Създаване на енергийно ефективен административна сграда, който да се доближава максимално до стандарта „ПАСИВНА КЪЩА“, е невъзможен без модерна климатична камера (PSU) с рекуперация на топлина.

Под средства за възстановяванепроцесът на използване на топлината на вътрешния отработен въздух с температура t in, излъчван през студения период с висока температура на улицата, за загряване на подавания външен въздух. Процесът на оползотворяване на топлина се извършва в специални възли за оползотворяване на топлина: пластинчати топлообменници, ротационни регенератори, както и в топлообменници, монтирани отделно във въздушни потоци с различни температури (в изпускателни и захранващи блокове) и свързани с междинен топлоносител (гликол, етиленов гликол).

Последният вариант е най-подходящ в случай, когато притокът и изпускателната тръба са разделени по височината на сградата, например, Захранващ блок- в сутерена, а ауспуха - в таванско помещение, обаче ефективността на възстановяването на такива системи ще бъде значително по-ниска (от 30 до 50% в сравнение с PES в една сграда

Пластинчати топлообменниципредставляват касета, в която каналите за подаване и отвеждане на въздуха са разделени с алуминиеви листове. Топлообменът се осъществява между подавания и отработения въздух чрез алуминиеви листове. Вътрешният изтеглен въздух загрява външния захранващ въздух през пластините на топлообменника. В този случай процесът на смесване на въздуха не се случва.

IN ротационни топлообменниципреносът на топлина от отработения въздух към подавания въздух се осъществява чрез въртящ се цилиндричен ротор, състоящ се от пакет от тънки метални плочи. По време на работата на ротационния топлообменник изходящият въздух загрява плочите, след което тези плочи се преместват в студения външен въздух и го загряват. Въпреки това, в блоковете за разделяне на потока, поради тяхното изтичане, отработеният въздух се влива в подавания въздух. Процентът на преливане може да бъде от 5 до 20% в зависимост от качеството на оборудването.

За да се постигне целта - да се доближи сградата на FGAU "NII CEPP" до пасивната, в хода на дълги дискусии и изчисления беше решено да се инсталира захранваща и изпускателна вентилационни агрегатис рекуператор Руски производителенергоспестяващи климатични системи - фирми ТУРКОВ.

Компания ТУРКОВпроизвежда PES за следните региони:

• За Централен район (оборудване с двустепенна рекуперация на топлина Серия ЗЕНИТ, който работи стабилно до -25 О C, и е отличен за климата на Централния регион на Русия, ефективност 65-75%);
• За Сибир (оборудване с тристепенна рекуперация на топлина Серия Zenit HECOработи стабилно до -35 О C, и е отличен за климата на Сибир, но често се използва в централния регион, ефективност 80-85%);
• За Далечния север (оборудване с четиристепенна рекуперация Серия CrioVentработи стабилно до -45 О C, отличен за екстремно студен климат и използван в най-тежките региони на Русия, ефективност до 90%).

Традиционен учебни ръководства, базирани на старата инженерна школа, критикуват фирми, които твърдят, че имат висока ефективност на пластинчатите топлообменници. Обосновавайки това с факта, че е възможно да се постигне тази стойност на ефективност само при използване на енергия от абсолютно сух въздух и в реални условия с относителна влажност на отстранения въздух = 20-40% (през зимата), нивото на използване на енергията на сух въздух е ограничена.

Въпреки това, TURKOV PES използва енталпичен пластинчат топлообменник, при който наред с предаването на имплицитна топлина от отработения въздух, влагата се пренася и към захранващия въздух.
Работната зона на енталпийния топлообменник е направена от полимерна мембрана, която позволява на молекулите на водната пара да преминават от отработения (овлажнен) въздух и да го прехвърлят към захранващия (сух). В топлообменника няма смесване на изгорели и захранващи потоци, тъй като влагата преминава през мембраната чрез дифузия поради разликата в концентрацията на парите от двете страни на мембраната.

Размерите на мембранните клетки са такива, че през тях може да преминава само водна пара, за прах, замърсители, водни капки, бактерии, вируси и миризми, мембраната е непреодолима бариера (поради съотношението на размерите на "клетките" на мембраната и други вещества).

Енталпичен топлообменниквсъщност - пластинчат топлообменник, където вместо алуминий се използва полимерна мембрана. Тъй като топлопроводимостта на мембранната плоча е по-малка от тази на алуминия, необходимата площ на енталпийния топлообменник е много по-голяма от площта на подобен алуминиев топлообменник. От една страна, това увеличава размерите на оборудването, от друга страна, ви позволява да прехвърляте голямо количество влага и благодарение на това е възможно да се постигне висока устойчивост на замръзване на топлообменника и стабилен работа на оборудването при ултраниски температури.

През зимата (външна температура под -5C), ако влажността на изходящия въздух надвишава 30% (при температура на изходящия въздух от 22…24 °C), в топлообменника, заедно с процеса на прехвърляне на влага към подавания въздух , протича процесът на натрупване на влага върху плочата на топлообменника. Поради това е необходимо периодично да се изключва захранващият вентилатор и да се изсушава хигроскопичният слой на топлообменника с отработен въздух. Продължителността, честотата и температурата, под която се изисква процесът на сушене, зависи от степента на топлообменника, температурата и влажността в помещението. Най-често използваните настройки за сушене на топлообменника са показани в таблица 1.

Таблица 1. Най-често използвани настройки за сушене на топлообменник

Етапи на топлообменник	Температура/Влажност
	<20%	20%-30%	30%-35%	35%-45%
2 стъпки	не е задължително	3/45 мин	3/30 мин	4/30 мин
3 стъпки	не е задължително	3/50 мин	3/40 мин	3/30 мин
4 стъпки	не е задължително		3/50 мин	3/40 мин

Забележка:Настройката на изсушаването на топлообменника се извършва само след съгласуване с техническия персонал на производителя и след предоставяне на параметрите на вътрешния въздух.

Изсушаването на топлообменника се изисква само при инсталиране на системи за овлажняване на въздуха или при работа на оборудване с големи, систематични притоци на влага.

• При стандартни параметри на въздуха в помещенията сухият режим не е необходим.

Материалът на топлообменника се подлага на задължително антибактериално третиране, така че не натрупва замърсяване.

В тази статия, като пример за административна сграда, се разглежда типична пететажна сграда на FGAU "NII CEPP" след планираната реконструкция.
За тази сграда дебитът на подавания и отработения въздух е определен в съответствие с нормите за обмен на въздух в административните помещения за всяко помещение на сградата.
Общите стойности на дебита на подавания и отработения въздух по етажи на сградата са показани в таблица 2.

Таблица 2. Очаквани дебити на подаващ/отработен въздух по етажи на сградата

Етаж	Консумация на захранващ въздух, m 3 /ч	Консумация на отработен въздух, m 3 /ч	ПВУ ТУРКОВ
Мазе	1987	1987	Zenit 2400 HECO SW
1-ви етаж	6517	6517	Zenit 1600 HECO SW Zenit 2400 HECO SW Zenit 3400 HECO SW
2-ри етаж	5010	5010	Zenit 5000 HECO SW
3-ти етаж	6208	6208	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW - 2 бр.
4-ти етаж	6957	6957	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW
5 етаж	4274	4274	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW

В лабораториите PVU работят по специален алгоритъм с компенсация за изпускане от аспиратори, т.е. когато някой аспиратор е включен, PVU аспираторът автоматично намалява със стойността на аспиратора на шкафа. Въз основа на прогнозните разходи бяха избрани климатичните камери Turkov. Всеки етаж ще бъде обслужван от своите Zenit HECO SW и Zenit HECO MW PES с тристепенно възстановяване на топлината до 85%.
Вентилацията на първия етаж се осъществява от ПЕС, които са монтирани в сутерена и на втория етаж. Вентилацията на останалите етажи (с изключение на лабораториите на четвърти и трети етаж) се осигурява от ПЕС, монтирани на техническия етаж.
Външният вид на PES на инсталацията Zenit Heco SW е показан на Фигура 6. Таблица 3 показва техническите данни за всеки PES на инсталацията.

