Princíp činnosti a inštalácie vzduchotechnických jednotiek s rekuperáciou tepla

Ventilačné jednotky s núteným obehom vzduchu s rekuperáciou tepla sa objavili pomerne nedávno, ale rýchlo získali popularitu a stali sa veľmi populárnymi v systéme. Prístroje sú schopné plne vetrať miestnosť počas chladného obdobia pri zachovaní optimálnej teploty privádzaného vzduchu.

Pri využívaní prívodného a odvodného vetrania v jesennom a zimnom období je často otázka udržania tepla v miestnosti. Prúd studeného vzduchu prichádzajúci z vetrania prúdi na podlahu a prispieva k vytváraniu nepriaznivej mikroklímy. Najbežnejším spôsobom, ako tento problém vyriešiť, je nainštalovať ohrievač, ktorý ohrieva prúd studeného vonkajšieho vzduchu pred tým, ako sa privedú do miestnosti. Táto metóda je však dosť energeticky náročná a nezabraňuje tepelným stratám v miestnosti.

Najlepším riešením problému je vybavenie ventilačného systému výmenníkom tepla. Rekuperátor je zariadenie, v ktorom sú kanály na prívod a odvod vzduchu v tesnej blízkosti. Rekuperačná jednotka umožňuje čiastočne preniesť teplo zo vzduchu, ktorý vychádza z miestnosti do privádzaného vzduchu. Vďaka technológii výmeny tepla medzi viacsmernými prúdmi vzduchu je možné ušetriť až 90% elektrickej energie, navyše v lete sa zariadenie môže použiť na chladenie privádzaných vzdušných hmôt.

Rekuperátor tepla sa skladá z telesa, ktoré je pokryté tepelne a zvukovo izolačnými materiálmi a je vyrobené z oceľového plechu. Teleso zariadenia je dostatočne pevné a je schopné odolať zaťaženiu váhami a vibráciami. Na puzdre sa nachádzajú prítokové a odtokové otvory a pohyb vzduchu cez zariadenie je zabezpečený dvoma ventilátormi, zvyčajne axiálneho alebo odstredivého typu. Potreba ich inštalácie je spôsobená výrazným spomalením prirodzenej cirkulácie vzduchu, čo je spôsobené vysokou aerodynamickou odolnosťou rekuperátora. Aby sa zabránilo nasávaniu spadnutého lístia, malých vtákov alebo mechanických úlomkov, je na vstupe umiestnenom na strane ulice nainštalovaná mriežka nasávania vzduchu. Rovnaký otvor, ale zo strany miestnosti, je tiež vybavený mriežkou alebo difúzorom, ktorý rovnomerne rozdeľuje prúd vzduchu. Pri inštalácii rozvetvených systémov sú na otvory namontované vzduchové kanály.

Okrem toho sú vstupy oboch prúdov vybavené jemnými filtrami, ktoré chránia systém pred prachovými a tukovými kvapôčkami. To chráni kanály výmenníka tepla pred upchatím a významne predlžuje životnosť zariadenia. Inštalácia filtrov je však komplikovaná potrebou nepretržitého monitorovania ich stavu, čistenia a v prípade potreby ich výmeny. V opačnom prípade bude zanesený filter pôsobiť ako prirodzená prekážka prúdenia vzduchu, čím sa zvýši odpor k nim a ventilátor sa zlomí.

Okrem ventilátorov a filtrov, rekuperátory zahŕňajú vykurovacie prvky, ktoré môžu byť vodné a elektrické. Každý ohrievač je vybavený teplotným relé a je schopný automaticky zapnúť, ak teplo prichádzajúce z domu nie je schopné vyrovnať sa s ohrevom privádzaného vzduchu. Výkon ohrievačov sa volí presne podľa objemu miestnosti a pracovnej kapacity ventilačného systému. V niektorých zariadeniach však vykurovacie prvky chránia výmenník tepla pred zamrznutím a nemajú vplyv na teplotu privádzaného vzduchu.

