikaciju, podijelite svoje iskustvo u upravljanju takvim instalacijama. Obrazac za kontakt nalazi se u donjem bloku.

Posebna vrsta sustava prisilne ventilacije je prisilna ventilacija s grijanjem i recirkulacijom topline, koji osigurava djelomično zagrijavanje protoka ulaznog zraka zbog toplog zraka uklonjenog iz prostorije pomoću posebnog uređaja - izmjenjivača topline. U ovom slučaju, glavno zagrijavanje vanjskog zraka provodi se konvencionalnim grijačem zraka.

Povrat topline u dovodnoj i ispušnoj ventilaciji- pojava nije nova, ali je još uvijek rijetka kod nas. Tehnički gledano, rekuperacija je najčešći proces izmjene topline. Sama riječ “recovery” je latinskog podrijetla i znači “povrat potrošenog”. Rekuperatori ventilacije toplina vraća dio natrag u prostoriju kroz izmjenu topline između ulaznog i izlaznog toka. Obrnuti proces događa se za vrućeg vremena, kada izlazni hladni klimatizirani zrak hladi nadolazeći topli tok zraka. U ovom slučaju to bi se trebalo nazvati hladnim oporavkom.

Zašto je potreban oporavak? Očito, prije svega radi uštede energije. Izmjenjivač topline je uređaj u kojem se vrši izmjena dolazne i odlazne topline zračne mase. S normalnim ventilacija, temperaturna razlika između ulaznog i izlaznog zraka u hladnoj i vrućoj sezoni je značajna. Ako je, primjerice, vani -20°C, a unutra +24°C, onda je razlika veća od 40°C. Tu će razliku morati pokriti sustav grijanja. Ljeti je razlika manja, ali će i dodatno opteretiti klima uređaj. Rekuperator vam omogućuje da tu razliku svedete na minimum. Pravilno odabrana oprema omogućuje da pri 0°C vanjskog zraka i +20°C u zatvorenom prostoru razlika između ulaznog i izlaznog protoka bude unutar 4°C, tj. izrežite ga pet puta. Učinkovitost oporabe pada kako vanjska temperatura pada, ali uštede su i dalje značajne. Štoviše, kada postoji značajna razlika između unutarnje i vanjske temperature, oporavak je posebno koristan.

Mnoge suvremene građevinske tehnologije uključuju zrakonepropusne i paronepropusne ograde. Za učinkovitu ventilaciju i uklanjanje vodene pare iz prostorija s zatvorenim zidovima i prozorima s dvostrukim ostakljenjem, prisilno dovodna i ispušna ventilacija. Povrat topline u ovom je slučaju ključ ugodne izmjene zraka s minimalnim gubitkom topline.

U SAD-u i Kanadi, davno prije pojave opreme za povrat topline, kako zimi u prostoriju ne bi ulazio previše hladan zrak, a ljeti previše topao, došli su do upotrebe zemljanog izmjenjivača topline, koji je kasnije postao poznat kao “kanadski bunar”. njegova ideja

Sastoji se od činjenice da, prije ulaska u prostorije, vanjski zrak prolazi kroz kanale dovodnog zraka ukopane u zemlju, poprimajući vrijednost temperature blizu + 10 ° C - konstantna temperatura tla na dubini od 2 m ili više. Kanadski bunar, naime, nije rekuperator, ali smanjuje troškove energije za grijanje i klimatizaciju. Provjetravanje prostorija u tradicionalni uzorak s kanadskim zdencem, prirodno, ali može i prisilno.

Rekuperatori kao element ventilacijske opreme aktivno se koriste u europskim zemljama. Razlog njihove popularnosti je ekonomska korist koju pruža povrat topline. Postoje dvije vrste rekuperatora: pločasti i rotacijski. Rotacijski su učinkovitiji, ali i skuplji. Oni mogu vratiti 70-90% topline. Lamelarni su jeftiniji, ali štede manje, unutar 50-80%.

