Principiul de funcționare și instalare a unităților de tratare a aerului cu recuperare de căldură

Sistemele de ventilație cu aer și evacuare cu recuperare de căldură au apărut relativ recent, cu toate acestea, au câștigat rapid popularitate și au devenit destul de populare în sistem. Dispozitivele pot ventila complet camera în timpul perioadei reci, menținând temperatura optimă a aerului de intrare.

Atunci când se utilizează ventilația de alimentare și evacuare în perioada toamnă-iarnă, există adesea o problemă de menținere a căldurii în încăpere. Curgerea aerului rece provenit de la ventilație se îndreaptă spre podea și contribuie la crearea unui microclimat nefavorabil.Cea mai obișnuită modalitate de a rezolva această problemă este de a instala un încălzitor care încălzește fluxul de aer de stradă rece înainte de a fi alimentate în cameră. Cu toate acestea, această metodă este destul de consumatoare de energie și nu împiedică pierderea de căldură a încăperii.

Cea mai bună soluție la această problemă este echiparea sistemului de ventilație cu un schimbător de căldură. Recuperatorul este un dispozitiv în care canalele de alimentare și de alimentare cu aer sunt în imediata apropiere unul de celălalt. Unitatea de recuperare permite transferarea parțială a căldurii din aer care iese din cameră la aerul care intră. Datorită tehnologiei de schimb de căldură dintre fluxul de aer multidirecțional, este posibilă economisirea a până la 90% din electricitate, în plus, în timpul verii, dispozitivul poate fi utilizat pentru a răci masele de aer primite.

Recuperatorul de căldură constă dintr-un corp care este acoperit cu materiale termoizolante și fonoizolante și este fabricat din tablă de oțel. Corpul dispozitivului este suficient de puternic și este capabil să reziste încărcărilor de greutate și vibrații.Există deschideri de intrare și ieșire pe carcasă, iar mișcarea aerului prin instrument este asigurată de doi ventilatoare, de obicei de tip axial sau centrifugal. Necesitatea instalării lor se datorează unei încetiniri semnificative a circulației naturale a aerului, cauzată de rezistența aerodinamică ridicată a recuperatorului. Pentru a evita aspirarea frunzelor căzute, a păsărilor mici sau a resturilor mecanice, o grilă de admisie a aerului este instalată pe orificiul de intrare situat pe partea stradală. Aceeași gaură, dar din partea laterală a încăperii, este de asemenea echipată cu un grătar sau difuzor, care distribuie uniform fluxul de aer. La instalarea sistemelor ramificate, canalele de aer sunt montate în deschideri.

În plus, intrările ambelor fluxuri sunt echipate cu filtre fine care protejează sistemul de praf și picături de grăsime. Aceasta protejează canalele schimbătorului de căldură împotriva colmatării și prelungește semnificativ durata de viață a echipamentului. Totuși, instalarea filtrelor este complicată de necesitatea monitorizării constante a stării lor, a curățării și, dacă este necesar, a înlocuirii acestora.În caz contrar, filtrul înfundat va acționa ca un obstacol natural în calea fluxului de aer, ca urmare rezistența la acestea va crește și ventilatorul se va rupe.

În plus față de ventilatoare și filtre, recuperatoarele includ elemente de încălzire care pot fi apă și electrice. Fiecare încălzitor este echipat cu un releu de temperatură și poate porni automat dacă căldura care iese din casă nu face față încălzirii aerului de intrare. Puterea încălzitoarelor este selectată în strictă conformitate cu volumul camerei și capacitatea de lucru a sistemului de ventilație. Cu toate acestea, la unele dispozitive, elementele de încălzire protejează doar schimbătorul de căldură de îngheț și nu au niciun efect asupra temperaturii aerului de intrare.

Elementele de încălzire a apei sunt mai economice. Acest lucru rezultă din faptul că purtătorul de căldură care se mișcă pe o bobină de cupru, vine de la acesta din sistemul de încălzire a casei.Din bobină se încălzesc plăcile, care, la rândul lor, dau căldură fluxului de aer. Sistemul de reglare al încălzitorului de apă este reprezentat de o supapă cu trei căi care deschide și închide alimentarea cu apă, o supapă de accelerație care reduce sau crește viteza și o unitate de amestecare care reglează temperatura. Încălzitoarele de apă sunt instalate în sistemul de canale cu o secțiune dreptunghiulară sau pătrată.

Încălzitoarele electrice sunt instalate adesea pe canalele de aer cu o secțiune transversală circulară, iar o helix acționează ca un încălzitor. Pentru o funcționare corectă și eficientă a încălzitorului spiral, debitul de aer ar trebui să fie mai mare sau egal cu 2 m / s, temperatura aerului ar trebui să fie de 0-30 grade, iar umiditatea masei de trecere nu trebuie să depășească 80%. Toate încălzitoarele electrice sunt echipate cu un temporizator și un întrerupător termic care oprește dispozitivul în caz de supraîncălzire.