Инсталация Zenit Heco SWвключва:

• Корпус с топло и звукоизолация;
• Захранващ вентилатор;
• Изпускателен вентилатор;
• захранващ филтър;
• Изпускателен филтър;
• 3-степенен топлообменник;
• Нагревател;
• Смесителен възел;
• Автоматика с набор от сензори;
• Жичен контролен панел.

Важно предимство е възможността за монтаж на оборудването както вертикално, така и хоризонтално под тавана, който се използва във въпросната сграда. Както и възможността за разполагане на оборудване в студени помещения (тавани, гаражи, технически помещения и др.) и на улицата, което е много важно при реставрацията и реконструкцията на сгради.

PES Zenit HECO MW са малки PES с възстановяване на топлина и влага с бойлер и смесителна единица в лек и универсален корпус от експандиран полипропилен, предназначени за поддържане на климата в малки стаи, апартаменти, къщи.

Компания ТУРКОВсамостоятелно разработва и произвежда в Русия автоматиката Monocontroller за вентилационно оборудване. Тази автоматизация се използва в PVU Zenit Heco SW

• Контролерът управлява EC вентилатори чрез MODBUS, което ви позволява да наблюдавате работата на всеки вентилатор.
• Управлява бойлери и охладители за точно поддържане на температурата на подавания въздух както през зимата, така и през лятото.
• За контрол на CO 2 в конферентната зала и заседателните зали автоматизацията е оборудвана със специални сензори за CO 2 . Оборудването ще следи концентрацията на CO 2 и автоматично променя въздушния поток според броя на хората в помещението, за да поддържа необходимото качество на въздуха, като по този начин намалява консумацията на топлина на оборудването.
• Цялостната диспечерска система ви позволява да организирате контролния център възможно най-просто. Системата за дистанционно наблюдение ще ви позволи да наблюдавате оборудването от всяка точка на света.

Функции на контролния панел:

• Часове, дата;
• Три скорости на вентилатора;
• Показване на състоянието на филтъра в реално време;
• Седмичен таймер;
• Настройка на температурата на подавания въздух;
• Показване на грешки на дисплея.

Знак за ефективност

За да оценим ефективността на инсталирането на климатични камери Zenit Heco SW с възстановяване на топлината в разглежданата сграда, ние определяме изчислените, средните и годишните натоварвания на вентилационната система, както и разходите в рубли за студения период, топлия период и за цялата година за три PES опции:

1. PES с рекуперация Zenit Heco SW (КПД на рекуператора 85%);
2. PES с директен поток (т.е. без топлообменник);
3. PES с 50% ефективност на възстановяване на топлината.

Натоварването на вентилационната система е натоварването на въздухонагревателя, който загрява (през студения период) или охлажда (през топлия период) подавания въздух след топлообменника. В PES с директен поток въздухът се нагрява в нагревателя от първоначалните параметри, съответстващи на параметрите на външния въздух през студения период, и се охлажда през топлия период. Резултатите от изчислението на проектното натоварване на вентилационната система в студения период за подовете на сградата са показани в таблица 3. Показани са резултатите от изчисляването на проектното натоварване на вентилационната система през топлия сезон за цялата сграда в таблица 4.

Таблица 3. Прогнозно натоварване на вентилационната система през студения период по етажи, kW

Етаж	PES Zenit HECO SW/MW	PES с директен поток	PES с 50% възстановяване
Мазе	3,5	28,9	14,0
1-ви етаж	11,5	94,8	45,8
2-ри етаж	8,8	72,9	35,2
3-ти етаж	10,9	90,4	43,6
4-ти етаж	12,2	101,3	48,9
5 етаж	7,5	62,2	30,0
54,4	450,6	217,5

Таблица 4. Прогнозно натоварване на вентилационната система през топлия период по етажи, kW

Етаж	PES Zenit HECO SW/MW	PES с директен поток	PES с 50% възстановяване
20,2	33,1	31,1

Тъй като изчислените външни температури в студения и топлия период не са постоянни през отоплителния период и периода на охлаждане, е необходимо да се определи средното натоварване на вентилацията при средна външна температура:
Резултатите от изчисляването на годишното натоварване на вентилационната система през топлия период и студения период за цялата сграда са показани в таблици 5 и 6.

Таблица 5. Годишно натоварване на вентилационната система през студения сезон по етажи, kW

Етаж	PES Zenit HECO SW/MW	PES с директен поток	PES с 50% възстановяване
66105	655733	264421
66,1	655,7	264,4

Таблица 6. Годишно натоварване на вентилационната система през топлия сезон по етажи, kW

Етаж	PES Zenit HECO SW/MW	PES с директен поток	PES с 50% възстановяване
12362	20287	19019
12,4	20,3	19,0

Нека определим разходите в рубли на година за отопление, охлаждане и работа на вентилатора.
Консумацията в рубли за повторно отопление се получава чрез умножаване на годишните стойности на вентилационните натоварвания (в Gcal) през студения период с цената на 1 Gcal / час топлинна енергия от мрежата и по времето, когато PVU е в режим на отопление . Цената на 1 Gcal / h топлинна енергия от мрежата се приема равна на 2169 рубли.
Разходите в рубли за работата на вентилаторите се получават чрез умножаване на тяхната мощност, време на работа и цената на 1 kW електроенергия. Цената на 1 kWh електроенергия се приема равна на 5,57 рубли.
Резултатите от изчисляването на разходите в рубли за експлоатацията на WSP в студения период са показани в таблица 7, а в топлия период в таблица 8. Таблица 9 сравнява всички опции на WSP за цялата сграда на FGAU "NII CEPP" .

Таблица 7. Разходи в рубли годишно за работа на PES през студения период

Етаж	PES Zenit HECO SW/MW		PES с директен поток		PES с 50% възстановяване
	За претопляне	За фенове	За претопляне	За фенове	За претопляне	За фенове
Общи разходи	368 206	337 568	3 652 433	337 568	1 472 827	337 568

Таблица 8. Разходи в рубли на година за експлоатация на WSP през топлия период

Етаж	PES Zenit HECO SW/MW		PES с директен поток		PES с 50% възстановяване
	За охлаждане	За фенове	За охлаждане	За фенове	За охлаждане	За фенове
Общи разходи	68 858	141 968	112 998	141 968	105 936	141 968

Таблица 9. Сравнение на всички ПЕС

Стойност	PES Zenit HECO SW/MW	PES с директен поток	PES с 50% възстановяване
, kW	54,4	450,6	217,5
20,2	33,1	31,1
25,7	255,3	103,0
11,4	18,8	17,6
66 105	655 733	264 421
12 362	20 287	19 019
	78 468	676 020	283 440
Разходи за повторно нагряване, разтривайте	122 539	1 223 178	493 240
Разходи за охлаждане, търкайте	68 858	112 998	105 936
Разходи за фенове през зимата, търкайте	337 568
Разходи за фенове през лятото, търкайте	141 968
Общи годишни разходи, rub	670 933	1 815 712	1 078 712

Анализът на таблица 9 ни позволява да направим недвусмислено заключение - захранващите и изпускателните агрегати Zenit HECO SW и Zenit HECO MW с възстановяване на топлина и влага от Turkov са много енергийно ефективни.
Общото годишно вентилационно натоварване на PVU TURKOV е по-малко от натоварването в PVU с ефективност 50% с 72%, а в сравнение с PVU с директен поток с 88%. PVU Turkov ще спести 1 милион 145 хиляди рубли - в сравнение с PVU с директен поток или 408 хиляди рубли - в сравнение с PVU, чиято ефективност е 50%.

