В процеса на вентилация от стаята се използва не само отработеният въздух, но и част от топлинната енергия. През зимата това води до увеличаване на сметките за енергия.
Възстановяването на топлината във вентилационните системи от централизиран и местен тип ще позволи да се намалят неоправданите разходи, без да се нарушава обмяната на въздух. За оползотворяване на топлинна енергия се използват различни видове топлообменници - рекуператори.
Статията описва подробно моделите на агрегатите, техните конструктивни характеристики, принципи на работа, предимства и недостатъци. Предоставената информация ще помогне при избора на най-добрия вариант за организиране на вентилационна система.
Видове единици за рекуперация на топлина
Възстановяването на топлината в захранващата вентилационна система е сравнително ново явление и все още не е широко разпространено. Има няколко вида устройства и голям избор от модели за всеки тип. Приточно-изпускателната вентилация с въздушно отопление и рекуперация изпълнява следните функции:
- Топлинно възстановяване;
- Икономия на гориво;
- Намаляване на разходите за оборудване;
- Осигуряване на екологични стандарти;
- Намаляване на транспортните разходи;
- Намаляване на разходите за почистване на газ;
- Намаляване на разходите за отоплителната система.
Ротационен (барабан)
Топлообменникът е подходящ за райони със суров климат. Барабанът е изработен от алуминиево фолио. Чрез прогресивни движения топлината се прехвърля от извлечения към подавания въздух:
- Топлината се предава на подавания въздух;
- Смесването на потоци е по-малко от 0,1%;
- Връща се топъл и овлажнен въздух.
Стаите изсъхват по-малко. Нетната мощност е 92%.
Ламеларен кръстосан рекуператор
Предназначен за райони с меки метеорологични условия. Обратните токове на пластинковия рекуператор са разделени от алуминиево фолио.
- Топлината се предава на подавания въздух;
- Образува се конденз;
- Изисква се оттичане на вода.
Топлината на отработения въздух през алуминиевите плочи загрява подавания въздух. Влагата се кондензира върху плочите на топлообменника, която идва от помещенията.
По време на загряването ефективността на топлообменника е нула, не се получава възстановяване на топлината. Общата ефективност на климатика намалява. Системата връща до 95% от топлината.
Топлинни тръби
Този тип се произвежда като херметически затворена тръба от материал с добра топлопроводимост. Вътре се налива фреон. Рекуператорът е поставен вертикално в канала (допустимо е да се инсталира на малка степен). Долният край е поставен в аспиратора, а горният край в захранващата вентилация.
Топъл въздух тече през долния канал в долната част на тръбата. Фреонът кипи, парите навлизат в горната част и отговарят на приточния въздух, отнемайки топлина от фреона. Кондензатът се утаява на дъното на тръбата и цикълът се повтаря. Предимство: няма движещи се части. Недостатък: лоша производителност, системата работи на фреон.
Устройство за междинен топлоносител
Като топлоносител се използва вода или специален разтвор.
- Два топлообменника са свързани помежду си с тръбопроводи;
- Един от тях е в канала, който черпи въздух и получава топлина;
- Топлината преминава през охлаждащата течност към втория топлообменник, разположен в канала за подаване на въздух, където се извършва отоплението.
Потоците не се смесват помежду си, но междинният топлоносител намалява ефективността с до 50%. Освен това ефективността може да се увеличи с помпа.Предимството на междинните течности за пренос на топлина е, че топлообменниците могат да бъдат монтирани на разстояние един от друг. Монтажът се извършва вертикално и хоризонтално.
Наземен топлообменник
Разходите за експлоатация на системата намаляват с 5-10%. Ако няма наземен топлообменник, въздухът, влизащ в системата за рекуперация, влиза директно от улицата. Полага се тръба със наземен топлообменник на дълбочина около два метра в земята. Температурата на въздуха под замръзване на почвата винаги остава стабилна в рамките на + 10 ° C.
Въздухът преминава през тръбата в земята и навлиза в възстановяването на топлината. Много по-лесно е да компенсирате температурните разлики. Нагревателните елементи се включват по-рядко, спестяването на топлина става по-голямо.
