Stvaranje energetski efikasnog upravna zgrada, koji će biti što bliži standardu "PASIVNE KUĆE", nemoguće je bez moderne klima komore (PSU) sa povratom topline.

Ispod sredstva za oporavak proces iskorišćavanja toplote unutrašnjeg odvodnog vazduha temperature t in, emitovane tokom hladnog perioda sa visokom temperaturom na ulicu, za zagrevanje dovodnog spoljašnjeg vazduha. Proces povrata topline odvija se u posebnim jedinicama za rekuperaciju topline: pločastim izmjenjivačima topline, rotirajućim regeneratorima, kao i u izmjenjivačima topline koji su odvojeno ugrađeni u tokove zraka različitih temperatura (u ispušnim i dovodnim jedinicama) i povezani su međunosačem topline (glikol, etilen glikol).

Potonja opcija je najrelevantnija u slučaju kada su dotok i odvod odvojeni duž visine zgrade, na primjer, Jedinica za napajanje- u podrumu, a odvod - u tavan, međutim, efikasnost oporavka takvih sistema će biti znatno niža (od 30 do 50% u poređenju sa PES-om u jednoj zgradi

Pločasti izmjenjivači topline su kaseta u kojoj su dovodni i odvodni vazdušni kanali odvojeni aluminijumskim limovima. Izmjena topline se odvija između dovodnog i odvodnog zraka kroz aluminijske limove. Unutrašnji odvodni vazduh zagreva spoljašnji dovodni vazduh kroz ploče izmenjivača toplote. U ovom slučaju ne dolazi do procesa miješanja zraka.

AT rotacioni izmenjivači toplote Prijenos topline iz odvodnog zraka u dovodni zrak vrši se kroz rotirajući cilindrični rotor, koji se sastoji od paketa tankih metalnih ploča. Tokom rada rotacionog izmjenjivača topline, izduvni zrak zagrijava ploče, a zatim te ploče prelaze u hladni vanjski zrak i zagrijavaju ga. Međutim, u jedinicama za odvajanje protoka, zbog njihovog curenja, izduvni vazduh struji u dovodni vazduh. Procenat prelivanja može biti od 5 do 20% u zavisnosti od kvaliteta opreme.

Da bi se postigao cilj - da se zgrada FGAU "NII CEPP" približi pasivi, u toku dugih rasprava i proračuna odlučeno je da se ugrade dovodno-ispušni ventilacione jedinice sa rekuperatorom Ruski proizvođač energetski štedljivi klimatski sistemi - kompanije TURKOV.

Kompanija TURKOV proizvodi PES za sljedeće regije:

• Za centralni region (oprema sa dvostepenim povratom toplote ZENIT serija, koji stabilno radi do -25 o C, i odličan je za klimu centralnog regiona Rusije, efikasnost 65-75%);
• Za Sibir (oprema sa trostepenim povratom toplote Zenit HECO serija radi stabilno do -35 o C, i odličan je za klimu Sibira, ali se često koristi u centralnom regionu, efikasnost 80-85%);
• Za krajnji sjever (oprema sa četverostepenom rekuperacijom CrioVent serija radi stabilno do -45 o C, odličan za ekstremno hladne klime i koristi se u najtežim regionima Rusije, efikasnost do 90%).

Tradicionalno studijski vodiči, zasnovani na staroj školi inženjeringa, kritikuju firme koje tvrde za visoku efikasnost pločastih izmenjivača toplote. Pravdajući to činjenicom da je ovu vrijednost efikasnosti moguće postići samo pri korišćenju energije iz apsolutno suvog vazduha, a u realnim uslovima sa relativnom vlažnošću uklonjenog vazduha = 20-40% (zimi), nivo korišćenja energija suvog vazduha je ograničena.

Međutim, TURKOV PES koristi entalpijski pločasti izmjenjivač topline, pri čemu se, uz prijenos implicitne topline iz odvodnog zraka, vlaga prenosi i na dovodni zrak.
Radna površina entalpijskog izmjenjivača topline izrađena je od polimerne membrane, koja omogućava molekulama vodene pare da prolaze iz odvodnog (vlažnog) zraka i prenose ga u dovodni (suhi). U izmjenjivaču topline nema miješanja ispušnih i dovodnih tokova, jer se vlaga difuzijom propušta kroz membranu zbog razlike u koncentraciji pare na obje strane membrane.

Dimenzije membranskih ćelija su takve da kroz nju može proći samo vodena para, za prašinu, zagađivače, kapljice vode, bakterije, viruse i mirise, membrana je nepremostiva barijera (zbog odnosa veličina "ćelija"). membrane i drugih supstanci).

Entalpijski izmjenjivač topline u stvari - pločasti izmjenjivač topline, gdje se umjesto aluminija koristi polimerna membrana. Budući da je toplinska provodljivost membranske ploče manja od one od aluminija, potrebna površina entalpijskog izmjenjivača topline je mnogo veća od površine sličnog aluminijskog izmjenjivača topline. S jedne strane, to povećava dimenzije opreme, s druge strane, omogućava vam prijenos velike količine vlage, a zahvaljujući tome je moguće postići visoku otpornost na smrzavanje izmjenjivača topline i stabilan rad opreme na ultra niskim temperaturama.

Zimi (spoljna temperatura ispod -5C), ako vlažnost odvodnog vazduha prelazi 30% (pri temperaturi odvodnog vazduha od 22…24 °C), u izmenjivaču toplote, zajedno sa procesom prenošenja vlage na dovodni vazduh , odvija se proces akumulacije vlage na ploči izmjenjivača topline. Zbog toga je potrebno povremeno isključivati ​​dovodni ventilator i sušiti higroskopni sloj izmjenjivača topline sa odvodnim zrakom. Trajanje, učestalost i temperatura ispod koje je potreban proces sušenja zavise od gradacije izmjenjivača topline, temperature i vlažnosti unutar prostorije. Najčešće korištene postavke sušenja izmjenjivača topline prikazane su u tabeli 1.

Tabela 1. Najčešće korištene postavke sušenja izmjenjivača topline

Stepenice izmjenjivača topline	Temperatura/Vlažnost
	<20%	20%-30%	30%-35%	35%-45%
2 koraka	nije potrebno	3/45 min	3/30 min	4/30 min
3 koraka	nije potrebno	3/50 min	3/40 min	3/30 min
4 koraka	nije potrebno		3/50 min	3/40 min

Bilješka: Podešavanje sušenja izmenjivača toplote vrši se samo u dogovoru sa tehničkim osobljem proizvođača i nakon davanja parametara unutrašnjeg vazduha.

Sušenje izmjenjivača topline potrebno je samo kada se instaliraju sistemi za ovlaživanje zraka ili kada se radi sa opremom s velikim, sistematskim dotokom vlage.

• Sa standardnim parametrima unutrašnjeg vazduha, režim sušenja nije potreban.

Materijal izmjenjivača topline je podvrgnut obaveznom antibakterijskom tretmanu, tako da ne akumulira zagađenje.

U ovom članku, kao primjer upravne zgrade, razmatra se tipična petospratnica FGAU "NII CEPP" nakon planirane rekonstrukcije.
Za ovu zgradu određen je protok dovodnog i odvodnog zraka u skladu sa normama razmjene zraka u administrativnim prostorijama za svaku prostoriju zgrade.
Ukupne vrijednosti protoka dovodnog i odvodnog zraka po spratovima zgrade prikazane su u tabeli 2.

Tabela 2. Procijenjene brzine protoka dovodnog/ispušnog zraka po spratovima zgrade

Kat	Potrošnja dovodnog zraka, m 3 /h	Potrošnja izduvnog vazduha, m 3 /h	PVU TURKOV
Podrum	1987	1987	Zenit 2400 HECO SW
1. kat	6517	6517	Zenit 1600 HECO SW Zenit 2400 HECO SW Zenit 3400 HECO SW
2. kat	5010	5010	Zenit 5000 HECO SW
3. kat	6208	6208	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW - 2 kom.
4. sprat	6957	6957	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW
5. sprat	4274	4274	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW

U laboratorijima PVU rade po posebnom algoritmu sa kompenzacijom za ispuh iz dimnih napa, odnosno kada se uključi bilo koja napa, PVU napa se automatski smanjuje za vrijednost nape. Na osnovu procijenjenih troškova odabrane su klima komore Turkov. Svaki sprat će opsluživati ​​Zenit HECO SW i Zenit HECO MW PES sa trostepenim povratom toplote do 85%.
Ventilaciju prvog sprata vrši PES, koji su postavljeni u suterenu i na drugom spratu. Prozračivanje preostalih spratova (osim laboratorija na četvrtom i trećem spratu) obezbeđuje PES instaliran na tehničkom spratu.
Izgled PES instalacije Zenit Heco SW prikazan je na slici 6. U tabeli 3 prikazani su tehnički podaci za svaki PES instalacije.

