Ventilācijas procesā no telpas tiek izmantots ne tikai izplūdes gaiss, bet arī daļa siltumenerģijas. Ziemā tas palielina enerģijas rēķinus.
Siltuma atgūšana centralizēta un vietēja tipa ventilācijas sistēmās ļaus samazināt nepamatotas izmaksas, nekaitējot gaisa apmaiņai. Siltumenerģijas reģenerācijai tiek izmantoti dažāda veida siltummaiņi - rekuperatori.
Rakstā sīki aprakstīti mezglu modeļi, to konstrukcijas īpatnības, darbības principi, priekšrocības un trūkumi. Sniegtā informācija palīdzēs izvēlēties labāko variantu ventilācijas sistēmas sakārtošanai.
Siltuma atgūšanas vienību veidi
Siltuma atgūšana pieplūdes ventilācijas sistēmā ir salīdzinoši jauna parādība un vēl nav plaši izplatīta. Ir vairāki ierīču veidi un liela modeļu izvēle katram tipam. Piegādes un nosūces ventilācija ar gaisa sildīšanu un atgūšanu veic šādas funkcijas:
- Siltuma atgūšana;
- Degvielas ekonomija;
- Aprīkojuma izmaksu samazināšana;
- Vides standartu nodrošināšana;
- Transporta izmaksu samazināšana;
- Gāzes tīrīšanas izmaksu samazināšana;
- Apkures sistēmas izmaksu samazināšana.
Rotējošs (bungas)
Siltummainis ir piemērots apgabaliem ar skarbu klimatu. Bungas ir izgatavotas no alumīnija folijas. Ar pakāpeniskām kustībām siltums tiek pārnests no nosūktā gaisa uz padoto gaisu:
- Siltums tiek pārnests uz piegādāto gaisu;
- Plūsmu sajaukšanās ir mazāka par 0,1%;
- Atgriežas silts un samitrināts gaiss.
Istabas mazāk izžūst. Neto jauda ir 92%.
Lamelārais krusta rekuperators
Paredzēts apgabaliem ar maigiem laika apstākļiem. Plākšņu rekuperatora pretplūsmas atdala ar alumīnija foliju.
- Siltums tiek pārnests uz piegādāto gaisu;
- Veidojas kondensāts;
- Nepieciešama ūdens novadīšana.
Izplūdes gaisa siltums caur alumīnija plāksnēm silda piegādāto gaisu. Mitrums kondensējas uz siltummaiņa plāksnēm, kas nāk no telpām.
Iesildīšanās laikā siltummaini efektivitāte ir nulle, siltuma atgūšana nenotiek. Gaisa apstrādes iekārtas kopējā efektivitāte samazinās. Sistēma atgūst līdz 95% siltuma.
Siltuma caurules
Šis tips tiek ražots kā hermētiski noslēgta caurule no materiāla ar labu siltuma vadītspēju. Freonu ielej iekšā. Rekuperators tiek novietots vertikāli kanālā (ir atļauts to uzstādīt nelielā pakāpē). Apakšējais gals ir ievietots pārsegā, augšējais - pieplūdes ventilācijā.
Caur apakšējo kanālu caurules apakšpusē plūst silts gaiss. Freons vārās, tvaiki nonāk augšējā daļā un satiekas ar pieplūdes gaisu, ņemot siltumu no freona. Kondensāts nosēžas caurules apakšā, un cikls atkārtojas. Priekšrocība: nav kustīgu daļu. Trūkums: slikta veiktspēja, sistēma darbojas ar freonu.
Starpposma siltuma pārneses ierīce
Kā siltumnesējs tiek izmantots ūdens vai īpašs šķīdums.
- Divi siltummaiņi ir savstarpēji savienoti ar cauruļvadiem;
- Viens no tiem atrodas kanālā, kas piesaista gaisu un saņem siltumu;
- Siltums iet caur dzesēšanas šķidrumu uz otro siltummaini, kas atrodas pieplūdes gaisa kanālā, kur notiek apkure.
