Vytvorenie energeticky efektívneho administratívna budova, ktorý sa bude čo najviac približovať štandardu „PASÍVNY DOM“, sa nezaobíde bez modernej vzduchotechnickej jednotky (PSU) s rekuperáciou tepla.

Pod prostriedky na obnovu proces využitia tepla vnútorného odpadového vzduchu s teplotou t in, emitovaného v chladnom období s vysokou teplotou do ulice, na ohrev privádzaného vonkajšieho vzduchu. Proces rekuperácie tepla prebieha v špeciálnych jednotkách rekuperácie tepla: doskové výmenníky tepla, rotačné regenerátory, ako aj vo výmenníkoch tepla inštalovaných oddelene v prúdoch vzduchu s rôznymi teplotami (vo výfukových a prívodných jednotkách) a spojených medziľahlým nosičom tepla (glykol, etylénglykol).

Posledná možnosť je najrelevantnejšia v prípade, keď sú prítok a výfuk oddelené pozdĺž výšky budovy, napr. Napájacia jednotka- v suteréne a výfuk - v podkrovieúčinnosť rekuperácie takýchto systémov však bude výrazne nižšia (od 30 do 50 % v porovnaní s PES v jednej budove

Doskové výmenníky tepla sú kazetou, v ktorej sú kanály prívodu a odvodu vzduchu oddelené hliníkovými plechmi. Výmena tepla medzi privádzaným a odvádzaným vzduchom prebieha cez hliníkové plechy. Vnútorný odpadový vzduch ohrieva vonkajší privádzaný vzduch cez dosky výmenníka tepla. V tomto prípade nedochádza k procesu miešania vzduchu.

AT rotačné výmenníky tepla prenos tepla z odpadového vzduchu do privádzaného vzduchu sa uskutočňuje prostredníctvom rotujúceho valcového rotora, ktorý pozostáva z balíka tenkých kovových dosiek. Počas prevádzky rotačného výmenníka tepla odpadový vzduch ohrieva dosky a tieto dosky sa potom presúvajú do studeného vonkajšieho vzduchu a ohrievajú ho. V prietokových separačných jednotkách však v dôsledku ich netesnosti prúdi odpadový vzduch do privádzaného vzduchu. Percento pretečenia môže byť od 5 do 20% v závislosti od kvality zariadenia.

Aby sa dosiahol cieľ - priblížiť budovu FGAU "NII CEPP" pasívnemu, v priebehu dlhých diskusií a výpočtov bolo rozhodnuté o inštalácii prívodu a odvodu vetracie jednotky s rekuperátorom Ruský výrobca energeticky úsporné klimatické systémy – spoločnosti TURKOV.

Spoločnosť TURKOV vyrába PES pre tieto regióny:

• Pre región Stred (zariadenie s dvojstupňovým rekuperáciou tepla Séria ZENIT, ktorý stabilne funguje až do -25 o C a je vynikajúci pre klímu stredného regiónu Ruska, účinnosť 65-75%);
• Pre Sibír (zariadenie s trojstupňovou rekuperáciou tepla Séria Zenit HECO funguje stabilne do -35 o C a je vynikajúci pre klímu Sibíri, ale často sa používa v centrálnej oblasti, účinnosť 80-85%);
• Pre Ďaleký sever (zariadenie so štvorstupňovou rekuperáciou Séria CrioVent funguje stabilne až do -45 o C, vynikajúci pre extrémne chladné podnebie a používa sa v najťažších oblastiach Ruska, účinnosť až 90%).

Tradičné študijné príručky, založené na starej inžinierskej škole, kritizujú firmy, ktoré tvrdia vysokú účinnosť doskových výmenníkov tepla. Odôvodňujúc to tým, že túto hodnotu účinnosti je možné dosiahnuť len pri využití energie z absolútne suchého vzduchu a v reálnych podmienkach s relatívnou vlhkosťou odvádzaného vzduchu = 20-40% (v zime) je miera využitia napr. energia suchého vzduchu je obmedzená.

TURKOV PES však využíva entalpický doskový výmenník tepla, pri ktorej sa spolu s odovzdávaním implicitného tepla z odpadového vzduchu prenáša aj vlhkosť do privádzaného vzduchu.
Pracovná plocha entalpického výmenníka tepla je vyrobená z polymérovej membrány, ktorá umožňuje molekulám vodnej pary prechádzať z výfukového (zvlhčeného) vzduchu a prenášať ho do privádzaného (suchého). Vo výmenníku tepla nedochádza k miešaniu výfukových a prívodných tokov, pretože vlhkosť prechádza cez membránu difúziou v dôsledku rozdielu v koncentrácii pár na oboch stranách membrány.

Rozmery membránových buniek sú také, že cez ňu môže prechádzať len vodná para, pre prach, škodliviny, kvapky vody, baktérie, vírusy a pachy je membrána neprekonateľnou bariérou (vzhľadom na pomer veľkostí „buniek“ membrány a iných látok).

Entalpický výmenník tepla v skutočnosti - doskový výmenník tepla, kde sa namiesto hliníka používa polymérna membrána. Pretože tepelná vodivosť membránovej dosky je menšia ako tepelná vodivosť hliníka, požadovaná plocha entalpického výmenníka tepla je oveľa väčšia ako plocha podobného hliníkového výmenníka tepla. To na jednej strane zväčšuje rozmery zariadenia, na druhej strane umožňuje prenášať veľké množstvo vlhkosti a práve vďaka tomu je možné dosiahnuť vysokú mrazuvzdornosť výmenníka tepla a stabilnú prevádzka zariadenia pri ultranízkych teplotách.

V zime (vonkajšia teplota pod -5C), ak vlhkosť odpadového vzduchu presiahne 30% (pri teplote odpadového vzduchu 22…24°C), vo výmenníku spolu s procesom prenosu vlhkosti do privádzaného vzduchu , prebieha proces akumulácie vlhkosti na doske výmenníka tepla. Preto je potrebné pravidelne vypínať prívodný ventilátor a vysušiť hygroskopickú vrstvu výmenníka tepla odpadovým vzduchom. Trvanie, frekvencia a teplota, pod ktorú je potrebný proces sušenia, závisia od stupňovitosti výmenníka tepla, teploty a vlhkosti v miestnosti. Najčastejšie používané nastavenia sušenia výmenníka tepla sú uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1. Najčastejšie používané nastavenia sušenia výmenníka tepla

Kroky výmenníka tepla	Teplota/Vlhkosť
	<20%	20%-30%	30%-35%	35%-45%
2 kroky	nevyžaduje sa	3/45 min	3/30 min	4/30 min
3 kroky	nevyžaduje sa	3/50 min	3/40 min	3/30 min
4 kroky	nevyžaduje sa		3/50 min	3/40 min

Poznámka: Nastavenie sušenia výmenníka sa vykonáva len po dohode s technickým personálom výrobcu a po poskytnutí parametrov vnútorného vzduchu.

Vysušenie výmenníka tepla je potrebné iba pri inštalácii systémov zvlhčovania vzduchu alebo pri prevádzke zariadení s veľkým, systematickým prítokom vlhkosti.

• Pri štandardných parametroch vnútorného vzduchu nie je potrebný suchý režim.

Materiál výmenníka tepla prechádza povinnou antibakteriálnou úpravou, takže nehromadí znečistenie.

V tomto článku je ako príklad administratívnej budovy uvažovaná typická päťposchodová budova FGAU „NII CEPP“ po plánovanej rekonštrukcii.
Pre túto budovu bol stanovený prietok privádzaného a odvádzaného vzduchu v súlade s normami výmeny vzduchu v administratívnych priestoroch pre každú miestnosť budovy.
Celkové hodnoty prietoku privádzaného a odvádzaného vzduchu podľa poschodí budovy sú uvedené v tabuľke 2.

Tabuľka 2. Odhadované prietoky privádzaného/odvádzaného vzduchu podľa poschodí budovy

Poschodie	Spotreba privádzaného vzduchu, m 3/h	Spotreba odpadového vzduchu, m 3/h	PVU TURKOV
Suterén	1987	1987	Zenit 2400 HECO SW
1. poschodie	6517	6517	Zenit 1600 HECO SW Zenit 2400 HECO SW Zenit 3400 HECO SW
2. poschodie	5010	5010	Zenit 5000 HECO SW
3. poschodie	6208	6208	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW - 2 ks.
4. poschodie	6957	6957	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW
5. poschodie	4274	4274	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW

V laboratóriách PVU pracujú podľa špeciálneho algoritmu s kompenzáciou odsávania z digestorov, t.j. pri zapnutí ktoréhokoľvek digestora sa PVU digestor automaticky zníži o hodnotu skriňového digestora. Na základe predpokladaných nákladov boli vybrané vzduchotechnické jednotky Turkov. Každé poschodie bude obsluhovať jeho Zenit HECO SW a Zenit HECO MW PES s trojstupňovou rekuperáciou tepla až do 85 %.
Vetranie prvého poschodia je realizované PES, ktoré sú inštalované v suteréne a na druhom poschodí. Vetranie zvyšných podlaží (okrem laboratórií na štvrtom a treťom podlaží) je zabezpečené PES inštalovaným na technickom podlaží.
Vzhľad PES inštalácie Zenit Heco SW je znázornený na obrázku 6. V tabuľke 3 sú uvedené technické údaje pre každý PES inštalácie.