Instalacija Zenit Heco SW uključuje:

• Kućište sa toplinskom i zvučnom izolacijom;
• Supply fan;
• Ventilator;
• dovodni filter;
• Ispušni filter;
• 3-stepeni izmjenjivač topline;
• Bojler;
• Jedinica za miješanje;
• Automatizacija sa setom senzora;
• Ožičeni kontrolni panel.

Važna prednost je mogućnost montaže opreme i vertikalno i horizontalno ispod plafona, što se koristi u predmetnoj zgradi. Kao i mogućnost lociranja opreme u hladnim prostorima (potkrovlja, garaže, tehničke prostorije i sl.) i na ulici, što je veoma važno kod restauracije i rekonstrukcije objekata.

PES Zenit HECO MW su male PES sa povratom topline i vlage sa bojlerom i jedinicom za miješanje u laganom i svestranom kućištu od ekspandiranog polipropilena, dizajnirane za održavanje klime u malim sobama, stanovima, kućama.

Kompanija TURKOVsamostalno je razvio i proizvodi u Rusiji Monocontroller automatizaciju za ventilacionu opremu. Ova automatizacija se koristi u PVU Zenit Heco SW

• Kontroler kontroliše EC ventilatore preko MODBUS-a, koji vam omogućava da pratite rad svakog ventilatora.
• Upravlja bojlerima i rashladnim uređajima kako bi se precizno održavala temperatura dovodnog zraka i u zimskom iu ljetnom periodu.
• Za kontrolu CO 2 u sali za sastanke i salama za sastanke automatizacija je opremljena posebnim CO senzorima 2 . Oprema će pratiti koncentraciju CO 2 i automatski mijenjaju protok zraka prema broju ljudi u prostoriji kako bi se održala potrebna kvaliteta zraka, čime se smanjuje potrošnja topline opreme.
• Kompletan dispečerski sistem vam omogućava da što jednostavnije organizujete kontrolni centar. Sistem daljinskog nadzora će vam omogućiti da nadgledate opremu sa bilo kog mesta u svetu.

Karakteristike kontrolne table:

• Sati, datum;
• Tri brzine ventilatora;
• Prikaz statusa filtera u realnom vremenu;
• Sedmični tajmer;
• Podešavanje temperature dovodnog zraka;
• Prikaz kvarova na displeju.

Oznaka efikasnosti

Da bismo procijenili efikasnost ugradnje klima uređaja Zenit Heco SW sa povratom topline u objektu koji se razmatra, utvrđujemo izračunata, prosječna i godišnja opterećenja na ventilacionom sistemu, kao i troškove u rubljama za hladni period, topli period. i za cijelu godinu za tri PES opcije:

1. PES sa rekuperacijom Zenit Heco SW (efikasnost rekuperatora 85%);
2. PES sa direktnim protokom (tj. bez izmjenjivača topline);
3. PES sa efikasnošću povrata toplote od 50%.

Opterećenje ventilacionog sistema je opterećenje grijača zraka koji zagrijava (u hladnom periodu) ili hladi (u toplom periodu) dovodni zrak nakon izmjenjivača topline. U direktnoprotočnom PES-u, zrak se zagrijava u grijaču od početnih parametara koji odgovaraju parametrima vanjskog zraka tokom hladnog perioda, a hladi se u toplom periodu. Rezultati proračuna projektnog opterećenja ventilacionog sistema u hladnom periodu za spratove zgrade prikazani su u tabeli 3. Prikazani su rezultati proračuna projektovanog opterećenja ventilacionog sistema u toploj sezoni za ceo objekat. u tabeli 4.

Tabela 3. Procijenjeno opterećenje ventilacionog sistema u hladnom periodu po spratovima, kW

Kat	PES Zenit HECO SW/MW	PES direktnog protoka	PES sa 50% oporavka
Podrum	3,5	28,9	14,0
1. kat	11,5	94,8	45,8
2. kat	8,8	72,9	35,2
3. kat	10,9	90,4	43,6
4. sprat	12,2	101,3	48,9
5. sprat	7,5	62,2	30,0
54,4	450,6	217,5

Tabela 4. Procijenjeno opterećenje ventilacionog sistema u toplom periodu po spratovima, kW

Kat	PES Zenit HECO SW/MW	PES direktnog protoka	PES sa 50% oporavka
20,2	33,1	31,1

Kako izračunate vanjske temperature u hladnom i toplom periodu nisu konstantne tokom perioda grijanja i perioda hlađenja, potrebno je odrediti prosječno opterećenje ventilacije pri prosječnoj vanjskoj temperaturi:
Rezultati proračuna godišnjeg opterećenja ventilacionog sistema tokom toplog i hladnog perioda za ceo objekat prikazani su u tabelama 5 i 6.

Tabela 5. Godišnje opterećenje ventilacionog sistema u hladnoj sezoni po spratovima, kW

Kat	PES Zenit HECO SW/MW	PES direktnog protoka	PES sa 50% oporavka
66105	655733	264421
66,1	655,7	264,4

Tabela 6. Godišnje opterećenje ventilacionog sistema tokom tople sezone po spratovima, kW

Kat	PES Zenit HECO SW/MW	PES direktnog protoka	PES sa 50% oporavka
12362	20287	19019
12,4	20,3	19,0

Odredimo godišnje troškove u rubljama za grijanje, hlađenje i rad ventilatora.
Potrošnja u rubljama za dogrevanje se dobija množenjem godišnjih vrednosti ventilacionog opterećenja (u Gcal) tokom hladnog perioda sa cenom od 1 Gcal / sat toplotne energije iz mreže i vremenom kada je PVU u režimu grejanja. . Trošak 1 Gcal / h toplinske energije iz mreže uzet je jednak 2169 rubalja.
Troškovi u rubljama za rad ventilatora dobivaju se množenjem njihove snage, vremena rada i cijene 1 kW električne energije. Trošak 1 kWh električne energije uzet je jednak 5,57 rubalja.
Rezultati obračuna troškova u rubljama za rad VSP u hladnom periodu prikazani su u tabeli 7, au toplom periodu u tabeli 8. Tabela 9 upoređuje sve opcije WSP za cijelu zgradu FGAU "NII CEPP" .

Tabela 7. Troškovi u rubljama godišnje za rad PES-a u hladnom periodu

Kat	PES Zenit HECO SW/MW		PES direktnog protoka		PES sa 50% oporavka
	Za podgrijavanje	Za fanove	Za podgrijavanje	Za fanove	Za podgrijavanje	Za fanove
Ukupni troškovi	368 206	337 568	3 652 433	337 568	1 472 827	337 568

Tabela 8. Troškovi u rubljama godišnje za rad WSP-a u toplom periodu

Kat	PES Zenit HECO SW/MW		PES direktnog protoka		PES sa 50% oporavka
	Za hlađenje	Za fanove	Za hlađenje	Za fanove	Za hlađenje	Za fanove
Ukupni troškovi	68 858	141 968	112 998	141 968	105 936	141 968

Tabela 9. Poređenje svih PES-a

Vrijednost	PES Zenit HECO SW/MW	PES direktnog protoka	PES sa 50% oporavka
, 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
Troškovi ponovnog zagrijavanja, rub	122 539	1 223 178	493 240
Troškovi hlađenja, rub	68 858	112 998	105 936
Troškovi za navijače zimi, rub	337 568
Troškovi za navijače ljeti, rub	141 968
Ukupni godišnji troškovi, rub	670 933	1 815 712	1 078 712

Analizom tabele 9 možemo izvući nedvosmislen zaključak – dovodno-ispušne jedinice Zenit HECO SW i Zenit HECO MW sa povratom toplote i vlage iz Turkova su veoma energetski efikasne.
Ukupno godišnje ventilaciono opterećenje TURKOV PVU manje je od opterećenja u PVU sa efikasnošću od 50% za 72%, au poređenju sa direktnim PVU za 88%. PVU Turkov će uštedjeti 1 milion 145 hiljada rubalja - u poređenju sa PVU sa direktnim tokom ili 408 hiljada rubalja - u poređenju sa PVU, čija je efikasnost 50%.

Gdje su uštede...