Plūsmas nesajaucas savā starpā, bet starpposma siltumnesējs samazina efektivitāti līdz 50%. Turklāt efektivitāti var palielināt ar sūkni.Starpproduktu siltuma pārneses šķidrumu priekšrocība ir tā, ka siltummaiņus var uzstādīt attālumā viens no otra. Uzstādīšana tiek veikta vertikāli un horizontāli.
Zemes siltummainis
Sistēmas darbības izmaksas tiek samazinātas par 5-10%. Ja nav zemes siltummaini, rekuperācijas sistēmā ieplūstošais gaiss ieplūst tieši no ielas. Caur cauruli ar zemes siltummaini tiek uzlikta aptuveni divu metru dziļumā zemē. Gaisa temperatūra zem augsnes sasalšanas vienmēr paliek stabila + 10 ° C apkārtnē.
Gaiss pārvietojas pa cauruli zemē un nonāk siltuma atgūšanā. Ir daudz vieglāk kompensēt temperatūras atšķirības. Sildelementi ieslēdzas retāk, siltuma ietaupījums kļūst lielāks.
Zemes siltummainis jāveic saskaņā ar projektu. Atkarībā no mājas platības tiek izvēlēta rekuperācijas sistēma, kas no ielas paņem noteiktu gaisa daudzumu un, izlaižot to caur visu zemes siltummaini, to sasilda. Ir svarīgi konsultēties ar pieredzējušu dizaineru. Tas ir tas, kurš varēs aprēķināt kanāla garumu un dziļumu.
Elektriskās ierīces
Elektriskie gaisa sildītāji pieplūdes ventilācijai ir ļoti efektīvi, taču diezgan dārgas apkures ierīces. Temperatūras paaugstināšanās ventilācijas kanālā tiek veikta gaisa kontakta rezultātā ar karstām spirālēm vai plāksnēm, kas izgatavotas no ugunsizturīgiem metālu veidiem.
Šajā gadījumā sildelementu temperatūras paaugstināšanās notiek sildītāju elektriskās pretestības izmaiņu dēļ. Tas prasa daudz elektriskās enerģijas.
Spoles vai plāksnes sildīšanas pakāpe ir tieši proporcionāla strāvas stiprumam, kas plūst caur elementu. Palielinot spriegumu, jūs varat samazināt strāvas stiprumu, nemainot elektrisko jaudu.
Elektrisko sildītāju priekšrocības un trūkumi
Starp galvenajām priekšrocībām, kas raksturo elektrisko gaisa sildītāju, ir vērts izcelt sekojošo.
Vienkāršs uzstādīšanas process. Tātad ir daudz vieglāk novilkt kabeli sildītājam, nevis cirkulēt ūdeni vai citu dzesēšanas šķidrumu tā iekšpusē.
Jums nav jāuztraucas par elektroinstalācijas izolāciju. Elektrības pretestības dēļ kabeļa jaudas zudumi ir daudz mazāki nekā siltuma zudumi visos cauruļvados ar siltuma pārneses šķidrumu.
Viegli piemērotas gaisa temperatūras regulēšana. Lai telpā varētu iestatīt vajadzīgā līmeņa gaisa pieplūdi, pietiek ar vienkāršu temperatūras sensora uzstādīšanu apkures ierīces barošanas ķēdē. Ūdens sildītāja gadījumā būs jāsaskaņo katla jauda, dzesēšanas šķidruma un gaisa temperatūra.
Tajā pašā laikā ierīču elektriskajam tipam ir arī trūkumi. Pirmkārt, tās ir ierīces izmaksas, kas ir augstākas salīdzinājumā ar ūdens analogiem. Tātad aptuveni tāda paša jaudas līmeņa gadījumā elektriskā sildītāja cena būs aptuveni 2 reizes augstāka nekā ierīcei ar šķidru siltumnesēju.
Diezgan augstas enerģijas izmaksas. Tātad, lai nodrošinātu gaisa sildīšanu pat nelielas telpas ventilācijas sistēmā, elektroenerģijas izmaksas būs ievērojamas.