Pe lângă setul standard de elemente, la cererea consumatorului, în schimbătoarele de căldură sunt instalate ionizatoare de aer și umidificatoare, iar cele mai moderne modele sunt echipate cu o unitate de comandă electronică și o funcție de programare a funcțiilor, în funcție de condițiile externe și interne.Panourile de instrumente au un aspect estetic, permițând recuperatorilor să se încadreze organic în sistemul de ventilație și să nu perturbe armonizarea camerei.

Pentru a înțelege mai bine cum funcționează sistemul regenerativ, ar trebui să se facă referire la traducerea cuvântului "recuperator". În mod literal, înseamnă "întoarcere folosită", în acest context transferul de căldură. În sistemele de ventilație, schimbătorul de căldură scoate căldura din aer care iese din încăpere și o dă fluxurilor de intrare. Diferența de temperatură dintre jeturile de aer multidirecționale poate ajunge la 50 de grade. În vară, dispozitivul funcționează invers și răcește aerul care vine de la stradă până la temperatura exterioară. În medie, eficiența dispozitivelor este de 65%, ceea ce permite utilizarea rațională a resurselor energetice și economisirea semnificativă a energiei electrice.

În practică, schimbul de căldură în schimbătorul de căldură este după cum urmează: ventilația forțată conduce o cantitate excesivă de aer în cameră, ca urmare a faptului că masele contaminate sunt obligate să părăsească încăperea printr-o conductă de evacuare. Aerul cald afară trece prin schimbătorul de căldură, încălzind pereții structurii.În același timp, un curent de aer rece se deplasează spre el, ceea ce duce la căldura obținută de schimbătorul de căldură fără a se amesteca cu curenții epuizați.

Cu toate acestea, răcirea aerului care iese din încăpere duce la formarea condensului. Cu performanțe bune ale ventilatoarelor, care dau masele de aer o viteză mare, condensul nu are timp să cadă pe pereții dispozitivului și se duce afară cu jetul de aer. Dar dacă viteza aerului nu a fost suficient de mare, apa începe să se acumuleze în interiorul dispozitivului. Pentru aceste scopuri, un palet este inclus în proiectul de recuperator, care este situat la o ușoară înclinare către deschiderea de scurgere.

Prin gaura de scurgere, apa intră în rezervorul închis, care este instalat din partea laterală a încăperii. Acest lucru este dictat de faptul că apa acumulată poate îngheța canalele de scurgere, iar condensul nu va mai fi pus în nicăieri. Nu se recomandă folosirea apei colectate pentru umidificatoare: lichidul poate conține un număr mare de microorganisme patogene și, prin urmare, trebuie turnat în sistemul de canalizare.

Cu toate acestea, dacă se formează încă îngheț de condens, se recomandă instalarea unui echipament suplimentar - un bypass.Acest dispozitiv este realizat sub forma unui canal bypass prin care aerul care intră va intra în cameră. Ca urmare, schimbătorul de căldură nu încălzește fluxurile de intrare, dar consumă căldura exclusiv pentru topirea gheții. Aerul de intrare, la rândul său, este încălzit cu ajutorul unui încălzitor, care este pornit în mod sincron cu bypass. După ce toată înghețul a fost topit și apa a fost adusă în rezervorul de stocare, bypass-ul este oprit și recuperatorul începe să funcționeze în modul normal.

În plus față de instalarea bypass-ului, anti-înghețarea este utilizat pulpa higroscopică. Materialul este în casete speciale și absoarbe umiditatea înainte de a avea timp să cadă în condens. Vaporii de vapori trec prin stratul celulozic și se întorc în cameră cu fluxul de intrare. Avantajele acestor dispozitive sunt instalarea simplă, instalarea opțională a unei colecții de condens și rezervor de stocare. În plus, eficiența schimbătoarelor de căldură cu celuloză de casetă nu depinde de condițiile externe, iar eficiența este mai mare de 80%. Dezavantajele includ incapacitatea de utilizare în încăperi cu umiditate excesivă și costul ridicat al unor modele.

Piața modernă a echipamentelor de ventilație reprezintă o gamă largă de schimbătoare de căldură de diferite tipuri, care se deosebesc între ele în ceea ce privește proiectarea și metoda de schimb de căldură dintre fluxuri.