Glavni razlog neuspjeha u korištenju sistema sa rekuperacijom je relativno visoka početna ulaganja, međutim, potpunijim sagledavanjem troškova razvoja, takvi sistemi ne samo da se brzo isplate, već i smanjuju ukupna ulaganja tokom razvoja. stambene, poslovne zgrade i trgovine.
Prosječna vrijednost toplinskih gubitaka gotovih zgrada: 50 W/m 2 .

• Uključuje: Gubitak topline kroz zidove, prozore, krovove, temelje itd.

Prosječna vrijednost opće razmjene dovodne ventilacije je 4,34 m 3 / m 2

Uključeno:

• Ventilacija stanova sa proračunom namjene prostora i višestrukosti.
• Ventilacija kancelarija na osnovu broja ljudi i kompenzacije CO2.
• Ventilacija lokala, hodnika, magacina itd.
• Odnos površina odabran na osnovu nekoliko postojećih kompleksa

Prosječna vrijednost ventilacije za kompenzaciju kupatila, kuhinje itd. 0,36 m3/m2

Uključeno:

• Naknada za kupatila, kupatila, kuhinje itd. Kako je iz ovih prostorija nemoguće organizovati dovod u sistem rekuperacije, organizovan je dotok u ovu prostoriju, a izduv ide odvojenim ventilatorima pored rekuperatora.

Prosječna vrijednost opće ispušne ventilacije, odnosno 3,98 m3/m2

Razlika između količine dovodnog zraka i kompenzacijske količine zraka.
Upravo taj volumen odvodnog zraka prenosi toplinu na dovodni zrak.

Dakle, potrebno je izgraditi prostor tipskim zgradama ukupne površine 40.000 m 2 sa navedenim karakteristikama gubitaka topline. Da vidimo šta će uštedjeti korištenje ventilacijskih sistema sa rekuperacijom.

Operativni troškovi

Glavni cilj odabira sistema sa rekuperacijom je smanjenje troškova rada opreme, zbog značajnog smanjenja potrebnog toplotnog učinka za grijanje dovodnog zraka.
Korišćenjem dovodnih i izduvnih ventilacionih jedinica bez rekuperacije dobićemo potrošnju toplote ventilacionog sistema jednog objekta od 2410 kWh.

• Troškove rada takvog sistema uzimamo kao 100%. Nema nikakve uštede - 0%.

Korišćenjem kombinovanih dovodno-ispušnih ventilacionih jedinica sa povratom toplote i prosečnom efikasnošću od 50%, dobićemo potrošnju toplote ventilacionog sistema jednog objekta od 1457 kWh.

• Operativni troškovi 60%. Ušteda sa opremom za slaganje 40%

Upotrebom jednoblok visokoefikasnih dovodno-izduvnih ventilacionih jedinica TURKOV sa povratom toplote i vlage i prosečnom efikasnošću od 85% dobićemo potrošnju toplote ventilacionog sistema jedne zgrade od 790 kWh.

• Operativni troškovi 33%. Ušteda sa TURKOV opremom 67%

Kao što se vidi, ventilacioni sistemi sa visokoefikasnom opremom imaju manju potrošnju toplote, što nam omogućava da govorimo o periodu povrata opreme od 3-7 godina kada se koriste bojleri i 1-2 godine kada se koriste električni grejači.

Troškovi izgradnje

Ako se gradi u gradu, potrebno je izdvojiti značajnu količinu toplotne energije iz postojeće toplovodne mreže, što uvijek zahtijeva značajne finansijske troškove. Što je potrebno više topline, to će biti skuplji trošak zbrajanja.
Gradnja "na terenu" često ne podrazumijeva opskrbu toplinom, najčešće se isporučuje plin i izvodi se izgradnja vlastite kotlarnice ili termoelektrane. Trošak ove strukture srazmjeran je potrebnoj toplinskoj snazi: što je više - to je skuplje.
Kao primjer, pretpostavimo da je izgrađena kotlovnica kapaciteta 50 MW toplotne energije.
Osim ventilacije, troškovi grijanja tipične zgrade površine 40.000 m 2 i toplinskih gubitaka od 50 W/m 2 iznosit će oko 2.000 kWh.
Uz korištenje dovodno-ispušnih ventilacijskih jedinica bez rekuperacije, biće moguće izgraditi 11 objekata.
Uz upotrebu kombinovanih dovodno-ispušnih ventilacionih jedinica sa povratom toplote i prosečnom efikasnošću od 50%, biće moguće izgraditi 14 objekata.
Upotrebom visokoefikasnih dovodno-ispušnih ventilacionih jedinica TURKOV sa jednim blokom sa povratom toplote i vlage i prosečnom efikasnošću od 85%, biće moguće izgraditi 18 objekata.
Konačna procjena za isporuku više toplinske energije ili izgradnju kotlarnice velikog kapaciteta znatno je skuplja od cijene energetski učinkovitije opreme za ventilaciju. Uz korištenje dodatnih sredstava za smanjenje toplinskih gubitaka zgrade, moguće je povećati razvoj bez povećanja potrebne toplinske snage. Na primjer, smanjenjem toplinskih gubitaka za samo 20%, na 40 W/m 2, moći će se izgraditi već 21 zgrada.

Značajke rada opreme u sjevernim geografskim širinama

U pravilu oprema s rekuperacijom ima ograničenja na minimalnu temperaturu vanjskog zraka. To je zbog mogućnosti izmjenjivača topline, a ograničenje je -25 ... -30 o C. Ako temperatura padne, kondenzat iz odvodnog zraka će se smrznuti na izmjenjivaču topline, pa će se na ekstremno niskim temperaturama zamrznuti koristi se električni predgrejač ili predgrejač vode sa tečnošću protiv smrzavanja. Na primjer, u Jakutiji procijenjena vanjska temperatura zraka je -48 o C. Tada klasični sistemi sa rekuperacijom rade na sljedeći način:

1. o Sa predgrijačem zagrijanim do -25 o C (troši se toplinska energija).
2. C -25 o C vazduh se zagreva u izmenjivaču toplote na -2,5 o C (sa 50% efikasnosti).
3. C -2.5 o Zrak se grije glavnim grijačem do potrebne temperature (troši se toplinska energija).

Kada se koristi posebna serija opreme za krajnji sjever sa 4-stepenim povratom topline TURKOV CrioVent, nije potrebno predgrijavanje, jer 4 stepena, veliko područje rekuperacije i povrat vlage omogućavaju sprječavanje smrzavanja izmjenjivača topline. Oprema radi na sivi način:

1. Vanjski zrak sa temperaturom od -48 o C se zagrijava u rekuperatoru do 11,5 o C (efikasnost 85%).
2. Od 11.5 o Glavni grijač zagrijava zrak do potrebne temperature. (troši se toplinska energija).

Odsustvo predgrijavanja i visoka efikasnost opreme značajno će smanjiti potrošnju topline i pojednostaviti dizajn opreme.
Najrelevantnija je upotreba visokoefikasnih rekuperacijskih sistema u sjevernim geografskim širinama, jer je zbog niskih temperatura vanjskog zraka korištenje klasičnih rekuperacijskih sistema otežano, a oprema bez rekuperacije zahtijeva previše toplinske energije. Oprema Turkov uspešno radi u gradovima sa najtežim klimatskim uslovima, kao što su: Ulan-Ude, Irkutsk, Jenisejsk, Jakutsk, Anadir, Murmansk, kao i u mnogim drugim gradovima sa blažom klimom u odnosu na ove gradove.

Zaključak

• Upotreba ventilacijskih sistema sa rekuperacijom omogućava ne samo smanjenje operativnih troškova, već i smanjenje početnih ulaganja, u slučaju velike rekonstrukcije ili kapitalnog razvoja kućišta.
• Maksimalne uštede mogu se postići u srednjim i sjevernim geografskim širinama, gdje oprema radi u teškim uvjetima sa produženim negativnim vanjskim temperaturama zraka.
• Na primjeru zgrade FGAU NII CEPP, ventilacijski sistem sa visoko efikasnim izmjenjivačem topline uštedjet će 3 miliona 33 hiljade rubalja godišnje u poređenju sa PVU sa direktnim tokom i 1 milion 40 hiljada rubalja godišnje u poređenju sa naslaganim PVU, čija je efikasnost 50%.

