Hővisszanyerés szellőztető rendszerekben: működési elv és tervezési lehetőségek

A szellőztetés során nemcsak az elszívott levegőt hasznosítják újra a helyiségből, hanem a hőenergia egy részét is. Télen ez magasabb energiaszámlákhoz vezet.

A központi és helyi szellőztető rendszerek hővisszanyerése lehetővé teszi az indokolatlan költségek csökkentését a levegőcsere veszélyeztetése nélkül. A hőenergia visszanyerésére különböző típusú hőcserélőket használnak - rekuperátorokat.

A cikk részletesen ismerteti az egységek modelljeit, tervezési jellemzőit, működési elveit, előnyeit és hátrányait. A bemutatott információk segítenek a szellőzőrendszer elrendezésének optimális lehetőségének kiválasztásában.

A visszanyerés fogalma: a hőcserélő működési elve

A latin fordításban a gyógyulás kompenzációt vagy visszatérést jelent. A hőcsere-reakciók tekintetében a visszanyerést úgy jellemzik, mint egy technológiai műveletre fordított energia részleges visszanyerését az azonos folyamatban történő alkalmazás céljából.

BAN BEN szellőztető rendszer A visszanyerési elvet a hőenergia megtakarítására használják.

Analógia alapján a hűtés visszanyeri meleg időben - a meleg befolyó tömegek felmelegítik a kipufogógázt, és hőmérsékletük csökken.

Az energia-visszanyerési folyamat egy rekuperatív hőcserélőben történik.A készülék hőcserélő elemet és ventilátorokat tartalmaz a többirányú légáramlás szivattyúzásához. A folyamat vezérlésére és a levegőellátás minőségének szabályozására automatizálási rendszert használnak.

A kialakítás úgy van kialakítva, hogy a befúvó és a kipufogó áramlás külön rekeszben legyen, és ne keveredjen - a hővisszanyerés a hőcserélő falain keresztül történik.

Értsd és értsd meg, mi az szellőztetés helyreállítással A levegő keringésének vizuális diagramja segít.

A nedves helyiségekben (WC, fürdőszoba, konyha) a páraelszívókon keresztül távozik a távozó levegő. Mielőtt kiveszik a szabadba, áthalad a rekuperátoron, és elhagyja a hő egy részét. A bevezetett levegő az ellenkező irányba mozog, felmelegszik és belép a nappaliba (+)

A rekuperátor megvalósíthatósága a szellőztetésben

A rekuperatív szellőztetés beépítésének megvalósíthatóságáról úgy beszélhetünk, ha felmérjük a rendszer hatékonyságát, és összehasonlítjuk előnyeit a hátrányokkal.

A hő egy részét a kívülre szívott elszívott levegőből veszik fel, és a helyiségbe irányított, kényszerített friss fúvókákba továbbítják. Ez lehetővé teszi a hőveszteség akár 70%-os csökkentését (+)

A hővisszanyerés szükségessége leginkább a kényszerlevegő-elszívású épületekben érvényesül. Ezek általában alacsony tehetetlenségű épületek, amelyeket innovatív hőszigetelési technológiákkal (szendvicspanelekből, gázszilikát lapokból, habblokkokból készült házak) építettek.

Az ilyen épületekben a falak nem halmozzák fel jól a hőt, és a természetes légcsere nem hatékony.

A légáramlással kapcsolatos problémák azonban jellemzőek a „hagyományos” téglából és betonból készült épületekre is.A zárt hő- és hangszigetelő PVC ablakok természetes impulzussal blokkolják a keringést - a friss levegő áramlása leáll, és a szellőzőcsatornában a huzat felborul vagy nullára hajlik.

Az „Euro-ablakok” problémájának megoldása a kényszerszellőztetés megszervezése. A rendszer helyreállítja a légcserét, de a hőveszteség akár 60%-kal is megnő. És itt már nem lehet hővisszanyerés nélkül menni.

A cserefolyamat hatékonyságát százalékban fejezzük ki, és azt mutatja meg, hogy az elszívott levegőből mennyi hőt fordítottak a friss „beszívott” levegő felmelegítésére.