• Modele plăci sunt cele mai simple și cele mai comune tipuri de recuperatoare, se disting prin costuri reduse și o durată lungă de viață. Schimbătorul de căldură al modelelor este alcătuit din plăci subțiri din aluminiu, care au o conductivitate termică ridicată și o creștere semnificativă a eficienței dispozitivelor, care în modelele cu placă poate atinge 90%. Indicatorii de eficiență ridicată se datorează particularității structurii schimbătorului de căldură, plăcile în care sunt dispuse astfel încât ambele fluxuri să fie alternate între ele la un unghi de 90 de grade unul față de celălalt. Secvența de trecere a jeturilor calde și reci a fost posibilă prin îndoirea marginilor de pe plăcuțe și prin etanșarea îmbinărilor cu rășini poliesterice. În plus față de aluminiu, pentru producția de plăci utilizând aliaje de cupru și alamă, precum și materiale plastice polimerice hidrofobe. Cu toate acestea, pe lângă avantaje, schimbătoarele de căldură cu plăci au propriile lor slăbiciuni. Dezavantajul modelelor este un risc ridicat de condensare și formare a gheții, care este cauzată de aranjarea prea strânsă a plăcilor unul față de celălalt.

• Modele rotative Acestea constau dintr-un corp în interiorul căruia se rotește un rotor cilindric, constând din plăci profilate. În timpul rotirii rotorului, căldura este transferată de la fluxurile de ieșire la intrare, rezultând o ușoară amestecare a maselor. Și deși rata de amestecare nu este critică și, de obicei, nu depășește 7%, astfel de modele nu sunt utilizate în instituțiile medicale și copii. Nivelul de recuperare a masei de aer depinde în totalitate de viteza de rotație a rotorului, care este setată în modul manual. Eficiența modelelor de rotoare este de 75-90%, riscul de formare a gheții este minim. Aceasta din urmă se datorează faptului că cea mai mare parte a umezelii este reținută în tambur și apoi se evaporă. Dezavantajele includ complexitatea întreținerii, o încărcare ridicată a zgomotului, care se datorează prezenței mecanismelor de mișcare, precum și mărimea dispozitivului, incapacitatea de instalare pe perete și probabilitatea de miros și praf în timpul funcționării.

• Modele de cameră Ele sunt alcătuite din două camere, dintre care există un amortizor comun. După încălzire, începe să se răsucească și să execute aer rece în camera caldă.Apoi, aerul încălzit intră în cameră, clapeta se închide și procesul se repetă din nou. Cu toate acestea, schimbătorul de căldură în cameră nu a primit o popularitate largă. Acest lucru se datorează faptului că supapa nu este capabilă să asigure etanșeitatea completă a camerelor, astfel încât fluxul de aer este amestecat.

• Modele tubulare constă dintr-un număr mare de tuburi care conțin freon. În procesul de încălzire din fluxurile de ieșire, gazul se ridică la secțiunile superioare ale tuburilor și încălzește fluxurile de intrare. După eliberarea căldurii, freonul ia o formă lichidă și curge în părțile inferioare ale tuburilor. Avantajele schimbătoarelor de căldură tubulare includ o eficiență suficient de ridicată, atingând 70%, absența părților în mișcare, absența zgomotului în timpul funcționării, dimensiuni reduse și durabilitate îndelungată. Dezavantajele sunt greutatea mare a modelelor, datorită prezenței țevilor metalice în design.

• Modele cu lichid de răcire intermediar constă în două conducte separate care trec printr-un schimbător de căldură umplut cu soluție de apă-glicol. Ca urmare a trecerii prin nodul de căldură, aerul evacuat eliberează căldură lichidul de răcire și, la rândul său, încălzește fluxul de intrare.Avantajele modelului includ durabilitatea acestuia, datorită absenței pieselor în mișcare, iar printre minuscări se observă eficiența scăzută, atingând doar 60% și o predispoziție la formarea condensului.

Datorită varietății mari de schimbătoare de căldură prezentate consumatorilor, nu este dificil să alegeți modelul dorit. Mai mult decât atât, fiecare tip de dispozitiv are propria sa specializare îngustă și locația de instalare recomandată. Deci, atunci când cumpărați un dispozitiv pentru un apartament sau o casă privată, este mai bine să alegeți un model lamelar clasic cu plăci din aluminiu. Astfel de dispozitive nu necesită întreținere, nu necesită întreținere regulată și se caracterizează printr-o durată lungă de viață.

Acest model este perfect pentru utilizarea într-un bloc de apartamente. Acest lucru se datorează nivelului scăzut de zgomot în timpul funcționării și dimensiunii compacte. Modele tip tubulare s-au dovedit a fi o idee bună pentru uz privat: ele sunt mici și nu dau buzelor. Cu toate acestea, costul acestor schimbătoare de căldură depășește ușor costul produselor plate, astfel încât alegerea dispozitivului depinde de posibilitățile financiare și preferințele personale ale proprietarilor.

