Caracteristici ale schimbătoarelor de căldură moderne pentru ventilație

Cei mai gânditori proprietari de case proiectează două sisteme de ventilație în clădirile lor simultan: gravitațional (natural) și mecanic cu recuperare de căldură (forțat). În acest caz, sistemul de ventilație natural este de urgență și servește în caz de defecțiuni în funcționarea unității de tratare a aerului și este utilizat în principal într-o perioadă neîncălzită. Trebuie reamintit faptul că, în timpul funcționării sistemului de ventilație mecanică, conductele de ventilație gravitaționale trebuie să fie bine închise. În caz contrar, eficiența ventilației forțate se va pierde.

Tipuri de unități de recuperare a căldurii

Recuperarea căldurii în sistemul de ventilație de alimentare este un fenomen relativ nou și nu este încă răspândită. Există mai multe tipuri de dispozitive și o gamă largă de modele pentru fiecare tip. Ventilarea de alimentare și evacuare cu încălzirea și recuperarea aerului îndeplinește următoarele funcții:

• Recuperare de căldură;
• Economie de combustibil;
• Reducerea costurilor echipamentelor;
• Asigurarea standardelor de mediu;
• Reducerea costurilor de transport;
• Reducerea costului curățării gazelor;
• Reducerea costului sistemului de încălzire.

Rotary (tambur)

Schimbătorul de căldură este potrivit pentru zonele cu climă dură. Tamburul este realizat din folie de aluminiu. Prin mișcări progresive, căldura este transferată din aerul extras în aerul furnizat:

• Căldura este transferată în aerul furnizat;
• Fluxurile de amestecare sunt mai mici de 0,1%;
• Revine aerul cald și umezit.

Camerele se usucă mai puțin. Puterea netă este de 92%.

Recuperator transversal lamelar

Proiectat pentru zone cu condiții meteorologice blânde. Contra curenții recuperatorului de plăci sunt separați de folie de aluminiu.

• Căldura este transferată în aerul furnizat;
• Se formează condens;
• Este necesară scurgerea apei.

Căldura aerului evacuat prin plăcile de aluminiu încălzește aerul furnizat. Umezeala se condensează pe plăcile schimbătorului de căldură, care provine din incintă.

În timpul încălzirii, eficiența schimbătorului de căldură este zero, recuperarea căldurii nu are loc. Eficiența generală a unității de tratare a aerului scade. Sistemul recuperează până la 95% din căldură.

Conducte de căldură

Acest tip este produs ca un tub închis ermetic dintr-un material cu o bună conductivitate termică. Freonul este turnat în interior. Recuperatorul este plasat vertical în conductă (este permisă instalarea acestuia la un grad mic). Capătul inferior este plasat în capotă, capătul superior în ventilația de alimentare.

Aerul cald curge prin conducta inferioară din partea de jos a tubului. Freonul fierbe, vaporii pătrund în partea superioară și întâlnesc aerul de alimentare, luând căldură din freon. Condensatul se așează la baza tubului și ciclul se repetă. Avantaj: fără piese în mișcare. Dezavantaj: performanță slabă, sistemul rulează pe freon.

Dispozitiv purtător de căldură intermediar

Apa sau o soluție specială este utilizată ca purtător de căldură.

• Două schimbătoare de căldură sunt interconectate prin conducte;
• Una dintre ele se află în canalul care atrage aerul și primește căldură;
• Căldura trece prin lichidul de răcire către cel de-al doilea schimbător de căldură, situat în canalul de aer alimentat, unde are loc încălzirea.

Fluxurile nu se amestecă între ele, dar purtătorul de căldură intermediar reduce eficiența cu până la 50%. În plus, eficiența poate fi mărită cu o pompă.Avantajul fluidelor intermediare de transfer de căldură este că schimbătoarele de căldură pot fi instalate la distanță una de cealaltă. Instalarea se realizează vertical și orizontal.