Наземният топлообменник трябва да бъде направен съгласно проекта. В зависимост от площта на къщата се избира рекуперационна система, която отнема определен обем въздух от улицата и, преминавайки през целия наземен топлообменник, го загрява. Важно е да се консултирате с опитен дизайнер. Той е този, който ще може да изчисли дължината и дълбочината на канала.
Електрически устройства
Електрическите въздушни нагреватели за захранваща вентилация са много ефективни, но доста скъпи отоплителни устройства. Повишаването на температурата във вентилационния канал се извършва в резултат на въздушен контакт с горещи спирали или плочи, изработени от огнеупорни видове метали.
Повишаване на температурата на нагревателните елементи възниква поради промяна в електрическото съпротивление на нагревателите. Това изисква много електрическа енергия.
Степента на нагряване на намотката или плочата е пряко пропорционална на силата на тока, който протича през елемента. Чрез увеличаване на напрежението можете да намалите силата на тока, без да променяте електрическата мощност.
Предимства и недостатъци на електрическите нагреватели
Сред основните предимства, които характеризират електрически въздушен нагревател, си струва да се подчертае следното.
Лесен процес на инсталиране. Така че е много по-лесно да приведете кабел към нагревателя, отколкото да циркулирате вода или друга охлаждаща течност вътре в него.
Не е нужно да се притеснявате за изолиране на окабеляването. Загубата на мощност в кабела поради електрическо съпротивление е много по-ниска от загубата на топлина във всяка тръба с топлоносител.
Лесно регулиране на подходяща температура на въздуха. За да можете да настроите температурата на подавания в помещението въздух на необходимото ниво, достатъчно е да инсталирате прост температурен сензор в електрическата верига на отоплителното устройство. В случай на бойлер, ще е необходимо да се координира мощността на котела, температурата на охлаждащата течност и въздуха.
В същото време електрическият тип устройства също има своите недостатъци. На първо място, това е цената на устройството, която е по-висока в сравнение с водните аналози. Така че, в случай на приблизително същото ниво на мощност, цената на електрически нагревател ще бъде приблизително 2 пъти по-висока от устройство с течен топлоносител.
Доста високи енергийни разходи. Така че, за да се осигури нагряване на въздуха във вентилационната система дори на малка стая, разходите за електричество ще бъдат значителни.
Спецификации, на които да обърнете внимание при избора
- Металните устройства са ефективни при работа до -10 ° C. При ниски температури производителността значително намалява. В резултат на това се използват електрически елементи за предварително нагряване;
- Когато избирате, трябва да проучите дебелината на корпуса, материала на студените мостове. Дебелината от 3 см подлежи на допълнителна изолация, когато външната температура падне под -5 ° C. Ще трябва да удвоите използването на изолационен материал, ако рамката е изработена от алуминий;
- Обърнете специално внимание на стойностите на свободния поток на вентилаторите. Може да се случи, че главата може да отсъства напълно при 500 м3. Потребителите научават за това, като правило, когато рекуператорът се повреди;
- Голям плюс, когато допълнителни функции могат да бъдат свързани към автоматичната система. Благодарение на подобрената автоматизация, оперативните разходи се намаляват и работата на цялото устройство се увеличава;
- Основният индикатор за вземане на решение кой рекуператор да се избере е налягането и мощността на вентилацията. Предварително се изчислява колко въздух трябва да влезе в къщата за един час.
Производство на безканален топлообменник
бездухов наземен топлообменник
Безканален наземен топлообменник включва производството на яма с дължина около 3-4 метра и дълбочина 80 сантиметра. Ямата е запълнена със слой чакъл, а отгоре е покрита с пенобетон. Този дизайн ви позволява да получите температура в специален слой, която няма да се различава от температурата в земята на дълбочина 5 метра. След като направите ямата, трябва да извадите тръбата от нея за подаване на свеж въздух.