Atunci când alegeți un model pentru atelierul de producție, depozitul nealimentar sau parcarea subterană ar trebui să se concentreze asupra dispozitivelor rotative. Astfel de dispozitive au putere mare și performanță ridicată, care este unul dintre principalele criterii pentru a lucra în zone mari. Recuperatoarele cu agent de răcire intermediar s-au dovedit, de asemenea, dar datorită eficienței lor scăzute, ele nu sunt la fel de populare ca seturile de cilindri.

Pentru a nu fi confundat cu alegerea schimbătorului de căldură, este necesar să se calculeze eficiența și eficiența dispozitivului. Pentru a calcula eficiența, utilizați următoarea formulă: K = (Tn - Tn) / (Tv - Tn), unde Tp reprezintă temperatura fluxului de intrare, Tn - temperatura exterioară și Tv - temperatura camerei. Apoi, trebuie să comparați valoarea dvs. cu cel mai înalt indicator posibil de eficiență a dispozitivului achiziționat.De obicei, această valoare este indicată în certificatul tehnic al modelului sau în altă documentație însoțitoare. Cu toate acestea, atunci când se compară eficiența dorită și cea indicată în pașaport, trebuie reținut faptul că, de fapt, acest coeficient va fi oarecum mai mic decât cel indicat în document.

Cunoscând eficiența unui anumit model, îi puteți calcula eficacitatea. Acest lucru se poate face conform următoarei formule: E (W) = 0,36xPxKx (TV - Tn), unde P va fi debitul de aer și măsurat în m3 / h. După efectuarea tuturor calculelor, costurile de achiziționare a schimbătorului de căldură trebuie comparate cu eficiența sa, transformate într-un echivalent de numerar. Dacă achiziția se va justifica, dispozitivul poate fi achiziționat în siguranță. În caz contrar, ar trebui să luați în considerare metode alternative de încălzire a aerului de intrare sau să instalați mai multe dispozitive mai simple.

Când se proiectează automat dispozitivul, trebuie avut în vedere faptul că dispozitivele cu contra-curent au cea mai mare eficiență a schimbului de căldură. Acestea sunt urmate de precizie transversală, iar conductele de aer unidirecționale sunt situate la ultimul loc. În plus, cât de intens va fi schimbul de căldură depinde direct de calitatea materialului,grosimea pereților despărțitori, precum și cât timp vor fi masele de aer în interiorul dispozitivului.

Montarea și instalarea unității de recuperare pot fi efectuate independent. Cel mai simplu tip de dispozitiv de uz casnic este un schimbător de căldură coaxial. Pentru fabricarea sa, ia o țeavă de plastic de 2 metri pentru secțiunea de canalizare de 16 cm și ondularea cu aer a aluminiului cu o lungime de 4 m, diametrul căruia trebuie să fie de 100 mm. La capetele unei țevi mari se folosesc adaptoare, separatoare, cu care dispozitivul se va conecta la conductă, iar interiorul onduleului pus, răsuciți-l în timp ce spirala. Schimbătorul de căldură este conectat la sistemul de ventilație astfel încât aerul cald să treacă prin ondularea și aerul rece să treacă prin conducta de plastic.

Ca rezultat al acestui proiect, amestecul de fluxuri nu are loc, iar aerul exterior are timp să se încălzească, deplasându-se în interiorul țevii. Pentru a îmbunătăți performanța dispozitivului, îl puteți combina cu un schimbător de căldură la sol. În procesul de testare, un astfel de schimbător de căldură oferă rezultate bune. Deci, cu o temperatură exterioară de -7 grade și o temperatură internă de 24 de grade,performanța dispozitivului a fost de aproximativ 270 de metri cubi pe oră, iar temperatura aerului de intrare a fost de 19 grade. Costul mediu al unui model de casă este de 5 mii de ruble.

Cu producția și instalarea independentă a schimbătorului de căldură, trebuie avut în vedere că cu cât schimbătorul de căldură este mai lung, cu atât eficiența va fi mai ridicată. Prin urmare, meșteșugarii experimentați recomandă colectarea unui schimbător de căldură din patru segmente de câte 2 m fiecare, după efectuarea izolației termice preliminare a tuturor conductelor. Problema scurgerii condensului poate fi rezolvată prin instalarea unei fitinguri pentru scurgerea apei, iar dispozitivul însuși trebuie plasat ușor înclinat.

În general, consumatorii vorbesc foarte bine despre recuperatori. Există o încălzire eficientă a aerului de intrare și capacitatea de a economisi în mod semnificativ facturile de energie electrică. Dintre minuscări, se observă costul ridicat al dispozitivelor, formarea de gheață din condens și zgomot în timpul funcționării anumitor modele.

Pentru a afla cum să instalați ventilația forțată cu propriile mâini, consultați următorul videoclip.