Къде са спестяванията...

Основната причина за неуспехите при използването на системи с рекуперация е сравнително високата първоначална инвестиция, но с по-пълен поглед върху разходите за разработка, такива системи не само се изплащат бързо, но и намаляват общата инвестиция по време на разработката. жилищни, офис сгради и магазини.
Средна стойност на топлинните загуби на готови сгради: 50 W/m 2 .

• Включва: Топлинни загуби през стени, прозорци, покриви, основи и др.

Средната стойност на общата обменна вентилация е 4,34 m 3 / m 2

Включено:

• Вентилация на апартаменти с изчисляване на предназначението на помещенията и кратността.
• Вентилация на офиси според броя на хората и CO2 компенсация.
• Вентилация на магазини, коридори, складове и др.
• Съотношението на площта е избрано въз основа на няколко съществуващи комплекса

Средната стойност на вентилацията за компенсиране на бани, кухни и др. 0,36 m3/m2

Включено:

• Обезщетение за бани, бани, кухни и др. Тъй като е невъзможно да се организира всмукване в системата за рекуперация от тези помещения, в това помещение се организира приток, а изпускането преминава през отделни вентилатори покрай рекуператора.

Средна стойност на обща смукателна вентилация съответно 3,98 m3/m2

Разлика между количеството подаван въздух и количеството въздух за компенсация.
Именно този обем изтеглен въздух предава топлина на подавания въздух.

Така че е необходимо да се застрои зоната със стандартни сгради с обща площ от 40 000 m 2 с посочените характеристики на топлинни загуби. Да видим какво ще спести използването на вентилационни системи с рекуперация.

Оперативни разходи

Основната цел при избора на системи с рекуперация е да се намалят разходите за експлоатация на оборудването, поради значително намаляване на необходимата топлинна мощност за отопление на подавания въздух.
С използването на захранващи и смукателни вентилационни инсталации без рекуперация ще получим топлинна консумация на вентилационната система на една сграда 2410 kWh.

• Ние приемаме разходите за експлоатация на такава система като 100%. Няма никакви спестявания - 0%.

С използването на комбинирани захранващи и смукателни вентилационни инсталации с възстановяване на топлината и средна ефективност от 50%, ще получим топлинна консумация на вентилационната система на една сграда 1457 kWh.

• Оперативни разходи 60%. Спестявания с наборно оборудване 40%

С използването на едноблокови високоефективни приточно-смукателни вентилационни инсталации TURKOV с рекуперация на топлина и влага и среден коефициент на полезно действие 85%, ще получим топлинна консумация на вентилационната система на една сграда 790 kWh.

• Оперативни разходи 33%. Спестявания с оборудване TURKOV 67%

Както може да се види, вентилационните системи с високоефективно оборудване имат по-малко потребление на топлина, което ни позволява да говорим за период на изплащане на оборудването от 3-7 години при използване на бойлери и 1-2 години при използване на електрически нагреватели.

Разходи за строителство

Ако се строи в града, е необходимо да се отдели значително количество топлинна енергия от съществуващата отоплителна мрежа, което винаги изисква значителни финансови разходи. Колкото повече топлина е необходима, толкова по-скъпи ще бъдат разходите за сумиране.
Изграждането "на полето" често не включва доставка на топлина, обикновено се доставя газ и се извършва изграждането на собствена котелна централа или топлоелектрическа централа. Цената на тази структура е съизмерима с необходимата топлинна мощност: колкото повече - толкова по-скъпо.
Като пример да предположим, че е построена котелна централа с мощност 50 MW топлинна енергия.
В допълнение към вентилацията, разходите за отопление на типична сграда с площ от 40 000 m 2 и топлинни загуби от 50 W / m 2 ще бъдат около 2000 kWh.
С използването на смукателна и смукателна вентилация без рекуперация ще могат да се изградят 11 сгради.
С използването на комбинирани приточно-смукателни вентилационни инсталации с рекуперация на топлината и среден коефициент на полезно действие 50% ще могат да се изградят 14 сгради.
С използването на едноблокови високоефективни приточно-смукателни вентилационни инсталации TURKOV с рекуперация на топлина и влага и среден коефициент на полезно действие 85% ще могат да бъдат изградени 18 сгради.
Крайната оценка за доставяне на повече топлинна енергия или изграждане на котелна централа с голям капацитет е значително по-скъпа от цената на по-енергийно ефективно вентилационно оборудване. С използването на допълнителни средства за намаляване на топлинните загуби на сградата е възможно да се увеличи разработката, без да се увеличава необходимата топлинна мощност. Например, чрез намаляване на топлинните загуби само с 20%, до 40 W / m 2, ще бъде възможно да се построят вече 21 сгради.

Характеристики на работата на оборудването в северните ширини

По правило оборудването с рекуперация има ограничения за минималната температура на външния въздух. Това се дължи на възможностите на топлообменника и ограничението е -25 ... -30 o C. Ако температурата падне, кондензатът от отработения въздух ще замръзне върху топлообменника, следователно при изключително ниски температури, използва се електрически подгревател или воден подгревател с незамръзваща течност. Например в Якутия очакваната температура на външния въздух е -48 o C. Тогава класическите системи с рекуперация работят по следния начин:

1. о С предварителен нагревател загрят до -25 о C (Изразходва се топлинна енергия).
2. C -25 о C въздухът се нагрява в топлообменника до -2,5 о C (при 50% ефективност).
3. С -2,5 о Въздухът се нагрява от основния нагревател до необходимата температура (консумира се топлинна енергия).

При използване на специална серия оборудване за Далечния север с 4-степенна рекуперация на топлина TURKOV CrioVent, не се изисква предварително загряване, тъй като 4 степени, голяма рекуперационна площ и връщане на влага позволяват да се предотврати замръзване на топлообменника. Оборудването работи по сив начин:

1. Външен въздух с температура -48 о С се загрява в рекуператора до 11,5 о C (ефективност 85%).
2. От 11.5 о Въздухът се загрява от основния нагревател до необходимата температура. (Изразходва се топлинна енергия).

Липсата на предварително загряване и високата ефективност на оборудването значително ще намалят потреблението на топлина и ще опростят дизайна на оборудването.
Използването на високоефективни системи за рекуперация в северните ширини е най-актуално, тъй като поради ниските температури на външния въздух използването на класически системи за рекуперация е трудно, а оборудването без рекуперация изисква твърде много топлинна енергия. Оборудването Turkov успешно работи в градове с най-трудни климатични условия, като: Улан-Уде, Иркутск, Енисейск, Якутск, Анадир, Мурманск, както и в много други градове с по-мек климат в сравнение с тези градове.

Заключение

• Използването на вентилационни системи с рекуперация позволява не само да се намалят оперативните разходи, но в случай на мащабна реконструкция или капитално развитие на корпуси, да се намали първоначалната инвестиция.
• Максимални спестявания могат да бъдат постигнати в средните и северните ширини, където оборудването работи в трудни условия с продължителни отрицателни температури на външния въздух.
• Използвайки сградата на FGAU NII CEPP като пример, вентилационна система с високоефективен топлообменник ще спести 3 милиона 33 хиляди рубли годишно в сравнение с PVU с директен поток и 1 милион 40 хиляди рубли годишно в сравнение с подреден PVU, чиято ефективност е 50%.

