Lämmöntalteenotto ilmanvaihtojärjestelmissä: toimintaperiaate ja suunnitteluvaihtoehdot

Ilmanvaihdon aikana huoneesta ei kierrätetä ainoastaan ​​poistoilmaa, vaan myös osa lämpöenergiasta. Talvella tämä johtaa korkeampiin sähkölaskuihin.

Lämmöntalteenotolla keskitetyissä ja paikallisissa ilmanvaihtojärjestelmissä voit vähentää kohtuuttomia kustannuksia ilman, että ilmanvaihto kärsii. Lämpöenergian talteenottamiseksi käytetään erilaisia ​​lämmönvaihtimia - rekuperaattoreita.

Artikkelissa kuvataan yksityiskohtaisesti yksiköiden mallit, niiden suunnitteluominaisuudet, toimintaperiaatteet, edut ja haitat. Esitetyt tiedot auttavat valitsemaan optimaalisen vaihtoehdon ilmanvaihtojärjestelmän järjestämiseksi.

Talteenoton käsite: lämmönvaihtimen toimintaperiaate

Latinasta käännettynä toipuminen tarkoittaa korvausta tai palautusta. Lämmönvaihtoreaktioiden osalta talteenottoa luonnehditaan teknologiseen toimintaan kulutetun energian osittaiseksi palauttamiseksi samassa prosessissa käytettäväksi.

SISÄÄN ilmastointijärjestelmä Talteenottoperiaatetta käytetään lämpöenergian säästämiseen.

Vastaavasti jäähdytys otetaan talteen kuumalla säällä - lämpimät sisäänvirtaavat massat lämmittävät pakokaasujätettä ja niiden lämpötila laskee.

Energian talteenottoprosessi suoritetaan rekuperatiivisessa lämmönvaihtimessa.Laite sisältää lämmönvaihtoelementin ja puhaltimet monisuuntaisten ilmavirtojen pumppaamiseen. Prosessin ohjaamiseen ja ilmansyötön laadun säätelyyn käytetään automaatiojärjestelmää.

Suunnittelu on suunniteltu siten, että tulo- ja poistovirtaukset ovat erillisissä osastoissa eivätkä sekoitu - lämmön talteenotto tapahtuu lämmönvaihtimen seinien kautta.

Ymmärrä ja ymmärrä mikä se on ilmanvaihto talteenotolla Visuaalinen kaavio ilmankierrosta auttaa.

Poistoilma virtaa ulos kosteissa tiloissa (wc, kylpyhuone, keittiö) liesituulettimien kautta. Ennen kuin se poistetaan ulos, se kulkee rekuperaattorin läpi ja jättää osan lämmöstä. Tuloilma liikkuu vastakkaiseen suuntaan, lämpenee ja tulee olohuoneisiin (+)

Rekuperaattorin toteutettavuus ilmanvaihdossa

Voidaan puhua rekuperatiivisen ilmanvaihdon asennuksen toteutettavuudesta arvioimalla järjestelmän tehokkuutta ja vertaamalla sen etuja haittoihin.

Osa lämmöstä otetaan ulos vedetystä poistoilmasta ja siirretään huoneeseen suunnattuihin pakotettuihin tuoresuihkuihin. Tämän avulla voit vähentää lämpöhäviötä jopa 70 % (+)

Lämmöntalteenoton tarve on olennaisin rakennuksissa, joissa on pakotettu ilmanpoisto. Yleensä nämä ovat matalahitaisia ​​rakennuksia, jotka on pystytetty käyttämällä innovatiivisia lämmöneristystekniikoita (sandwich-paneeleista valmistetut talot, kaasusilikaattilaatat, vaahtolohkot).

Tällaisissa rakennuksissa seinät eivät kerää lämpöä hyvin, ja luonnollinen ilmanvaihto on tehotonta.