Szellőztetés hővisszanyerési hatékonysági mutatója:

• 0% - nyitott ablak - meleg levegő távozik a légkörbe, és hideg levegő lép be, csökkentve a helyiség hőmérsékletét;
• 100% - a befúvott levegőt a „kifúvó” hőmérsékletre melegítik - műszakilag kivitelezhetetlen;
• 30-90% - elfogadható paraméter, 60% vagy annál nagyobb hatásfokú visszanyerés jónak számít, 80% feletti hatásfok kiváló hőátadás.

A rendszer hatékonysága a rekuperátor típusától, a helyiség méretétől és a légáramlástól függ. Mindenesetre a visszanyerő szellőztetés alkalmazása még 30%-os hatásfokkal is jövedelmezőbb, mint annak hiánya. Az energiaforrások jelentős megtakarítása mellett a hő „regenerálása” javítja a helyiség általános mikroklímáját.

A hőcserélő használatának hátrányai:

1. Energiafüggőség. Klímaberendezés beszerzése akkor indokolt, ha a rekuperátor felszerelése után az áramfogyasztás lényegesen kisebb, mint a megtakarítás.
2. Kondenzáció. A hőmérséklet-különbségek miatt nedvesség lecsapódhat a hőcserélő falán. Télen fennáll a jegesedés lehetősége, ami a hatásfok gyors csökkenéséhez vagy a rekuperátor meghibásodásához vezethet.
3. Zajos munka. Egyes modellek zümmögést bocsátanak ki működés közben.Ha napközben ez a hátrány nem különösebben észrevehető, akkor éjszaka a zaj kellemetlenséget okoz. A javított szigetelésű rekuperátorok csendesen működnek.

A magas kezdeti beruházás gyakran a fő érv az energiahatékony szellőztetés ellen.

Célszerű olyan rendszerbe fektetni a pénzt, amely 5-8 éven belül megtérül. Figyelembe kell venni, hogy a komplexum fenntartása többletköltségekkel jár, például a ventilátorok időszakos cseréjével.

Különböző típusú hőcserélők jellemzői

A rekuperátor kialakítása meghatározza a hűtőfolyadék áramlási mintáját, a szellőzőrendszer hatásfokát, az energiafogyasztási osztályt és a berendezés költségét. Ötféle hőcserélőt használnak: lemezes, forgó, hőcsövek, kamrás készülékek és közbenső hűtőközeggel ellátott modellek.

Lemezrekuperátor – a tervezés egyszerűsége

A hőcserélő alapja egy zárt kamra, sok párhuzamos légcsatornával. A csatornákat válaszfalak választják el - acélból vagy alumíniumból készült hővezető lemezek.

A hullám alakú lemezek (60-70 db) egy blokkba vannak csoportosítva úgy, hogy a kialakított csatornák keresztben helyezkedjenek el egymással - a keletkezett turbulencia javítja a hőátadást (+)

A gázáramok egymás felé haladnak, metszik egymást a rekuperátor kazettában, de nem keverednek. A hőcsere a lemezek különböző oldalról történő egyidejű hűtése és melegítése miatt történik.

A keresztirányú hőcserélő előnyei:

• a berendezések egyszerű telepítése és konfigurálása;
• a légtömegek érintkezésének kizárása;
• megfizethető költség és kompakt méretek;
• dörzsölő és mozgó alkatrészek hiánya.

A hatásfok 40-70% tartományban változik.

A lemezes modell fő hátránya a kondenzátum leülepedése a kipufogócsatornában és a téli jégképződés. Az egység leolvasztásához a bejövő áramot átirányítják a hőcserélő megkerülésére, és a meleg kimenő áram megolvasztja a jeget a lemezeken.

A „leolvasztás” üzemmódban energiamegtakarítás nem történik, a bejövő levegő felmelegítésére legfeljebb 5 kW teljesítményű légfűtőket használnak. Az átlagos hatékonysági érték 20%-kal csökken (+)

A probléma megoldásának két lehetséges módja van:

1. A beáramló levegő előmelegítése olyan hőmérsékletre, amelyen a jégképződés kizárt.
2. Rekuperátor higroszkópos cellulóz lemezekkel. Az anyag felszívja a nedvességet az elszívott levegőtömegekből, és átadja azt az újonnan bejövő áramlásoknak.