Inštalácia Zenit Heco SW zahŕňa:

• Bývanie s tepelnou a zvukovou izoláciou;
• Napájací ventilátor;
• Výfukový ventilátor;
• prívodný filter;
• Výfukový filter;
• 3-stupňový výmenník tepla;
• Ohrievač vody;
• Miešacia jednotka;
• Automatizácia so sadou senzorov;
• Káblový ovládací panel.

Nezanedbateľnou výhodou je možnosť montáže zariadenia vertikálne aj horizontálne pod strop, ktorý je použitý v predmetnej budove. Rovnako ako schopnosť umiestniť zariadenie v chladných priestoroch (podkrovia, garáže, technické miestnosti atď.) A na ulici, čo je veľmi dôležité pri obnove a rekonštrukcii budov.

PES Zenit HECO MW sú malé PES s rekuperáciou tepla a vlhkosti s ohrievačom vody a zmiešavacou jednotkou v ľahkom a všestrannom puzdre z expandovaného polypropylénu, určené na udržiavanie klímy v malých miestnostiach, bytoch, domoch.

Spoločnosť TURKOVnezávisle vyvinul a vyrába v Rusku automatizáciu Monocontroller pre ventilačné zariadenia. Táto automatizácia je použitá v PVU Zenit Heco SW

• Regulátor ovláda EC ventilátory cez MODBUS, čo umožňuje sledovať chod každého ventilátora.
• Ovláda ohrievače a chladiče vody tak, aby presne udržiavali teplotu privádzaného vzduchu v zimnom aj letnom období.
• Na kontrolu CO 2 v konferenčnej miestnosti a zasadacích miestnostiach je automatizácia vybavená špeciálnymi snímačmi CO 2 . Zariadenie bude monitorovať koncentráciu CO 2 a automaticky meniť prúdenie vzduchu podľa počtu osôb v miestnosti, aby sa zachovala požadovaná kvalita vzduchu, čím sa zníži spotreba tepla zariadenia.
• Kompletný dispečerský systém vám umožňuje organizovať riadiace centrum čo najjednoduchšie. Vzdialený monitorovací systém vám umožní sledovať zariadenie odkiaľkoľvek na svete.

Vlastnosti ovládacieho panela:

• Hodiny, dátum;
• Tri rýchlosti ventilátora;
• Zobrazenie stavu filtra v reálnom čase;
• Týždenný časovač;
• nastavenie teploty privádzaného vzduchu;
• Zobrazenie porúch na displeji.

Značka účinnosti

Na posúdenie efektívnosti inštalácie vzduchotechnických jednotiek Zenit Heco SW s rekuperáciou tepla v uvažovanom objekte určíme vypočítané, priemerné a ročné zaťaženie ventilačného systému, ako aj náklady v rubľoch za chladné obdobie, teplé obdobie. a na celý rok pre tri možnosti PES:

1. PES s rekuperáciou Zenit Heco SW (účinnosť rekuperátora 85%);
2. PES s priamym prietokom (t. j. bez výmenníka tepla);
3. PES s 50% účinnosťou rekuperácie tepla.

Zaťaženie ventilačného systému je zaťaženie ohrievača vzduchu, ktorý ohrieva (v chladnom období) alebo ochladzuje (v teplom období) privádzaný vzduch za výmenníkom tepla. V priamoprúdovom PES sa vzduch v ohrievači ohrieva z počiatočných parametrov zodpovedajúcich parametrom vonkajšieho vzduchu v chladnom období a ochladzuje sa v teplom období. Výsledky výpočtu návrhového zaťaženia vetracieho systému v chladnom období pre podlahy budovy sú uvedené v tabuľke 3. Výsledky výpočtu návrhového zaťaženia systému vetrania v teplom období pre celý objekt sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 3. Odhadované zaťaženie ventilačného systému počas chladného obdobia podľa poschodí, kW

Poschodie	PES Zenit HECO SW/MW	Priamy prietok PES	PES s 50% výťažnosťou
Suterén	3,5	28,9	14,0
1. poschodie	11,5	94,8	45,8
2. poschodie	8,8	72,9	35,2
3. poschodie	10,9	90,4	43,6
4. poschodie	12,2	101,3	48,9
5. poschodie	7,5	62,2	30,0
54,4	450,6	217,5

Tabuľka 4. Odhadované zaťaženie ventilačného systému počas teplého obdobia podľa podláh, kW

Poschodie	PES Zenit HECO SW/MW	Priamy prietok PES	PES s 50% výťažnosťou
20,2	33,1	31,1

Keďže vypočítané vonkajšie teploty v chladnom a teplom období nie sú konštantné počas vykurovacieho obdobia a obdobia ochladzovania, je potrebné určiť priemerné zaťaženie vetraním pri priemernej vonkajšej teplote:
Výsledky výpočtu ročného zaťaženia ventilačného systému počas teplého a chladného obdobia pre celú budovu sú uvedené v tabuľkách 5 a 6.

Tabuľka 5. Ročné zaťaženie ventilačného systému v chladnom období podľa poschodí, kW

Poschodie	PES Zenit HECO SW/MW	Priamy prietok PES	PES s 50% výťažnosťou
66105	655733	264421
66,1	655,7	264,4

Tabuľka 6. Ročné zaťaženie ventilačného systému počas teplej sezóny podľa poschodí, kW

Poschodie	PES Zenit HECO SW/MW	Priamy prietok PES	PES s 50% výťažnosťou
12362	20287	19019
12,4	20,3	19,0

Poďme určiť náklady v rubľoch za rok na vykurovanie, chladenie a prevádzku ventilátora.
Spotreba v rubľoch na opätovné vykurovanie sa získa vynásobením ročných hodnôt záťaže vetrania (v Gcal) počas chladného obdobia nákladmi na 1 Gcal / hodinu tepelnej energie zo siete a časom, keď je PVU v režime vykurovania. . Náklady na 1 Gcal / h tepelnej energie zo siete sa rovnajú 2 169 rubľov.
Náklady v rubľoch na prevádzku ventilátorov sa získajú vynásobením ich výkonu, prevádzkového času a nákladov na 1 kW elektrickej energie. Náklady na 1 kWh elektriny sa rovnajú 5,57 rubľov.
Výsledky výpočtu nákladov v rubľoch na prevádzku WSP v chladnom období sú uvedené v tabuľke 7 a v teplom období v tabuľke 8. Tabuľka 9 porovnáva všetky možnosti WSP pre celú budovu FGAU "NII CEPP" .

Tabuľka 7. Výdavky v rubľoch za rok na prevádzku PES počas chladného obdobia

Poschodie	PES Zenit HECO SW/MW		Priamy prietok PES		PES s 50% výťažnosťou
	Na prihrievanie	Pre fanúšikov	Na prihrievanie	Pre fanúšikov	Na prihrievanie	Pre fanúšikov
Celkové náklady	368 206	337 568	3 652 433	337 568	1 472 827	337 568

Tabuľka 8. Náklady v rubľoch za rok na prevádzku WSP počas teplého obdobia

Poschodie	PES Zenit HECO SW/MW		Priamy prietok PES		PES s 50% výťažnosťou
	Na chladenie	Pre fanúšikov	Na chladenie	Pre fanúšikov	Na chladenie	Pre fanúšikov
Celkové náklady	68 858	141 968	112 998	141 968	105 936	141 968

Tabuľka 9. Porovnanie všetkých PES

Hodnota	PES Zenit HECO SW/MW	Priamy prietok PES	PES s 50% výťažnosťou
, 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
Náklady na opätovný ohrev, rub	122 539	1 223 178	493 240
Náklady na chladenie, rub	68 858	112 998	105 936
Náklady na fanúšikov v zime, trieť	337 568
Náklady na fanúšikov v lete, rub	141 968
Celkové ročné náklady, rub	670 933	1 815 712	1 078 712

Analýza tabuľky 9 nám umožňuje vyvodiť jednoznačný záver - napájacie a výfukové jednotky Zenit HECO SW a Zenit HECO MW s rekuperáciou tepla a vlhkosti z Turkova sú energeticky veľmi efektívne.
Celkové ročné zaťaženie vetraním PVU TURKOV je menšie ako zaťaženie v PVU s účinnosťou 50% o 72% av porovnaní s priamoprúdovým PVU o 88%. PVU Turkov ušetrí 1 milión 145 tisíc rubľov - v porovnaní s PVU s priamym tokom alebo 408 tisíc rubľov - v porovnaní s PVU, ktorého účinnosť je 50%.