Ilmankierto-ongelmat ovat kuitenkin tyypillisiä myös "perinteisille" tiili- ja betonirakennuksille.Suljetut lämpöä ja ääntä eristävät PVC-ikkunat estävät kierron luonnollisella impulssilla - raikkaan ilman virtaus pysähtyy ja ilmanvaihtokanavassa oleva veto kaatuu tai yleensä nollaan.

Ratkaisu "Euro-ikkunoiden" ongelmaan on pakkotuuletuksen järjestäminen. Järjestelmä palauttaa ilmanvaihdon, mutta lämpöhäviö kasvaa jopa 60 %. Ja täällä ei enää voi tehdä ilman lämmön talteenottoa.

Vaihtoprosessin tehokkuus ilmaistaan ​​prosentteina ja osoittaa poistoilmasta kulutetun lämmön määrän tuoreen "sisäänoton" lämmittämiseen.

Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton tehokkuusindikaattori:

• 0% - avoin ikkuna - lämmin ilma poistetaan ilmakehään ja kylmä ilma tulee sisään, mikä alentaa huoneen lämpötilaa;
• 100% - tuloilma lämmitetään "poistoilman" lämpötilaan - teknisesti mahdoton toteuttaa;
• 30-90% - hyväksyttävä parametri, talteenotto, jonka hyötysuhde on 60% tai enemmän, katsotaan hyväksi, yli 80% hyötysuhde on erinomainen lämmönsiirto.

Järjestelmän tehokkuus riippuu rekuperaattorin tyypistä, huoneen mitoista ja ilmavirrasta. Joka tapauksessa palautusilmanvaihdon käyttö, jopa 30 %:n hyötysuhteella, on kannattavampaa kuin sen puuttuminen. Merkittävän energiasäästön lisäksi lämmön "regenerointi" parantaa huoneen yleistä mikroilmastoa.

Lämmönvaihtimen käytön haitat:

1. Energiariippuvuus. Ilmastointilaitteiden hankinta on perusteltua, jos sähkönkulutus on huomattavasti pienempi kuin sen säästö rekuperaattorin asennuksen jälkeen.
2. Tiivistyminen. Lämpötilaeroista johtuen kosteutta voi tiivistyä lämmönvaihtimen seinille. Talvella on mahdollista jäätä, mikä voi johtaa nopeaan tehon heikkenemiseen tai rekuperaattorin vikaantumiseen.
3. Meluisa työ. Joistakin malleista kuuluu huminaa käytön aikana.Jos päivällä tämä haitta ei ole erityisen havaittavissa, yöllä melu aiheuttaa epämukavuutta. Rekuperaattorit, joissa on parannettu eristys, toimivat hiljaa.

Suuri alkuinvestointi on usein tärkein argumentti energiatehokasta ilmanvaihtoa vastaan.

On suositeltavaa sijoittaa rahaa järjestelmään, joka maksaa itsensä takaisin 5-8 vuodessa. On otettava huomioon, että kompleksin ylläpidosta joutuu syntymään lisäkustannuksia, esimerkiksi tuulettimien säännöllinen vaihto.

Erityyppisten lämmönvaihtimien ominaisuudet

Rekuperaattorin suunnittelu määrää jäähdytysnesteen virtauskuvion, ilmanvaihtojärjestelmän tehokkuuden, energiankulutusluokan ja laitteiston hinnan. Lämmönvaihtimia käytetään viittä tyyppiä: levy-, pyörivä-, lämpöputki-, kammiolaitteita ja malleja, joissa on välijäähdytys.

Levyrekuperaattori – suunnittelun yksinkertaisuus

Lämmönvaihtimen perusta on tiivis kammio, jossa on useita rinnakkaisia ​​ilmakanavia. Kanavat on erotettu väliseinillä - teräksestä tai alumiinista valmistetuilla lämpöä johtavilla levyillä.

Aaltomaiset levyt (60-70 kpl) on ryhmitelty yhdeksi lohkoksi siten, että muodostuneet kanavat sijaitsevat ristikkäin toisiinsa nähden - syntynyt turbulenssi parantaa lämmönsiirtoa (+)

Kaasuvirrat liikkuvat toisiaan kohti, leikkaavat rekuperaattorikasetissa, mutta eivät sekoitu. Lämmönvaihto tapahtuu levyjen samanaikaisen jäähdytyksen ja lämmityksen ansiosta eri puolilta.