Specifikācijas, kurām jāpievērš uzmanība, izvēloties
- Metāla ierīces darbojas efektīvi līdz -10 ° C. Zemā temperatūrā veiktspēja ir ievērojami samazināta. Rezultātā tiek izmantoti elektriskie priekšsildīšanas elementi;
- Izvēloties, jums vajadzētu izpētīt korpusa biezumu, auksto tiltu materiālu. 3 cm biezums tiek pakļauts papildu izolācijai, kad ārējā temperatūra nokrītas zem -5 ° C. Ja rāmis ir izgatavots no alumīnija, jums būs divkārši jāizmanto izolācijas materiāls;
- Pievērsiet īpašu uzmanību ventilatoru brīvās plūsmas vērtībām. Var gadīties, ka pie 500 m3 galvas var pilnībā nebūt. Patērētāji par to uzzina, parasti, kad rekuperators nedarbojas;
- Liels pluss, kad automātiskajai sistēmai var pievienot papildu funkcijas. Pateicoties uzlabotajai automatizācijai, tiek samazinātas ekspluatācijas izmaksas un palielināta visas ierīces darbība;
- Galvenais rādītājs, lai izlemtu, kuru rekuperatoru izvēlēties, ir ventilācijas spiediens un jauda. Tiek veikts iepriekšējs aprēķins, cik daudz gaisa vienā stundā vajadzētu iekļūt mājā.
Bezkanāla siltummaiņa ražošana
bezkanāla zemes siltummainis
Bezzemes zemes siltummainis nozīmē bedres izgatavošanu apmēram 3-4 metru garumā un 80 centimetru dziļumā. Bedre ir piepildīta ar grants slāni, un augšdaļa ir pārklāta ar putu betonu. Šis dizains ļauj iegūt temperatūru īpašā slāņa iekšpusē, kas neatšķirsies no temperatūras zemē 5 metru dziļumā. Pēc bedres izgatavošanas no tā jāizņem caurule svaigā gaisa padevei.
Šī filiāles caurule tiek izgatavota saskaņā ar to pašu shēmu kā caurules siltummainī. Vēl vienai caurulei vajadzētu pāriet no īpaša slāņa uz telpu ventilācijas sistēmu. Vienkāršā shēmā gaiss sāk cirkulēt. Tas ir ne tikai mitrināts, bet arī attīrīts. Dizaina priekšrocība ir paaugstināta filtrēšana. Negatīvie ir zemāka efektivitāte nekā cauruļu sistēmā.
Rekuperatori uz jumta
Šīs ventilācijas vienības tiek izmantotas telpās ar lielu darba vietu. Tie filtrē, silda un piegādā gaisu ēkai. Gaisa temperatūru regulē kanāla sildītājs vai dzesētājs. Tās ieplūde tiek veikta daļēji vai pilnībā, izmantojot rekuperatora plākšņu struktūru.
Raksturīgi
Šādas pieplūdes un izplūdes ventilācijas sistēmas tiek uzstādītas uz ēku jumta griestiem caur tajās izveidotajām atverēm. Rekuperatori iegūst no griestiem savākto izlietoto gaisu un izlaiž to atmosfērā, un tā siltums tiek pārnests uz jaudīgo ienākošo strūklu. Gaisa padeve tiek virzīta tieši uz griestiem vai virzīta uz darba zonu. Rekuperators var būt neatņemama vienība visa objekta kopējā ventilācijas shēmā. Ierīci ir viegli vadīt.
Dizains
Vienību modeļi ir izgatavoti no atšķirīgas jaudas, ko mēra pēc izejošā gaisa tilpuma kubikmetros stundā. Ierīces pamatne ir rāmja-paneļa konstrukcija, kas izgatavota no alumīnija profiliem. Siltummaiņa lokšņu optimālais biezums ir aptuveni 0,2 mm. Skaņas un siltumizolācijai korpusa sienas tiek uzliktas ar minerālvilnu. Rekuperatori ir aprīkoti ar elektrības, ūdens un gāzes sekcijām apkurei. Sasniegtā efektivitāte ir aptuveni 65%. Piegādes un izplūdes ventilācijas uzstādīšana nerada grūtības. Lai to izdarītu, jumtā ir nepieciešams izgatavot logu un nostiprināt struktūru - "stiklu" pareizai slodzes sadalīšanai. Rekuperatora uzstādīšana uz jumta neaizņem ēkas lietderīgo apjomu.