Kde sú úspory...

Hlavným dôvodom neúspechov pri použití systémov s rekuperáciou je pomerne vysoká počiatočná investícia, avšak pri komplexnejšom pohľade na náklady na vývoj sa takéto systémy nielen rýchlo vyplatia, ale aj znížia celkové investície pri vývoji. obytné, kancelárske budovy a obchody.
Priemerná hodnota tepelných strát hotových stavieb: 50 W/m 2 .

• Obsahuje: Tepelné straty cez steny, okná, strechy, základy atď.

Priemerná hodnota všeobecného výmenného prívodného vetrania je 4,34 m 3 / m 2

V cene:

• Vetranie bytov s výpočtom účelu priestorov a násobnosti.
• Vetranie kancelárií na základe počtu osôb a kompenzácie CO2.
• Vetranie obchodov, chodieb, skladov a pod.
• Pomer plochy vybraný na základe niekoľkých existujúcich komplexov

Priemerná hodnota vetrania na kompenzáciu kúpeľní, kuchýň a pod. 0,36 m3/m2

V cene:

• Náhrada za kúpeľne, kúpeľne, kuchyne atď. Keďže z týchto miestností nie je možné zorganizovať nasávanie do rekuperačného systému, je do tejto miestnosti organizovaný prítok a výfuk ide samostatnými ventilátormi popri rekuperátore.

Priemerná hodnota celkového odsávacieho vetrania resp. 3,98 m3/m2

Rozdiel medzi množstvom privádzaného vzduchu a množstvom kompenzačného vzduchu.
Práve tento objem odvádzaného vzduchu odovzdáva teplo privádzanému vzduchu.

Preto je potrebné areál zastavať štandardnými budovami o celkovej ploche 40 000 m 2 so stanovenými tepelnými stratami. Pozrime sa, čo ušetrí používanie vetracích systémov s rekuperáciou.

Prevádzkové náklady

Hlavným cieľom výberu systémov s rekuperáciou je zníženie nákladov na prevádzku zariadenia, z dôvodu výrazného zníženia potrebného tepelného výkonu na ohrev privádzaného vzduchu.
Pri použití prívodných a odťahových vetracích jednotiek bez rekuperácie dostaneme spotrebu tepla vetracieho systému jedného objektu 2410 kWh.

• Náklady na prevádzku takéhoto systému berieme ako 100%. Neexistujú žiadne úspory - 0%.

Pri použití kombinovaných prívodných a odťahových vetracích jednotiek s rekuperáciou tepla a priemernou účinnosťou 50% dostaneme spotrebu tepla vetracieho systému jedného objektu 1457 kWh.

• Prevádzkové náklady 60%. Úspora so sádzacím zariadením 40 %

S použitím jednoblokových vysokoúčinných prívodných a odťahových vetracích jednotiek TURKOV s rekuperáciou tepla a vlhkosti a priemernou účinnosťou 85% dostaneme spotrebu tepla vetracieho systému jedného objektu 790 kWh.

• Prevádzkové náklady 33%. Úspora so zariadením TURKOV 67%

Ako je vidieť, vetracie systémy s vysoko účinnými zariadeniami majú menšiu spotrebu tepla, čo nám umožňuje hovoriť o dobe návratnosti zariadenia 3-7 rokov pri použití ohrievačov vody a 1-2 roky pri použití elektrických ohrievačov.

Stavebné náklady

Ak sa stavia v meste, je potrebné vyčleniť značné množstvo tepelnej energie z existujúcej vykurovacej siete, čo si vždy vyžaduje značné finančné náklady. Čím viac tepla je potrebné, tým drahšie budú náklady na sčítanie.
Stavba „v teréne“ často nezahŕňa dodávku tepla, zvyčajne sa dodáva plyn a realizuje sa výstavba vlastnej kotolne alebo tepelnej elektrárne. Náklady na túto štruktúru sú primerané požadovanému tepelnému výkonu: čím viac - tým drahšie.
Predpokladajme napríklad, že bola postavená kotolňa s kapacitou 50 MW tepelnej energie.
Okrem vetrania budú náklady na vykurovanie typickej budovy s plochou 40 000 m 2 a tepelnou stratou 50 W/m 2 približne 2 000 kWh.
S využitím prívodných a odsávacích vetracích jednotiek bez rekuperácie bude možné postaviť 11 objektov.
S využitím kombinovaných prívodných a odsávacích vetracích jednotiek s rekuperáciou tepla a priemernou účinnosťou 50% bude možné postaviť 14 budov.
S použitím jednoblokových vysokoúčinných privádzacích a odsávacích vetracích jednotiek TURKOV s rekuperáciou tepla a vlhkosti a priemernou účinnosťou 85% bude možné postaviť 18 objektov.
Konečný odhad na dodávku väčšej tepelnej energie alebo vybudovanie veľkokapacitnej kotolne je podstatne drahší ako náklady na energeticky efektívnejšie vetracie zariadenie. S použitím doplnkových prostriedkov na zníženie tepelných strát objektu je možné zvýšiť zástavbu bez zvýšenia potrebného tepelného výkonu. Napríklad znížením tepelných strát len ​​o 20% na 40 W/m 2 bude možné postaviť už 21 budov.

Vlastnosti prevádzky zariadenia v severných zemepisných šírkach

Zariadenia s rekuperáciou majú spravidla obmedzenia na minimálnu teplotu vonkajšieho vzduchu. Je to spôsobené schopnosťami výmenníka tepla a obmedzenie je -25 ... -30 o C. Ak teplota klesne, kondenzát z odpadového vzduchu zamrzne na výmenníku tepla, preto pri extrémne nízkych teplotách sa používa elektrický predhrievač alebo predhrievač vody s nemrznúcou kvapalinou. Napríklad v Jakutsku je odhadovaná teplota vonkajšieho vzduchu -48 o C. Vtedy klasické systémy s rekuperáciou fungujú nasledovne:

1. o S predhrievačom vyhrievaným až na -25 o C (spotrebuje sa tepelná energia).
2. C -25 o C vzduch sa ohreje vo výmenníku na -2,5 o C (pri 50 % účinnosti).
3. C -2,5 o Vzduch je ohrievaný hlavným ohrievačom na požadovanú teplotu (spotrebúva sa tepelná energia).

Pri použití špeciálnej série zariadení pre Ďaleký sever so 4-stupňovou rekuperáciou tepla TURKOV CrioVent nie je potrebný predohrev, keďže 4 stupne, veľká rekuperačná plocha a spätný odvod vlhkosti umožňujú zabrániť zamrznutiu výmenníka tepla. Zariadenie funguje šedivým spôsobom:

1. Vonkajší vzduch s teplotou -48 o C sa ohrieva v rekuperátore do 11.5 o C (účinnosť 85 %).
2. Od 11.5 o Vzduch je ohrievaný hlavným ohrievačom na požadovanú teplotu. (Tepelná energia sa spotrebuje).

Absencia predohrevu a vysoká účinnosť zariadenia výrazne zníži spotrebu tepla a zjednoduší konštrukciu zariadenia.
Využitie vysokoúčinných rekuperačných systémov v severných zemepisných šírkach je najrelevantnejšie, keďže v dôsledku nízkych vonkajších teplôt vzduchu je použitie klasických rekuperačných systémov náročné a zariadenia bez rekuperácie vyžadujú príliš veľa tepelnej energie. Zariadenie Turkov úspešne funguje v mestách s najťažšími klimatickými podmienkami, ako sú: Ulan-Ude, Irkutsk, Jenisejsk, Jakutsk, Anadyr, Murmansk, ako aj v mnohých iných mestách s miernejšou klímou v porovnaní s týmito mestami.

Záver

• Použitie vetracích systémov s rekuperáciou umožňuje nielen znížiť prevádzkové náklady, ale v prípade rozsiahlych rekonštrukcií alebo kapitálového rozvoja prípadov aj znížiť počiatočnú investíciu.
• Maximálne úspory možno dosiahnuť v stredných a severných zemepisných šírkach, kde zariadenia pracujú v náročných podmienkach s dlhodobo negatívnymi vonkajšími teplotami vzduchu.
• Ak použijeme ako príklad budovu FGAU NII CEPP, ventilačný systém s vysoko účinným výmenníkom tepla ušetrí 3 milióny 33 tisíc rubľov ročne v porovnaní s PVU s priamym tokom a 1 milión 40 tisíc rubľov ročne v porovnaní s naskladaným PVU, ktorého účinnosť je 50 %.

Pohodlnú vnútornú klímu nemožno zorganizovať bez dobrého vetracieho systému. Plastové okná, dvere a dokončovacie materiály robia dom tak vzduchotesný, že môže viesť k nedostatku prirodzeného vetrania, vlhkosti a kondenzácii. A ak vezmete do úvahy všeobecné znečistenie ovzdušia, potom sa bez účinných vzduchových filtrov jednoducho nezaobídete. V takýchto domoch musí byť prítomný systém rekuperácie vzduchu pre súkromné ​​domy. Toto zariadenie je poháňané napájacou a výfukovou jednotkou, ktorá obsahuje výmenník tepla. Takéto zariadenie nielenže poskytne bývanie s čerstvým, vyčisteným vzduchom, ale tiež pomôže znížiť náklady na vykurovanie.

