Varmegenvinding i ventilationsanlæg: funktionsprincip og designmuligheder

Under ventilationsprocessen genbruges ikke kun udsugningsluften fra rummet, men også en del af den termiske energi. Om vinteren fører det til højere energiregninger.

Varmegenvinding i centraliserede og lokale ventilationssystemer vil give dig mulighed for at reducere uberettigede omkostninger uden at gå på kompromis med luftudskiftningen. For at genvinde termisk energi bruges forskellige typer varmevekslere - rekuperatorer.

Artiklen beskriver detaljeret modellerne af enheder, deres designfunktioner, driftsprincipper, fordele og ulemper. De præsenterede oplysninger hjælper med at vælge den optimale mulighed for at arrangere ventilationssystemet.

Begrebet genvinding: varmevekslerens driftsprincip

Oversat fra latin betyder rekreation kompensation eller tilbagevenden. Med hensyn til varmevekslingsreaktioner karakteriseres genvinding som en delvis tilbagevenden af ​​energi brugt på en teknologisk handling med henblik på anvendelse i samme proces.

I ventilationssystem Genvindingsprincippet bruges til at spare termisk energi.

I analogi genvindes afkøling i varmt vejr - varme indstrømmende masser opvarmer udstødningsaffaldet, og deres temperatur falder.

Energigenvindingsprocessen udføres i en rekuperativ varmeveksler.Enheden inkluderer et varmevekslerelement og blæsere til pumpning af multidirektionelle luftstrømme. Et automatiseringssystem bruges til at styre processen og kontrollere kvaliteten af ​​lufttilførslen.

Designet er designet således, at indblæsnings- og udstødningsstrømmene er i separate rum og ikke blandes - varmegenvinding udføres gennem varmevekslerens vægge.

Forstå og forstå, hvad det er ventilation med genvinding Et visuelt diagram over luftcirkulationen vil hjælpe.

Udsugningsluften strømmer ud gennem emhætter i vådrum (toilet, badeværelse, køkken). Inden den fjernes udenfor, passerer den gennem recuperatoren og efterlader noget af varmen. Den tilførte luft bevæger sig i den modsatte retning, varmes op og kommer ind i stuerne (+)

Muligheden for en recuperator i ventilation

Vi kan tale om gennemførligheden af ​​at installere rekuperativ ventilation ved at vurdere systemets effektivitet og sammenligne dets fordele med ulemper.

En del af varmen tages fra udblæsningsluften, der trækkes udenfor og overføres til tvungne friske stråler rettet ind i rummet. Dette giver dig mulighed for at reducere varmetabet med op til 70 % (+)

Behovet for at anvende varmegenvinding er mest relevant i bygninger med tvungen luftudsugning. Som regel er disse bygninger med lav inerti opført ved hjælp af innovative varmeisoleringsteknologier (huse lavet af sandwichpaneler, gassilikatplader, skumblokke).

I sådanne bygninger akkumulerer væggene ikke varme godt, og naturlig luftudveksling er ineffektiv.

Problemer med luftcirkulationen er dog også typiske for "traditionelle" bygninger lavet af mursten og beton.Tilstedeværelsen af ​​forseglede varme- og lydisolerende PVC-vinduer blokerer cirkulationen med en naturlig impuls - strømmen af ​​frisk luft stopper, og trækket i ventilationskanalen vælter eller har en tendens til nul.

Løsningen på problemet med "Euro-vinduer" er organiseringen af ​​tvungen ventilation. Systemet genopretter luftskiftet, men varmetabet stiger op til 60%. Og her er det ikke længere muligt at undvære varmegenvinding.