Тази разклонителна тръба е направена по същата схема като в тръбен топлообменник. Друга тръба трябва да премине от специален слой към вентилационната система на помещенията. По проста схема въздухът започва да циркулира. Той не само се овлажнява, но и се почиства. Предимството на дизайна е повишената филтрация. Недостатъкът е по-ниската ефективност, отколкото при тръбна система.
Покривни рекуператори
Тези вентилационни блокове се използват в съоръжения с голямо работно пространство. Те филтрират, отопляват и подават въздух към сградата. Температурата на въздуха се регулира от въздухонагревател или охладител. Неговият приток се извършва частично или изцяло през плочата структура на рекуператора.
Характеристика
Такива захранващи и изпускателни вентилационни системи се монтират на таванните покриви на сградите през отвори, направени в тях. Рекуператорите извличат отработения въздух, събран от тавана, и го изпускат в атмосферата, а топлината му се предава към мощната входяща струя. Подаването на въздух е насочено директно към тавана или е насочено към работната зона. Рекуператорът може да бъде неразделна част от цялостната вентилационна схема на цялото съоръжение. Устройството е лесно за управление.
Дизайн
Моделите на единици са изработени с различна мощност, която се измерва с обема на преминаващия въздух в кубични метри на час. Основата на устройството е рамково-панелна конструкция, изработена от алуминиеви профили. Оптималната дебелина на топлообменните листове е около 0,2 мм. За звукоизолация и топлоизолация стените на корпуса се полагат с минерална вата. Рекуператорите са оборудвани с електрически, водни и газови секции за отопление. Постигнатата ефективност е около 65%. Монтажът на захранваща и изпускателна вентилация не създава затруднения. За да направите това, е необходимо да направите прозорец в покрива и да укрепите конструкцията - "стъкло" за правилното разпределение на товара. Инсталирането на рекуператора на покрива не заема полезния обем на сградата.
Принцип на действие и конструктивни характеристики
Универсални устройства, работещи на вода, се инсталират на места с добре изградена система за топлоснабдяване. Просто, но доста ефективно дизайнерско решение ви позволява да затопляте въздуха в диапазона от + 70 ° C до + 100 ° C и е подходящо за хангари, фитнес зали, супермаркети, оранжерии, складове, големи беседки - тоест големи помещения, които изискват допълнително отопление.
Пример за използване на нагревател за въздух VOLCANO в оранжерия. Отоплението се извършва благодарение на разпределението на топлия въздух (температура на водата - + 90 ° C) с помощта на вентилатор и регулируеми щори
Ако някога сте използвали битов топлообменник, лесно ще разберете принципа на действие на водно устройство. Той също така загрява въздуха, но ролята на електрическа спирала, затворена в малък корпус, се играе от набор от метални тръби, през които циркулира отопляемата охлаждаща течност.
Процесът на отопление е както следва:
- гореща вода, загрята до необходимата температура (средно от + 80 ° C до + 180 ° C), от отоплителните тръби постъпва в топлообменника, състоящ се от малки алуминиеви, стоманени, биметални или медни тръби;
- тръбите загряват въздуха, преминаващ през устройството;
- вграденият вентилатор циркулира нагрятия въздух из стаята и стимулира движението му в обратна посока - към устройството.
Няма нужда да се загрява специално водата, тъй като тя е част от отоплителната система, така че има значителни икономии на разходи.
Изграждане на водонагревател за вода тип 60-35-2 от поцинкована стомана, предназначен за вентилационни и климатични системи. Типичен размер на въздуховода - 60 cm x 35 cm, редове - 2, максимално работно налягане - 1,5 MPa, максимална температура на охлаждащата течност - + 170 ºС
Стандартната верига за бойлер е хибрид от топлообменник, вентилатор и конвектор. Той е ефективен за отопление на големи индустриални помещения, а при избора на правилните тръбопроводи - за вили с добре изградена вентилационна система.