Ristilämpövaihtimen edut:

• laitteiden asennuksen ja konfiguroinnin helppous;
• ilmamassojen kosketuksen poissulkeminen;
• edulliset kustannukset ja kompaktit mitat;
• hankausten ja liikkuvien osien puuttuminen.

Hyötysuhde vaihtelee välillä 40-70 %.

Levymallin suurin haittapuoli on lauhteen laskeutuminen poistokanavaan ja jään muodostuminen talvella. Yksikön sulattamista varten tuleva virta ohjataan ohittamaan lämmönvaihtimen, ja lämmin lähtevä virta sulattaa levyjen jään.

Sulatustilassa energiansäästöä ei tapahdu, tuloilman lämmittämiseen käytetään jopa 5 kW:n tehoisia ilmanlämmittimiä. Keskimääräinen hyötysuhde laskee 20 % (+)

On kaksi mahdollista tapaa ratkaista ongelma:

1. Tulevan ilmavirran esilämmitys lämpötilaan, jossa jään muodostuminen on suljettu pois.
2. Rekuperaattori hygroskooppisesta selluloosasta valmistetuilla levyillä. Materiaali imee kosteutta poistoilmamassoista ja siirtää sen uusiin tulovirtoihin.

Kun valitset ristilämmönvaihdinta, sinun tulee ottaa huomioon levyjen toimintaominaisuudet.

Niiden ominaisuudet riippuvat valmistusmateriaalista:

1. Alumiinifolio – edullinen hinta, mutta rajoitettu suorituskyky talvella. Lisäksi sitä ei suositella asuintiloihin ilmakuivumisen vuoksi. Alumiinitäytteellä varustetut modifikaatiot ovat paras vaihtoehto kylpyihin ja uima-altaisiin.
2. Muoviset väliseinät - hinta on samanlainen kuin metallituotteet, mutta eroaa paremmasta käyttötehokkuudesta.
3. Selluloosa lämmönvaihdin – estää jäätymisen ja ylläpitää normaalia kosteuspitoisuutta sisätiloissa.

Hygroselluloosarekuperaattori on taloudellisin ja optimaalinen asuinrakennusten ilmanvaihtoon.

Pyörivä rekuperaattori – korkea järjestelmän tehokkuus

Lämmönvaihdin esitetään sylinterin muodossa, joka on täytetty aallotetun metallin kerroksilla. Kun rumpuyksikkö pyörii, lämmin tai kylmä ilmasuihku tulee vuorotellen jokaiseen lokeroon.

Pyörivän rekuperaattorin rakenne: pyörimisakseli ja kaksi ilmakanavaa.Roottorin yksi osa lämmitetään "poistyöskennellä", rumpu pyörii ja lämpö ohjataan kylmiin massoihin, jotka ovat keskittyneet viereiseen kanavaan (+)

Lämmönsiirron hyötysuhde määräytyy roottorin pyörimisnopeuden mukaan, käyttötehoa voidaan säätää.

Argumentit pyörivän rekuperaattorin puolesta:

• lämmön palautus jopa 65-90 %;
• tehokkuutta sähkönkulutus;
• osittainen kosteuden vaihto – pärjäät ilman ilmankostutinta;
• takaisinmaksuaika – enintään 4 vuotta.

Korkeasta hyötysuhteestaan ​​huolimatta rumputyyppisestä lämmönvaihtimesta ei ole tullut johtavaa asemaa vastaavien asennusten joukossa.