Effektiviteten af ​​udvekslingsprocessen er udtrykt i procent og viser mængden af ​​varme, der bruges fra udsugningsluften til at opvarme det friske "indtag"

Effektivitetsindikator for ventilationsvarmegenvinding:

• 0% - åbent vindue - varm luft fjernes i atmosfæren, og kold luft kommer ind, hvilket sænker temperaturen i rummet;
• 100% - indblæsningsluften opvarmes til "udblæsnings"-temperaturen - teknisk umulig at implementere;
• 30-90% - en acceptabel parameter, genvinding med en virkningsgrad på 60 % eller mere anses for god, en virkningsgrad på over 80 % er fremragende varmeoverførsel.

Systemets effektivitet afhænger af typen af ​​rekuperator, rumdimensioner og luftstrøm. Under alle omstændigheder er brugen af ​​genvindingsventilation, selv med en effektivitet på 30%, mere rentabel end dens fravær. Ud over betydelige besparelser på energiressourcer forbedrer varme "regenerering" det overordnede mikroklima i rummet.

Ulemper ved at bruge en varmeveksler:

1. Energiafhængighed. Køb af klimaanlæg er berettiget, hvis elforbruget er væsentligt mindre end dets besparelser efter installation af recuperatoren.
2. Kondensation. På grund af temperaturforskelle kan fugt kondensere på varmevekslerens vægge. Om vinteren er der mulighed for isdannelse, hvilket kan føre til et hurtigt fald i effektiviteten eller svigt af recuperatoren.
3. Støjende arbejde. Nogle modeller udsender en brummen under drift.Hvis denne ulempe i løbet af dagen ikke er særlig mærkbar, forårsager støjen om natten ubehag. Recuperatorer med forbedret isolering fungerer stille og roligt.

Høj startinvestering er ofte hovedargumentet mod energieffektiv ventilation.

Det er tilrådeligt at investere penge i et system, der vil betale sig inden for 5-8 år. Det skal tages i betragtning, at der skal afholdes yderligere omkostninger for at opretholde komplekset, for eksempel periodisk udskiftning af ventilatorer

Funktioner af forskellige typer varmevekslere

Recuperatorens design bestemmer kølevæskens strømningsmønster, ventilationssystemets effektivitet, energiforbrugsklassen og udstyrets omkostninger. Der bruges fem typer varmevekslere: plade, roterende, varmerør, kammerenheder og modeller med et mellemliggende kølemiddel.

Pladerecuperator – enkelt design

Grundlaget for varmeveksleren er et forseglet kammer med mange parallelle luftkanaler. Kanalerne er adskilt af skillevægge - varmeledende plader lavet af stål eller aluminium.

Bølgeformede plader (60-70 stykker) er grupperet i én blok, så de dannede kanaler er placeret på tværs af hinanden - den skabte turbulens forbedrer varmeoverførslen (+)

Gasstrømme bevæger sig mod hinanden, krydser hinanden i rekuperatorkassetten, men blandes ikke. Varmeveksling udføres på grund af samtidig afkøling og opvarmning af pladerne fra forskellige sider.

Fordele ved en krydsvarmeveksler:

• nem installation og konfiguration af udstyr;
• udelukkelse af kontakt med luftmasser;
• overkommelige omkostninger og kompakte dimensioner;
• fravær af gnidning og bevægelige dele.

Effektiviteten varierer i intervallet 40-70%.

Den største ulempe ved plademodellen er aflejringen af ​​kondensat i udstødningskanalen og dannelsen af ​​is om vinteren. For at afrime enheden omdirigeres den indgående strøm til at omgå varmeveksleren, og den varme udgående strøm smelter isen på pladerne.

I tilstanden "afrimning" opstår der ingen energibesparelser; luftvarmere med en effekt på op til 5 kW bruges til at opvarme den indkommende luft. Den gennemsnitlige effektivitetsværdi falder med 20 % (+)

Der er to mulige måder at løse problemet på:

1. Forvarmning af den indkommende luftstrøm til en temperatur, hvor isdannelse er udelukket.
2. Recuperator med plader af hygroskopisk cellulose. Materialet absorberer fugt fra udsugningsluftmasserne og overfører det til nyindkommende strømme.

Når du vælger en krydsvarmeveksler, skal du tage højde for pladernes operationelle funktioner.