Schimbător de căldură la sol

Costul de operare a sistemului este redus cu 5-10%. Dacă nu există schimbător de căldură la sol, aerul care intră în sistemul de recuperare intră direct din stradă. O țeavă este așezată cu un schimbător de căldură la sol la o adâncime de aproximativ doi metri în pământ. Temperatura aerului sub înghețarea solului rămâne întotdeauna stabilă în regiunea de + 10 ° C.

Aerul se deplasează prin conducta din pământ și intră în recuperarea căldurii. Este mult mai ușor să compensați diferențele de temperatură. Elementele de încălzire se aprind mai rar, economisirea căldurii devine mai mare.

Schimbătorul de căldură la sol trebuie realizat conform proiectului. În funcție de zona casei, este selectat un sistem de recuperare, care preia un anumit volum de aer din stradă și, trecându-l prin întregul schimbător de căldură de la sol, îl încălzește. Este important să consultați un designer cu experiență. El este cel care va putea calcula lungimea și adâncimea canalului.

Tipuri

Încălzitoarele de apă, în funcție de secțiunea elementelor de încălzire, sunt dreptunghiulare și rotunde. Încălzitoarele de apă dreptunghiulare au un transfer de căldură mai mare și sunt instalate în sistemele de ventilație industrială.

La rândul său, electricitatea este mai ușor de instalat și conectat.

Diferențele dintre încălzitoarele de apă

Încălzitoarele de apă utilizate în viața de zi cu zi sunt mai compacte, mai ușoare și mai puțin puternice. Caracteristicile lor de proiectare le permit să fie instalate într-o varietate de locuri, inclusiv pe tavanele spațiilor - principalul lucru este să ofere acces gratuit pentru service.

Specificații la care trebuie să acordați atenție atunci când alegeți

• Dispozitivele metalice sunt eficiente în funcționare până la -10 ° C. La temperaturi scăzute, performanța este redusă semnificativ. Ca rezultat, se folosesc elemente electrice de preîncălzire;
• Atunci când alegeți, ar trebui să studiați grosimea carcasei, materialul podurilor reci. Grosimea de 3 cm este supusă unei izolații suplimentare atunci când temperatura exterioară scade sub -5 ° C. Va trebui să dublați utilizarea materialului izolant dacă rama este din aluminiu;
• Acordați o atenție deosebită valorilor fluxului liber al ventilatoarelor. Se poate întâmpla ca capul să fie complet absent la 500 m3. Consumatorii află despre aceasta, de regulă, atunci când recuperatorul eșuează;
• Un mare plus când funcțiile suplimentare pot fi conectate la sistemul automat. Datorită automatizării îmbunătățite, costurile de operare sunt reduse și funcționarea întregului dispozitiv este crescută;
• Principalul indicator pentru a decide ce recuperator să aleagă este presiunea și puterea de ventilație. Se face un calcul preliminar al cantității de aer care ar trebui să intre în casă într-o oră.

Recuperare și ventilație

Merită să acordați o atenție specială faptului că în sistemele de ventilație cu o parte din aerul evacuat, o parte din căldură este extrasă și din cameră. Și această energie termică este returnată înapoi.

Aceste sisteme sunt utilizate în mod eficient în fabrici mari și în ateliere mari, deoarece pentru a asigura temperatura optimă pentru astfel de spații în timpul iernii, trebuie să vă expuneți la costuri mari. Aceste instalații permit, de asemenea, compensarea semnificativă a acestor pierderi și reducerea costurilor.

Chiar și într-o casă privată, sistemele de ventilație cu recuperare a căldurii vor fi destul de relevante astăzi. Chiar și într-o casă individuală, ventilația este întotdeauna efectuată și atunci când aerul circulă, căldura este, de asemenea, eliminată din orice cameră în același mod. Sunt de acord că este pur și simplu imposibil să sigilați complet clădirea și astfel să evitați orice pierdere de căldură.