Ilmanvaihtojärjestelmän haitat:

1. Saastuneen ilman lisääminen syöttöön. Pako- ja syöttömassat kiertävät vuorotellen mikrokanavien kautta, joten noin 3-8 % "työstä" palautuu takaisin. Rumpu välittää usein ulos tulevan ilman hajun.
2. Suunnittelun monimutkaisuus. Roottorin pyörivät osat vaativat säännöllistä huoltoa ja säännöllistä vaihtoa. Liikkuvat elementit aiheuttavat melua ja tärinää käytön aikana.
3. Korkea hinta. Pyörivien mallien hinta on korkeampi kuin levytuotteiden. Tämä johtuu monimutkaisen mekaniikan käytöstä rumpulämmönvaihtimen suunnittelussa.
4. Isot koot. Asennus suoritetaan tilavaan tuuletuskammioon.

Kookkuuden vuoksi pyöriviä yksiköitä käytetään pääasiassa teollisuusyrityksissä.

Ilmavirtojen sekoittumisen minimoimiseksi pyöriviä lämmönvaihtimia täydennetään välisektorilla - tässä mikrokanavat puhalletaan raikkaalla ilmalla, joka virtaa takaisin liesituulettimeen. Piirin haittapuoli on tehon heikkeneminen (+)

Kytketyt lämmönvaihtimet – glykolimalli

Välijäähdyttimellä varustettua talteenottoyksikköä kutsutaan suunnitteluominaisuuksiensa vuoksi usein kytketyiksi lämmönvaihtimiksi tai jäätikköyksiköksi. Tämä on yksi joustavimmista lämmöntalteenottojärjestelmistä. Yksi lämmönvaihdin leikkaa syöttökanavaan ja toinen poistokanavaan.

Putkikaavio sisältää: kiertovesipumppu, paisuntasäiliö, ilmaventtiili, säädin, lämpötila-anturi, varoventtiili, paineilmaisin (+)

Toimintaperiaate. Glykolikoostumus kiertää lämmönvaihtimien välillä. Jäähdytysnesteen lämpötila kohoaa lämmitetyn pakokaasuvirran johdosta, ja sitten lämpöenergia siirtyy raittiiseen ilmaan. Suljettu järjestelmä eliminoi vastaantulevien ilmamassojen sekoittumisen.

Jäähdytysnesteellä varustettujen lämmönvaihtimien toiminnan ominaisuudet:

• Tehokkuus – 45-55 %;
• tehokkuuden säätö pumpulla - pakkasnesteen liikkeen nopeus valitaan;
• mahdollisuus sijoittaa tulo- ja poistoilmakanavat etäälle toisistaan ​​(800 m asti);
• rekuperaattori asennetaan pysty- tai vaakasuoraan;
• kovassa pakkasessa poistolämmönvaihtimen pinta jäätyy ja jäätä ilmaantuu; pakkasnesteen käytön avulla voit käyttää rekuperaattoria ilman sulatusta;
• järjestelmän takaisinmaksuaika - jopa 2 vuotta;
• yhden huuvan ja useiden sisäänvirtausten yhdistelmä tai päinvastoin on sallittu.

Poisto- ja imuilman tilavuuden tulee olla suunnilleen sama. Tällaisia ​​rekuperaattoreita käytetään yleensä, jos tulovesi on myrkyllistä tai erittäin saastunutta, kun virtojen sekoittumista ei voida hyväksyä.

Kammioyksikkö – monipuolista käyttöä

Rakenteellisesti kammiolämmönvaihdin on suljettu laatikko, jonka sisällä jakaa liikkuva vaimennin.Avausosio määrittää rekuperaattorin toimintakaavion.

Ulosvirtaus kulkee yhtä kanavaa pitkin ja sisäänvirtaus tulee toiseen kammioon. Lämmönvaihtimessa lämpimät massat lämmittävät ensimmäisen osaston seiniä. Hetken kuluttua pelti liikkuu ja ilmavirta muuttaa suuntaa

Seurauksena on, että sisäänvirtaus liikkuu ensimmäisen ilmakanavan lämpimiä seiniä pitkin, ja "pakokaasu" lämmittää toisen kammion pinnan. Tietyssä vaiheessa väliseinä tulee takaisin ja sykli toistuu.