Ugodna klima u zatvorenom prostoru ne može se organizovati bez dobrog ventilacionog sistema. Plastični prozori, vrata i završni materijali čine kuću toliko hermetičkim da može dovesti do nedostatka prirodne ventilacije, vlage i kondenzacije. A ako uzmete u obzir opšte zagađenje vazduha, onda jednostavno ne možete bez efikasnih filtera za vazduh. U takvim kućama mora biti prisutan sistem rekuperacije zraka za privatne kuće. Ovaj uređaj pokreće dovodno-ispušna jedinica koja sadrži izmjenjivač topline. Takav uređaj ne samo da će osigurati kućište svježim, pročišćenim zrakom, već će i pomoći u smanjenju troškova grijanja.

Rekuperator za privatnu kuću. Prednosti

Termin "rekuperator" u prijevodu sa lat. znači povratak. Sam uređaj je izmjenjivač topline koji pohranjuje toplinu u prostoriji i prenosi je na zrak koji ulazi sa ulice. Rekuperacija je metoda ventilacije s minimalnom potrošnjom topline. Takav uređaj pomaže u uštedi do 70% topline i vraćanju je u prostoriju.

Glavne prednosti:

• Niska buka
• Nema potrebe za otvaranjem prozora
• Mogućnost ugradnje u spuštenu plafonsku konstrukciju
• Uštede na troškovima grijanja i klimatizacije
• Pogodnost i dodatne mogućnosti

Automatsko podešavanje intenziteta protoka zraka čini korištenje uređaja ne samo sigurnom, već i udobnom.

Kako odabrati ventilacijski rekuperator?

Sve moderne ventilacijske jedinice koriste isti princip rada - osiguravaju protok zraka u kuću, čisteći je od prašine i nečistoća. Takvi sistemi mogu se razlikovati: po dimenzijama, klasi čišćenja, performansama, opremi i prisutnosti dodatnih funkcija.

Jedinice sa električnim izmenjivačem toplote imaju ugrađen rotacioni izmenjivač toplote sa efikasnošću od 80% i daljinsko upravljanje. U uređajima sa bojlerom moguće je kontrolisati brzinu i temperaturu dolaznog protoka zraka. Takve ventilacijske jedinice su popularnije od onih s električnim izmjenjivačima topline.

S obzirom na minimalnu potrošnju energije izmjenjivača topline za privatnu kuću, čija je cijena prilično pristupačna, troškovi ugradnje ventilacijskog sistema će se vrlo brzo isplatiti. A ako uzmemo u obzir i nesumnjive prednosti za zdravlje i opću dobrobit, tada postaje očigledan izbor u korist PVU-a s rekuperatorom.

Recirkulacija vazduha u ventilacionim sistemima je mešavina određene količine izduvnog (izduvnog) vazduha u dovodni vazduh. Zahvaljujući tome, postiže se smanjenje troškova energije za grijanje svježeg zraka u zimskom periodu godine.

Šema dovodne i izduvne ventilacije sa povratom i recirkulacijom,
gdje je L - protok zraka, T - temperatura.

Rekuperacija topline u ventilaciji- ovo je metoda prijenosa toplinske energije iz struje odvodnog zraka u struju dovodnog zraka. Rekuperacija se koristi kada postoji temperaturna razlika između izlaznog i dovodnog zraka, kako bi se povećala temperatura svježeg zraka. Ovaj proces ne uključuje miješanje protoka zraka, proces prijenosa topline se odvija kroz bilo koji materijal.

Temperatura i kretanje zraka u izmjenjivaču topline

Uređaji za povrat topline nazivaju se rekuperatori topline. Oni su dva tipa:

Izmjenjivači topline-rekuperatori- prenose toplotni tok kroz zid. Najčešće se nalaze u instalacijama dovodnih i izduvnih ventilacionih sistema.

U prvom ciklusu, koji se zagrevaju izlaznim vazduhom, u drugom se hlade, dajući toplotu dovodnom vazduhu.

Sistem dovodne i ispušne ventilacije s povratom topline je najčešći način korištenja povrata topline. Glavni element ovog sistema je dovodno-ispušna jedinica, koja uključuje izmjenjivač topline. Uređaj dovodne jedinice sa izmjenjivačem topline omogućava prijenos do 80-90% topline na zagrijani zrak, što značajno smanjuje snagu grijača zraka u kojem se dovodni zrak zagrijava, u slučaju nedostatka topline protok iz izmenjivača toplote.

Značajke upotrebe recirkulacije i oporavka

Glavna razlika između rekuperacije i recirkulacije je odsustvo miješanja zraka iz prostorije prema van. Rekuperacija topline je primjenjiva u većini slučajeva, dok recirkulacija ima niz ograničenja, koja su navedena u regulatornim dokumentima.

SNiP 41-01-2003 ne dopušta ponovno dovod zraka (recirkulaciju) u sljedećim situacijama:

• U prostorijama, protok vazduha u kojima se određuje na osnovu emitovanih štetnih materija;
• U prostorijama u kojima se nalaze patogene bakterije i gljivice u visokim koncentracijama;
• U prostorijama sa prisustvom štetnih materija, sublimiranih pri kontaktu sa zagrijanim površinama;
• U sobama kategorije B i A;
• U prostorijama u kojima se rade sa štetnim ili zapaljivim gasovima, parama;
• U prostorijama kategorije B1-B2, u kojima se može ispuštati zapaljiva prašina i aerosoli;
• Od sistema sa prisustvom lokalnog usisavanja štetnih materija i eksplozivnih smeša sa vazduhom;
• Iz vestibula-šljunki.

reciklaža:
Recirkulacija u klima komorama se češće koristi sa visokom produktivnošću sistema, kada izmjena zraka može biti od 1000-1500 m 3 / h do 10 000-15 000 m 3 / h. Uklonjeni zrak nosi veliku zalihu toplinske energije, miješanje u vanjski tok zraka omogućava vam da povećate temperaturu dovodnog zraka, čime se smanjuje potrebna snaga grijaćeg elementa. Ali u takvim slučajevima, prije ponovnog uvođenja u prostoriju, zrak mora proći kroz sistem za filtriranje.

Recirkulacijska ventilacija poboljšava energetsku efikasnost, rešava problem uštede energije u slučaju kada 70-80% izduvnog vazduha ponovo uđe u ventilacioni sistem.

Oporavak:
Klimatske jedinice sa rekuperacijom mogu se ugraditi pri gotovo bilo kojoj brzini protoka zraka (od 200 m 3 /h do nekoliko hiljada m 3 / h), kako pri malom tako i pri velikom. Rekuperacija također omogućava prijenos topline sa odvodnog zraka na dovodni zrak, čime se smanjuje potreba za energijom na grijaćem elementu.

Relativno male instalacije se koriste u ventilacijskim sistemima stanova i vikendica. U praksi se klima komore montiraju ispod plafona (na primer, između plafona i spuštenog plafona). Ovo rješenje zahtijeva neke specifične zahtjeve od instalacije, a to su: male ukupne dimenzije, nizak nivo buke, jednostavno održavanje.

Klima komora sa rekuperacijom zahteva održavanje, koje obavezuje da se u plafonu napravi otvor za servisiranje izmenjivača toplote, filtera, duvaljki (ventilatora).

Glavni elementi klima uređaja

Dovodno-ispušna jedinica sa povratom ili recirkulacijom, koja u svom arsenalu ima i prvi i drugi proces, uvijek je složen organizam koji zahtijeva visoko organizirano upravljanje. Klima uređaj krije iza svoje zaštitne kutije glavne komponente kao što su:

• Dva ventilatora različitih tipova, koji određuju performanse instalacije prema protoku.
• Rekuperator izmjenjivača topline- zagrijava dovodni zrak prijenosom topline iz odvodnog zraka.
• Električni grijač- zagrijava dovodni zrak na tražene parametre, u slučaju nedostatka protoka topline iz odvodnog zraka.
• Filter zraka- zahvaljujući njemu se vrši kontrola i prečišćavanje spoljašnjeg vazduha, kao i obrada odvodnog vazduha ispred izmenjivača toplote, radi zaštite izmenjivača toplote.
• Vazdušni ventili sa električnim pogonima - može se ugraditi ispred izlaznih zračnih kanala za dodatnu kontrolu protoka zraka i blokiranje kanala kada je oprema isključena.
• zaobići- zahvaljujući kojoj se protok zraka može usmjeriti pored izmjenjivača topline tokom tople sezone, čime se ne zagrijava dovodni zrak, već ga dovodi direktno u prostoriju.
• Recirkulacijska komora- obezbeđivanje primesa uklonjenog vazduha u dovodni vazduh, čime se obezbeđuje recirkulacija protoka vazduha.
  