Prvky ohrievača vody sú úspornejšie. To vyplýva zo skutočnosti, že nosič tepla, ktorý sa pohybuje na medenej cievke, prichádza k nemu zo systému vykurovania domu. Z cievky sú vyhrievané platne, ktoré zase odvádzajú teplo do prúdu vzduchu. Systém regulácie ohrievača vody je reprezentovaný trojcestným ventilom, ktorý otvára a zatvára prívod vody, škrtiacu klapku, ktorá znižuje alebo zvyšuje jeho rýchlosť, a zmiešavaciu jednotku, ktorá reguluje teplotu. Ohrievače vody sú inštalované v potrubnom systéme s obdĺžnikovým alebo štvorcovým prierezom.

Elektrické ohrievače sú často inštalované na vzduchovodoch s kruhovým prierezom a špirála pôsobí ako ohrievač. Pre správnu a efektívnu prevádzku špirálového ohrievača by mal byť prietok vzduchu väčší alebo rovný 2 m / s, teplota vzduchu by mala byť 0-30 stupňov a vlhkosť prechádzajúcich hmôt by nemala prekročiť 80%. Všetky elektrické ohrievače sú vybavené časovačom a tepelným spínačom, ktorý vypína prístroj v prípade prehriatia.

Okrem štandardnej sady prvkov sa na žiadosť spotrebiteľa inštalujú do rekuperátorov ionizátory vzduchu a zvlhčovače vzduchu a najmodernejšie modely sú vybavené elektronickou riadiacou jednotkou a funkciou programovania v závislosti od vonkajších a vnútorných podmienok. Prístrojové panely majú estetický vzhľad, ktorý umožňuje rekuperátorom organicky zapadnúť do ventilačného systému a nenarušiť harmóniu miestnosti.

V záujme lepšieho pochopenia fungovania regeneračného systému by sa mal odkazovať na preklad slova „rekuperátor“. Doslova to znamená "návrat použitý", v tejto súvislosti - prenos tepla. Vo ventilačných systémoch odvádza výmenník tepla teplo zo vzduchu vychádzajúceho z miestnosti a odovzdáva ho prichádzajúcim prúdom. Teplotný rozdiel medzi viacsmernými prúdmi vzduchu môže dosiahnuť 50 stupňov. V lete zariadenie funguje opačne a ochladzuje vzduch prichádzajúci z ulice na teplotu odchodu. V priemere je účinnosť zariadení 65%, čo umožňuje racionálne využívanie energetických zdrojov a výrazne šetrí elektrinu.

V praxi je výmena tepla vo výmenníku tepla nasledovná: nútené vetranie poháňa prebytočné množstvo vzduchu do miestnosti, v dôsledku čoho sú kontaminované hmoty nútené opustiť miestnosť cez výfukové potrubie. Odchádzajúci teplý vzduch prechádza cez tepelný výmenník, ktorý ohrieva steny konštrukcie. Súčasne sa k nemu pohybuje prúd studeného vzduchu, ktorý odvádza teplo získané výmenníkom tepla bez miešania s vyčerpanými prúdmi.

Chladenie vzduchu opúšťajúceho miestnosť však vedie k tvorbe kondenzátu. S dobrými výkonmi ventilátorov, ktoré dávajú vzduchu vysokú rýchlosť, kondenzát nemá čas spadnúť na steny zariadenia a ide von s prúdom vzduchu. Ak však rýchlosť vzduchu nebola dostatočne vysoká, vo vnútri zariadenia sa začne hromadiť voda. Na tieto účely je do konštrukcie výmenníka tepla zahrnutá paleta, ktorá je umiestnená v miernom sklone smerom k odtokovému otvoru.

Cez vypúšťací otvor vstupuje voda do uzavretej nádrže, ktorá je inštalovaná zo strany miestnosti. To je podmienené skutočnosťou, že nahromadená voda môže zamrznúť odtokové kanály a kondenzát nebude mať žiadne miesto na odvodnenie. Neodporúča sa používať zbieranú vodu pre zvlhčovače: kvapalina môže obsahovať veľké množstvo patogénnych mikroorganizmov, a preto sa musí naliať do kanalizačného systému.