Комфортният вътрешен климат не може да бъде организиран без добра вентилационна система. Пластмасовите прозорци, врати и довършителни материали правят къщата толкова херметична, че може да доведе до липса на естествена вентилация, влага и конденз. И ако вземете предвид общото замърсяване на въздуха, тогава просто не можете да правите без ефективни въздушни филтри. В такива къщи трябва да има система за възстановяване на въздуха за частни къщи. Това устройство се задвижва от захранващ и изпускателен блок, който съдържа топлообменник. Такова устройство не само ще осигури на жилището свеж, пречистен въздух, но и ще помогне за намаляване на разходите за отопление.

Рекуператор за частна къща. Предимства

Терминът "рекуператор" в превод от лат. означава връщане. Самото устройство е топлообменник, който съхранява топлината в помещението и я предава на въздуха, влизащ от улицата. Рекуперацията е метод за вентилация с минимален разход на топлина. Такова устройство помага да се спести до 70% топлина и да се върне обратно в стаята.

Основни предимства:

• Нисък шум
• Няма нужда да отваряте прозорци
• Възможност за монтаж в конструкция на окачен таван
• Спестяване на разходи за отопление и климатизация
• Удобство и допълнителни функции

Автоматичното регулиране на интензивността на въздушния поток прави използването на устройствата не само безопасно, но и удобно.

Как да изберем вентилационен рекуператор?

Всички съвременни вентилационни агрегати използват един и същ принцип на работа - осигуряват въздушен поток в къщата, почиствайки я от прах и замърсявания. Такива системи могат да се различават: по размери, клас на почистване, производителност, оборудване и наличие на допълнителни функции.

Агрегатите с електрически топлообменник имат вграден ротационен топлообменник с КПД 80% и дистанционно управление. При устройства с бойлер е възможно да се контролира скоростта и температурата на входящия въздушен поток. Такива вентилационни агрегати са по-популярни от тези с електрически топлообменници.

Като се има предвид минималната консумация на енергия на топлообменник за частна къща, чиято цена е доста достъпна, разходите за инсталиране на вентилационна система ще се изплатят много бързо. И ако вземем предвид и несъмнените ползи за здравето и общото благосъстояние, тогава изборът в полза на PVU с рекуператор става очевиден.

Рециркулацията на въздуха във вентилационните системи е смес от определено количество отработен (отработен) въздух към захранващ въздух. Благодарение на това се постига намаляване на енергийните разходи за отопление на чист въздух през зимния период на годината.

Схема на захранваща и смукателна вентилация с възстановяване и рециркулация,
където L - въздушен поток, T - температура.

Възстановяване на топлина във вентилация- това е метод за пренос на топлинна енергия от потока отработен въздух към потока захранващ въздух. Рекуперацията се използва, когато има температурна разлика между отработения и подавания въздух, за да се повиши температурата на свежия въздух. Този процес не включва смесване на въздушни потоци, процесът на пренос на топлина се извършва през всеки материал.

Температура и движение на въздуха в топлообменника

Устройствата за възстановяване на топлината се наричат ​​рекуператори на топлина. Те са два вида:

Топлообменници-рекуператори- пренасят топлинния поток през стената. Най-често се срещат в инсталации на захранващи и смукателни вентилационни системи.

В първия цикъл, които се нагряват от изходящия въздух, във втория се охлаждат, отдавайки топлина на подавания въздух.

Системата за захранване и смукателна вентилация с рекуперация на топлина е най-често срещаният начин за използване на рекуперация на топлина. Основният елемент на тази система е захранващият и изпускателен блок, който включва топлообменник. Устройството на захранващия блок с топлообменник позволява прехвърляне на до 80-90% топлина към нагрятия въздух, което значително намалява мощността на въздушния нагревател, в който се нагрява захранващият въздух, в случай на липса на топлина поток от топлообменника.

Характеристики на използването на рециркулация и възстановяване

Основната разлика между рекуперацията и рециркулацията е липсата на смесване на въздуха от помещението навън. Възстановяването на топлина е приложимо в повечето случаи, докато рециркулацията има редица ограничения, които са посочени в нормативните документи.

SNiP 41-01-2003 не позволява повторно подаване на въздух (рециркулация) в следните ситуации:

• В помещения, въздушният поток в които се определя на базата на отделяните вредни вещества;
• В помещения, в които има високи концентрации на патогенни бактерии и гъбички;
• В помещения с наличие на вредни вещества, сублимирани при контакт с нагрети повърхности;
• В стаи от категория B и A;
• В помещения, където се работи с вредни или горими газове, изпарения;
• В помещения от категория B1-B2, в които могат да се отделят горими прахове и аерозоли;
• От системи с наличие в тях на локално засмукване на вредни вещества и експлозивни смеси с въздух;
• От вестибюли-шлюзове.

Рециклиране:
Рециркулацията в камерите за обработка на въздуха се използва активно по-често с висока производителност на системата, когато обменът на въздух може да бъде от 1000-1500 m 3 / h до 10000-15000 m 3 / h. Отстраненият въздух носи голям запас от топлинна енергия, смесването му с външния въздушен поток ви позволява да повишите температурата на подавания въздух, като по този начин намалите необходимата мощност на нагревателния елемент. Но в такива случаи, преди да бъде въведен отново в помещението, въздухът трябва да премине през филтриращата система.

Рециркулационната вентилация подобрява енергийната ефективност, решава проблема с енергоспестяването в случай, че 70-80% от отработения въздух отново влиза във вентилационната система.

Възстановяване:
Климатични камери с рекуперация могат да се монтират при почти всякакъв дебит на въздуха (от 200 m 3 /h до няколко хиляди m 3 /h), както при нисък, така и при голям. Рекуперацията също така позволява топлината да бъде прехвърлена от изходящия въздух към подавания въздух, като по този начин се намалява потреблението на енергия от нагревателния елемент.

Във вентилационните системи на апартаменти и вили се използват сравнително малки инсталации. На практика климатичните камери се монтират под тавана (например между тавана и окачения таван). Това решение изисква някои специфични изисквания от монтажа, а именно: малки габаритни размери, ниско ниво на шум, лесна поддръжка.

Климатичната камера с рекуперация изисква профилактика, която налага да се направи люк в тавана за обслужване на топлообменника, филтрите, духалките (вентилаторите).

Основните елементи на климатичните камери

Устройство за захранване и изпускане с възстановяване или рециркулация, което има както първия, така и втория процес в своя арсенал, винаги е сложен организъм, който изисква високо организирано управление. Климатичната камера крие зад своята защитна кутия такива основни компоненти като:

• Два фенаот различни видове, които определят производителността на инсталацията по поток.
• Топлообменен рекуператор- загрява подавания въздух чрез пренос на топлина от изходящия въздух.
• Електрически нагревател- загрява подавания въздух до необходимите параметри, в случай на липса на топлинен поток от отработения въздух.
• Въздушен филтър- благодарение на него се осъществява контрол и пречистване на външния въздух, както и обработка на изходящия въздух пред топлообменника, за защита на топлообменника.
• Въздушни клапис електрически задвижвания - могат да се монтират пред изходящите въздуховоди за допълнителен контрол на въздушния поток и блокиране на каналите, когато оборудването е изключено.
• Околовръстен път- благодарение на което въздушният поток може да бъде насочен през топлообменника през топлия сезон, като по този начин не загрява подавания въздух, а го доставя директно в помещението.
• Рециркулационна камера- осигуряване на смесване на отстранения въздух с подавания въздух, като по този начин се осигурява рециркулация на въздушния поток.
  
  

В допълнение към основните компоненти на климатичната камера, тя включва и голям брой малки компоненти, като сензори, автоматизирана система за управление и защита и др.