  

Pored glavnih komponenti klima komore, uključuje i veliki broj malih komponenti, kao što su senzori, sistem automatizacije za kontrolu i zaštitu itd.

	Senzor temperature dovodnog zraka		izmjenjivač topline
	Senzor temperature odvodnog zraka		Motorizovani vazdušni ventil
	Senzor vanjske temperature		zaobići
	Senzor temperature izduvnog vazduha		bypass ventil
	grijač zraka		Ulazni filter
	Termostat za zaštitu od pregrijavanja		Ekstrakt filter
	Termostat za hitne slučajeve		Senzor filtera dovodnog zraka
	Senzor protoka ventilatora za napajanje		Senzor filtera odvodnog zraka
	Termostat za zaštitu od smrzavanja		Zaklopka izduvnog vazduha
	Pogon ventila za vodu		Zaklopka dovodnog zraka
	vodeni ventil		Ventilator za napajanje
	Ventilator

Kontrolna shema

Sve komponente klima komore moraju biti na odgovarajući način integrisane u sistem rada jedinice, i obavljati svoje funkcije u odgovarajućoj količini. Zadatak kontrole rada svih komponenti rješava automatizirani sistem upravljanja procesima. Komplet za instalaciju uključuje senzore, analizirajući njihove podatke, kontrolni sistem ispravlja rad potrebnih elemenata. Upravljački sistem vam omogućava da nesmetano i kompetentno ispunjavate ciljeve i zadatke jedinice za obradu zraka, rješavajući složene probleme interakcije između svih elemenata jedinice.

Kontrolna tabla za ventilaciju

Uprkos složenosti sistema upravljanja procesima, razvoj tehnologije omogućava običnoj osobi da se obezbedi kontrolna tabla iz postrojenja na način da je od prvog dodira jasno i prijatno koristiti postrojenje tokom njegovog radnog veka. .

Primjer. Proračun efikasnosti povrata topline:
Proračun efikasnosti korištenja rekuperativnog izmjenjivača topline u odnosu na korištenje samo električnog ili samo bojlera.

Razmotrite ventilacioni sistem sa protokom od 500 m 3 /h. Proračuni će se vršiti za grejnu sezonu u Moskvi. Iz SNiPa 23-01-99 "Građevinska klimatologija i geofizika" poznato je da trajanje perioda sa srednjom dnevnom temperaturom vazduha ispod +8°C iznosi 214 dana, prosečnom temperaturom perioda sa srednjom dnevnom temperaturom ispod + 8°C je -3,1°C.

Izračunajte potrebnu prosječnu toplinsku snagu:
Da biste zagrijali zrak sa ulice na ugodnu temperaturu od 20 ° C, trebat će vam:

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

Ova količina topline po jedinici vremena može se prenijeti na dovodni zrak na nekoliko načina:

1. Grijanje dovodnog zraka električnim grijačem;
2. Zagrijavanje dovodnog nosača topline koji se uklanja kroz izmjenjivač topline, uz dodatno zagrijavanje električnim grijačem;
3. Zagrijavanje vanjskog zraka u vodenom izmjenjivaču topline itd.

Obračun 1: Toplota se prenosi na dovodni zrak pomoću električnog grijača. Cijena električne energije u Moskvi S=5,2 rublja/(kW*h). Ventilacija radi non-stop, za 214 dana grejnog perioda, iznos novca, u ovom slučaju, biće jednak:
C 1 \u003d S * 24 * N * n \u003d 5,2 * 24 * 4,021 * 214 \u003d 107 389,6 rubalja / (period grijanja)

Obračun 2: Moderni rekuperatori prenose toplotu sa velikom efikasnošću. Pustite da rekuperator zagrije zrak za 60% potrebne topline po jedinici vremena. Tada električni grijač treba potrošiti sljedeću količinu energije:
N (električno opterećenje) = Q - Q rec = 4,021 - 0,6 * 4,021 \u003d 1,61 kW

Pod uslovom da će ventilacija raditi tokom čitavog perioda grejanja, dobijamo iznos za električnu energiju:
C 2 \u003d S * 24 * N (električno opterećenje) * n \u003d 5,2 * 24 * 1,61 * 214 \u003d 42.998,6 rubalja / (period grijanja)

Obračun 3: Za grijanje vanjskog zraka koristi se bojler. Procijenjena cijena topline iz servisne tople vode po 1 Gcal u Moskvi:
S godina \u003d 1500 rubalja / gcal. Kcal=4,184 kJ

Za grijanje nam je potrebna sljedeća količina topline:
Q (g.w.) = N * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) = 4.021 * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) \u003d 17.75 Gcal

U radu ventilacije i izmjenjivača topline tokom hladnog perioda godine, iznos novca za toplinu procesne vode:
C 3 \u003d S (topla voda) * Q (topla voda) = 1500 * 17,75 = 26.625 rubalja / (period grijanja)

Rezultati proračuna troškova grijanja dovodnog zraka za grijanje
period godine:

Iz gornjih proračuna može se vidjeti da je najekonomičnija opcija korištenje kruga tople vode. Osim toga, količina novca potrebna za zagrijavanje dovodnog zraka značajno je smanjena kada se koristi rekuperativni izmjenjivač topline u sistemu dovodne i izduvne ventilacije u odnosu na korištenje električnog grijača.

U zaključku, želio bih napomenuti da korištenje instalacija sa rekuperacijom ili recirkulacijom u ventilacijskim sistemima omogućava korištenje energije odvodnog zraka, što omogućava smanjenje troškova energije za zagrijavanje dovodnog zraka, a samim tim i monetarnu smanjuju se troškovi za rad ventilacionog sistema. Korištenje topline uklonjenog zraka moderna je tehnologija za uštedu energije i omogućava vam da se približite modelu "pametne kuće", u kojem se svaka dostupna vrsta energije maksimalno i najkorisnije koristi.

Udobno prigradsko stanovanje ne može se zamisliti bez dobrog sistema ventilacije, jer su oni ključ zdrave mikroklime. Međutim, mnogi su oprezni, pa čak i oprezni oko implementacije takve instalacije, plašeći se ogromnih računa za struju. Ako su vam se u glavi "naselile" određene sumnje, preporučujemo da pogledate rekuperator za privatnu kuću.

Riječ je o maloj jedinici, u kombinaciji sa dovodno-ispušnom ventilacijom i isključujući prekomjernu potrošnju električne energije u zimskom periodu, kada je potrebno dodatno zagrijavanje zraka. Postoji nekoliko načina da smanjite neželjene troškove. Najefikasnije i najpristupačnije je napraviti rekuperator zraka vlastitim rukama.

Šta je ovo uređaj i kako radi? O tome će biti riječi u današnjem članku.

Karakteristike i princip rada

Dakle, šta je povrat topline? - Rekuperacija je proces razmene toplote u kome se hladan vazduh sa ulice zagreva izlivom iz stana. Zahvaljujući ovoj organizacijskoj shemi, instalacija za povrat topline štedi toplinu u kući. U stanu se stvara ugodna mikroklima u kratkom vremenskom periodu i uz minimalnu potrošnju električne energije.

Video ispod prikazuje sistem povrata zraka.

Šta je rekuperator. Opšti koncept za laike.

Ekonomska isplativost rekuperativnog izmjenjivača topline ovisi o drugim faktorima:

• cijene energije;
• trošak ugradnje jedinice;
• troškovi vezani za servisiranje uređaja;
• životni vek takvog sistema.

Bilješka! Rekuperator zraka za stan je važan, ali ne i jedini element neophodan za efikasnu ventilaciju u stambenom prostoru. Ventilacija s povratom topline je složen sistem koji funkcionira isključivo pod uvjetom profesionalnog "snopa".

Rekuperator za dom

Sa smanjenjem temperature okoline, efikasnost jedinice se smanjuje. Bilo kako bilo, izmjenjivač topline za kuću u ovom periodu je od vitalnog značaja, jer značajna temperaturna razlika "opterećuje" sistem grijanja. Ako je van prozora 0°C, tada se u stambeni prostor dovodi struja zraka zagrijana do +16°C. Kućni rekuperator za stan bez problema se nosi s ovim zadatkom.

Formula za izračunavanje efikasnosti

Moderni rekuperatori zraka razlikuju se ne samo po efikasnosti, nijansama upotrebe, već i po dizajnu. Razmotrite najpopularnija rješenja i njihove karakteristike.