Rekuperátor pre súkromný dom. Výhody

Pojem "rekuperátor" v preklade z lat. znamená návrat. Samotné zariadenie je výmenník tepla, ktorý ukladá teplo v miestnosti a prenáša ho do vzduchu vstupujúceho z ulice. Rekuperácia je spôsob vetrania s minimálnou spotrebou tepla. Takéto zariadenie pomáha ušetriť až 70% tepla a vrátiť ho späť do miestnosti.

Hlavné výhody:

• Slabý hluk
• Nie je potrebné otvárať okná
• Možnosť montáže do medzistropnej konštrukcie
• Úspora nákladov na vykurovanie a klimatizáciu
• Pohodlie a ďalšie funkcie

Automatické nastavenie intenzity prúdenia vzduchu robí používanie zariadení nielen bezpečným, ale aj pohodlným.

Ako vybrať vetrací rekuperátor?

Všetky moderné vetracie jednotky využívajú rovnaký princíp činnosti - zabezpečujú prúdenie vzduchu do domu, čistia ho od prachu a nečistôt. Takéto systémy sa môžu líšiť: v rozmeroch, triede čistenia, výkonu, vybavení a prítomnosti ďalších funkcií.

Jednotky s elektrickým výmenníkom majú zabudovaný rotačný výmenník s účinnosťou 80% a diaľkové ovládanie. V zariadeniach s ohrievačom vody je možné regulovať rýchlosť a teplotu prichádzajúceho prúdu vzduchu. Takéto vetracie jednotky sú populárnejšie ako jednotky s elektrickými výmenníkmi tepla.

Vzhľadom na minimálnu spotrebu energie výmenníka tepla pre súkromný dom, ktorého cena je dosť cenovo dostupná, sa náklady na inštaláciu ventilačného systému veľmi rýchlo vyplatia. A ak vezmeme do úvahy aj nepochybné výhody pre zdravie a celkovú pohodu, potom je voľba v prospech PVU s rekuperátorom zrejmá.

Recirkulácia vzduchu vo ventilačných systémoch je zmesou určitého množstva odpadového (odpadového) vzduchu do privádzaného vzduchu. Vďaka tomu sa dosiahne zníženie energetických nákladov na ohrev čerstvého vzduchu v zimnom období roka.

Schéma prívodného a odsávacieho vetrania s rekuperáciou a recirkuláciou,
kde L - prietok vzduchu, T - teplota.

Rekuperácia tepla pri vetraní- ide o spôsob prenosu tepelnej energie z prúdu odpadového vzduchu do prúdu privádzaného vzduchu. Rekuperácia sa používa pri rozdiele teplôt medzi odvádzaným a privádzaným vzduchom, na zvýšenie teploty čerstvého vzduchu. Tento proces nezahŕňa miešanie prúdov vzduchu, proces prenosu tepla prebieha cez akýkoľvek materiál.

Teplota a pohyb vzduchu vo výmenníku tepla

Zariadenia na rekuperáciu tepla sa nazývajú rekuperátory tepla. Sú dvoch typov:

Výmenníky tepla-rekuperátory- prenášajú tepelný tok cez stenu. Najčastejšie sa nachádzajú v inštaláciách prívodných a odsávacích ventilačných systémov.

V prvom cykle sa ohrievajú odvádzaným vzduchom, v druhom sa ochladzujú a odovzdávajú teplo privádzanému vzduchu.

Systém prívodného a odťahového vetrania s rekuperáciou tepla je najbežnejším spôsobom využitia rekuperácie tepla. Hlavným prvkom tohto systému je napájacia a výfuková jednotka, ktorá obsahuje výmenník tepla. Zariadenie napájacej jednotky s výmenníkom tepla umožňuje odovzdať až 80-90% tepla ohriatemu vzduchu, čo výrazne znižuje výkon ohrievača vzduchu, v ktorom sa ohrieva privádzaný vzduch v prípade nedostatku tepla. prúdenie z výmenníka tepla.

Vlastnosti použitia recirkulácie a rekuperácie

Hlavným rozdielom medzi rekuperáciou a recirkuláciou je absencia miešania vzduchu z miestnosti smerom von. Rekuperácia tepla je použiteľná vo väčšine prípadov, zatiaľ čo recirkulácia má množstvo obmedzení, ktoré sú špecifikované v regulačných dokumentoch.

SNiP 41-01-2003 neumožňuje opätovné zásobovanie vzduchom (recirkulácia) v nasledujúcich situáciách:

• V miestnostiach, v ktorých sa prúdenie vzduchu určuje na základe emitovaných škodlivých látok;
• V miestnostiach, v ktorých sú patogénne baktérie a huby vo vysokých koncentráciách;
• V miestnostiach s prítomnosťou škodlivých látok, sublimované pri kontakte s vyhrievanými povrchmi;
• V miestnostiach kategórie B a A;
• V miestnostiach, kde sa pracuje so škodlivými alebo horľavými plynmi, parami;
• V miestnostiach kategórie B1-B2, v ktorých sa môže uvoľňovať horľavý prach a aerosóly;
• Zo systémov s prítomnosťou lokálneho nasávania škodlivých látok a výbušných zmesí so vzduchom;
• Z predsiení- stavidiel.

Recyklácia:
Recirkulácia vo vzduchotechnických jednotkách sa aktívne používa častejšie s vysokou produktivitou systému, keď výmena vzduchu môže byť od 1000-1500 m 3 / h do 10 000-15 000 m 3 / h. Odvádzaný vzduch nesie veľkú zásobu tepelnej energie, jej primiešavanie do vonkajšieho prúdu vzduchu umožňuje zvýšiť teplotu privádzaného vzduchu, čím sa zníži potrebný výkon vykurovacieho telesa. Ale v takýchto prípadoch musí vzduch pred opätovným zavedením do miestnosti prejsť cez filtračný systém.

Recirkulačné vetranie zlepšuje energetickú účinnosť, rieši problém úspory energie v prípade, keď 70-80% odpadového vzduchu opäť vstupuje do ventilačného systému.

Obnova:
Vzduchotechnické jednotky s rekuperáciou je možné inštalovať pri takmer akomkoľvek prietoku vzduchu (od 200 m 3 /h až po niekoľko tisíc m 3 /h), a to ako pri nízkom, tak aj veľkom. Rekuperácia tiež umožňuje prenos tepla z odvádzaného vzduchu do privádzaného vzduchu, čím sa znižuje potreba energie na vykurovacie teleso.

Vo ventilačných systémoch bytov a chát sa používajú pomerne malé inštalácie. V praxi sa vzduchotechnické jednotky montujú pod strop (napríklad medzi strop a podhľad). Toto riešenie vyžaduje od inštalácie niektoré špecifické požiadavky, a to: malé celkové rozmery, nízka hlučnosť, jednoduchá údržba.

Vzduchotechnická jednotka s rekuperáciou vyžaduje údržbu, ktorá si vyžaduje urobiť v strope poklop pre servis výmenníka, filtrov, dúchadiel (ventilátorov).

Hlavné prvky vzduchotechnických jednotiek

Napájacia a výfuková jednotka s rekuperáciou alebo recirkuláciou, ktorá má vo svojom arzenáli prvý aj druhý proces, je vždy zložitým organizmom, ktorý si vyžaduje vysoko organizované riadenie. Vzduchotechnická jednotka skrýva za ochranným boxom také hlavné komponenty ako:

• Dvaja fanúšikovia rôznych typov, ktoré určujú výkon inštalácie podľa prietoku.
• Rekuperátor výmenníka tepla- ohrieva privádzaný vzduch odovzdávaním tepla z odpadového vzduchu.
• Elektrický ohrievač- ohrieva privádzaný vzduch na požadované parametre, v prípade nedostatku tepelného toku z odpadového vzduchu.
• Vzduchový filter- vďaka nemu sa vykonáva kontrola a čistenie vonkajšieho vzduchu, ako aj spracovanie odpadového vzduchu pred výmenníkom tepla na ochranu výmenníka tepla.
• Vzduchové ventily s elektrickými pohonmi - možno inštalovať pred výstupné vzduchové kanály pre dodatočnú reguláciu prietoku vzduchu a blokovanie kanálov pri vypnutom zariadení.
• bypass- vďaka čomu môže byť prúd vzduchu v teplom období smerovaný okolo výmenníka tepla, čím sa privádzaný vzduch neohrieva, ale privádza ho priamo do miestnosti.
• Recirkulačná komora- primiešanie odvádzaného vzduchu do privádzaného vzduchu, čím sa zabezpečí recirkulácia prúdu vzduchu.
  