Darbības princips un dizaina iezīmes
Universālas ierīces, kas darbojas uz ūdens, tiek uzstādītas vietās ar labi izveidotu siltumapgādes sistēmu. Vienkāršs, bet diezgan efektīvs dizaina risinājums ļauj sildīt gaisu diapazonā no + 70 ° C līdz + 100 ° C un ir būtisks angāriem, sporta zālēm, lielveikaliem, siltumnīcām, noliktavām, lieliem paviljoniem - tas ir, lielām telpām, kurām nepieciešams papildu apkure.
VOLCANO gaisa sildītāja izmantošanas piemērs siltumnīcā. Apkure tiek veikta siltā gaisa sadalījuma dēļ (ūdens temperatūra - + 90 ° C), izmantojot ventilatoru un regulējamas žalūzijas
Ja jūs kādreiz esat izmantojis mājsaimniecības siltummaini, jūs viegli sapratīsit ūdens ierīces darbības principu. Tas arī silda gaisu, bet mazā korpusā noslēgtas elektriskās spirāles lomu spēlē metāla cauruļu komplekts, pa kuru cirkulē sasildītais dzesēšanas šķidrums.
Apkures process ir šāds:
- karsts ūdens, kas sasildīts līdz vajadzīgajai temperatūrai (vidēji no + 80 ° C līdz + 180 ° C), no apkures caurulēm nonāk siltummainī, kas sastāv no mazām alumīnija, tērauda, bimetāla vai vara caurulēm;
- caurules silda gaisu, kas iet caur ierīci;
- iebūvētais ventilators cirkulē sasildīto gaisu visā telpā un stimulē tā kustību pretējā virzienā - ierīcei.
Nav nepieciešams īpaši sildīt ūdeni, jo tas ir daļa no apkures sistēmas, tāpēc tiek ievērojami ietaupīti.
No cinkota tērauda izgatavota ūdens kanāla sildītāja 60-35-2 konstrukcija, kas paredzēta ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmām. Tipisks gaisa kanāla izmērs - 60 cm x 35 cm, rindas - 2, maksimālais darba spiediens - 1,5 MPa, maksimālā dzesēšanas šķidruma temperatūra - + 170 ºС
Standarta ūdens sildītāja ķēde ir siltummaini, ventilatora un konvektora hibrīds. Tas ir efektīvs lielu rūpniecības telpu apsildīšanai, un, izvēloties pareizo cauruļvadu, - kotedžām ar labi izveidotu ventilācijas sistēmu.
Rekuperators ar ūdens cirkulāciju
Raksturīgi
Siltumenerģijas nesējs ir ūdens vai antifrīzs, kas tiek piegādāts barošanas blokam no atsevišķi izvietota izplūdes siltummaini. Ūdens cirkulācijas rekuperatora darbība ir līdzīga ūdens sildīšanas darbībai. Plākšņu siltummaiņa ar ūdens cirkulāciju darbības efektivitāte sasniedz 50-65%. Piegādes un nosūces ventilācija ar šāda veida rekuperatoriem tiek reti izmantota, ja ir iespējams samontēt siltuma apmaiņas līniju. Šīs sistēmas darbībai nepieciešama bieža uzraudzība. Vājais punkts ir sūkņa klātbūtne, kas cirkulē siltummaini. Kā arī papildu mezgli, kas regulē sistēmas darbību. Tie palielina enerģijas patēriņu. Ar lielu attālumu starp pieplūdes un izplūdes siltummaiņiem nav lietderīgi izmantot šo iespēju. Rekuperators veic tikai siltuma apmaiņas funkciju bez mitruma pārveidošanas.