	Сензор за температура на подавания въздух		топлообменник
	Сензор за температура на изтегления въздух		Моторизиран въздушен клапан
	Сензор за външна температура		Околовръстен път
	Сензор за температура на изходящия въздух		байпасен клапан
	нагревател за въздух		Входен филтър
	Термостат за защита от прегряване		Филтър за извличане
	Авариен термостат		Сензор на филтъра за захранващ въздух
	Сензор за потока на захранващия вентилатор		Сензор за филтър за изтеглен въздух
	Термостат за защита от замръзване		Амортисьор за отработен въздух
	Актуатор на водния клапан		Клапа за подаване на въздух
	водна клапа		Захранващ вентилатор
	Изпускателен вентилатор

Схема за управление

Всички компоненти на климатичната инсталация трябва да бъдат правилно интегрирани в системата за работа на инсталацията и да изпълняват функциите си в необходимото количество. Задачата за контрол на работата на всички компоненти се решава от автоматизирана система за управление на процесите. Монтажният комплект включва сензори, анализирайки техните данни, системата за управление коригира работата на необходимите елементи. Системата за управление ви позволява безпроблемно и компетентно да изпълнявате целите и задачите на климатичната инсталация, решавайки сложни проблеми на взаимодействието между всички елементи на инсталацията.

Панел за управление на вентилацията

Въпреки сложността на системата за контрол на процеса, развитието на технологиите позволява да се предостави на обикновен човек контролен панел от завода по такъв начин, че от първото докосване да е ясно и приятно да се използва инсталацията през целия експлоатационен живот .

Пример. Изчисляване на ефективността на възстановяване на топлината:
Изчисляване на ефективността при използване на рекуперативен топлообменник в сравнение с използването само на електрически или само на бойлер.

Помислете за вентилационна система с дебит от 500 m 3 /h. Изчисленията ще бъдат извършени за отоплителния сезон в Москва. От SNiPa 23-01-99 "Строителна климатология и геофизика" е известно, че продължителността на периода със средна дневна температура на въздуха под +8 ° C е 214 дни, средната температура на периода със средна дневна температура под + 8°C е -3.1°C .

Изчислете необходимата средна топлинна мощност:
За да затоплите въздуха от улицата до комфортна температура от 20 ° C, ще ви трябва:

N = G * C p * p ( in-ha) * (t ext -t avg) = 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021 kW

Това количество топлина за единица време може да бъде прехвърлено към подавания въздух по няколко начина:

1. Отопление на подавания въздух чрез електрически нагревател;
2. Отопление на захранващия топлоносител, отвеждан през топлообменника, с допълнително нагряване от електрически нагревател;
3. Подгряване на външен въздух във воден топлообменник и др.

Изчисление 1:Топлината се предава на подавания въздух с помощта на електрически нагревател. Цената на електроенергията в Москва S=5,2 рубли/(kW*h). Вентилацията работи денонощно, за 214 дни от отоплителния период сумата пари в този случай ще бъде равна на:
° С 1 \u003d S * 24 * N * n \u003d 5,2 * 24 * 4,021 * 214 \u003d 107 389,6 рубли / (отоплителен период)

Изчисление 2:Съвременните рекуператори пренасят топлина с висока ефективност. Оставете рекуператора да загрява въздуха с 60% от необходимата топлина за единица време. Тогава електрическият нагревател трябва да изразходва следното количество мощност:
N (електрически товар) \u003d Q - Q rec \u003d 4,021 - 0,6 * 4,021 \u003d 1,61 kW

При условие, че вентилацията ще работи през целия период на отоплителния период, получаваме сумата за електроенергия:
C 2 \u003d S * 24 * N (електрически товар) * n \u003d 5,2 * 24 * 1,61 * 214 \u003d 42 998,6 рубли / (период на отопление)

Изчисление 3:За отопление на външния въздух се използва бойлер. Прогнозна цена на топлина от техническа топла вода за 1 Gcal в Москва:
S година \u003d 1500 рубли / gcal. Kcal=4,184 kJ

За отопление се нуждаем от следното количество топлина:
Q (g.w.) \u003d N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) \u003d 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) \u003d 17,75 Gcal

При работа на вентилация и топлообменник през целия студен период на годината, количеството пари за топлината на технологичната вода:
C 3 \u003d S (топла вода) * Q (топла вода) \u003d 1500 * 17,75 \u003d 26 625 рубли / (отоплителен период)

Резултатите от изчисляването на разходите за отопление на подавания въздух за отопление
период от годината:

От горните изчисления може да се види, че най-икономичният вариант е използването на кръга за топла вода. В допълнение, количеството пари, необходимо за загряване на подавания въздух, е значително намалено при използване на рекуперативен топлообменник в системата за захранване и изпускателна вентилация в сравнение с използването на електрически нагревател.

В заключение бих искал да отбележа, че използването на инсталации с рекуперация или рециркулация във вентилационните системи позволява да се използва енергията на отработения въздух, което позволява да се намалят енергийните разходи за отопление на подавания въздух, следователно паричните намаляват разходите за експлоатация на вентилационната система. Използването на топлината на отстранения въздух е модерна енергоспестяваща технология и ви позволява да се доближите до модела на "умен дом", при който всеки наличен вид енергия се използва най-пълно и полезно.

Удобното крайградско жилище не може да се представи без добра вентилационна система, тъй като именно те са ключът към здравословния микроклимат. Мнозина обаче са предпазливи и дори предпазливи при внедряването на такава инсталация, страхувайки се от огромни сметки за електричество. Ако някои съмнения са се „настанили“ в главата ви, препоръчваме ви да разгледате рекуператор за частна къща.

Говорим за малък агрегат, комбиниран с приточна и смукателна вентилация и изключващ прекомерната консумация на електроенергия през зимата, когато въздухът се нуждае от допълнително отопление. Има няколко начина за намаляване на нежеланите разходи. Най-ефективният и достъпен е да направите въздушен рекуператор със собствените си ръце.

Какво представлява това устройство и как работи? Това ще бъде обсъдено в днешната статия.

Характеристики и принцип на действие

И така, какво е възстановяване на топлината? - Рекуперацията е процес на топлообмен, при който студеният въздух от улицата се нагрява от изходящия поток от апартамента. Благодарение на тази организационна схема, инсталацията за възстановяване на топлина спестява топлина в къщата. В апартамента се формира комфортен микроклимат за кратък период от време и с минимална консумация на електроенергия.

Видеото по-долу показва системата за възстановяване на въздуха.

Какво е рекуператор. Обща концепция за лаик.

Икономическата осъществимост на рекуперативен топлообменник зависи от други фактори:

• цени на енергията;
• разходите за инсталиране на устройството;
• разходите, свързани с обслужването на устройството;
• живота на такава система.

Забележка! Въздушният рекуператор за апартамент е важен, но не единственият елемент, необходим за ефективна вентилация в жилищното пространство. Вентилацията с възстановяване на топлината е сложна система, която функционира изключително при условие на професионален "пакет".

Рекуператор за дома

С понижаване на температурата на околната среда ефективността на устройството намалява. Както и да е, топлообменникът за къща през този период е жизненоважен, тъй като значителна температурна разлика "натоварва" отоплителната система. Ако извън прозореца е 0 ° C, тогава в жилищното пространство се подава въздушен поток, загрят до +16 ° C. Домашен рекуператор за апартамент се справя с тази задача без никакви проблеми.

Формула за изчисляване на ефективността

Съвременните въздушни рекуператори се различават не само по ефективност, нюанси на използване, но и по дизайн. Помислете за най-популярните решения и техните характеристики.