Jedan od čimbenika koji utječu na učinkovitost oporavka je vrsta sobe. Ako se temperatura u njemu održava iznad 23°C, tada se izmjenjivač topline definitivno isplati. A što je cijena energije skuplja, to je kraće razdoblje povrata. Vijek trajanja rekuperatora je prilično dug, a uz pravodobno održavanje i zamjenu jeftinih potrošnih materijala, teoretski je neograničen. Rekuperatori se mogu isporučiti kao monoblok ili više zasebnih modula.

Izmjenjivač topline je posebna vrsta izmjenjivača topline, na koji su spojeni ulazi i izlazi dovodnih i ispušnih kanala ventilacijskog sustava. Zagađeni zrak uklonjen iz prostorije, prolazeći kroz izmjenjivač topline, predaje svoju toplinu ulaznom vanjskom zraku, bez izravnog miješanja s njim. Takvo dodatno zagrijavanje dovodne ventilacije može značajno smanjiti troškove energije za zagrijavanje ulaznog zraka, posebno zimi.

Pločasti izmjenjivači topline

Pločasti izmjenjivači topline su dizajnirani na takav način da se strujanja zraka u njima ne miješaju, već međusobno kontaktiraju kroz stijenke kazete za izmjenu topline. Ova kaseta se sastoji od mnogo ploča koje odvajaju hladan zrak od toplog zraka. Najčešće su ploče izrađene od aluminijske folije koja ima izvrsna svojstva toplinske vodljivosti. Ploče mogu biti izrađene i od posebne plastike. Oni su skuplji od aluminija, ali povećavaju učinkovitost opreme.

Pločasti izmjenjivači topline imaju značajan nedostatak: kao rezultat temperaturne razlike na hladnim površinama nastaje kondenzat koji se pretvara u mraz. Izmjenjivač topline prekriven ledom prestaje učinkovito raditi. Kako bi se odmrznuo, dolazni tok se automatski prebacuje na zaobilaznicu izmjenjivača topline i zagrijava se pomoću grijača. Topli zrak koji izlazi u međuvremenu otapa inje na tanjurima. U ovom načinu rada, naravno, nema uštede energije, a period odmrzavanja može trajati od 5 do 25 minuta na sat. Za zagrijavanje ulaznog zraka tijekom faze odmrzavanja koriste se grijači snage 1-5 kW.

Neki pločasti izmjenjivači topline predgrijavaju ulazni zrak na temperaturu koja sprječava stvaranje leda. To smanjuje učinkovitost izmjenjivača topline za oko 20%.

Drugo rješenje za problem zaleđivanja su higroskopne celulozne kasete. Ovaj materijal apsorbira vlagu iz struje ispušnog zraka i prenosi je na ulaznu, čime vraća vlagu natrag. Ovakvi rekuperatori opravdani su samo u zgradama gdje nema problema nakupljanja vode. Nedvojbena prednost higroceluloznih rekuperatora je što im nije potrebno električno grijanje zraka, što znači da su ekonomičniji. Za rekuperatore s dvostrukim pločastim izmjenjivačem topline učinkovitost doseže 90%. U njima se ne stvara led, zbog prijenosa topline kroz međuzonu.

Poznati proizvođači pločastih izmjenjivača topline:

SCHRAG (Njemačka),
MITSUBISHI (Japan),
ELECTROLUX,
SYSTEMAIR (Švedska),
SHUFT (Danska),
REMAK, 2W (Češka),
MIDEA (Kina).

Rotacijski izmjenjivači topline

Za razliku od lamelarnih, u njima postoji djelomično miješanje ulaznog i izlaznog zraka. Njihov glavni element je rotor montiran u tijelu, koji je cilindar ispunjen slojevima profilirani metal (aluminij, čelik). Prijenos topline događa se tijekom rotacije rotora, čije se lopatice zagrijavaju odlaznim protokom i daju toplinu dolaznom toku, krećući se u krugu. Učinkovitost prijenosa topline ovisi o brzini rotora i podesiva je.