Dizains
Barošanas un nosūces ventilācijas sistēmas galvenās vienības ar siltuma atgūšanu ir divi siltummaiņi. Tie tiek uzstādīti atsevišķi pieplūdes un nosūces gaisa vados. Savienojiet tos ar izolētu elastīgu cauruli. Tas ļauj vieglāk izvēlēties mezglu atrašanās vietu un instalēt sistēmu. Rekuperators ar ūdens cirkulāciju ir aprīkots ar sūkni, izplešanās tvertni, regulatoru, spiediena indikatoru. Temperatūras sensori. Gaisa, drošības un vadības vārsti. Instalējot vienu rekuperācijas sistēmu, ir iespējams savienot vairākus siltuma nesējus. Atšķirīgi gaisa izplūdes un gaisa plūsmas ceļi nodrošina rekuperatora darbību, neveidojot apledojuma pēdas. Nav pieļaujama piesārņotāju pārnešana ar izejošo gaisu ieplūdes plūsmā.
Starpsiltuma siltummaiņi
Šīs ierīces darbības princips ir praktiski līdzīgs plākšņu rekuperatoram. Šeit siltummainis ir slēgta cilpa, kas izgatavota no caurules. Pastāv pastāvīga ūdens vai ūdens-glikola šķīduma cirkulācija. Siltuma pārneses procesu efektivitāte ir tieši atkarīga no cirkulācijas ātruma slēgtā šķidruma kontūrā.
Šādā ierīcē gaisa plūsmu sajaukšana ir pilnībā izslēgta. Vienīgie trūkumi ir nepietiekama efektivitāte. Šāda ierīce spēj atgriezt apmēram 50% no istabas uzņemtā siltuma.
Sistēmas instalēšanas problēmas
Ar šāda aprīkojuma izmantošanu praktiski nav iespējamu problēmu.Dažus izlemj ražotājs, citi kļūst par pircēja galvassāpēm. Galvenās problēmas ir šādas:
- Kondensāta veidošanās. Fizikas likumi nosaka, ka kondensāts rodas, kad augstas temperatūras gaiss iziet cauri aukstai, noslēgtai videi. Ja apkārtējā temperatūra ir zemāka par sasalšanas temperatūru, tad spuras sāks sasalt. Visa šajā punktā sniegtā informācija nosaka būtisku ierīces efektivitātes samazināšanos.
- Energoefektivitāte. Visas ventilācijas sistēmas, kas darbojas kopā ar rekuperatoru, ir atkarīgas no enerģijas. Veiktais ekonomiskais aprēķins nosaka, ka noderēs tikai tie rekuperatora modeļi, kas ietaupīs vairāk enerģijas nekā tērēs.
- Atmaksāšanās periods. Kā jau iepriekš tika atzīmēts, ierīce ir paredzēta enerģijas taupīšanai. Svarīgs noteicošais faktors ir tas, cik gadu nepieciešams, lai rekuperatoru iegāde un uzstādīšana atmaksātos. Ja apskatāmais rādītājs pārsniedz 10 gadu atzīmi, tad instalēšanai nav jēgas, jo šajā laikā būs jāaizstāj citi sistēmas elementi. Ja aprēķini rāda, ka atmaksāšanās periods ir 20 gadi, tad nevajadzētu apsvērt iespēju uzstādīt ierīci.
Iepriekš minētās problēmas jāņem vērā, izvēloties siltummaini, kuru ir vairāki desmiti veidu.
Zemes siltummaiņu veidi
Mūsdienās ir zināmi divi veidi:
- Bezkanāls. Tiek izmantots pazemes slānis, caur kuru gaiss iet siltuma apmaiņai.
- Caurule (kanāls). Šeit siltuma apmaiņa notiek, izmantojot cauruļu (kanālu) komplektu, kas aprakts pazemē.
Neatkarīgi no veida, galvenais padeves kanāls tiek uzstādīts pie ventilācijas sistēmas caurulēm. Svaigs gaiss tam tiek piegādāts visbiežāk caur caurumu sienā. Svarīgs punkts būs tāda mehānisma uzstādīšana, ar kuru būs iespējams pārslēgties starp divām pozīcijām: pirmkārt - svaigs gaiss no ielas nonāk sistēmā, otrkārt - darbojas augsnes sistēma. Vienkārši sakot - ar savām rokām ir jāizgatavo augsnes siltummainis ar aizvēršanas atverēm gaisa padevei no zemes un no ielas.