Procesul de recuperare

Astăzi, aceste sisteme ar trebui utilizate chiar și într-o casă privată din următoarele motive:

• Pentru îndepărtarea rapidă a aerului cu un amestec mare de dioxid de carbon;
• Pentru curgerea cantității necesare de aer proaspăt în încăperile de locuit;
• Pentru a elimina umiditatea ridicată din camere, precum și pentru a elimina mirosurile neplăcute;
• Pentru a economisi căldură;
• Și, de asemenea, pentru a îndepărta praful și microorganismele dăunătoare care pot fi conținute în el.

Recuperatoare de acoperiș

Aceste unități de ventilație sunt utilizate în instalații cu un spațiu de lucru mare. Acestea filtrează, încălzesc și furnizează aer clădirii. Temperatura aerului este reglată de un încălzitor de conducte sau de un răcitor. Intrarea sa se realizează parțial sau complet prin structura plăcii recuperatorului.

Caracteristică

Astfel de sisteme de alimentare și ventilație prin evacuare sunt instalate pe tavanele acoperișului clădirilor prin găuri realizate în ele. Recuperatoarele extrag aerul folosit colectat din tavan și îl eliberează în atmosferă, iar căldura acestuia este transferată puternicului jet de intrare. Alimentarea cu aer este direcționată direct către tavan sau către zona de lucru. Recuperatorul poate fi o unitate integrală în schema de ventilație generală a întregii instalații. Dispozitivul este ușor de utilizat.

Proiecta

Modelele de unități sunt fabricate cu o putere diferită, care se măsoară prin volumul de aer care trece în metri cubi pe oră. Baza dispozitivului este o construcție de panou-cadru realizată din profile din aluminiu. Grosimea optimă a foilor schimbătorului de căldură este de aproximativ 0,2 mm. Pentru izolare fonică și termică, pereții carcasei sunt așezați cu vată minerală. Recuperatoarele sunt echipate cu secțiuni electrice, de apă și gaz pentru încălzire. Eficiența obținută este de aproximativ 65%. Instalarea alimentării și a ventilației de evacuare nu cauzează dificultăți. Pentru a face acest lucru, este necesar să se facă o fereastră în acoperiș și să se întărească structura - „sticlă” pentru distribuția corectă a sarcinii. Instalarea recuperatorului pe acoperiș nu ocupă volumul util al clădirii.

Fezabilitatea unui recuperator în ventilație

Este posibil să vorbim despre oportunitatea aranjării ventilației recuperative prin evaluarea eficienței sistemului și compararea avantajelor acestuia cu dezavantajele.

O parte din căldură este preluată din aerul evacuat extras spre exterior și transferat la jeturile proaspete forțate direcționate în interiorul camerei. Acest lucru vă permite să reduceți pierderile de căldură cu până la 70% (+)

Necesitatea utilizării recuperării căldurii este cea mai relevantă în clădirile cu extracție forțată a aerului. De regulă, acestea sunt structuri cu inerție redusă construite folosind tehnologii inovatoare de izolare termică (case din panouri sandwich, plăci de silicat de gaz, blocuri de spumă).

În astfel de clădiri, pereții acumulează căldură slab, iar schimbul natural de aer este ineficient.

Cu toate acestea, problemele cu circulația aerului sunt tipice pentru clădirile „tradiționale” din cărămidă și beton. Prezența ferestrelor din PVC izolate termic și fonic blochează circulația cu un impuls natural - fluxul de aer proaspăt se oprește, iar tirajul din conducta de ventilație se răstoarnă sau tinde la zero.

Soluția la problema „ferestrelor euro” este organizarea ventilației forțate. Sistemul restabilește schimbul de aer, dar în același timp pierderile de căldură cresc cu până la 60%. Și aici nu se mai poate face fără recuperarea termică.