U rotacijskom izmjenjivaču topline tehnički je nemoguće potpuno eliminirati miješanje ulaznog i izlaznog zraka. Osim toga, ova vrsta opreme, zbog prisutnosti pokretnih dijelova, zahtijeva češće i ozbiljnije održavanje. Unatoč tome, rotacijski modeli vrlo su popularni zbog visokih stopa povrata topline (do 90%).

Proizvođači rotacijskih izmjenjivača topline:

DAIKIN (Japan),
KLINGENBURG (Njemačka),
SHUFT (Danska),
SYSTEMAIR (Švedska),
REMAK (Češka),
OPĆA KLIMA (Rusija-Velika Britanija).

S ekonomskog gledišta, rekuperatori topline će se prije ili kasnije opravdati, ali mnogo ovisi o tome koliko će učinkovito biti organizirana sama obnova. Oprema je vrlo pouzdana, a potrošač može računati na dugo razdoblje rada. Mnoge tvrtke proizvode širok raspon opskrbnih izmjenjivača topline dizajniranih posebno za stanove. Dakle, opskrbna jedinica s povratom topline za 2-3-sobni stan može koštati oko 17.000 rubalja. Učinak ventilacijskog sustava u stanovima je u rasponu od 100-800 m³ / h. Za seoske vikendice ova brojka je oko 1000-2000 m³ / h.

Rekuperatori s međunosačem topline

Ovaj izmjenjivač topline sastoji se od dva dijela. Jedan dio se nalazi u ispušnom kanalu, drugi u dovodnom kanalu. Između njih cirkulira voda ili otopina vode i glikola. Ispušni zrak zagrijava rashladnu tekućinu, koja zauzvrat predaje toplinu dovodnom zraku. U ovom izmjenjivaču topline nema opasnosti od prijenosa onečišćenja iz odvodnog zraka u dovodni zrak. Promjenom brzine cirkulacije rashladnog sredstva može se kontrolirati prijenos topline. Ovi rekuperatori nemaju pokretnih dijelova, ali imaju nisku učinkovitost (45-60%). Uglavnom se koristi za industrijske objekte.

Komorni rekuperatori

Zatvarač zatvaračem dijeli komoru na dva dijela. Jedan dio se zagrijava odsisnim zrakom, zatim zaklopka mijenja smjer strujanja zraka. Zbog toga se dovodni zrak zagrijava od toplih stijenki komore. Zagađenje i mirisi mogu se prenijeti iz odvodnog zraka u dovodni zrak. Zaklopka je jedini pokretni dio ovog izmjenjivača topline. Njegova učinkovitost je prilično visoka (70-80%).

toplinske cijevi

Ovaj izmjenjivač topline sastoji se od zatvorenog sustava cijevi. Ispunjeni su freon ili druga komponenta koja lako isparava. Ove tvari isparavaju zagrijavanjem uklonjenim zrakom. Pare se kondenziraju u drugom dijelu cijevi i ponovno prelaze u tekuće stanje. U ovom izmjenjivaču topline, prijenos onečišćenja je isključen, nema pokretnih dijelova, učinkovitost je prilično niska (50-70%).

Mnogi misle da su REKUPERATORI skupi, glomazni uređaji kratkog vijeka trajanja koje je teško integrirati u tehnološke procese, a njihov popravak zaustavlja proizvodnju na dulje vrijeme, a korištenje izmjenjivača topline čini neučinkovitim. Ti nedostaci omogućuju skepticima da se pomire s ogromnim gubicima toplinske energije i pitanja okoliša. Kao rezultat toga, rekuperatori su daleko od instaliranja u svim poduzećima, gdje je to svrsishodno.