  

Okrem hlavných komponentov vzduchotechnickej jednotky obsahuje aj veľké množstvo malých komponentov, ako sú senzory, automatizačný systém pre riadenie a ochranu atď.

	Snímač teploty privádzaného vzduchu		výmenník tepla
	Snímač teploty odvádzaného vzduchu		Motorizovaný vzduchový ventil
	Snímač vonkajšej teploty		bypass
	Snímač teploty odpadového vzduchu		obtokový ventil
	ohrievač vzduchu		Vstupný filter
	Ochranný termostat proti prehriatiu		Extrakčný filter
	Núdzový termostat		Snímač filtra prívodného vzduchu
	Snímač prietoku prívodného ventilátora		Senzor odsávacieho vzduchového filtra
	Protimrazový termostat		Klapka výfukového vzduchu
	Pohon vodného ventilu		Klapka prívodného vzduchu
	vodný ventil		Prívodný ventilátor
	Výfukový ventilátor

Schéma ovládania

Všetky komponenty vzduchotechnickej jednotky musia byť správne začlenené do systému prevádzky jednotky a plniť svoje funkcie v správnom množstve. Úlohu riadenia chodu všetkých komponentov rieši automatizovaný systém riadenia procesov. Inštalačná súprava obsahuje snímače, analyzujúce ich údaje, riadiaci systém opravuje činnosť potrebných prvkov. Riadiaci systém vám umožňuje plynulo a kompetentne plniť ciele a úlohy vzduchotechnickej jednotky a riešiť zložité problémy interakcie medzi všetkými prvkami jednotky.

Ovládací panel ventilácie

Napriek zložitosti systému riadenia procesov vývoj technológie umožňuje poskytnúť bežnému človeku ovládací panel zo závodu tak, že od prvého dotyku je jasné a príjemné používať zariadenie počas celej životnosti. .

Príklad. Výpočet účinnosti rekuperácie tepla:
Výpočet účinnosti použitia rekuperačného výmenníka tepla v porovnaní s použitím len elektrického alebo iba ohrievača vody.

Zvážte ventilačný systém s prietokom 500 m 3 / h. Výpočty sa vykonajú pre vykurovaciu sezónu v Moskve. Zo SNiPa 23-01-99 "Stavebná klimatológia a geofyzika" je známe, že trvanie obdobia s priemernou dennou teplotou vzduchu pod +8°C je 214 dní, priemerná teplota obdobia s priemernou dennou teplotou pod + 8 °C je -3,1 °C.

Vypočítajte požadovaný priemerný tepelný výkon:
Na zohriatie vzduchu z ulice na príjemnú teplotu 20 ° C budete potrebovať:

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

Toto množstvo tepla za jednotku času možno preniesť do privádzaného vzduchu niekoľkými spôsobmi:

1. Ohrev prívodného vzduchu elektrickým ohrievačom;
2. Ohrev prívodného nosiča tepla odvádzaného cez výmenník tepla s prídavným ohrevom elektrickým ohrievačom;
3. Ohrev vonkajšieho vzduchu vo vodnom výmenníku tepla a pod.

Výpočet 1: Teplo sa odovzdáva privádzanému vzduchu pomocou elektrického ohrievača. Náklady na elektrinu v Moskve S=5,2 rubľov/(kW*h). Vetranie funguje nepretržite, počas 214 dní vykurovacieho obdobia sa množstvo peňazí v tomto prípade bude rovnať:
C 1 \u003d S * 24 * N * n \u003d 5,2 * 24 * 4,021 * 214 \u003d 107 389,6 rubľov / (obdobie vykurovania)

Výpočet 2: Moderné rekuperátory odovzdávajú teplo s vysokou účinnosťou. Nechajte rekuperátor ohrievať vzduch o 60% potrebného tepla za jednotku času. Potom musí elektrický ohrievač minúť nasledujúce množstvo energie:
N (elektrická záťaž) \u003d Q - Q rec \u003d 4,021 - 0,6 * 4,021 \u003d 1,61 kW

Za predpokladu, že vetranie bude fungovať počas celého vykurovacieho obdobia, dostaneme sumu za elektrinu:
C 2 \u003d S * 24 * N (elektrická záťaž) * n \u003d 5,2 * 24 * 1,61 * 214 \u003d 42 998,6 rubľov / (obdobie vykurovania)

Výpočet 3: Na ohrev vonkajšieho vzduchu sa používa ohrievač vody. Odhadované náklady na teplo z úžitkovej teplej vody na 1 Gcal v Moskve:
S rok \u003d 1500 rubľov / gcal. Kcal = 4,184 kJ

Na vykurovanie potrebujeme nasledujúce množstvo tepla:
Q (g.w.) \u003d N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) \u003d 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) \u003d 17,75 Gcal

Pri prevádzke vetrania a výmenníka tepla počas chladného obdobia roka množstvo peňazí za teplo procesnej vody:
C 3 \u003d S (horúca voda) * Q (horúca voda) \u003d * 17,75 \u003d 26 625 rubľov / (obdobie vykurovania)

Výsledky rozpočítania nákladov na ohrev privádzaného vzduchu na vykurovanie
obdobie roka:

Z vyššie uvedených výpočtov je zrejmé, že najekonomickejšou možnosťou je použitie okruhu teplej úžitkovej vody. Okrem toho sa pri použití rekuperačného výmenníka tepla v systéme prívodu a odvodu vetrania v porovnaní s použitím elektrického ohrievača výrazne zníži množstvo peňazí potrebných na ohrev privádzaného vzduchu.

Na záver by som rád poznamenal, že použitie inštalácií s rekuperáciou alebo recirkuláciou vo vetracích systémoch umožňuje využiť energiu odpadového vzduchu, čo umožňuje znížiť náklady na energiu na ohrev privádzaného vzduchu, teda peňažné náklady na prevádzku ventilačného systému sa znižujú. Využitie tepla odvádzaného vzduchu je moderná technológia šetriaca energiu a umožňuje priblížiť sa k modelu „inteligentného domu“, v ktorom sa maximálne a najužitočnejšie využíva akýkoľvek dostupný druh energie.

Pohodlné prímestské bývanie si nemožno predstaviť bez dobrého vetracieho systému, pretože práve oni sú kľúčom k zdravej mikroklíme. Mnohí sú však opatrní a dokonca opatrní pri implementácii takejto inštalácie, pretože sa obávajú obrovských účtov za elektrinu. Ak sa vo vašej hlave „usadili“ určité pochybnosti, odporúčame vám pozrieť sa na rekuperátor pre súkromný dom.

Hovoríme o malej jednotke, kombinovanej s prívodným a odsávacím vetraním a vylučujúcou nadmernú spotrebu elektrickej energie v zimnom období, kedy vzduch potrebuje dohrievanie. Existuje niekoľko spôsobov, ako znížiť nechcené výdavky. Najefektívnejšie a cenovo dostupné je vyrobiť rekuperátor vzduchu vlastnými rukami.

Čo je toto zariadenie a ako funguje? O tom bude reč v dnešnom článku.

Vlastnosti a princíp činnosti

Čo je teda rekuperácia tepla? - Rekuperácia je proces výmeny tepla, pri ktorom sa studený vzduch z ulice ohrieva odtokom z bytu. Vďaka tejto schéme organizácie rekuperácia šetrí teplo v dome. V byte sa v krátkom čase a pri minimálnej spotrebe elektriny vytvorí príjemná mikroklíma.

Video nižšie zobrazuje systém rekuperácie vzduchu.

Čo je to rekuperátor. Všeobecný koncept pre laikov.

Ekonomická realizovateľnosť rekuperačného výmenníka tepla závisí od ďalších faktorov:

• ceny energií;
• náklady na inštaláciu jednotky;
• náklady spojené so servisom zariadenia;
• životnosť takéhoto systému.

Poznámka! Rekuperátor vzduchu do bytu je dôležitým, no nie jediným prvkom potrebným pre efektívne vetranie v obytnom priestore. Vetranie s rekuperáciou tepla je komplexný systém, ktorý funguje výlučne pod podmienkou profesionálneho „balíka“.

Rekuperátor pre domácnosť

S poklesom okolitej teploty sa účinnosť jednotky znižuje. Nech už je to akokoľvek, výmenník tepla pre dom je v tomto období životne dôležitý, pretože výrazný teplotný rozdiel „zaťažuje“ vykurovací systém. Ak je za oknom 0°C, tak sa do obytného priestoru privádza prúd vzduchu ohriaty na +16°C. Domáca rekuperácia do bytu sa s touto úlohou bez problémov vyrovná.

Vzorec na výpočet účinnosti

Moderné rekuperátory vzduchu sa líšia nielen účinnosťou, nuansami použitia, ale aj dizajnom. Zvážte najobľúbenejšie riešenia a ich vlastnosti.