Ak sa však stále vytvára mraz z kondenzácie, odporúča sa inštalácia prídavného zariadenia - obtok. Toto zariadenie je vytvorené ako obtokový kanál, cez ktorý vstupujúci vzduch vstupuje do miestnosti. V dôsledku toho tepelný výmenník neohrieva prichádzajúce prúdy, ale spotrebuje svoje teplo výlučne na tavenie ľadu. Vstupný vzduch sa potom ohrieva pomocou ohrievača, ktorý je zapnutý synchrónne s obtokom. Po roztopení všetkého mrazu a privedení vody do zásobníka sa obtok vypne a rekuperátor začne pracovať v normálnom režime.

Okrem inštalácie obchvatu sa proti námraze používa hygroskopická buničina. Materiál je v špeciálnych kazetách a absorbuje vlhkosť skôr, než sa dostane do kondenzátu. Pary vlhkosti prechádzajú cez celulózovú vrstvu a vracajú sa do miestnosti s privádzaným prúdom. Výhodou takýchto zariadení je jednoduchá inštalácia, voliteľná inštalácia zberu kondenzátu a zásobníka. Okrem toho účinnosť kazetových výmenníkov tepla nezávisí od vonkajších podmienok a účinnosť je vyššia ako 80%. Nevýhodou je neschopnosť používať v miestnostiach s nadmernou vlhkosťou a vysoké náklady na niektoré modely.

Moderný trh ventilačných zariadení predstavuje široký výber výmenníkov tepla rôznych typov, ktoré sa navzájom líšia ako v stavebníctve, tak v spôsobe výmeny tepla medzi prúdmi.

• Deskové modely sú najjednoduchším a najbežnejším typom rekuperátorov, vyznačujú sa nízkymi nákladmi a dlhou životnosťou. Výmenník tepla modelov sa skladá z tenkých hliníkových dosiek, ktoré majú vysokú tepelnú vodivosť a výrazne zvyšujú účinnosť zariadení, ktoré v modeloch dosiek dosahujú 90%. Indikátory s vysokou účinnosťou sú spôsobené zvláštnosťou štruktúry výmenníka tepla, pričom dosky, v ktorých sú usporiadané takým spôsobom, že sa oba prúdy striedajú medzi sebou v uhle 90 °. Sekvencia prechodu teplých a studených prúdov bola umožnená ohnutím hrán na doskách a utesnením spojov polyesterovými živicami. Okrem hliníka, na výrobu dosiek s použitím zliatin medi a mosadze, ako aj polymérnych hydrofóbnych plastov. Avšak okrem výhod majú doskové výmenníky tepla svoje vlastné slabiny. Nevýhodou týchto modelov je vysoké riziko kondenzácie a tvorby ľadu, čo je spôsobené príliš úzkym usporiadaním dosiek k sebe navzájom.

• Rotačné modely Pozostávajú z telesa, v ktorom sa otáča valcový rotor, pozostávajúci z profilovaných dosiek. Počas otáčania rotora sa teplo prenáša z výstupných prúdov na vstupné toky, v dôsledku čoho dochádza k miernemu premiešaniu hmoty. A hoci rýchlosť miešania nie je kritická a zvyčajne nepresahuje 7%, takéto modely sa nepoužívajú v detských a zdravotníckych zariadeniach. Úroveň regenerácie hmoty vzduchu závisí úplne od rýchlosti otáčania rotora, ktorá je nastavená v manuálnom režime. Účinnosť modelov rotorov je 75-90%, riziko tvorby ľadu je minimálne. Toto je spôsobené tým, že väčšina vlhkosti je zadržaná v bubne, potom sa odparuje. Nevýhodou je zložitosť údržby, vysoká hluková záťaž, ktorá je spôsobená prítomnosťou pohyblivých mechanizmov, ako aj veľkosť zariadenia, neschopnosť inštalovať sa na stenu a pravdepodobnosť zápachu a prachu počas prevádzky.