Glavne vrste konstrukcija

Stručnjaci se fokusiraju na činjenicu da postoji nekoliko vrsta topline:

• lamelarni;
• sa zasebnim nosačima topline;
• rotacijski;
• cevasti.

lamelarni vrstu – uključuje strukturu zasnovanu na aluminijskim limovima. Takva instalacija izmjenjivača topline smatra se najizbalansiranijom u smislu cijene materijala i vrijednosti toplinske provodljivosti (efikasnost varira od 40 do 70%). Jedinicu odlikuje jednostavnost izvođenja, pristupačnost i odsustvo pokretnih elemenata. Instalacija ne zahtijeva specijaliziranu obuku. Instalacija se bez ikakvih poteškoća izvodi kod kuće, vlastitim rukama.

tip ploče

Rotary su rješenja koja su prilično popularna među potrošačima. Njihov dizajn predviđa rotacijsko vratilo koje se napaja iz mreže, kao i 2 kanala za razmjenu zraka s protutokovima. Kako funkcioniše takav mehanizam? - Jedan od delova rotora se zagreva vazduhom, nakon čega se okreće i toplota se preusmerava na hladne mase koncentrisane u susednom kanalu.

rotacioni tip

Uprkos visokoj efikasnosti, instalacije imaju niz značajnih nedostataka:

• impresivni pokazatelji težine i veličine;
• zahtjevnost za redovno održavanje, popravku;
• problematično je reproducirati rekuperator vlastitim rukama, vratiti njegove performanse;
• miješanje zračnih masa;
• ovisnost o električnoj energiji.

U nastavku možete pogledati video o vrstama rekuperatora (počevši od 8-30 minuta)

Rekuperatori: zašto je to, njihove vrste i moj izbor

Bilješka! Ventilacijski uređaj s cijevnim uređajima, kao i odvojeni nosači topline, praktički se ne reproduciraju kod kuće, čak i ako su svi potrebni crteži i dijagrami pri ruci.

DIY uređaj za razmjenu zraka

Najjednostavniji u smislu implementacije i naknadne opreme smatra se pločasti sistem povrata topline. Ovaj model se može pohvaliti kako očiglednim "plusima" tako i dosadnim "minusima". Ako govorimo o prednostima rješenja, onda čak i domaći rekuperator zraka za dom može pružiti:

• pristojna efikasnost;
• nedostatak "vezivanja" za električnu mrežu;
• konstrukcijska pouzdanost i jednostavnost;
• dostupnost funkcionalnih elemenata i materijala;
• trajanje operacije.

Ali prije nego što počnete stvarati rekuperator vlastitim rukama, trebali biste razjasniti i nedostatke ovog modela. Glavni nedostatak je stvaranje glečera tokom jakih mrazeva. Nivo vlage na ulici je manji nego u vazduhu koji je prisutan u prostoriji. Ako ni na koji način ne djelujete na njega, pretvara se u kondenzat. Tokom mrazeva, visoka vlažnost doprinosi stvaranju mraza.

Fotografija pokazuje kako se vrši izmjena zraka.

Postoji nekoliko načina da zaštitite uređaj izmjenjivača topline od smrzavanja. Ovo su mala rješenja koja se razlikuju po efikasnosti i načinu implementacije:

• toplinski učinak na strukturu zbog kojeg se led ne zadržava unutar sistema (efikasnost pada u prosjeku za 20%);
• mehaničko uklanjanje zračnih masa s ploča, zbog čega se vrši prisilno zagrijavanje leda;
• dodatak ventilacionog sistema sa rekuperatorom sa celuloznim kasetama koje upijaju višak vlage. Preusmjeravaju se u kućište, pri čemu se ne eliminira samo kondenzat, već se postiže i efekat ovlaživača.

Nudimo vam da pogledate video - Rekuperator zraka uradi sam za dom.

Rekuperator - uradi sam

Rekuperator - uradi sam 2

Stručnjaci se slažu da su celulozne kasete danas najbolje rješenje. Funkcionišu bez obzira na vremenske prilike van prozora, dok instalacije ne troše struju, ne zahtevaju odvod kanalizacije, kolektor kondenzata.

Materijali i komponente

Koja rješenja i proizvode treba pripremiti ako je potrebno sastaviti kućnu jedinicu pločastog tipa? Stručnjaci snažno preporučuju da obratite pažnju na sljedeće materijale:

1. 1. Aluminijski limovi (tekstolit i celularni polikarbonat su sasvim prikladni). Imajte na umu da što je ovaj materijal tanji, to će prijenos topline biti efikasniji. Dovodna ventilacija u ovom slučaju radi bolje.
2. 2. Drvene letvice (širine oko 10 mm i debljine do 2 mm). Postavljaju se između susjednih ploča.
3. 3. Mineralna vuna (debljine do 40 mm).
4. 4. Metal ili šperploča za pripremu kućišta aparata.
5. 5. Ljepilo.
6. 6. Zaptivač.
7. 7. Hardver.
8. 8. Ugao.
9. 9. 4 prirubnice (ispod dijela cijevi).
10. 10. Ventilator.

Bilješka! Dijagonala tijela rekuperativnog izmjenjivača topline odgovara njegovoj širini. Što se tiče visine, ona se prilagođava broju ploča i njihovoj debljini u kombinaciji sa šinama.

Crteži uređaja

Za rezanje kvadrata koriste se metalni limovi, dimenzije svake strane mogu varirati od 200 do 300 mm. U tom slučaju potrebno je odabrati optimalnu vrijednost, uzimajući u obzir koji ventilacijski sistem je instaliran u vašem domu. Listova bi trebalo da bude najmanje 70. Da bi bili glatkiji, preporučujemo rad sa 2-3 komada istovremeno.

Dijagram plastičnog uređaja

Da bi se rekuperacija energije u sistemu u potpunosti izvršila, potrebno je pripremiti drvene letvice u skladu sa odabranim dimenzijama stranice kvadrata (od 200 do 300 mm). Zatim ih je potrebno pažljivo obraditi uljem za sušenje. Svaki drveni element je zalijepljen na 2. stranu metalnog kvadrata. Jedan od kvadrata mora ostati nezalijepljen.

Kako bi oporavak, a time i ventilacija zraka, bio efikasniji, svaka gornja ivica šina pažljivo je premazana ljepilom. Pojedinačni elementi se sklapaju u kvadratni "sendvič". Veoma važno! 2., 3. i sve naredne kvadratne proizvode treba zarotirati za 90 ° u odnosu na prethodni. Na taj način se ostvaruje izmjena kanala, njihov okomiti položaj.

Gornji kvadrat je pričvršćen na ljepilo, na kojem nema letvica. Koristeći uglove, struktura se pažljivo skuplja i pričvršćuje. Da bi se povrat topline u ventilacijskim sustavima odvijao bez gubitka zraka, praznine se popunjavaju brtvilom. Formirani su prirubnički nosači.

Rešenja za ventilaciju (proizvedena jedinica) se postavljaju u kućište. Prethodno je na zidovima uređaja potrebno pripremiti nekoliko ugaonih vodilica. Izmjenjivač topline je postavljen tako da se njegovi uglovi naslanjaju na bočne zidove, dok cijela konstrukcija vizualno podsjeća na romb.

Na fotografiji domaća verzija uređaja

U njegovom donjem dijelu ostaju ostaci u obliku kondenzata. Glavni zadatak je dobiti 2 izduvna kanala izolirana jedan od drugog. Unutar strukture lamelarnog elementa miješaju se zračne mase, i to samo tamo. Na dnu je napravljena mala rupa za odvod kondenzata kroz crijevo. U dizajnu su napravljene 4 rupe za prirubnice.

Formula za izračunavanje snage

Primjer! Za zagrevanje vazduha u prostoriji do 21°C, što zahtijeva60 m3 vazduhau satu:Q = 0,335x60x21 = 422 W.

Da bi se utvrdila efikasnost jedinice, dovoljno je odrediti temperature na 3 ključne tačke njenog ulaska u sistem:

Obračun povrata rekuperatora

Sada znaš , šta je rekuperator i koliko je neophodan za moderne ventilacione sisteme. Ovi uređaji se sve više ugrađuju u seoske vikendice, objekte socijalne infrastrukture. Rekuperatori za privatnu kuću prilično su popularan proizvod u naše vrijeme. Na određenom nivou želje, rekuperator se može sastaviti vlastitim rukama iz improviziranih sredstava, kao što je gore spomenuto u našem članku.

U vezi sa rastom tarifa za primarne energetske resurse, oporavak postaje aktuelniji nego ikad. Sljedeći tipovi izmjenjivača topline se obično koriste u jedinicama za obradu zraka s povratom topline:

• pločasti ili poprečni izmjenjivač topline;
• rotacijski izmjenjivač topline;
• rekuperatori sa srednjim nosačem topline;
• Toplinska pumpa;
• rekuperator komornog tipa;
• rekuperator sa toplotnim cevima.