Deres egenskaber afhænger af fremstillingsmaterialet:

1. Sølvpapir – overkommelig pris, men begrænset ydeevne om vinteren. Derudover anbefales det ikke til boliger på grund af lufttørring. Modifikationer med aluminium "fyldning" er den bedste mulighed for bade og svømmebassiner.
2. Plast skillevægge - svarer i pris til metalprodukter, men adskiller sig i forbedret driftseffektivitet.
3. Cellulose varmeveksler – forhindre frysning og opretholde normalt fugtindhold indendørs.

Hygrocelluloserecuperatoren er den mest økonomiske og optimale til ventilation af boliger.

Roterende recuperator – høj systemeffektivitet

Varmeveksleren præsenteres i form af en cylinder fyldt med lag af korrugeret metal. Når tromleenheden roterer, kommer varme eller kolde luftstråler skiftevis ind i hvert rum.

Design af en roterende recuperator: rotationsaksel og to luftkanaler.En sektion af rotoren opvarmes ved at "work off", tromlen roterer, og varmen omdirigeres til kolde masser koncentreret i den tilstødende kanal (+)

Effektiviteten af ​​varmeoverførsel bestemmes af rotorens rotationshastighed; driftseffektiviteten kan justeres.

Argumenter for en roterende recuperator:

• varme retur op til 65-90%;
• effektivitet elforbrug;
• delvis fugtudskiftning – du kan undvære en luftfugter;
• tilbagebetalingsperiode – op til 4 år.

Trods dens høje effektivitet er varmeveksleren af ​​tromletypen ikke blevet førende blandt lignende installationer.

Ulemper ved ventilationssystemet:

1. Tilføjelse af forurenet luft til forsyningen. Udstødnings- og tilførselsmasser cirkulerer skiftevis gennem mikrokanalerne, så omkring 3-8% af "arbejdet" returneres tilbage. Tromlen formidler ofte lugten af ​​den udgående luft.
2. Designets kompleksitet. De roterende dele af rotoren kræver regelmæssig vedligeholdelse og periodisk udskiftning. Bevægelige elementer producerer støj og vibrationer under drift.
3. Høj pris. Prisen for roterende modeller er højere end for pladeprodukter. Dette skyldes brugen af ​​kompleks mekanik i designet af tromlevarmeveksleren.
4. Store størrelser. Installation udføres i et rummeligt ventilationskammer.

På grund af deres omfang anvendes roterende enheder hovedsageligt i industrielle virksomheder.

For at minimere sammenblandingen af ​​luftstrømme suppleres roterende varmevekslere med mellemsektorer - her blæses mikrokanalerne med frisk luft, som strømmer tilbage i emhætten. Ulempen ved kredsløbet er et fald i effektiviteten (+)

Koblede varmevekslere - glykolmodel

På grund af dens designfunktioner kaldes en genvindingsenhed med et mellemliggende kølevæske ofte koblede varmevekslere eller en gletsjerenhed. Dette er et af de mest fleksible varmegenvindingssystemer. Den ene varmeveksler skærer ind i tilførselskanalen, og den anden i aftrækskanalen.

Rørdiagrammet indeholder: cirkulationspumpe, ekspansionsbeholder, luftventil, regulator, temperaturføler, sikkerhedsventil, trykindikator (+)

Funktionsprincip. Glykolsammensætningen cirkulerer mellem varmevekslerne. Kølevæskens temperatur stiger på grund af den opvarmede udstødningsstrøm, og derefter overføres den termiske energi til frisk luft. Det lukkede system eliminerer sammenblanding af modkørende luftmasser.