Rješenje može biti ugradnja rebrastih Pločasti izmjenjivači topline(rekuperatori tipa OPT™)

Tehničke značajke rekuperatora tipa OPT

smanjiti troškove njegove kupnje do 40% zbog povrata toplinske energije;
smanjiti potrošnju goriva povećanjem temperature izgaranja ispušnih plinova (shema grijanja za kotlovnice, peći itd.);
poboljšati karakteristike kvalitete izgaranje goriva korištenjem prethodno zagrijanog zraka, kako bi se smanjilo mehaničko podgorijevanje goriva u ciklusu grijanja peći u kotlovnicama i drugim objektima;
hladiti dimne plinove u skladu s ekološkim zahtjevima i sanitarnim standardima;
koristiti toplinu otpadnih plinova za grijanje prostora, zagrijavanje vanjskog zraka;
za tehnološke procese koji zahtijevaju niske temperature, ohladiti dimne plinove;
smanjiti temperaturu dimni plinovi, čime se smanjuju troškovi čišćenja plina;
zamijeniti rekuperatore koji zahtijevaju složene popravke s pouzdanijim;
uspješno ispunjavati zahtjeve Zakona br. 261 FZ „O uštedi energije”;

Prednosti rebrastih pločastih izmjenjivača topline u odnosu na tradicionalne pločaste, rotacijske i cijevne modele

mogućnost korištenja u agresivnim i abrazivnim okruženjima, u okruženjima s jakim onečišćenjem plinom i prašinom;
povećane granice radne temperature - do 1250 C, dok se radni vijek analognih rekuperatora smanjuje čak i na 800 C;
optimizirane dimenzije i težina - 4-8 puta lakši od analognih rekuperatora;
znatno niži trošak;
skraćena razdoblja povrata;
niski pokazatelji otpora tijekom prolaska protoka zraka duž trakta;
poboljšani dizajn koji sprječava nakupljanje troske;
produljeni vijek trajanja;
produljeno radno vrijeme prije preventivnih mjera;
poboljšane karakteristike težine i veličine, olakšavajući ugradnju i transport rekuperatora

Zašto se ovaj tip izmjenjivača topline može smatrati kompetentnim izborom?

povećanje površine prijenosa topline po jedinici volumena i mase;
visoka pouzdanost korištenog izmjenjivača topline;
značajno smanjenje mogućnosti kvara izmjenjivača topline zbog abrazivnog trošenja i toplinskih deformacija;
pojednostavljenje procesa popravka i održavanja rekuperatora;
Mogućnost modularne izvedbe i montaže rekuperatora
Najčešći slučajevi korištenja rekuperatora.

Izmjenjivači topline plin-plin koriste se u mnogim područjima, koja se mogu podijeliti u sljedeće kategorije:

Procesi s niskom temperaturom rashladnog sredstva:

Interval 20 do 60°C

s malim količinama plinova, na primjer, kao utilizator dimnih plinova pri radu plinskih kotlova u maloj prostoriji, gdje se izmjenjivač topline koristi u ventilacijskom sustavu.
s velikim količinama plinova, na primjer, u ventilacijskom sustavu radionica, koncertnih dvorana, zatvorenih stadiona i drugih velikih prostorija.

Raspon 60 do 200°C

kod malih količina plinova, na primjer, za uklanjanje dimnog produkta izgaranja goriva, koji se oslobađa kao plin tijekom raznih tehnoloških procesa.
s velikim količinama plinova, na primjer, korištenje plinskog izmjenjivača topline moguće je u sustavu ventilacije sušionica i lakirnica.

Procesi s prosječnom razinom temperature rashladnog sredstva.

Raspon je od 200 do 600°C, primjer je iskorištavanje topline dimnih plinova tijekom rada kotlovnica, a moguće je i uštedjeti ugljen preusmjeravanjem viška topline na zagrijavanje zraka koji se dovodi u ložište.