Princip rada

Princip rada bilo kojeg izmjenjivača topline u klima komorama je sljedeći. Omogućava izmjenu topline (u nekim modelima - i izmjenu hladnoće, kao i razmjenu vlage) između protoka dovodnog i odvodnog zraka. Proces izmjene topline može se odvijati kontinuirano - kroz zidove izmjenjivača topline, uz pomoć freona ili srednjeg nosača topline. Izmjena topline također može biti periodična, kao kod rotacionog i komornog izmjenjivača topline. Kao rezultat, izvučeni odvodni vazduh se hladi, čime se zagreva svež dovodni vazduh. Proces hlađenja u nekim modelima rekuperatora odvija se u toploj sezoni i omogućava vam da smanjite troškove energije za sisteme klimatizacije zbog nekog hlađenja dovodnog zraka koji se dovodi u prostoriju. Razmjena vlage odvija se između tokova izduvnog i dovodnog zraka, što vam omogućava da održavate unutarnju vlažnost koja je ugodna za osobu tijekom cijele godine, bez upotrebe ikakvih dodatnih uređaja - ovlaživača i drugih.

Pločasti ili poprečni izmjenjivač topline.

Toplovodne ploče rekuperativne površine izrađene su od tanke metalne (materijal - aluminijum, bakar, nerđajući čelik) folije ili ultra tankog kartona, plastike, higroskopne celuloze. Protok dovodnog i odvodnog zraka kreće se kroz mnoge male kanale formirane od ovih ploča koje provode toplinu, u suprotnom obrascu. Dodir i miješanje potoka, njihovo zagađenje su praktično isključeni. U dizajnu izmjenjivača topline nema pokretnih dijelova. Odnos efikasnosti 50-80%. U izmjenjivaču topline od metalne folije na površini ploča može se kondenzirati vlaga zbog razlike u temperaturi strujanja zraka. U toploj sezoni mora se preusmjeriti u kanalizaciju zgrade kroz posebno opremljen odvodni cjevovod. Po hladnom vremenu postoji opasnost od smrzavanja ove vlage u izmjenjivaču topline i njenog mehaničkog oštećenja (odmrzavanja). Osim toga, formirani led uvelike smanjuje efikasnost izmjenjivača topline. Stoga, kada rade u hladnoj sezoni, izmjenjivači topline s metalnim pločama koje provode toplinu zahtijevaju periodično odmrzavanje strujom toplog odvodnog zraka ili korištenje dodatnog vodenog ili električnog grijača zraka. U tom slučaju se dovodni zrak ili uopće ne dovodi, ili se dovodi u prostoriju zaobilazeći izmjenjivač topline kroz dodatni ventil (bypass). Vrijeme odmrzavanja je u prosjeku 5 do 25 minuta. Izmjenjivač topline s pločama koje provode toplinu od ultra tankog kartona i plastike nije podložan smrzavanju, jer se kroz ove materijale odvija i izmjena vlage, ali ima još jedan nedostatak - ne može se koristiti za ventilaciju prostorija s visokom vlažnošću kako bi da ih osušite. Pločasti izmjenjivač topline može se ugraditi u dovodni i izduvni sistem u vertikalnom i horizontalnom položaju, ovisno o zahtjevima za dimenzije ventilacijske komore. Pločasti izmjenjivači topline su najčešći zbog svoje relativne jednostavnosti dizajna i niske cijene.

Rotacioni rekuperator.

Ovaj tip je drugi po rasprostranjenosti nakon lamelarnog. Toplota iz jedne struje zraka u drugu prenosi se kroz cilindrični šuplji bubanj koji rotira između ispušnog i dovodnog dijela, koji se naziva rotor. Unutrašnji volumen rotora ispunjen je čvrsto zbijenom metalnom folijom ili žicom, koja ima ulogu rotirajuće površine za prijenos topline. Materijal folije ili žice je isti kao i pločastog izmjenjivača topline - bakar, aluminij ili nehrđajući čelik. Rotor ima horizontalnu os rotacije pogonske osovine koju rotira elektromotor sa koračnim ili inverterskom regulacijom. Motor se može koristiti za kontrolu procesa oporavka. Odnos efikasnosti 75-90%. Efikasnost rekuperatora zavisi od temperature protoka, njihove brzine i brzine rotora. Promjenom brzine rotora, možete promijeniti efikasnost. Smrzavanje vlage u rotoru je isključeno, ali se ne može u potpunosti isključiti miješanje tokova, njihova međusobna kontaminacija i prijenos mirisa, jer su tokovi u direktnom kontaktu jedni s drugima. Moguće je mešanje do 3%. Rotacijski izmjenjivači topline ne zahtijevaju velike količine električne energije, omogućavaju vam odvlaživanje zraka u prostorijama s visokom vlažnošću. Dizajn rotacijskih izmjenjivača topline je složeniji od pločastih izmjenjivača topline, a njihova cijena i operativni troškovi su veći. Međutim, klima komore sa rotacionim izmenjivačem toplote su veoma popularne zbog svoje visoke efikasnosti.

Rekuperatori sa srednjim nosačem toplote.

Rashladno sredstvo je najčešće voda ili vodeni rastvori glikola. Takav izmjenjivač topline sastoji se od dva izmjenjivača topline međusobno povezanih cjevovodima s cirkulacijskom pumpom i spojnicama. Jedan od izmjenjivača topline smješten je u kanal s protokom odvodnog zraka i iz njega prima toplinu. Toplina se prenosi kroz nosač topline uz pomoć pumpe i cijevi do drugog izmjenjivača topline koji se nalazi u dovodnom zračnom kanalu. Dovodni vazduh apsorbuje ovu toplotu i zagreva se. Mešanje tokova u ovom slučaju je potpuno isključeno, ali zbog prisustva međunosača toplote, faktor efikasnosti ovog tipa rekuperatora je relativno nizak i iznosi 45-55%. Pumpa može uticati na efikasnost, što utiče na brzinu rashladne tečnosti. Glavna prednost i razlika između izmjenjivača topline sa srednjim nosačem topline i izmjenjivača topline s toplotnom cijevi je u tome što se izmjenjivači topline u ispušnim i dovodnim jedinicama mogu nalaziti na udaljenosti jedan od drugog. Položaj ugradnje za izmjenjivače topline, pumpu i cijevi može biti vertikalni ili horizontalni.

Toplinska pumpa.

Relativno nedavno pojavio se zanimljiv tip rekuperatora sa srednjim rashladnim sredstvom - tzv. termodinamički izmjenjivač topline, u kojem ulogu tekućih izmjenjivača topline, cijevi i pumpe igra rashladna mašina koja radi u načinu rada toplinske pumpe. Ovo je svojevrsna kombinacija izmenjivača toplote i toplotne pumpe. Sastoji se od dva freonska izmjenjivača topline - isparivač-zračni hladnjak i kondenzator, cjevovoda, termostatskog ventila, kompresora i 4-smjernog ventila. Izmjenjivači topline se nalaze u dovodnim i odvodnim zračnim kanalima, kompresor je neophodan da bi se osigurala cirkulacija freona, a ventil prebacuje tokove rashladnog sredstva ovisno o godišnjem dobu i omogućava prijenos topline iz odvodnog zraka na dovodni i obrnuto. Istovremeno, dovodno-ispušni sistem se može sastojati od više dovodnih i jedne ispušne jedinice većeg kapaciteta, ujedinjenih jednim rashladnim krugom. Istovremeno, mogućnosti sistema omogućavaju da nekoliko klima uređaja istovremeno radi u različitim režimima (grijanje/hlađenje). Faktor konverzije toplotne pumpe COP može dostići vrednosti od 4,5-6,5.

Rekuperator sa toplotnim cevima.