Kammiolämmönvaihtoyksikön edut:

• Tehokkuus - 80-90%;
• yhdessä korkealaatuisen lämpöeristyksen kanssa lämmityskustannukset pienenevät minimiin;
• helppo asennus - tarvitaan asiantuntija-apua, kun valitaan ilmanvaihtoyksikön parametrit;
• kosteustason ylläpitäminen;
• järjestelmän jäätyminen on poissuljettu.

Kammiolämmönvaihdin on erinomainen vaihtoehto alueille, joilla sisä- ja ulkolämpötilojen välillä on merkittävä epätasapaino pitkän ajan vuodesta.

Lämmöntalteenottoyksikön haittoja ovat mm.

• liikkuvien elementtien säännöllisen huollon tarve;
• vastailmavirrat sekoittuvat osittain - hajut ja epäpuhtaudet voivat virrata takaisin rakennukseen.

Sekoittumisen vähentämiseksi järjestelmä on varustettu suodatinelementti. Ilmasta tulee puhtaampaa, mutta rekuperaattorin hyötysuhde heikkenee.

Lämpöputket – suljettu lämmönvaihtojärjestelmä

Rekuperaattori koostuu useista kupari- tai alumiiniputkista, jotka on täytetty helposti haihtuvalla aineella, kuten freonilla. Putkimaisen lämmönvaihtimen toimintaperiaate perustuu fysikaalisiin prosesseihin - aineen tilan muutoksiin kuumennettaessa.

Lämpöputki on sijoitettu pystysuoraan - lämmönvaihtimen alapää on poistokanavassa ja yläosa tuloilmakanavassa. Lähtevät virtaukset kiertävät putken päätä - freoni kuumenee, kiehuu ja haihtuu (+)

Kaasu nousee ja vapauttaa lämpöenergiaa tulovirtaukseen, minkä jälkeen freoni tiivistyy ja virtaa alas rekuperaattorista. Lämpösykli toistaa itseään ympyrässä.

Putkimaisen lämmönvaihtimen tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet:

• laitteen tehokkuus – jopa 65 %;
• hiljainen toiminta liikkuvien elementtien puuttumisen vuoksi;
• suunnittelun yksinkertaisuus ja vähän huoltoa;
• tiiviys — pienet mitat ja alhainen paino;
• energiariippumattomuus – jäähdytysneste kiertää luonnollisesti;

Merkittävä etu on, että tulo- ja paluuilmavirtaukset eivät sekoitu.

Lämpöputkien heikkoudet:

• korkea tehokkuustaso saavutetaan kapealla lämpötila-alueella - äkillisen ylikuumenemisen yhteydessä kaikki freoni haihtuu, ja riittämättömällä lämmityksellä höyrystymisen intensiteetti hidastuu;
• putkien alhainen lujuus – muodonmuutos tai paineenalennus heikentää laitteen suorituskykyä.

Putkilämmönvaihtimia käytetään yksityisissä rakentamisessa, hallinto- ja toimistorakennuksissa sekä pienissä teollisuusalueilla.

Menetelmät rekuperatiivisen ilmanvaihdon järjestämiseen

Palautus järjestetään jollakin seuraavista tavoista: keskitetty ja hajautettu. Ensimmäisessä tapauksessa ilmanvaihtovirta koko huoneesta kulkee lämmönvaihtimen läpi, toisessa - yhdestä huoneesta.

Keskitetty kokonaisuus – ilmankäsittelykone

Keskitetty järjestelmä asennetaan ilmanvaihtojärjestelmän rakentamisen tai suuren modernisoinnin vaiheessa.

Valitaan pakotettu syöttö- ja poistoyksikkö (PVU), jossa on sisäänrakennettu rekuperaattori. Päävalintakriteeri on kompleksin kokonaissuorituskyky perustuen koko rakenteen ilmamäärään (+)

Rekuperaattorilla varustettu PVU varmistaa riittävän ilmanvaihdon myös taloissa, joissa on tiivistetyt ikkunat. Samaan aikaan ilmavirrat jakautuvat tasaisesti ilman, että syntyy vetoa.