A keresztirányú hőcserélő kiválasztásakor figyelembe kell venni a lemezek működési jellemzőit.

Jellemzőik a gyártás anyagától függenek:

1. Alufólia – megfizethető költség, de korlátozott teljesítmény télen. Ezenkívül nem ajánlott lakóhelyiségekbe a légszáradás miatt. A fürdők és úszómedencék számára a legjobb megoldás az alumínium „töltelékes” módosítások.
2. Műanyag válaszfalak - árban hasonló a fémtermékekhez, de különböznek a jobb működési hatékonyságban.
3. Cellulóz hőcserélő – megakadályozza a fagyást és fenntartja a normál nedvességtartalmat a beltérben.

A higrocellulóz rekuperátor a leggazdaságosabb és legoptimálisabb a lakóépületek szellőztetéséhez.

Rotációs rekuperátor – magas rendszerhatékonyság

A hőcserélő hullámos fémrétegekkel töltött henger formájában van kialakítva. Ahogy a dobegység forog, felváltva meleg vagy hideg levegősugarak lépnek be az egyes rekeszekbe.

Forgó rekuperátor kialakítása: forgótengely és két légcsatorna.A rotor egyik szakaszát „ledolgozással” melegítik, a dob forog, és a hőt a szomszédos csatornában koncentrált hideg tömegekre irányítják (+)

A hőátadás hatásfokát a forgórész forgási sebessége határozza meg, a működési hatásfok állítható.

Érvek a rotációs rekuperátor mellett:

• hővisszaadás akár 65-90%;
• hatékonyság villamosenergia-fogyasztás;
• részleges nedvességpótlás – párásító nélkül is megoldható;
• visszafizetési időszak - 4 évig.

Nagy hatékonysága ellenére a dob típusú hőcserélő nem vált vezető szerepet a hasonló berendezések között.

A szellőzőrendszer hátrányai:

1. Szennyezett levegő hozzáadása a betápláláshoz. A kipufogó- és a betápláló tömegek felváltva keringenek a mikrocsatornákon, így a „dolgozó” körülbelül 3-8%-a visszakerül. A dob gyakran közvetíti a kiáramló levegő szagát.
2. A tervezés összetettsége. A forgórész forgó részei rendszeres karbantartást és időszakos cserét igényelnek. A mozgó elemek működés közben zajt és vibrációt keltenek.
3. Magas ár. A forgó modellek ára magasabb, mint a lemezes termékeké. Ez annak köszönhető, hogy a dob hőcserélőjének tervezése során összetett mechanikát alkalmaztak.
4. Nagy méretek. A beszerelés tágas szellőzőkamrában történik.

Terjedelmük miatt a forgóegységeket főként ipari vállalkozásokban használják.

A légáramlások keveredésének minimalizálása érdekében a forgó hőcserélőket közbenső szektorokkal egészítik ki - itt a mikrocsatornákat friss levegővel fújják, amely visszaáramlik a páraelszívóba. Az áramkör hátránya a hatékonyság csökkenése (+)

Kapcsolt hőcserélők – glikolmodell

Tervezési jellemzői miatt a köztes hűtőközeggel rendelkező visszanyerő egységet gyakran hívják csatolt hőcserélőknek vagy gleccser egységnek. Ez az egyik legrugalmasabb hővisszanyerő rendszer. Az egyik hőcserélő a bevezető csatornába, a második a kipufogócsatornába vágódik.

A csővezeték diagram tartalma: keringtető szivattyú, tágulási tartály, légszelep, szabályozó, hőmérséklet-érzékelő, biztonsági szelep, nyomásjelző (+)

Működés elve. A glikol összetétel a hőcserélők között kering. A fűtött kipufogó áramlás hatására a hűtőfolyadék hőmérséklete megemelkedik, majd a hőenergia friss levegőbe kerül. A zárt rendszer kiküszöböli a szembejövő légtömegek keveredését.