• Komorné modely Skladajú sa z dvoch komôr, medzi ktorými je spoločná klapka. Po zahriatí sa začne otáčať a vháňať studený vzduch do teplej komory. Potom ohriaty vzduch vchádza do miestnosti, klapka sa zatvára a proces sa opakuje. Komorový výmenník tepla však nezískal veľkú popularitu. Je to spôsobené tým, že klapka nie je schopná zabezpečiť úplnú tesnosť komôr, takže prúd vzduchu je zmiešaný.

• Trubkové modely pozostáva z veľkého počtu trubíc, ktoré obsahujú freón. V procese ohrevu z výstupných tokov plyn stúpa do horných úsekov rúrok a ohrieva prichádzajúce toky. Po uvoľnení tepla preberá freón kvapalnú formu a prúdi do spodných častí rúrok. Výhody rúrkových tepelných výmenníkov zahŕňajú dostatočne vysokú účinnosť, dosahujúcu 70%, neprítomnosť pohyblivých častí, neprítomnosť hučania počas prevádzky, malú veľkosť a dlhú životnosť. Nevýhodou je veľká hmotnosť modelov v dôsledku prítomnosti kovových rúrok v dizajne.

• Modely so strednou chladiacou kvapalinou pozostávajú z dvoch samostatných kanálov prechádzajúcich cez výmenník tepla naplnený roztokom vody a glykolu. V dôsledku prechodu cez tepelný uzol odvádza odpadový vzduch teplo chladiacemu médiu a následne ohrieva prichádzajúci prúd. Medzi výhody tohto modelu patrí jeho trvanlivosť v dôsledku neprítomnosti pohyblivých častí a medzi minusmi je zaznamenaná nízka účinnosť, dosahujúca iba 60% a predispozícia na tvorbu kondenzátu.

Vzhľadom k veľkému množstvu rekuperátorov prezentovaných spotrebiteľom nie je ťažké vybrať si požadovaný model. Okrem toho má každý typ zariadenia svoju úzku špecializáciu a odporúčané miesto inštalácie. Takže pri kúpe zariadenia pre byt alebo súkromný dom je lepšie zvoliť klasický lamelový model s hliníkovými doskami. Takéto zariadenia nevyžadujú údržbu, nevyžadujú pravidelnú údržbu a vyznačujú sa dlhou životnosťou.

Tento model je ideálny pre použitie v bytovom dome. Je to spôsobené nízkou hladinou hluku počas prevádzky a kompaktnými rozmermi. Modely s rúrkovým typom sa tiež ukázali byť dobrým nápadom pre súkromné ​​použitie: sú malé a nezaznamenávajú. Náklady na takéto výmenníky tepla však mierne prevyšujú náklady na doskové výrobky, takže výber zariadenia závisí od finančných možností a osobných preferencií vlastníkov.

Pri výbere modelu pre výrobnú dielňu by sa nepotravinársky sklad alebo podzemné parkovisko mali zamerať na rotačné zariadenia. Takéto zariadenia majú vysoký výkon a vysoký výkon, čo je jedným z hlavných kritérií pre prácu vo veľkých oblastiach. Rekuperátory s medziľahlým chladivom sa tiež osvedčili, ale kvôli svojej nízkej účinnosti nie sú také populárne ako bubnové súpravy.

Aby nedošlo k zámene s výberom výmenníka tepla, je potrebné vypočítať účinnosť a účinnosť prístroja. Na výpočet účinnosti použite nasledujúci vzorec: K = (Tn - Tn) / (Tv - Tn), kde Tp označuje teplotu prichádzajúceho prúdu, Tn je vonkajšia teplota a TV je teplota v miestnosti. Ďalej je potrebné porovnať vašu hodnotu s najvyšším možným indikátorom efektívnosti zakúpeného zariadenia. Zvyčajne je táto hodnota uvedená v technickom osvedčení modelu alebo inej sprievodnej dokumentácii.Pri porovnávaní požadovanej účinnosti a účinnosti uvedenej v cestovnom pase je však potrebné pripomenúť, že tento koeficient bude v skutočnosti o niečo nižší, ako je uvedené v dokumente.