Procesi s visokom razinom temperature rashladnog sredstva.

Raspon je od 600 do 800°C, na primjer u industriji plastike, izmjenjivač topline može biti koristan za hlađenje plina ili za povrat topline koju nose dimni plinovi.
Raspon je do 1000°C i više, što se promatra u proizvodnji stakla, u metalurgiji, preradi nafte i plina i drugim područjima proizvodnje, gdje će izmjenjivač topline postati osnova za rješavanje problema kao što su ušteda ugljena ili djeluje kao iskorištavač nastalih dimnih plinova.

Treba napomenuti da korištenje izmjenjivača topline plin-plin pri temperaturi dimnih plinova od 45-50 ° C zahtijeva poseban izračun učinkovitosti.

zaključke

Instalacije s povratom topline mogu upola smanjiti troškove energije za grijanje prostora. Njihova instalacija se često isplati već prvog dana. sezona grijanja. Ugradnja rekuperatora tijekom izgradnje i rekonstrukcije omogućuje djelomično smanjenje opterećenja sustava grijanja cijele zgrade i napuštanje značajnog dijela tradicionalne opreme za grijanje. Trošak ugradnje rekuperatora je investicija ne samo u smanjenje troškova grijanja, već iu osiguranje optimalne klimatskim uvjetima u zatvorenim prostorima i u konačnici za ljudsko zdravlje.

Uređaji koji mogu štediti toplinu i druge oblike energije postaju sve važniji jer cijene energije neprestano rastu. Također, dugo nismo sumnjali u potrebu udisanja svježeg čistog zraka u zatvorenom prostoru. Negativnu ulogu u gradnji odigrala je instalacija popularnih plastični prozori i zapečaćena vrata. Oni ometaju izmjenu zraka i dovode do neželjenih posljedica. U pozadini svih ovih čimbenika, u pomoć nam dolaze ventilacijski sustavi s povratom topline. Ne samo da nam štede novac, nego i štite naše zdravlje.

Svi znaju da postoji veliki izbor sustava za ventilaciju prostorija. Najjednostavniji od njih su sustavi otvorenog tipa (prirodni), na primjer, pomoću prozora ili prozora.

Ali ova metoda ventilacije apsolutno nije ekonomična. Osim toga, za učinkovitu ventilaciju morate imati stalno otvoren prozor ili prisutnost propuha. Stoga će ova vrsta ventilacije biti izuzetno neučinkovita. Dovodna ventilacija s povratom topline sve se više koristi za ventilaciju stambenih prostorija.

Jednostavnim riječima, oporavak je identičan riječi "očuvanje". Regeneracija topline je proces skladištenja toplinske energije. To je zbog činjenice da protok zraka koji napušta prostoriju hladi ili zagrijava zrak koji ulazi unutra. Shematski se proces oporavka može prikazati na sljedeći način:

Ventilacija s povratom topline odvija se prema načelu da tokovi moraju biti odvojeni konstrukcijskim značajkama izmjenjivača topline kako bi se izbjeglo miješanje. Međutim, na primjer, rotacijski izmjenjivači topline ne omogućuju potpunu izolaciju dovodnog zraka od ispušnog zraka.

Postotak učinkovitosti izmjenjivača topline može varirati od 30 do 90%. Za posebne instalacije, ova brojka može biti 96% uštede energije.

Što je rekuperator zraka

Po svojoj konstrukciji, izmjenjivač topline zrak-zrak je jedinica za povrat topline izlazne zračne mase, koja omogućuje najučinkovitije korištenje topline ili hladnoće.

Zašto odabrati ventilaciju s povratom topline

Ventilacija, koja se temelji na povratu topline, ima vrlo visoku učinkovitost. Ovaj pokazatelj izračunava se omjerom topline koju izmjenjivač topline stvarno proizvodi i maksimalne količine topline koja se jedino može pohraniti.