Основни видове конструкции

Експертите се фокусират върху факта, че има няколко вида топлина:

• ламеларен;
• с отделни топлоносители;
• ротационен;
• тръбен.

ламеларенТип – включва структура на базата на алуминиеви листове. Такава инсталация на топлообменник се счита за най-балансирана по отношение на цената на материалите и стойността на топлопроводимостта (ефективността варира от 40 до 70%). Устройството се отличава с простота на изпълнение, достъпност и липса на движещи се елементи. Монтажът не изисква специализирано обучение. Инсталирането без никакви затруднения се извършва у дома, със собствените си ръце.

тип плоча

Ротариса решения, които са доста популярни сред потребителите. Конструкцията им предвижда въртящ се вал, захранван от мрежата, както и 2 канала за обмен на въздух с противотоци. Как работи такъв механизъм? - Една от секциите на ротора се нагрява от въздух, след което се завърта и топлината се пренасочва към студените маси, концентрирани в съседния канал.

ротационен тип

Въпреки високата ефективност, инсталациите имат редица съществени недостатъци:

• впечатляващи показатели за тегло и размер;
• взискателност към редовна поддръжка, ремонт;
• проблематично е да възпроизведете рекуператора със собствените си ръце, да възстановите неговата производителност;
• смесване на въздушни маси;
• зависимост от електрическа енергия.

Можете да гледате видеоклипа по-долу за видовете рекуператори (започвайки от 8-30 минути)

Рекуператор: защо е, техните видове и моят избор

Забележка! Вентилационен блок с тръбни устройства, както и отделни топлоносители, практически не се възпроизвежда у дома, дори ако всички необходими чертежи и диаграми са под ръка.

Направи си сам устройство за обмен на въздух

Най-простата по отношение на изпълнението и последващото оборудване се счита за система за рекуперация на топлина от плоча. Този модел може да се похвали както с очевидни "плюсове", така и с досадни "минуси". Ако говорим за достойнствата на решението, тогава дори домашно направен въздушен рекуператор за дома може да осигури:

• прилична ефективност;
• липса на "обвързване" към електрическата мрежа;
• структурна надеждност и простота;
• наличие на функционални елементи и материали;
• продължителност на експлоатация.

Но преди да започнете да създавате рекуператор със собствените си ръце, трябва да изясните и недостатъците на този модел. Основният недостатък е образуването на ледници по време на тежки студове. Нивото на влага на улицата е по-малко, отколкото във въздуха, който присъства в помещението. Ако не действате върху него по никакъв начин, той се превръща в кондензат. По време на студове високите нива на влажност допринасят за образуването на скреж.

Снимката показва как се обменя въздух.

Има няколко начина за защита на топлообменното устройство от замръзване. Това са малки решения, които се различават по ефективност и начин на изпълнение:

• топлинен ефект върху структурата, поради което ледът не се задържа вътре в системата (ефективността пада средно с 20%);
• механично отстраняване на въздушни маси от плочите, поради което се извършва принудително нагряване на леда;
• добавяне на вентилационна система с рекуператор с целулозни касети, които абсорбират излишната влага. Те се пренасочват към жилищата, като не само се елиминира кондензатът, но и се постига ефект на овлажняване.

Предлагаме ви да гледате видео - Направи си сам въздушен рекуператор за дома.

Рекуператор - направете го сами

Рекуператор - Направи си сам 2

Експертите са единодушни, че целулозните касети са най-доброто решение днес. Те функционират независимо от времето извън прозореца, докато инсталациите не консумират електроенергия, не изискват изход за канализация, колектор за кондензат.

Материали и компоненти

Какви решения и продукти трябва да се подготвят, ако е необходимо да се сглоби плоча за дома? Експертите силно препоръчват да се обърне приоритетно внимание на следните материали:

1. 1. Алуминиеви листове (текстолит и клетъчен поликарбонат са доста подходящи). Моля, имайте предвид, че колкото по-тънък е този материал, толкова по-ефективен ще бъде преносът на топлина. Приточната вентилация в този случай работи по-добре.
2. 2. Дървени летви (около 10 мм ширина и до 2 мм дебелина). Те се поставят между съседни плочи.
3. 3. Минерална вата (с дебелина до 40 мм).
4. 4. Метал или шперплат за подготовка на тялото на апарата.
5. 5. Лепило.
6. 6. Уплътнител.
7. 7. Хардуер.
8. 8. Ъгъл.
9. 9. 4 фланеца (под тръбната секция).
10. 10. Вентилатор.

Забележка! Диагоналът на тялото на рекуперативния топлообменник съответства на неговата ширина. Що се отнася до височината, тя се регулира според броя на плочите и тяхната дебелина във връзка с релсите.

Чертежи на устройства

Металните листове се използват за рязане на квадрати, като размерите на всяка страна могат да варират от 200 до 300 mm. В този случай е необходимо да изберете оптималната стойност, като вземете предвид коя вентилационна система е инсталирана във вашия дом. Листата трябва да са най-малко 70. За да са по-гладки, препоръчваме да работите с 2-3 парчета едновременно.

Схема на пластмасово устройство

За пълното възстановяване на енергията в системата е необходимо да се подготвят дървени летви в съответствие с избраните размери на страната на квадрата (от 200 до 300 mm). След това те трябва да бъдат внимателно обработени с изсушаващо масло. Всеки дървен елемент се залепва към 2-рата страна на металния квадрат. Един от квадратите трябва да остане незалепен.

За да бъде възстановяването, а с това и вентилацията на въздуха по-ефективно, всеки горен ръб на релсите е внимателно намазан с лепило. Отделни елементи се сглобяват в квадратен "сандвич". Много важно! Вторият, третият и всички следващи квадратни продукти трябва да се завъртят на 90 ° по отношение на предишния. По този начин се осъществява редуването на каналите, тяхното перпендикулярно положение.

Горният квадрат е фиксиран върху лепилото, върху което няма летви. С помощта на ъглите конструкцията се издърпва внимателно и се закрепва. За да може възстановяването на топлината във вентилационните системи да се извърши без загуба на въздух, празнините се запълват с уплътнител. Формират се фланцови опори.

Вентилационните решения (произведен модул) са поставени в корпуса. Преди това по стените на устройството е необходимо да се подготвят няколко ъглови водачи. Топлообменникът е разположен по такъв начин, че ъглите му да опират до страничните стени, докато цялата конструкция визуално прилича на ромб.

На снимката домашна версия на устройството

В долната му част остават остатъчни продукти под формата на кондензат. Основната задача е да се получат 2 изпускателни канала, изолирани един от друг. Вътре в структурата на ламеларния елемент въздушните маси се смесват и само там. На дъното се прави малка дупка за изтичане на конденза през маркуч. В дизайна са направени 4 отвора за фланците.

Формула за изчисляване на мощността

Пример! За загряване на въздуха в помещението до 21°С, което изисква60 m3 въздухв един часа:Q \u003d 0,335x60x21 \u003d 422 W.

За да се определи ефективността на уреда, е достатъчно да се определят температурите в 3 ключови точки на влизането му в системата:

Изчисляване на изплащането на рекуператора

Сега знаеш , какво е рекуператор и колко е необходим за съвременните вентилационни системи. Тези устройства все повече се инсталират в селски къщи, обекти на социалната инфраструктура. Рекуператорите за частна къща са доста популярен продукт в наше време. При определено ниво на желание рекуператорът може да бъде сглобен със собствените си ръце от импровизирани средства, както е споменато по-горе в нашата статия.

Във връзка с нарастването на тарифите за първични енергийни ресурси възстановяването става по-актуално от всякога. Следните видове топлообменници обикновено се използват във климатични камери с рекуперация на топлина:

• пластинчат или топлообменник с напречен поток;
• ротационен топлообменник;
• рекуператори с междинен топлоносител;
• Топлинна помпа;
• рекуператор от камерен тип;
• рекуператор с топлинни тръби.