Funktioner ved drift af varmevekslere med kølevæske:

• Effektivitet – 45-55%;
• effektivitetsjustering ved hjælp af en pumpe - hastigheden af ​​frostvæskebevægelsen er valgt;
• mulighed for at placere indblæsnings- og udsugningsluftkanaler fjernt fra hinanden (op til 800 m);
• recuperatoren er installeret lodret eller vandret;
• i alvorlig frost fryser overfladen af ​​udstødningsvarmeveksleren, og is vises; brugen af ​​frostvæske giver dig mulighed for at betjene recuperatoren uden at ty til afrimning;
• tilbagebetalingsperiode for systemet - op til 2 år;
• en kombination af 1 emhætte og flere tilløb eller omvendt er tilladt.

Mængden af ​​udsugnings- og indsugningsluft skal være omtrent lige store. Sådanne rekuperatorer bruges sædvanligvis, hvis influenten er giftig eller stærkt forurenet, når blanding af vandløb er uacceptabel.

Kammerenhed – alsidig brug

Strukturelt er kammervarmeveksleren en lukket boks, opdelt indvendigt af et bevægeligt spjæld.Åbningspartitionen bestemmer recuperatorens driftsskema.

Udstrømningen passerer langs en kanal, og indstrømningen kommer ind i det andet kammer. I varmeveksleren opvarmer varme masser væggene i det første rum. Efter et stykke tid bevæger spjældet sig, og luftstrømmen ændrer retning

Som et resultat bevæger indstrømningen sig langs den første luftkanals varme vægge, og "udstødningen" opvarmer overfladen af ​​det andet kammer. På et vist tidspunkt kommer septum tilbage, og cyklussen gentages.

Fordele ved en kammervarmevekslerenhed:

• Effektivitet – 80-90%;
• sammen med højkvalitets termisk isolering reduceres varmeomkostningerne til et minimum;
• nem installation - specialisthjælp vil være nødvendig, når du vælger ventilationsenhedens parametre;
• opretholdelse af fugtighedsniveauer;
• frysning af systemet er udelukket.

En kammervarmeveksler er en glimrende mulighed for regioner, hvor der er en betydelig ubalance mellem indendørs og udendørs temperaturer i en lang periode af året.

Ulemperne ved varmegenvindingsenheden omfatter:

• behovet for regelmæssig vedligeholdelse af bevægelige elementer;
• modluftstrømme blandes delvist - lugte og urenheder kan strømme tilbage i bygningen.

For at reducere indblanding er systemet udstyret med filterelement. Luften bliver renere, men recuperatorens effektivitet falder.

Varmerør – lukket varmevekslersystem

Recuperatoren består af mange kobber- eller aluminiumsrør fyldt med et let fordampende stof, såsom freon. Driftsprincippet for en rørformet varmeveksler er baseret på fysiske processer - ændringer i et stofs tilstand ved opvarmning.

Varmerøret placeres lodret - den nederste ende af varmeveksleren er i udsugningskanalen, og toppen er i indblæsningskanalen. De udgående strømme går rundt om enden af ​​røret - freonen varmes op, koger og fordamper (+)

Gassen stiger op og frigiver termisk energi til tilstrømningen, hvorefter freonen kondenserer og strømmer ned i rekuperatoren. Den termiske cyklus gentager sig selv i en cirkel.

Tekniske og driftsmæssige egenskaber for den rørformede varmeveksler:

• enhedens effektivitet – op til 65 %;
• stille drift på grund af fraværet af bevægelige elementer;
• enkelhed i designet og lav vedligeholdelse;
• kompakthed — små dimensioner og lav vægt;
• energiuafhængighed – kølevæsken cirkulerer naturligt;

En væsentlig fordel er, at ind- og returluftstrømmene ikke blandes.

Svagheder ved varmerør:

• høj effektivitet opnås over et snævert temperaturområde - med pludselig overophedning fordamper al freon, og med utilstrækkelig opvarmning bremses intensiteten af ​​fordampningen;
• lav styrke af rør – ændring i form eller trykaflastning reducerer udstyrets ydeevne.

Rørformede varmevekslere bruges i privat byggeri, administrations- og kontorbygninger og mindre industriområder.