Koje su vrste rekuperatora zraka

Do danas se ventilacija s povratom topline može izvesti pomoću pet vrsta rekuperatora:

Ploča, koja ima metalna konstrukcija i ima visoka razina propusnost vlage;
rotacijski;
vrsta komore;
Rekuperator s međunosačem topline;
Toplinske cijevi.

Ventilacija kuće s povratom topline pomoću prvog tipa izmjenjivača topline omogućuje dolaznim strujama zraka sa svih strana da struju oko mnoštva metalnih ploča s povećanom toplinskom vodljivošću. Učinkovitost rekuperatora ove vrste kreće se od 50 do 75%.

Značajke uređaja pločastih izmjenjivača topline

Zračne mase ne dolaze u kontakt;
Svi detalji su fiksni;
Nema pokretnih strukturnih elemenata;
Ne stvara kondenzat;
Ne može se koristiti kao odvlaživač prostora.

Značajke rotacijskih izmjenjivača topline

Rotacijski tip rekuperatora ima značajke dizajna, uz pomoć kojih dolazi do prijenosa topline između dovodnih i izlaznih kanala rotora.

Rotacijski izmjenjivači topline prekriveni su folijom.

Učinkovitost do 85%;
Štedi električnu energiju;
Primijenimo na odvlaživanje prostorije;
Miješanje do 3% zraka iz različitih struja, u vezi s kojima se mogu prenijeti mirisi;
Složeni mehanički dizajn.

Dovodna i ispušna ventilacija s povratom topline, na temelju komorni rekuperatori, koristi se izuzetno rijetko, jer ima mnogo nedostataka:

Učinkovitost do 80%;
Miješanje nadolazećih tokova, u vezi s kojima se povećava prijenos mirisa;
pokretni dijelovi konstrukcije.

Rekuperatori temeljeni na srednjem nosaču topline imaju u svom dizajnu otopinu vode i glikola. Ponekad kao rashladno sredstvo može djelovati obična voda.

Značajke rekuperatora s međunosačem topline

Krajnje niska stopa Učinkovitost do 55%;
Miješanje struja zraka potpuno je isključeno;
Područje primjene - velika proizvodnja.

Ventilacija s povratom topline temeljena na toplinskim cijevima često se sastoji od opsežnog sustava cijevi koje sadrže freon. Tekućina pri zagrijavanju isparava. U suprotnom dijelu izmjenjivača topline freon se hladi, zbog čega se često stvara kondenzat.

Značajke rekuperatora s toplinskim cijevima

Nema pokretnih dijelova;
Mogućnost onečišćenja zraka mirisima potpuno je isključena;
Prosječni indeks učinkovitosti je od 50 do 70%.

Trenutno izdano kompaktne jedinice za obnavljanje zračne mase. Jedna od glavnih prednosti mobilnih izmjenjivača topline je nepostojanje potrebe za zračnim kanalima.

Glavni ciljevi povrata topline

Ventilacija koja se temelji na povratu topline koristi se za održavanje potrebne razine vlažnosti i temperature u zatvorenom prostoru.
Za zdravlje kože. Iznenađujuće, sustavi povrata topline imaju pozitivan učinak na ljudsku kožu, koja je stalno vlažna, a rizik od isušivanja sveden je na minimum.
Kako biste izbjegli isušivanje namještaja i škripu podova.
Kako bi se povećala vjerojatnost pojave statičkog elektriciteta. Ne znaju svi ove kriterije, ali s povećanim statičkim naponom plijesan i gljivice razvijaju se puno sporije.

Pravilno odabrana dovodna i ispušna ventilacija s povratom topline za vaš dom omogućit će vam značajnu uštedu na grijanju zimi i klimatizaciji ljeti. Osim toga, ova vrsta ventilacije ima pozitivan učinak na ljudsko tijelo, od kojih ćete biti manje bolesni, a rizik od gljivica u kući bit će sveden na minimum.