Принцип на действие

Принципът на работа на всеки топлообменник във климатичните камери е следният. Той осигурява топлообмен (в някои модели - и студен обмен, както и обмен на влага) между потоците на захранващия и изходящия въздух. Топлообменният процес може да протича непрекъснато - през стените на топлообменника, с помощта на фреон или междинен топлоносител. Топлообменът може да бъде и периодичен, както при ротационен и камерен топлообменник. В резултат на това извлеченият изтеглен въздух се охлажда, като по този начин се нагрява свежият подаван въздух. Процесът на охлаждане в някои модели рекуператори се извършва през топлия сезон и ви позволява да намалите разходите за енергия за климатичните системи поради известно охлаждане на подавания въздух в помещението. Обменът на влага се извършва между изходящия и захранващия въздушен поток, което ви позволява да поддържате комфортна за човек влажност през цялата година, без да използвате допълнителни устройства - овлажнители и други.

Пластинчат или напречен топлообменник.

Топлопроводимите плочи на рекуперативната повърхност са изработени от тънко метално (материал - алуминий, мед, неръждаема стомана) фолио или ултратънък картон, пластмаса, хигроскопична целулоза. Потокът от захранващ и отработен въздух се движи през много малки канали, образувани от тези топлопроводими плочи, в противоточен модел. Контактът и смесването на потоци, тяхното замърсяване са практически изключени. В конструкцията на топлообменника няма движещи се части. Коефициент на полезно действие 50-80%. Влагата може да кондензира върху повърхността на плочите в топлообменник от метално фолио поради разликата в температурата на въздушните потоци. През топлия сезон трябва да се отклони към канализационната система на сградата чрез специално оборудван дренажен тръбопровод. При студено време има опасност от замръзване на тази влага в топлообменника и неговото механично увреждане (размразяване). Освен това образуваният лед значително намалява ефективността на топлообменника. Следователно, когато работят през студения сезон, топлообменниците с метални топлопроводими плочи изискват периодично размразяване с поток от топъл отработен въздух или използване на допълнителен воден или електрически нагревател за въздух. В този случай захранващият въздух или не се подава изобщо, или се подава в помещението, заобикаляйки топлообменника през допълнителен клапан (байпас). Времето за размразяване е средно от 5 до 25 минути. Топлообменникът с топлопроводими плочи от ултратънък картон и пластмаса не подлежи на замръзване, тъй като обменът на влага също се осъществява чрез тези материали, но има друг недостатък - не може да се използва за вентилация на помещения с висока влажност, за да да ги изсушите. Пластинчатият топлообменник може да се монтира в захранващата и изпускателната система както във вертикално, така и в хоризонтално положение, в зависимост от изискванията за размерите на вентилационната камера. Пластинчатите топлообменници са най-често срещаните поради тяхната относителна простота на дизайн и ниска цена.

Ротационен рекуператор.

Този тип е вторият най-разпространен след ламеларния. Топлината от един въздушен поток към друг се прехвърля през цилиндричен кух барабан, въртящ се между изпускателната и захранващата секции, наречен ротор. Вътрешният обем на ротора е запълнен с плътно натъпкано метално фолио или тел, което играе ролята на въртяща се топлообменна повърхност. Материалът на фолиото или телта е същият като този на пластинчатия топлообменник - мед, алуминий или неръждаема стомана. Роторът има хоризонтална ос на въртене на задвижващия вал, завъртян от електродвигател със стъпково или инверторно регулиране. Моторът може да се използва за управление на процеса на възстановяване. Коефициент на полезно действие 75-90%. Ефективността на рекуператора зависи от температурите на потоците, тяхната скорост и скоростта на ротора. Чрез промяна на скоростта на ротора можете да промените ефективността. Замръзването на влагата в ротора е изключено, но не може напълно да се изключи смесването на потоците, взаимното им замърсяване и пренасянето на миризми, тъй като потоците са в пряк контакт един с друг. Възможно е смесване до 3%. Ротационните топлообменници не изискват големи количества електроенергия, те ви позволяват да изсушите въздуха в помещения с висока влажност. Дизайнът на ротационните топлообменници е по-сложен от пластинчатите топлообменници и тяхната цена и експлоатационни разходи са по-високи. Въпреки това климатичните камери с ротационни топлообменници са много популярни поради високата си ефективност.

Рекуператори с междинен топлоносител.

Охлаждащата течност най-често е вода или водни разтвори на гликоли. Такъв топлообменник се състои от два топлообменника, свързани помежду си с тръбопроводи с циркулационна помпа и фитинги. Един от топлообменниците е поставен в канал с изходящ въздушен поток и получава топлина от него. Топлината се пренася през топлоносителя с помощта на помпа и тръби към друг топлообменник, разположен в тръбопровода за подаване на въздух. Подаваният въздух абсорбира тази топлина и се нагрява. Смесването на потоците в този случай е напълно изключено, но поради наличието на междинен топлоносител коефициентът на полезно действие на този тип рекуператори е сравнително нисък и възлиза на 45-55%. Ефективността може да бъде повлияна от помпата, влияейки върху скоростта на охлаждащата течност. Основното предимство и разлика между топлообменник с междинен топлоносител и топлообменник с топлинна тръба е, че топлообменниците в изпускателния и захранващия блок могат да бъдат разположени на разстояние един от друг. Монтажната позиция на топлообменниците, помпата и тръбопроводите може да бъде вертикална или хоризонтална.

Топлинна помпа.

Сравнително наскоро се появи интересен тип рекуператор с междинна охлаждаща течност - т.нар. термодинамичен топлообменник, при който ролята на течни топлообменници, тръби и помпа играе хладилна машина, работеща в режим на термопомпа. Това е един вид комбинация от топлообменник и термопомпа. Състои се от два фреонови топлообменника - изпарител-въздухоохладител и кондензатор, тръбопроводи, термостатен вентил, компресор и 4-пътен вентил. Топлообменниците са разположени в каналите за подаване и отработен въздух, компресорът е необходим, за да се осигури циркулацията на фреон, а вентилът превключва потоците на хладилния агент в зависимост от сезона и ви позволява да прехвърляте топлината от изходящия въздух към подавания въздух и обратно. В същото време захранващата и изпускателната система може да се състои от няколко захранващи и един изпускателен блок с по-висок капацитет, обединени от една хладилна верига. В същото време възможностите на системата позволяват едновременно работа на няколко климатични камери в различни режими (отопление/охлаждане). Коефициентът на преобразуване на термопомпата COP може да достигне стойности от 4,5-6,5.

Рекуператор с топлинни тръби.

Според принципа на работа топлообменник с топлинни тръби е подобен на топлообменник с междинен топлоносител. Единствената разлика е, че във въздушните потоци не се поставят топлообменници, а така наречените топлинни тръби или по-точно термосифони. Конструктивно това са херметически затворени участъци от медна оребрена тръба, напълнена отвътре със специално подбран нискокипящ фреон. Единият край на тръбата в изпускателния поток се нагрява, фреонът кипи на това място и пренася топлината, получена от въздуха, към другия край на тръбата, издухан от потока захранващ въздух. Тук фреонът вътре в тръбата кондензира и предава топлина на въздуха, който се нагрява. Взаимното смесване на потоци, тяхното замърсяване и пренасяне на миризми са напълно изключени. Няма движещи се елементи, тръбите се поставят в потоците само вертикално или под лек наклон, така че фреонът да се движи вътре в тръбите от студения край към горещия край поради гравитацията. Коефициент на полезно действие 50-70%. Важно условие за осигуряване на работата на неговата работа: въздуховодите, в които са монтирани термосифоните, трябва да са разположени вертикално един над друг.