Hlavné typy štruktúr

Odborníci sa zameriavajú na skutočnosť, že existuje niekoľko druhov tepla:

• lamelárne;
• so samostatnými nosičmi tepla;
• rotačné;
• rúrkový.

lamelové Typ – zahŕňa konštrukciu na báze hliníkových plechov. Takáto inštalácia výmenníka tepla sa považuje za najvyváženejšiu z hľadiska nákladov na materiály a hodnoty tepelnej vodivosti (účinnosť sa pohybuje od 40 do 70%). Jednotka sa vyznačuje jednoduchosťou prevedenia, cenovou dostupnosťou a absenciou pohyblivých prvkov. Inštalácia nevyžaduje špeciálne školenie. Inštalácia bez problémov sa vykonáva doma vlastnými rukami.

typ dosky

Rotačné sú riešenia, ktoré sú medzi spotrebiteľmi veľmi obľúbené. Ich konštrukcia poskytuje rotačný hriadeľ napájaný zo siete, ako aj 2 kanály na výmenu vzduchu s protiprúdmi. Ako takýto mechanizmus funguje? - Jedna zo sekcií rotora je ohrievaná vzduchom, potom sa otáča a teplo je presmerované na studené hmoty sústredené v susednom kanáli.

rotačný typ

Napriek vysokej účinnosti majú zariadenia niekoľko významných nevýhod:

• pôsobivé ukazovatele hmotnosti a veľkosti;
• náročnosť na pravidelnú údržbu, opravy;
• je problematické reprodukovať rekuperátor vlastnými rukami, obnoviť jeho výkon;
• miešanie vzdušných hmôt;
• závislosť od elektrickej energie.

Nižšie si môžete pozrieť video o typoch rekuperátorov (od 8 do 30 minút)

Rekuperátor: prečo to je, ich typy a môj výber

Poznámka! Vetracia jednotka s rúrkovými zariadeniami, ako aj samostatné tepelné nosiče, sa doma prakticky nereprodukujú, aj keď sú k dispozícii všetky potrebné výkresy a schémy.

DIY zariadenie na výmenu vzduchu

Za najjednoduchší z hľadiska realizácie a následného vybavenia sa považuje doskový systém rekuperácie tepla. Tento model sa môže pochváliť očividnými „plusmi“ aj nepríjemnými „mínusmi“. Ak hovoríme o výhodách riešenia, potom aj domáci rekuperátor vzduchu pre domácnosť môže poskytnúť:

• slušná účinnosť;
• nedostatok „naviazania“ na elektrickú sieť;
• spoľahlivosť a jednoduchosť konštrukcie;
• dostupnosť funkčných prvkov a materiálov;
• trvanie prevádzky.

Ale skôr ako začnete vytvárať rekuperátor vlastnými rukami, mali by ste tiež objasniť nevýhody tohto modelu. Hlavnou nevýhodou je tvorba ľadovcov pri silných mrazoch. Úroveň vlhkosti na ulici je nižšia ako vo vzduchu, ktorý je prítomný v miestnosti. Ak naň nijakým spôsobom nepôsobíte, mení sa na kondenzát. Počas mrazov prispieva vysoká vlhkosť vzduchu k tvorbe námrazy.

Na fotografii je znázornená výmena vzduchu.

Existuje niekoľko spôsobov, ako chrániť zariadenie výmenníka tepla pred zamrznutím. Toto sú malé riešenia, ktoré sa líšia efektívnosťou a spôsobom implementácie:

• tepelný účinok na štruktúru, vďaka ktorému sa ľad nezdržiava vo vnútri systému (účinnosť klesá v priemere o 20%);
• mechanické odstraňovanie vzduchových hmôt z dosiek, vďaka čomu sa vykonáva nútené zahrievanie ľadu;
• doplnenie ventilačného systému s rekuperátorom s celulózovými kazetami, ktoré absorbujú prebytočnú vlhkosť. Sú presmerované na bývanie, pričom sa eliminuje nielen kondenzát, ale dosiahne sa aj zvlhčovací efekt.

Ponúkame vám pozrieť si video - Rekuperátor vzduchu pre domácich majstrov.

Rekuperátor - urobte to sami

Rekuperátor - DIY 2

Odborníci sa zhodujú, že celulózové kazety sú dnes najlepším riešením. Fungujú bez ohľadu na počasie za oknom, pričom inštalácie nespotrebúvajú elektrickú energiu, nevyžadujú kanalizáciu, zberač kondenzátu.

Materiály a komponenty

Aké riešenia a produkty pripraviť, ak je potrebné zostaviť domácu jednotku doskového typu? Odborníci dôrazne odporúčajú venovať prioritnú pozornosť nasledujúcim materiálom:

1. 1. Hliníkové plechy (textolit a bunkový polykarbonát sú celkom vhodné). Upozorňujeme, že čím tenší je tento materiál, tým efektívnejší bude prenos tepla. Prívodné vetranie v tomto prípade funguje lepšie.
2. 2. Drevené lamely (asi 10 mm široké a do 2 mm hrubé). Sú umiestnené medzi susednými platňami.
3. 3. Minerálna vlna (do hrúbky 40 mm).
4. 4. Kov alebo preglejka na prípravu tela prístroja.
5. 5. Lepidlo.
6. 6. Tesniaci prostriedok.
7. 7. Hardvér.
8. 8. Rohový.
9. 9. 4 príruby (pod rúrovou časťou).
10. 10. Ventilátor.

Poznámka! Uhlopriečka telesa rekuperačného výmenníka zodpovedá jeho šírke. Čo sa týka výšky, tá sa upravuje podľa počtu dosiek a ich hrúbky v spojení s koľajnicami.

Výkresy zariadení

Kovové plechy sa používajú na rezanie štvorcov, rozmery každej strany sa môžu líšiť od 200 do 300 mm. V tomto prípade je potrebné vybrať optimálnu hodnotu, berúc do úvahy, ktorý ventilačný systém je nainštalovaný vo vašej domácnosti. Listov by malo byť aspoň 70. Aby boli hladšie, odporúčame pracovať s 2-3 kusmi súčasne.

Schéma plastového zariadenia

Aby mohla byť rekuperácia energie v systéme plne realizovaná, je potrebné pripraviť drevené lamely v súlade so zvolenými rozmermi strany štvorca (od 200 do 300 mm). Potom musia byť starostlivo spracované sušiacim olejom. Každý drevený prvok je nalepený na 2. strane kovového štvorca. Jeden zo štvorcov musí zostať neprilepený.

Aby bola rekuperácia a s ňou aj odvetrávanie vzduchu efektívnejšie, každý horný okraj koľajníc je starostlivo potiahnutý lepidlom. Jednotlivé prvky sú zostavené do štvorcového "sendviča". Veľmi dôležité! 2., 3. a všetky nasledujúce štvorcové výrobky by sa mali otočiť o 90 ° vzhľadom na predchádzajúci. Týmto spôsobom sa realizuje striedanie kanálov, ich kolmá poloha.

Horný štvorec je upevnený na lepidle, na ktorom nie sú žiadne lamely. Pomocou rohov sa konštrukcia opatrne stiahne a upevní. Aby rekuperácia tepla vo vetracích systémoch prebiehala bez straty vzduchu, medzery sa vyplnia tmelom. Sú vytvorené prírubové držiaky.

Ventilačné riešenia (vyrobená jednotka) sú umiestnené v kryte. Predtým na stenách zariadenia je potrebné pripraviť niekoľko rohových vodidiel. Výmenník tepla je umiestnený tak, že jeho rohy sa opierajú o bočné steny, pričom celá konštrukcia vizuálne pripomína kosoštvorec.

Na fotografii domáca verzia zariadenia

V jeho spodnej časti zostávajú zvyškové produkty vo forme kondenzátu. Hlavnou úlohou je získať 2 od seba izolované výfukové kanály. Vo vnútri štruktúry lamelového prvku sa miešajú vzduchové hmoty a iba tam. V spodnej časti je vytvorený malý otvor na odtok kondenzátu cez hadicu. V prevedení sú vytvorené 4 otvory pre príruby.

Vzorec na výpočet výkonu

Príklad! Na ohrev vzduchu v miestnosti do 21°C, ktorá vyžaduje60 m3 vzduchuza hodinu:Q \u003d 0,335 x 60 x 21 \u003d 422 W.

Na určenie účinnosti jednotky stačí určiť teploty v 3 kľúčových bodoch jej vstupu do systému:

Výpočet návratnosti rekuperátora

Teraz už viete , čo je rekuperátor a nakoľko je potrebný pre moderné vetracie systémy. Tieto zariadenia sa čoraz viac inštalujú do vidieckych chát, zariadení sociálnej infraštruktúry. Rekuperátory pre súkromný dom sú v našej dobe pomerne populárnym produktom. Na určitej úrovni túžby môže byť rekuperátor zostavený vlastnými rukami z improvizovaných prostriedkov, ako je uvedené vyššie v našom článku.