Eficiența procesului de schimb este exprimată în procente și arată cantitatea de căldură consumată din aerul extras pentru încălzirea „intrării” proaspete

Indicele de eficiență a recuperării căldurii de ventilație:

• 0% - fereastră deschisă - aerul cald este îndepărtat în atmosferă, iar aerul rece pătrunde în interior, scăzând temperatura în cameră;
• 100% - aerul de alimentare este încălzit până la temperatura de „oprire” - este tehnic imposibil de implementat;
• 30-90% - un parametru admisibil, recuperarea cu o eficiență de 60% sau mai mult este considerată bună, o eficiență peste 80% - schimb de căldură excelent.

Eficiența sistemului depinde de tipul recuperatorului, de dimensiunea camerei și de debitul de aer. În orice caz, utilizarea ventilației recuperative, chiar și cu o eficiență de 30%, este mai profitabilă decât absența acesteia. În plus față de economiile semnificative de energie, „regenerarea” căldurii îmbunătățește climatul interior general.

Dezavantaje ale utilizării unui schimbător de căldură:

1. Volatilitate. Achiziționarea de echipamente HVAC este justificată dacă consumul de energie electrică este semnificativ mai mic decât economiile sale după instalarea recuperatorului.
2. Condensarea cade. Datorită diferenței de temperatură, umezeala se poate condensa pe pereții schimbătorului de căldură. În timpul iernii, există o posibilitate de înghețare, care este plină de o scădere rapidă a eficienței sau defectarea recuperatorului.
3. Muncă zgomotoasă. Unele modele emit un zumzet în timpul funcționării. Dacă în timpul zilei acest dezavantaj nu este deosebit de vizibil, atunci noaptea zgomotul provoacă disconfort. Recuperatoarele cu izolație îmbunătățită sunt silențioase.

O investiție inițială ridicată este adesea principalul argument împotriva ventilației eficiente din punct de vedere energetic.

Este recomandabil să investiți într-un sistem care va da roade în termen de 5-8 ani. Trebuie avut în vedere faptul că vor trebui suportate costuri suplimentare pentru menținerea complexului, de exemplu, înlocuirea periodică a ventilatoarelor

Recuperator cu circulație a apei

Caracteristică

Purtătorul de energie termică este apă sau antigel furnizat unității de alimentare de la un schimbător de căldură de evacuare situat separat. Funcționarea unui recuperator de circulație a apei este similară cu cea a încălzirii apei. Eficiența acțiunii schimbătorului de căldură cu plăci cu circulația apei ajunge la 50-65%. Ventilația de alimentare și evacuare cu recuperatoare de acest tip este rar utilizată atunci când este posibilă asamblarea unei linii de schimb de căldură. Funcționarea acestui sistem necesită o monitorizare frecventă. Punctul slab este prezența unei pompe care circulă schimbătorul de căldură. La fel și noduri suplimentare care reglementează funcționarea sistemului. Acestea măresc consumul de energie. Cu o distanță mare între schimbătoarele de căldură de alimentare și evacuare, nu este practic să utilizați această opțiune. Recuperatorul îndeplinește doar funcția de schimb de căldură fără transformarea umezelii.

Proiecta

Principalele unități ale sistemului de alimentare și evacuare a aerului cu recuperare de căldură sunt două schimbătoare de căldură. Acestea sunt instalate separat în conductele de alimentare și extragerea aerului. Conectați-le cu o țeavă flexibilă izolată. Permite o alegere mai ușoară a locației nodurilor și instalarea sistemului. Recuperatorul cu circulație a apei este echipat cu o pompă, rezervor de expansiune, controler, indicator de presiune. Senzori de temperatură. Supape de aer, siguranță și control. Când instalați un singur sistem de recuperare, este posibil să conectați mai mulți purtători de căldură. Diferite căi de evacuare a aerului și fluxul de aer asigură că recuperatorul funcționează fără formarea de urme de glazură. Transferul contaminării de către aerul de ieșire la fluxul de intrare este exclus

Schimbătoare de căldură cu plăci

Cele mai simple modele pentru sistemele de ventilație. Schimbătorul de căldură este realizat sub forma unei camere împărțite în canale separate situate paralel una cu cealaltă. Între ele se află un deflector sub formă de placă subțire, care are proprietăți ridicate de conducere a căldurii.