S vedomím efektívnosti konkrétneho modelu môžete vypočítať jeho účinnosť. Toto sa môže vykonať podľa nasledujúceho vzorca: E (W) = 0,36xPxKx (TV - Tn), kde P bude prúd vzduchu a meria sa v m3 / h. Po vykonaní všetkých výpočtov by sa náklady na nákup tepelného výmenníka mali porovnať s jeho účinnosťou, prepočítané na peňažný ekvivalent. Ak sa nákup opodstatní, zariadenie je možné bezpečne zakúpiť. V opačnom prípade by ste mali zvážiť alternatívne spôsoby ohrevu privádzaného vzduchu alebo inštaláciu viacerých jednoduchších zariadení.

Pri samočinnom návrhu zariadenia je potrebné mať na pamäti, že protiprúdové zariadenia majú najvyššiu účinnosť výmeny tepla. Po nich nasleduje krížová presnosť a jednosmerné vzduchové kanály sú umiestnené na poslednom mieste. Okrem toho, aký intenzívny prenos tepla bude závisieť priamo od kvality materiálu, hrúbky deliacich stien, ako aj od toho, ako dlho budú vzduchové hmoty vo vnútri zariadenia.

Montáž a inštalácia rekuperačnej jednotky sa môže vykonávať nezávisle. Najjednoduchším typom domáceho zariadenia je koaxiálny výmenník tepla. Pre jeho výrobu si vezmite dvojmetrovú plastovú rúru na kanalizačný prierez 16 cm a vzduchovú vlnitosť hliníka s dĺžkou 4 m, ktorého priemer by mal byť 100 mm. Na koncoch veľkého potrubia nosiť adaptéry, rozbočovače, s ktorými bude zariadenie pripojené k potrubiu, a vnútrajšok zvlnenia dať, krútenie v rovnakom čase v špirále. Výmenník tepla je pripojený k ventilačnému systému takým spôsobom, že teplý vzduch prúdi cez zvlnenie a studený vzduch prechádza plastovým potrubím.

V dôsledku tejto konštrukcie nedochádza k miešaniu prúdov a vonkajší vzduch má čas sa zahriať a pohybovať sa vnútri potrubia. Na zlepšenie výkonu môže byť zariadenie kombinované so zemným výmenníkom tepla. V procese testovania takýto výmenník tepla poskytuje dobré výsledky. Pri vonkajšej teplote -7 stupňov a vnútornej teplote 24 stupňov bola výkonnosť prístroja približne 270 metrov kubických za hodinu a teplota privádzaného vzduchu zodpovedala 19 stupňom. Priemerné náklady na domáci model je 5 tisíc rubľov.

Pri nezávislej výrobe a inštalácii výmenníka tepla je potrebné pripomenúť, že čím dlhší je výmenník tepla, tým vyššia bude účinnosť inštalácie. Preto skúsení remeselníci odporúčajú montáž rekuperátora zo štyroch segmentov po 2 m po vykonaní predbežnej tepelnej izolácie všetkých potrubí. Problém odvodnenia kondenzátu je možné vyriešiť inštaláciou armatúry na vypustenie vody a samotné zariadenie by malo byť umiestnené mierne naklonené.

Vo všeobecnosti spotrebitelia hovoria veľmi dobre o rekuperátoroch. Je tu efektívne vykurovanie privádzaného vzduchu a schopnosť výrazne ušetriť na účtoch za elektrinu. Z minusov si všimnite vysoké náklady na zariadenia, tvorbu ľadu z kondenzátu a hluk pri prevádzke niektorých modelov.

Informácie o inštalácii ventilácie núteným vzduchom vlastnými rukami nájdete na nasledujúcom videu.