Камерен тип рекуператор.

Вътрешният обем (камера) на такъв топлообменник е разделен на две половини от клапа. Амортисьорът се движи от време на време, като по този начин променя посоката на движение на изходящия и подавания въздушен поток. Отработеният въздух загрява едната половина на камерата, след което клапата насочва потока захранващ въздух тук и той се нагрява от нагрятите стени на камерата. Този процес се повтаря периодично. Коефициентът на полезно действие достига 70-80%. Но в дизайна има движещи се части и следователно има голяма вероятност от взаимно смесване, замърсяване на потоците и пренасяне на миризми.

Изчисляване на ефективността на рекуператора.

В техническите характеристики на рекуперативните вентилационни агрегати на много производители като правило се дават две стойности на коефициента на възстановяване - по температура на въздуха и неговата енталпия. Изчисляването на ефективността на топлообменника може да се извърши чрез температура или въздушна енталпия. Изчисляването по температура взема предвид привидното топлинно съдържание на въздуха, а по енталпия се взема предвид и съдържанието на влага във въздуха (неговата относителна влажност). Изчисляването на енталпията се счита за по-точно. За изчислението са необходими първоначални данни. Получават се чрез измерване на температурата и влажността на въздуха на три места: на закрито (където вентилационният агрегат осигурява въздухообмен), на открито и в сечението на решетката за подаване на въздух (откъдето в помещението постъпва обработеният външен въздух). Формулата за изчисляване на ефективността на оползотворяване на топлина по температура е следната:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), Където

• Kt– коефициент на ефективност на топлообменника по температура;
• T1– температура на външния въздух, oC;
• Т2е температурата на изходящия въздух (т.е. въздуха в помещението), °C;
• Т4– температура на подавания въздух, oC.

Енталпията на въздуха е топлинното съдържание на въздуха, т.е. количеството топлина, съдържащо се в него, отнесено към 1 kg сух въздух. Енталпията се определя с помощта на i-d диаграмата на състоянието на влажния въздух, като върху нея се поставят точки, съответстващи на измерената температура и влажност в помещението, на открито и подавания въздух. Формулата за изчисляване на ефективността на възстановяване на енталпията е следната:

Kh = (H4 - H1) / (H2 - H1), Където

• х– коефициент на полезно действие на топлообменника по енталпия;
• H1– енталпия на външен въздух, kJ/kg;
• H2– енталпия на отработения въздух (т.е. въздух в помещението), kJ/kg;
• H4– енталпия на подавания въздух, kJ/kg.

Икономическата целесъобразност на използването на климатични камери с рекуперация.

Като пример, нека вземем проучване за осъществимост за използване на вентилационни модули с рекуперация в захранващи и изпускателни вентилационни системи за автокъщи.

Първоначални данни:

• обект - автосалон с РЗП 2000 м2;
• средната височина на помещенията е 3-6 м, състои се от две изложбени зали, офисна част и сервиз (SRT);
• за приточна и смукателна вентилация на тези помещения бяха избрани вентилационни агрегати от канален тип: 1 модул с дебит на въздуха 650 m3/час и консумация на енергия 0,4 kW и 5 агрегата с дебит на въздуха 1500 m3/час и консумация на енергия от 0,83 kW.
• гарантираният диапазон на външните температури на въздуха за канални инсталации е (-15…+40) °C.

За да сравним потреблението на енергия, ще изчислим мощността на канален електрически нагревател за въздух, който е необходим за отопление на външния въздух през студения сезон в захранващ блок от традиционен тип (състоящ се от възвратен клапан, канален филтър, вентилатор и електрически въздухонагревател) с дебит на въздушния поток съответно 650 и 1500 m3/h. В същото време цената на електроенергията се приема на 5 рубли за 1 kWh.

Външният въздух трябва да се затопли от -15 до +20°C.

Изчисляването на мощността на електрическия въздухонагревател се извършва съгласно уравнението на топлинния баланс:

Qn \u003d G * Cp * T, W, Където:

• Qn– мощност на въздухонагревателя, W;
• Ж- масов въздушен поток през въздухонагревателя, kg/s;
• сре специфичният изобарен топлинен капацитет на въздуха. Cp = 1000kJ/kg*K;
• T- разликата между температурите на въздуха на изхода на въздухонагревателя и на входа.

T \u003d 20 - (-15) \u003d 35 ° C.

1. 650 / 3600 = 0,181 m3/s

p = 1,2 kg/m3 е плътността на въздуха.

G = 0,181*1,2 = 0,217 kg/s

Qn \u003d 0, 217 * 1000 * 35 \u003d 7600 W.

2. 1500 / 3600 = 0,417 m3/s

G=0.417*1.2=0.5kg/s

Qn \u003d 0,5 * 1000 * 35 \u003d 17500 W.

По този начин използването на канални инсталации с възстановяване на топлината през студения сезон вместо традиционните, използващи електрически нагреватели за въздух, позволява да се намалят разходите за енергия със същото количество подаден въздух повече от 20 пъти и по този начин да се намалят разходите и съответно да се увеличи печалбата на автокъща. В допълнение, използването на инсталации с рекуперация позволява да се намалят финансовите разходи на потребителя за енергийни носители за отопление на помещения през студения сезон и за климатизацията им през топлия сезон с около 50%.

За по-голяма яснота ще направим сравнителен финансов анализ на потреблението на енергия от системите за захранване и смукателна вентилация на помещенията на автокъщата, оборудвани с въздушни рекуператори и традиционни устройства с електрически нагреватели.

Първоначални данни:

Система 1.

Инсталации с рекуперация на топлина с дебит 650 m3/h - 1 бр. и 1500 м3/час - 5 бр.

Общата консумация на електроенергия ще бъде: 0,4 + 5 * 0,83 = 4,55 kW * h.

Система 2.

Традиционни канални приточно-смукателни вентилационни агрегати - 1 бр. с дебит 650м3/час и 5 бр. с дебит 1500m3/час.

Общата електрическа мощност на инсталацията при 650 m3/h ще бъде:

• вентилатори - 2 * 0,155 \u003d 0,31 kW * h;
• автоматика и вентилни задвижвания - 0,1 kWh;
• електрически нагревател за въздух - 7,6 kWh;

Общо: 8,01 kWh.

Общата електрическа мощност на инсталацията при 1500 m3/час ще бъде:

• вентилатори - 2 * 0,32 \u003d 0,64 kW * час;
• автоматика и вентилни задвижвания - 0,1 kWh;
• електрически нагревател за въздух - 17,5 kWh.

Общо: (18,24 kW * h) * 5 \u003d 91,2 kW * h.

Общо: 91,2 + 8,01 \u003d 99,21 kWh.

Приемаме периода на използване на отоплението във вентилационните системи 150 работни дни годишно за 9 часа. Получаваме 150 * 9 = 1350 часа.

Консумацията на енергия от инсталации с рекуперация ще бъде: 4,55 * 1350 = 6142,5 kW

Оперативните разходи ще бъдат: 5 рубли * 6142,5 kW = 30712,5 рубли. или относително (спрямо общата площ на автокъщата 2000 m2) израз 30172,5/2000 = 15,1 рубли/m2.

Консумацията на енергия на традиционните системи ще бъде: 99,21 * 1350 = 133933,5 kW Оперативните разходи ще бъдат: 5 рубли * 133933,5 kW = 669667,5 рубли. или относително (спрямо общата площ на автокъщата 2000 m2) израз 669667,5 / 2000 = 334,8 рубли / m2.