Рекуператор с циркулация на водата
Характеристика
Носителят на топлинна енергия е вода или антифриз, подаван към захранващия блок от отделно разположен топлообменник за отработени газове. Работата на рекуператора за циркулация на водата е подобна на работата на водното отопление. Ефективността на действието на пластинчатия топлообменник с циркулация на вода достига 50-65%. Захранваща и изпускателна вентилация с рекуператори от този тип се използва рядко, когато е възможно да се сглоби топлообменна линия. Работата на тази система изисква често наблюдение. Слабото място е наличието на помпа, която циркулира топлообменника. Както и допълнителни възли, които регулират системата. Те увеличават консумацията на енергия. При голямо разстояние между захранващия и изпускателния топлообменници е непрактично да се използва тази опция. Рекуператорът изпълнява само функцията на топлообмен без трансформация на влага.
Дизайн
Основните възли на захранващата и изпускателната вентилационна система с рекуперация на топлина са два топлообменника. Те се инсталират отделно в захранващия и изходящия въздуховод. Свържете ги с изолирана гъвкава тръба. Това позволява по-лесен избор на местоположението на възлите и инсталирането на системата. Рекуператорът с циркулация на водата е оборудван с помпа, разширителен резервоар, контролер, индикатор за налягане. Сензори за температура. Клапани за въздух, безопасност и контрол. При инсталиране на единична система за рекуперация е възможно да се свържат няколко топлоносители. Различните пътища за изпускане и въздушен поток гарантират, че рекуператорът работи без образуване на следи от заледяване. Прехвърлянето на замърсяване от изходящия въздух към входящия поток е изключено
Междинни носещи топлообменници
Принципът на действие на това устройство е практически подобен на работата на плоча рекуператор. Тук топлообменникът е затворен контур, направен от тръба. Постоянно циркулира вода или водно-гликолов разтвор. Ефективността на процесите на топлообмен директно зависи от скоростта на циркулация в затворен флуиден кръг.
В такова устройство смесването на въздушните потоци е напълно изключено. Единствените недостатъци са недостатъчната ефективност. Такова устройство е способно да връща около 50% от топлината, взета от стаята.
Проблеми с инсталацията на системата
На практика няма потенциални проблеми, свързани с използването на такова оборудване.Някои се решават от производителя, други се превръщат в главоболие на купувача. Основните проблеми включват:
- Образуване на конденз. Законите на физиката повеляват, че кондензът се получава, когато въздухът с висока температура преминава през студена, затворена среда. Ако околната температура е под нулата, тогава перките ще започнат да замръзват. Цялата информация, предоставена в този параграф, определя значително намаляване на ефективността на устройството.
- Енергийна ефективност. Всички вентилационни системи, работещи заедно с рекуператора, са енергийно зависими. Извършеното икономическо изчисление определя, че ще бъдат полезни само онези модели рекуператори, които ще спестят повече енергия, отколкото харчат.
- Период на изплащане. Както бе отбелязано по-рано, устройството е проектирано да пести енергия. Важен определящ фактор е колко години са необходими, за да се изплати покупката и инсталирането на рекуператори. Ако разглежданият индикатор надвишава 10-годишната марка, тогава няма смисъл от инсталацията, тъй като през това време ще трябва да бъдат заменени други елементи на системата. Ако изчисленията показват, че периодът на изплащане е 20 години, тогава не трябва да се има предвид възможността за инсталиране на устройството.
Горните проблеми трябва да се вземат предвид при избора на топлообменник, който има няколко десетки вида.
Видове земни топлообменници
Днес са известни два вида:
- Без канали. Използва се подземен слой, през който въздухът преминава за топлообмен.
- Тръба (канал). Тук топлообменът се извършва с помощта на набор от тръби (канал), заровени под земята.
Независимо от типа, основният захранващ канал е монтиран към тръбите на вентилационната система. Свежият въздух се подава към него най-често през отвор в стената. Важен момент ще бъде инсталирането на механизъм, с който ще бъде възможно превключването между две позиции: първо - свежият въздух от улицата влиза в системата, второ - почвената система работи. С прости думи - трябва да направите почвен топлообменник със собствените си ръце със затварящи отвори за подаване на въздух от земята и от улицата.