A hűtőfolyadékkal ellátott hőcserélők működésének jellemzői:

• Hatékonyság – 45-55%;
• a hatékonyság beállítása szivattyúval - a fagyálló mozgásának sebessége van kiválasztva;
• a befúvó és elszívó légcsatornák egymástól távoli elhelyezésének lehetősége (800 m-ig);
• a rekuperátor függőlegesen vagy vízszintesen van felszerelve;
• erős fagy esetén a kipufogó hőcserélő felülete lefagy és jég jelenik meg; a fagyálló használata lehetővé teszi a rekuperátor működtetését leolvasztás nélkül;
• a rendszer megtérülési ideje - legfeljebb 2 év;
• 1 búra és több beömlő kombinációja megengedett, vagy fordítva.

A távozó és a beszívott levegő térfogatának megközelítőleg egyenlőnek kell lennie. Az ilyen rekuperátorokat általában akkor használják, ha a befolyó anyag mérgező vagy erősen szennyezett, amikor a patakok keveredése elfogadhatatlan.

Kamraegység – sokoldalú felhasználás

Szerkezetileg a kamrás hőcserélő egy zárt doboz, belül mozgó csappantyúval osztva.A nyitó partíció határozza meg a rekuperátor működési sémáját.

A kiáramlás az egyik csatornán halad, a beáramlás pedig a második kamrába kerül. A hőcserélőben meleg tömegek melegítik fel az első rekesz falait. Egy idő után a csappantyú elmozdul, és a légáramlás irányt változtat

Ennek eredményeként a beáramlás az első légcsatorna meleg falai mentén mozog, és a „kipufogó” felmelegíti a második kamra felületét. Egy bizonyos ponton a septum visszatér, és a ciklus megismétlődik.

A kamrás hőcserélő egység előnyei:

• Hatékonyság – 80-90%;
• a kiváló minőségű hőszigeteléssel párhuzamosan a fűtési költségek minimálisra csökkennek;
• egyszerű telepítés - szakember segítségére lesz szükség a szellőzőegység paramétereinek kiválasztásakor;
• a páratartalom fenntartása;
• a rendszer lefagyása kizárt.

A kamrás hőcserélő kiváló választás azokban a régiókban, ahol az év hosszú időszakában jelentős egyensúlyhiány van a belső és a külső hőmérséklet között.

A hővisszanyerő egység hátrányai a következők:

• a mozgó elemek rendszeres karbantartásának szükségessége;
• Az ellenlégáramok részben összekeverednek – a szagok és a szennyeződések visszafolyhatnak az épületbe.

Az összekeveredés csökkentése érdekében a rendszer fel van szerelve szűrőbetét. A levegő tisztább lesz, de a rekuperátor hatásfoka csökken.

Hőcsövek – zárt hőcserélő rendszer

A rekuperátor sok réz- vagy alumíniumcsőből áll, amelyek könnyen elpárolgó anyaggal, például freonnal vannak feltöltve. A cső alakú hőcserélő működési elve fizikai folyamatokon alapul - az anyag állapotának változásán hevítés közben.

A hőcső függőlegesen van elhelyezve - a hőcserélő alsó vége a kipufogócsatornában, a teteje pedig a befúvó légcsatornában van. A kimenő áramlás a cső végén körbemegy - a freon felmelegszik, felforr és elpárolog (+)

A gáz felemelkedik és hőenergiát bocsát ki a befolyóba, majd a freon lecsapódik és lefolyik a rekuperátoron. A termikus ciklus körben ismétlődik.

A cső alakú hőcserélő műszaki és működési jellemzői:

• a készülék hatékonysága - legfeljebb 65%;
• csendes működés mozgó elemek hiánya miatt;
• a tervezés egyszerűsége és alacsony karbantartás;
• tömörség — kis méretek és kis tömeg;
• energiafüggetlenség – a hűtőfolyadék természetesen kering;

Jelentős előnye, hogy a beáramló és a visszatérő levegő nem keveredik.

A hőcsövek gyengeségei:

• magas szintű hatékonyság szűk hőmérséklet-tartományban érhető el - hirtelen túlmelegedés esetén az összes freon elpárolog, és nem megfelelő fűtés esetén a párolgás intenzitása lelassul;
• csövek alacsony szilárdsága – az alakváltozás vagy a nyomáscsökkenés csökkenti a berendezés teljesítményét.

A csőszerű hőcserélőket magánépületekben, adminisztratív és irodaházakban, valamint kis ipari területeken használják.