V súvislosti s rastom taríf za primárne energetické zdroje sa obnova stáva aktuálnejšou ako kedykoľvek predtým. Vo vzduchotechnických jednotkách s rekuperáciou tepla sa bežne používajú nasledujúce typy výmenníkov tepla:

• doskový alebo krížový výmenník tepla;
• rotačný výmenník tepla;
• rekuperátory s medziľahlým nosičom tepla;
• Tepelné čerpadlo;
• rekuperátor komorového typu;
• rekuperátor s tepelnými trubicami.

Princíp činnosti

Princíp činnosti akéhokoľvek výmenníka tepla vo vzduchotechnických jednotkách je nasledujúci. Zabezpečuje výmenu tepla (v niektorých modeloch - a výmenu chladu, ako aj výmenu vlhkosti) medzi privádzaným a odvádzaným vzduchom. Proces výmeny tepla môže prebiehať kontinuálne - cez steny výmenníka tepla, pomocou freónu alebo medziľahlého nosiča tepla. Výmena tepla môže byť tiež periodická, ako v rotačnom a komorovom výmenníku tepla. V dôsledku toho sa odsávaný vzduch ochladzuje, čím sa ohrieva čerstvý privádzaný vzduch. Proces chladenia v niektorých modeloch rekuperátorov prebieha v teplom období a umožňuje vám znížiť náklady na energiu pre klimatizačné systémy v dôsledku určitého ochladzovania privádzaného vzduchu dodávaného do miestnosti. Výmena vlhkosti prebieha medzi prúdom odpadového a privádzaného vzduchu, čo umožňuje udržiavať vnútornú vlhkosť príjemnú pre človeka po celý rok, bez použitia akýchkoľvek prídavných zariadení – zvlhčovačov a iných.

Doskový alebo krížový výmenník tepla.

Teplovodivé platne rekuperačnej plochy sú vyrobené z tenkej kovovej (materiál - hliník, meď, nerez) fólie alebo ultratenkého kartónu, plastu, hygroskopickej celulózy. Prúd privádzaného a odvádzaného vzduchu prechádza mnohými malými kanálikmi tvorenými týmito tepelne vodivými doskami v protiprúdovom vzore. Kontakt a miešanie tokov, ich znečistenie sú prakticky vylúčené. V konštrukcii výmenníka tepla nie sú žiadne pohyblivé časti. Pomer účinnosti 50-80%. Vo výmenníku tepla z kovovej fólie môže vplyvom rozdielu teplôt prúdiaceho vzduchu kondenzovať vlhkosť na povrchu dosiek. V teplom období musí byť odvedený do kanalizačného systému budovy cez špeciálne vybavené drenážne potrubie. V chladnom počasí hrozí zamrznutie tejto vlhkosti vo výmenníku tepla a jeho mechanické poškodenie (rozmrazenie). Vytvorený ľad navyše značne znižuje účinnosť výmenníka tepla. Preto pri prevádzke v chladnom období výmenníky tepla s kovovými tepelne vodivými doskami vyžadujú pravidelné odmrazovanie prúdom teplého odpadového vzduchu alebo použitie prídavného vodného alebo elektrického ohrievača vzduchu. V tomto prípade sa privádzaný vzduch buď vôbec neprivádza, alebo sa do miestnosti privádza obtokom výmenníka tepla cez prídavný ventil (obtok). Doba rozmrazovania je v priemere 5 až 25 minút. Výmenník tepla s tepelne vodivými doskami vyrobenými z ultratenkej lepenky a plastu nepodlieha zamŕzaniu, pretože k výmene vlhkosti dochádza aj cez tieto materiály, má však ďalšiu nevýhodu - nemožno ho použiť na vetranie miestností s vysokou vlhkosťou. aby ste ich vysušili. Doskový výmenník je možné inštalovať do prívodného a výfukového systému vo vertikálnej aj horizontálnej polohe v závislosti od požiadaviek na rozmery vetracej komory. Doskové výmenníky tepla sú najbežnejšie kvôli ich relatívnej jednoduchosti konštrukcie a nízkej cene.

Rotačný rekuperátor.

Tento typ je po lamelárnom druhým najrozšírenejším. Teplo z jedného prúdu vzduchu do druhého sa prenáša cez valcový dutý bubon, ktorý sa otáča medzi výfukovou a prívodnou časťou, nazývaný rotor. Vnútorný objem rotora je vyplnený tesne zabalenou kovovou fóliou alebo drôtom, ktorý zohráva úlohu rotujúcej teplovýmennej plochy. Materiál fólie alebo drôtu je rovnaký ako materiál doskového výmenníka tepla – meď, hliník alebo nehrdzavejúca oceľ. Rotor má vodorovnú os otáčania hnacieho hriadeľa otáčaného elektromotorom s krokovou alebo invertorovou reguláciou. Motor možno použiť na riadenie procesu obnovy. Pomer účinnosti 75-90%. Účinnosť rekuperátora závisí od teplôt prúdov, ich otáčok a otáčok rotora. Zmenou rýchlosti rotora môžete zmeniť účinnosť. Zamŕzanie vlhkosti v rotore je vylúčené, ale nemožno úplne vylúčiť miešanie prúdov, ich vzájomné znečistenie a prenos pachov, keďže prúdy sú vo vzájomnom priamom kontakte. Miešanie je možné až do 3 %. Rotačné výmenníky tepla nevyžadujú veľké množstvo elektriny, umožňujú odvlhčovať vzduch v miestnostiach s vysokou vlhkosťou. Konštrukcia rotačných výmenníkov tepla je zložitejšia ako doskové výmenníky tepla a ich cena a prevádzkové náklady sú vyššie. Vzduchotechnické jednotky s rotačnými výmenníkmi sú však veľmi obľúbené pre svoju vysokú účinnosť.

Rekuperátory s medziľahlým nosičom tepla.

Chladivom je najčastejšie voda alebo vodné roztoky glykolov. Takýto výmenník tepla pozostáva z dvoch výmenníkov tepla prepojených potrubím s obehovým čerpadlom a armatúrami. Jeden z výmenníkov tepla je umiestnený v kanáli s prúdom odpadového vzduchu a prijíma teplo z neho. Teplo je prenášané cez nosič tepla pomocou čerpadla a potrubia do ďalšieho výmenníka tepla umiestneného v potrubí prívodného vzduchu. Privádzaný vzduch absorbuje toto teplo a ohrieva sa. Miešanie prúdov je v tomto prípade úplne vylúčené, ale v dôsledku prítomnosti prechodného nosiča tepla je faktor účinnosti tohto typu rekuperátorov relatívne nízky a dosahuje 45-55%. Účinnosť môže byť ovplyvnená čerpadlom, ktoré ovplyvňuje rýchlosť chladiacej kvapaliny. Hlavnou výhodou a rozdielom medzi výmenníkom tepla s medziľahlým nosičom tepla a výmenníkom tepla s tepelnou trubicou je, že výmenníky tepla vo výfukových a prívodných jednotkách môžu byť umiestnené vo vzájomnej vzdialenosti. Montážna poloha pre výmenníky tepla, čerpadlo a potrubie môže byť vertikálna alebo horizontálna.

Tepelné čerpadlo.

Pomerne nedávno sa objavil zaujímavý typ rekuperátora s medzichladičom - tzv. termodynamický výmenník tepla, v ktorom úlohu kvapalinových výmenníkov tepla, potrubí a čerpadla zohráva chladiaci stroj pracujúci v režime tepelného čerpadla. Ide o akúsi kombináciu výmenníka tepla a tepelného čerpadla. Pozostáva z dvoch freónových výmenníkov tepla - výparník-chladič vzduchu a kondenzátora, potrubí, termostatického ventilu, kompresora a 4-cestného ventilu. Výmenníky tepla sú umiestnené v prívodnom a odvodnom vzduchovom potrubí, kompresor je potrebný na zabezpečenie cirkulácie freónu a ventil prepína toky chladiva v závislosti od ročného obdobia a umožňuje prenášať teplo z odpadového vzduchu do privádzaného vzduchu a naopak. Súčasne môže prívodný a výfukový systém pozostávať z niekoľkých prívodných a jednej výfukovej jednotky vyššej kapacity, spojených jedným chladiacim okruhom. Možnosti systému zároveň umožňujú, aby viacero vzduchotechnických jednotiek pracovalo v rôznych režimoch (kúrenie / chladenie) súčasne. Konverzný faktor tepelného čerpadla COP môže dosiahnuť hodnoty 4,5-6,5.

Rekuperátor s tepelnými trubicami.