Metoder til organisering af rekuperativ ventilation

Gendannelse arrangeres på en af ​​følgende måder: centraliseret og decentraliseret. I det første tilfælde passerer ventilationsstrømme fra hele rummet gennem varmeveksleren, i det andet - fra et rum.

Centraliseret kompleks – luftbehandlingsenhed

Et centraliseret system installeres på byggestadiet eller større modernisering af ventilationssystemet.

Der vælges en tvungen tilførsels- og udstødningsenhed (PVU) med indbygget rekuperator. Hovedudvælgelseskriteriet er kompleksets samlede ydeevne baseret på hele luftvolumen i strukturen (+)

En PVU med recuperator sikrer tilstrækkelig luftudskiftning selv i huse med lukkede vinduer. Samtidig fordeles luftstrømmene jævnt uden at skabe træk.

Kompleks luftbehandlingsenheder monoblok type udstyret med:

• fans – tilførsel af ren luft døgnet rundt og udledning af stråler mættet med kuldioxid;
• varmelegemer – forvarmning af tilløb;
• filtre – fange støv og mikropartikler;
• recuperator — forskellige typer installationer kan anvendes.

Funktionaliteten af ​​nogle PVU'er er udvidet med en forsinkelsestimer, strømregulator, fugtniveausensorer osv.

Kroppen af ​​monoblok-modeller er dækket af støjabsorberende materiale, hvilket gør driften af ​​PVU meget stille. Vertikale, vandrette og ophængte versioner af ventilationsaggregater er mulige

Recuperative monoblock PVU'er produceret har vist sig godt: "ventilationsåbninger" (Ukraine), Dantherm (Danmark), "Daikin" (Japan), "Dantex" (England).

Lokalenheder - en tilføjelse til det eksisterende ventilationssystem

For at genoprette cirkulationen af ​​luftmasser i det rum, der anvendes, er decentrale luftindtag med varmegenvinding egnede.

De skærer ind i facaden på en bygning eller er monteret gennem et vindue. Deres hovedopgave er at forbedre tilføre ventilation i huset.

Lokale rekuperatorer er udstyret med en ventilator og en pladevarmeveksler. Indløbs-"muffen" er isoleret med lydabsorberende materiale.Styreenheden til kompakte ventilationsaggregater er placeret på indervæggen

Funktioner af decentrale ventilationssystemer med genopretning:

• Effektivitet – 60-96%;
• lav produktivitet – enhederne er designet til at give luftudveksling i rum op til 20-35 kvm;
• overkommelig pris og et bredt udvalg af enheder, lige fra konventionelle vægventiler til automatiserede modeller med et flertrins filtreringssystem og evnen til at justere fugtigheden;
• nem installation – ingen luftkanaler er nødvendige for idriftsættelse, installer vægventil du kan gøre det selv.

Populære producenter af lokale recuperatorer: Prana (Ukraine), O.Erre (Italien), Snestorm (Tyskland), Udluftninger (Ukraine), Aerovital (Tyskland).

Vigtige kriterier for valg af vægindtag: tilladt vægtykkelse, ydeevne, recuperatorens effektivitet, luftkanalens diameter og det pumpede mediums temperatur

Konklusioner og nyttig video om emnet

Sammenligning af driften af ​​naturlig ventilation og et tvungen system med genopretning:

Princippet om drift af en centraliseret recuperator, beregning af effektivitet:

Design og driftsprocedure for en decentral varmeveksler med Prana vægventilen som eksempel:

Cirka 25-35 % af varmen forlader rummet gennem ventilationssystemet. Recuperatorer bruges til at reducere tab og effektivt genvinde varme. Klimaudstyr giver dig mulighed for at bruge energien fra affaldsmasser til at opvarme den indkommende luft.

Har du noget at tilføje, eller har du spørgsmål til driften af ​​forskellige ventilationsrecuperatorer? Skriv venligst kommentarer til publikationen og del din erfaring med driften af ​​sådanne installationer. Kontaktformularen er placeret i nederste blok.