A rekuperatív lélegeztetés megszervezésének módszerei

A helyreállítás a következő módok egyikével történik: centralizált és decentralizált. Az első esetben a szellőzés az egész helyiségből áthalad a hőcserélőn, a másodikban - egy helyiségből.

Központi komplexum – légkezelő egység

A szellőztetőrendszer építésének vagy jelentősebb korszerűsítésének szakaszában központosított rendszert telepítenek.

Beépített rekuperátorral ellátott kényszer-ellátó és kipufogó egység (PVU) van kiválasztva. A fő kiválasztási kritérium a komplexum általános teljesítménye a szerkezet teljes levegőmennyisége alapján (+)

A rekuperátorral ellátott PVU még a tömített ablakú házakban is elegendő légcserét biztosít. Ugyanakkor a légáramlás egyenletesen oszlik el, huzat keletkezése nélkül.

Összetett légkezelő egységek monoblokk típus felszerelve:

• rajongók – éjjel-nappal tiszta levegő ellátás és szén-dioxiddal telített fúvókák kibocsátása;
• melegítők – befolyó előmelegítése;
• szűrők – felfogja a port és a mikrorészecskéket;
• erőgyűjtő — különböző típusú berendezések használhatók.

Néhány PVU funkcionalitása kibővült késleltetési időzítővel, teljesítményszabályozóval, páratartalom-érzékelőkkel stb.

A monoblokkos modellek testét zajelnyelő anyag borítja, így a PVU működése nagyon halk. A szellőzőberendezések függőleges, vízszintes és függesztett változatai is lehetségesek

A rekuperatív monoblokk PVU-k jól beváltak: "szellőzőnyílások" (Ukrajna), Dantherm (Dánia), "Daikin" (Japán), "Dantex" (Anglia).

Helyi egységek - a meglévő szellőzőrendszer kiegészítése

A légtömegek cirkulációjának helyreállítására a használt helyiségben a hővisszanyerős decentralizált légbeömlők alkalmasak.

Bevágják az épület homlokzatát, vagy ablakon keresztül szerelik fel. Fő feladatuk a fejlődés szellőztetést a házban.

A helyi rekuperátorok ventilátorral és lemezes hőcserélővel vannak felszerelve. A bemeneti „hüvely” hangelnyelő anyaggal van szigetelve.A kompakt szellőztető egységek vezérlőegysége a belső falon található

A decentralizált szellőzőrendszerek visszanyeréssel:

• Hatékonyság – 60-96%;
• alacsony termelékenység – a készülékek légcserét biztosítanak 20-35 nm-es helyiségekben;
• megfizethető áron és egységek széles választéka, a hagyományos fali szelepektől a többlépcsős szűrőrendszerrel és a páratartalom beállításával rendelkező automatizált modellekig;
• könnyű telepítés - az üzembe helyezéshez nincs szükség légcsatornákra, szerelje fel a fali szelepet meg tudod csinálni magad.

A helyi rekuperátorok népszerű gyártói: Prana (Ukrajna), O.Erre (Olaszország), Hóvihar (Németország), Szellőzőnyílások (Ukrajna), Aerovital (Németország).

A falbemenet kiválasztásának fontos kritériumai: megengedett falvastagság, teljesítmény, a rekuperátor hatékonysága, a légcsatorna átmérője és a szivattyúzott közeg hőmérséklete

Következtetések és hasznos videó a témában

A természetes szellőztetés és a visszanyerős kényszerrendszer működésének összehasonlítása:

A központosított rekuperátor működési elve, a hatékonyság számítása:

Decentralizált hőcserélő tervezése és működési eljárása a Prana fali szelep példájával:

A hő mintegy 25-35%-a a szellőzőrendszeren keresztül távozik a helyiségből. A rekuperátorokat a veszteségek csökkentésére és a hő hatékony visszanyerésére használják. A klímaberendezések lehetővé teszik a hulladéktömegek energiájának felhasználását a bejövő levegő felmelegítésére.

Van-e hozzáfűznivalója, vagy kérdése van a különböző szellőztető rekuperátorok működésével kapcsolatban? Kérjük, írjon megjegyzéseket a kiadványhoz, és ossza meg tapasztalatait az ilyen létesítmények üzemeltetésével kapcsolatban. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.