Podľa princípu činnosti je výmenník tepla s tepelnými rúrkami podobný výmenníku tepla s medziľahlým nosičom tepla. Jediný rozdiel je v tom, že v prúdoch vzduchu nie sú umiestnené výmenníky tepla, ale takzvané tepelné trubice alebo presnejšie termosifóny. Štrukturálne sú to hermeticky uzavreté časti medenej rebrovanej rúrky, naplnené vo vnútri špeciálne vybraným nízkovriacim freónom. Jeden koniec potrubia vo výfukovom prúde sa zahrieva, freón v tomto mieste vrie a odovzdáva teplo prijaté zo vzduchu na druhý koniec potrubia, fúkaný prúdom privádzaného vzduchu. Tu freón vo vnútri potrubia kondenzuje a odovzdáva teplo vzduchu, ktorý sa ohrieva. Vzájomné premiešavanie tokov, ich znečisťovanie a prenos pachov sú úplne vylúčené. Neexistujú žiadne pohyblivé prvky, potrubia sú umiestnené v prúdoch len zvisle alebo v miernom sklone, takže freón sa vplyvom gravitácie pohybuje vo vnútri potrubia od studeného konca k horúcemu. Pomer účinnosti 50-70%. Dôležitá podmienka na zabezpečenie prevádzky jeho prevádzky: vzduchové kanály, v ktorých sú termosifóny inštalované, musia byť umiestnené vertikálne nad sebou.

Komorový typ rekuperátora.

Vnútorný objem (komora) takéhoto výmenníka tepla je rozdelený na dve polovice klapkou. Klapka sa z času na čas pohybuje, čím mení smer pohybu prúdov odsávaného a privádzaného vzduchu. Odpadový vzduch ohrieva jednu polovicu komory, potom sem klapka usmerňuje prúd privádzaného vzduchu a ten sa ohrieva od vyhrievaných stien komory. Tento proces sa periodicky opakuje. Pomer účinnosti dosahuje 70-80%. Ale v dizajne sú pohyblivé časti, a preto je vysoká pravdepodobnosť vzájomného miešania, kontaminácie tokov a prenosu pachov.

Výpočet účinnosti rekuperátora.

V technických charakteristikách rekuperačných vetracích jednotiek mnohých výrobcov sú spravidla uvedené dve hodnoty koeficientu rekuperácie - teplotou vzduchu a jeho entalpiou. Výpočet účinnosti výmenníka tepla sa môže vykonať pomocou teploty alebo entalpie vzduchu. Výpočet podľa teploty berie do úvahy zdanlivý tepelný obsah vzduchu a pri entalpii sa berie do úvahy aj vlhkosť vzduchu (jeho relatívna vlhkosť). Výpočet entalpie sa považuje za presnejší. Na výpočet sú potrebné počiatočné údaje. Získavajú sa meraním teploty a vlhkosti vzduchu na troch miestach: v interiéri (kde vetracia jednotka zabezpečuje výmenu vzduchu), v exteriéri a v priereze mriežky prívodného vzduchu (odkiaľ sa do miestnosti dostáva upravený vonkajší vzduch). Vzorec na výpočet účinnosti rekuperácie tepla podľa teploty je nasledujúci:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), kde

• Kt– faktor účinnosti výmenníka tepla podľa teploty;
• T1– teplota vonkajšieho vzduchu, oC;
• T2 je teplota odvádzaného vzduchu (t.j. vzduchu v miestnosti), °C;
• T4– teplota privádzaného vzduchu, oC.

Entalpia vzduchu je tepelný obsah vzduchu, t.j. množstvo tepla v ňom obsiahnutého, vztiahnuté na 1 kg suchého vzduchu. Entalpia sa zisťuje pomocou i-d diagramu stavu vlhkého vzduchu, pričom na ňom sú umiestnené body zodpovedajúce nameranej teplote a vlhkosti v miestnosti, v exteriéri a privádzanom vzduchu. Vzorec na výpočet účinnosti regenerácie entalpie je nasledujúci:

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

• Kh– faktor účinnosti výmenníka tepla podľa entalpie;
• H1– entalpia vonkajšieho vzduchu, kJ/kg;
• H2–entalpia odpadového vzduchu (t.j. vzduchu v miestnosti), kJ/kg;
• H4– entalpia privádzaného vzduchu, kJ/kg.

Ekonomická realizovateľnosť použitia vzduchotechnických jednotiek s rekuperáciou.

Ako príklad si uveďme štúdiu uskutočniteľnosti využitia vetracích jednotiek s rekuperáciou v systémoch prívodu a odvodu vetrania pre autobazáre.

Počiatočné údaje:

• objekt - autobazár s celkovou plochou 2000 m2;
• priemerná výška areálu je 3-6 m, pozostáva z dvoch výstavných hál, kancelárskej plochy a servisu (SRT);
• pre prívodné a odvodné vetranie týchto priestorov boli zvolené potrubné vetracie jednotky: 1 jednotka s prietokom vzduchu 650 m3/hod a príkonom 0,4 kW a 5 jednotiek s prietokom vzduchu 1500 m3/hod. príkon 0,83 kW.
• garantovaný rozsah teplôt vonkajšieho vzduchu pre potrubné inštalácie je (-15…+40) °C.

Pre porovnanie spotreby energie vypočítame výkon potrubného elektrického ohrievača vzduchu, ktorý je potrebný na ohrev vonkajšieho vzduchu v chladnom období v napájacej jednotke tradičného typu (pozostávajúca zo spätného ventilu, potrubného filtra, ventilátora a el. ohrievač vzduchu) s prietokom vzduchu 650 a 1500 m3/h. Zároveň sa náklady na elektrickú energiu považujú za 5 rubľov za 1 kWh.

Vonkajší vzduch musí byť zohriaty na -15 až +20°C.

Výpočet výkonu elektrického ohrievača vzduchu sa vykonáva podľa rovnice tepelnej bilancie:

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

• Qn– výkon ohrievača vzduchu, W;
• G- hmotnostný prietok vzduchu cez ohrievač vzduchu, kg/s;
• St je špecifická izobarická tepelná kapacita vzduchu. Cp = 1000 kJ/kg*K;
• T- rozdiel medzi teplotami vzduchu na výstupe z ohrievača vzduchu a na vstupe.

T \u003d 20 - (-15) \u003d 35 °C.

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

p = 1,2 kg/m3 je hustota vzduchu.

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

Qn \u003d 0, 217 * 1 000 * 35 \u003d 7 600 W.

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

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

Qn \u003d 0,5 * 1 000 * 35 \u003d 17 500 W.

Použitie potrubných inštalácií s rekuperáciou tepla v chladnom období namiesto tradičných elektrických ohrievačov vzduchu umožňuje znížiť náklady na energiu pri rovnakom množstve dodávaného vzduchu viac ako 20-krát, a tým znížiť náklady, a teda zvýšiť zisk predajcu áut. Okrem toho použitie zariadení s rekuperáciou umožňuje znížiť finančné náklady spotrebiteľa na nosiče energie na vykurovanie priestorov v chladnom období a na ich klimatizáciu v teplom období asi o 50 %.

Pre lepšiu prehľadnosť urobíme porovnávaciu finančnú analýzu energetickej náročnosti systémov prívodu a odvodu vetrania priestorov autosalónu, vybavených potrubnými rekuperačnými jednotkami a klasickými jednotkami s elektrickými ohrievačmi vzduchu.

Počiatočné údaje:

Systém 1.

Zariadenia s rekuperáciou tepla s prietokom 650 m3 / h - 1 jednotka. a 1500 m3/hod - 5 jednotiek.

Celková spotreba elektrickej energie bude: 0,4 + 5 * 0,83 = 4,55 kW * h.

Systém 2.

Tradičné jednotky na prívod a odvod potrubia - 1 jednotka. s prietokom 650m3/hod a 5 jednotiek. s prietokom 1500 m3/hod.

Celkový elektrický výkon inštalácie pri 650 m3/h bude:

• ventilátory - 2 * 0,155 \u003d 0,31 kW * h;
• automatizácia a pohony ventilov - 0,1 kWh;
• elektrický ohrievač vzduchu - 7,6 kWh;

Spolu: 8,01 kWh.

Celkový elektrický výkon inštalácie pri 1500 m3/hod bude:

• ventilátory - 2 * 0,32 \u003d 0,64 kW * hodina;
• automatizácia a pohony ventilov - 0,1 kWh;
• elektrický ohrievač vzduchu - 17,5 kWh.

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

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

Akceptujeme dobu používania vykurovania vo vetracích systémoch 150 pracovných dní v roku po 9 hodín. Získame 150 * 9 = 1350 hodín.

Spotreba energie zariadení s rekuperáciou bude: 4,55 * 1350 = 6142,5 kW

Prevádzkové náklady budú: 5 rubľov * 6142,5 kW = 30712,5 rubľov. alebo v relatívnom vyjadrení (k celkovej ploche predajne automobilov 2000 m2) 30172,5/2000 = 15,1 rubľov/m2.

Spotreba energie tradičných systémov bude: 99,21 * 1350 = 133933,5 kW Prevádzkové náklady budú: 5 rubľov * 133933,5 kW = 669667,5 rubľov. alebo v relatívnom vyjadrení (k celkovej ploche predajne automobilov 2000 m2) 669667,5 / 2000 = 334,8 rubľov/m2.