Monimutkainen ilmankäsittelylaitteet monoblock-tyyppi, joka on varustettu:

• faneja – vuorokauden ympäri puhdasta ilmaa ja hiilidioksidilla kyllästettyjä suihkuja;
• lämmittimet – sisäänvirtauksen esilämmitys;
• suodattimet – pyydystää pölyä ja mikrohiukkasia;
• rekuperaattori — voidaan käyttää erityyppisiä asennuksia.

Joidenkin PVU:iden toimintoja on laajennettu viiveajastimella, tehonsäätimellä, kosteustason antureilla jne.

Yksiosaisten mallien runko on päällystetty melua vaimentavalla materiaalilla, mikä tekee PVU:n toiminnasta erittäin hiljaista. Ilmanvaihtokoneiden pysty-, vaaka- ja ripustusversiot ovat mahdollisia

Tuotetut palautuvat yksiosaiset PVU:t ovat osoittautuneet hyvin: "tuulettimet" (Ukraina), Dantherm (Tanska), "Daikin" (Japani), "Dantex" (Englanti).

Paikalliset yksiköt - lisäys olemassa olevaan ilmanvaihtojärjestelmään

Ilmamassojen kierron palauttamiseksi käytettävässä huoneessa sopivat hajautetut ilmanottoaukot lämmön talteenotolla.

Ne leikataan rakennuksen julkisivuun tai asennetaan ikkunan läpi. Heidän päätehtävänsä on parantaa toimita ilmanvaihtoa talossa.

Paikalliset rekuperaattorit on varustettu tuulettimella ja levylämmönvaihtimella. Tuloaukon "holkki" on eristetty ääntä vaimentavalla materiaalilla.Kompaktien ilmanvaihtokoneiden ohjausyksikkö sijaitsee sisäseinässä

Hajautettujen ilmanvaihtojärjestelmien ominaisuudet talteenotolla:

• Tehokkuus – 60-96%;
• alhainen tuottavuus – laitteet on suunniteltu tarjoamaan ilmanvaihtoa jopa 20-35 neliömetrin tiloissa;
• edulliseen hintaan ja laaja valikoima yksiköitä perinteisistä seinäventtiileistä automatisoituihin malleihin, joissa on monivaiheinen suodatusjärjestelmä ja mahdollisuus säätää kosteutta;
• asennuksen helppous – käyttöönottoon ei tarvita ilmakanavia, asenna seinäventtiili voit tehdä sen itse.

Suositut paikallisten rekuperaattorien valmistajat: Prana (Ukraina), O.Erre (Italia), Blizzard (Saksa), Tuuletusaukot (Ukraina), Aerovital (Saksa).

Tärkeitä kriteerejä seinän sisääntulon valinnassa: sallittu seinämän paksuus, suorituskyky, rekuperaattorin tehokkuus, ilmakanavan halkaisija ja pumpattavan väliaineen lämpötila

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Luonnollisen ilmanvaihdon ja pakotetun järjestelmän toiminnan vertailu:

Keskitetyn rekuperaattorin toimintaperiaate, hyötysuhteen laskenta:

Hajautetun lämmönvaihtimen suunnittelu ja käyttömenettely käyttämällä esimerkkinä Prana-seinäventtiiliä:

Noin 25-35 % lämmöstä poistuu huoneesta ilmanvaihtojärjestelmän kautta. Rekuperaattoreita käytetään häviöiden vähentämiseen ja lämmön tehokkaaseen talteenottoon. Ilmastolaitteiden avulla voit käyttää jätemassojen energiaa tulevan ilman lämmittämiseen.

Onko sinulla lisättävää tai onko sinulla kysyttävää erilaisten ilmanvaihtorekuperaattorien toiminnasta? Jätä kommentteja julkaisusta ja jaa kokemuksesi tällaisten laitteistojen käytöstä. Yhteydenottolomake sijaitsee alaosassa.