Po principu rada, izmjenjivač topline s toplinskim cijevima sličan je izmjenjivaču topline sa srednjim nosačem topline. Jedina razlika je što se u vazdušne tokove ne postavljaju izmenjivači toplote, već takozvane toplotne cevi ili tačnije termosifoni. Strukturno, to su hermetički zatvoreni dijelovi bakrenih rebrastih cijevi, punjeni iznutra posebno odabranim freonom niskog ključanja. Jedan kraj cijevi u izduvnom strujanju se zagrijava, freon na ovom mjestu ključa i prenosi toplinu primljenu iz zraka na drugi kraj cijevi, otpuhan strujom dovodnog zraka. Ovdje se freon unutar cijevi kondenzira i prenosi toplinu na zrak, koji se zagrijava. Potpuno je isključeno međusobno miješanje tokova, njihovo zagađivanje i prijenos mirisa. Nema pokretnih elemenata, cijevi su postavljene u tokove samo okomito ili pod blagim nagibom, tako da se freon unutar cijevi kreće od hladnog do vrućeg kraja zbog gravitacije. Odnos efikasnosti 50-70%. Važan uvjet za osiguranje rada njegovog rada: zračni kanali u koje su ugrađeni termosifoni moraju biti smješteni okomito jedan iznad drugog.

Rekuperator komornog tipa.

Unutrašnja zapremina (komora) takvog izmjenjivača topline podijeljena je na dvije polovine klapnom. Zaklopka se pomera s vremena na vreme, menjajući na taj način smer kretanja protoka odvodnog i dovodnog vazduha. Izduvni vazduh zagreva jednu polovinu komore, zatim klapna usmerava tok dovodnog vazduha ovde i on se zagreva sa zagrejanih zidova komore. Ovaj proces se periodično ponavlja. Odnos efikasnosti dostiže 70-80%. Ali u dizajnu postoje pokretni dijelovi, pa stoga postoji velika vjerovatnoća međusobnog miješanja, kontaminacije tokova i prijenosa mirisa.

Proračun efikasnosti rekuperatora.

U tehničkim karakteristikama rekuperativnih ventilacijskih jedinica mnogih proizvođača, u pravilu su date dvije vrijednosti koeficijenta povrata - temperaturom zraka i njegovom entalpijom. Proračun efikasnosti izmjenjivača topline može se izvršiti temperaturom ili entalpijom zraka. Proračun po temperaturi uzima u obzir prividni sadržaj toplote u vazduhu, a po entalpiji se takođe uzima u obzir sadržaj vlage u vazduhu (njegova relativna vlažnost). Izračun entalpije se smatra preciznijim. Za izračun su potrebni početni podaci. Dobivaju se merenjem temperature i vlažnosti vazduha na tri mesta: u zatvorenom prostoru (gde ventilaciona jedinica obezbeđuje razmenu vazduha), na otvorenom i u poprečnom preseku dovodne vazdušne rešetke (odakle ulazi tretirani spoljašnji vazduh u prostoriju). Formula za izračunavanje efikasnosti povrata topline prema temperaturi je sljedeća:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), gdje

• Kt– faktor efikasnosti izmenjivača toplote po temperaturi;
• T1– spoljna temperatura vazduha, oC;
• T2 je temperatura odvodnog zraka (tj. zraka u prostoriji), °C;
• T4– temperatura dovodnog vazduha, oC.

Entalpija vazduha je sadržaj toplote vazduha, tj. količina toplote koja se u njemu nalazi u odnosu na 1 kg suhog zraka. Entalpija se određuje pomoću i-d dijagrama stanja vlažnog zraka, stavljajući na njega tačke koje odgovaraju izmjerenoj temperaturi i vlažnosti u prostoriji, na otvorenom i dovodnom zraku. Formula za izračunavanje efikasnosti povrata entalpije je sljedeća:

Kh = (H4 - H1) / (H2 - H1), gdje

• Kh– faktor efikasnosti izmenjivača toplote po entalpiji;
• H1– entalpija spoljašnjeg vazduha, kJ/kg;
• H2– entalpija izduvnog vazduha (tj. prostorni vazduh), kJ/kg;
• H4– entalpija dovodnog vazduha, kJ/kg.

Ekonomska isplativost upotrebe klima uređaja sa rekuperacijom.

Kao primjer, uzmimo studiju izvodljivosti za upotrebu ventilacijskih jedinica sa rekuperacijom u dovodnim i izduvnim ventilacijskim sistemima za autosale.

Početni podaci:

• objekat - auto kuća ukupne površine 2000 m2;
• prosječna visina prostorija je 3-6 m, sastoji se od dvije izložbene hale, kancelarijskog prostora i servisa (SRT);
• za dovodnu i izduvnu ventilaciju ovih prostorija odabrane su ventilacione jedinice kanalnog tipa: 1 jedinica sa protokom vazduha od 650 m3/sat i potrošnjom energije od 0,4 kW i 5 jedinica sa protokom vazduha od 1500 m3/sat i potrošnja energije od 0,83 kW.
• zajamčeni raspon vanjskih temperatura zraka za kanalske instalacije je (-15…+40) °C.

Da bismo uporedili potrošnju energije, izračunat ćemo snagu kanalnog električnog grijača zraka, koji je neophodan za zagrijavanje vanjskog zraka u hladnoj sezoni u jedinici za napajanje tradicionalnog tipa (koja se sastoji od nepovratnog ventila, kanalskog filtera, ventilatora i električnog grijač zraka) sa protokom zraka od 650 odnosno 1500 m3/h. U isto vrijeme, trošak električne energije se uzima na 5 rubalja po 1 kWh.

Vanjski zrak mora biti zagrijan od -15 do +20°C.

Proračun snage električnog grijača zraka vrši se prema jednadžbi toplinske ravnoteže:

Qn \u003d G * Cp * T, W, gdje:

• Qn– snaga grijača zraka, W;
• G- maseni protok zraka kroz grijač zraka, kg/s;
• sri je specifični izobarični toplinski kapacitet zraka. Cp = 1000kJ/kg*K;
• T- razlika između temperatura zraka na izlazu iz grijača zraka i na ulazu.

T = 20 - (-15) \u003d 35 ° C.

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

p = 1,2 kg/m3 je gustina vazduha.

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

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

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

G=0,417*1,2=0,5 kg/s

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

Dakle, korištenje kanalskih instalacija s povratom topline u hladnoj sezoni umjesto tradicionalnih sa električnim grijačima zraka omogućava smanjenje troškova energije s istom količinom dovedenog zraka za više od 20 puta i time smanjenje troškova i, shodno tome, povećanje profit auto kuće. Osim toga, korištenje postrojenja s rekuperacijom omogućava smanjenje financijskih troškova potrošača za energente za grijanje prostora u hladnoj sezoni i za njihovu klimatizaciju u toploj sezoni za oko 50%.

Radi veće jasnoće, napravićemo uporednu finansijsku analizu potrošnje energije dovodnih i izduvnih ventilacionih sistema u prostorijama auto kuće, opremljenih kanalskim jedinicama za rekuperaciju toplote i tradicionalnim jedinicama sa električnim grejačima vazduha.

Početni podaci:

Sistem 1.

Instalacije s povratom topline s protokom od 650 m3 / h - 1 jedinica. i 1500 m3/sat - 5 kom.

Ukupna potrošnja električne energije će biti: 0,4 + 5 * 0,83 = 4,55 kW * h.

Sistem 2.

Tradicionalne dovodne i ispušne ventilacijske jedinice - 1 jedinica. sa protokom od 650m3/sat i 5 jedinica. sa protokom od 1500m3/sat.

Ukupna električna snaga instalacije na 650 m3/h će biti:

• ventilatori - 2 * 0,155 \u003d 0,31 kW * h;
• automatika i pogoni ventila - 0,1 kWh;
• električni grijač zraka - 7,6 kWh;

Ukupno: 8,01 kWh.

Ukupna električna snaga instalacije na 1500 m3/sat će biti:

• ventilatori - 2 * 0,32 \u003d 0,64 kW * sat;
• automatika i pogoni ventila - 0,1 kWh;
• električni grijač zraka - 17,5 kWh.

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

Ukupno: 91,2 + 8,01 \u003d 99,21 kWh.

Period korišćenja grejanja u ventilacionim sistemima prihvatamo 150 radnih dana godišnje po 9 sati. Dobijamo 150 * 9 = 1350 sati.

Potrošnja energije postrojenja sa rekuperacijom će biti: 4,55 * 1350 = 6142,5 kW

Operativni troškovi će biti: 5 rubalja * 6142,5 kW = 30712,5 rubalja. ili u odnosu (na ukupnu površinu auto kuće 2000 m2) izraz 30172,5/2000 = 15,1 rubalja/m2.

Potrošnja energije tradicionalnih sistema će biti: 99,21 * 1350 = 133933,5 kW Operativni troškovi će biti: 5 rubalja * 133933,5 kW = 669667,5 rubalja. ili u odnosu (na ukupnu površinu auto kuće 2000 m2) izraz 669667,5 / 2000 = 334,8 rubalja/m2.