Principiul de funcționare se bazează pe schimbul de căldură al fluxurilor de aer, adică aerul evacuat care este îndepărtat din cameră și cedează căldura acestuia aerului de alimentare, care intră în casă deja cald, datorită acestui schimb.

Avantajele acestei tehnologii includ:

Schimb de căldură cu un recuperator

• configurare simplă a dispozitivului;
• absența completă a oricărei părți în mișcare;
• eficiență ridicată a acțiunii.

Ei bine, unul dintre cele mai semnificative dezavantaje în funcționarea unui astfel de recuperator este formarea condensului pe placa în sine. De obicei, astfel de schimbătoare de căldură trebuie instalate suplimentar cu dispozitive de captare a picăturilor speciale. Acesta este un parametru necesar, deoarece iarna condensul poate îngheța și opri dispozitivul. De aceea, unele dispozitive de acest tip au sisteme de decongelare încorporate.

Probleme de instalare a sistemului

Practic nu există probleme potențiale asociate cu utilizarea unor astfel de echipamente. Unele sunt hotărâte de producător, altele devin durerea de cap a cumpărătorului. Principalele probleme includ:

• Formarea condensului. Legile fizicii determină că atunci când aerul la temperatură înaltă trece printr-un mediu închis rece, se formează condens. Dacă temperatura ambiantă este sub îngheț, atunci aripioarele vor începe să înghețe. Toate informațiile furnizate în acest paragraf definesc o scădere semnificativă a eficienței dispozitivului.
• Eficienta energetica. Toate sistemele de ventilație care funcționează împreună cu recuperatorul sunt dependente de energie. Calculul economic efectuat determină că numai acele modele de recuperatoare care vor economisi mai multă energie decât cheltuiesc vor fi utile.
• Perioada de rambursare. După cum sa menționat anterior, dispozitivul este conceput pentru a economisi energie. Un factor determinant important este câți ani trebuie să achite achiziționarea și instalarea recuperatorilor. Dacă indicatorul luat în considerare depășește marca de 10 ani, atunci nu are sens în instalare, deoarece în acest timp vor trebui înlocuite alte elemente ale sistemului. Dacă calculele arată că perioada de recuperare este de 20 de ani, atunci nu ar trebui luată în considerare posibilitatea instalării dispozitivului.

Problemele de mai sus trebuie luate în considerare la alegerea unui schimbător de căldură, care există câteva zeci de tipuri.

Conducte de căldură

Merită evidențiat încă un tip de recuperatoare. Recuperarea căldurii într-o casă folosind conducte de căldură este destul de eficientă. Astfel de dispozitive sunt tuburi sigilate din metal, care au proprietăți ridicate de conducere a căldurii. În interiorul unui astfel de tub există un lichid care are un punct de fierbere foarte scăzut (freonul este de obicei folosit aici).

Un astfel de schimbător de căldură este instalat întotdeauna într-o poziție verticală, cu unul dintre capetele sale amplasat în conducta de evacuare și celălalt în conducta de alimentare.

Principiul de funcționare este simplu. Aerul cald extras, spălând conducta, transferă căldura către freon, care, fierbând, se deplasează în sus, cu multă căldură. Iar aerul de alimentare care spală partea superioară a tubului ia această căldură cu el.

Avantajele includ eficiență ridicată, funcționare silențioasă și eficiență ridicată. Așadar, astăzi puteți economisi în mod semnificativ încălzirea locuinței, returnând-o parțial înapoi.

Fabricarea unui schimbător de căldură fără canale

schimbător de căldură la sol fără conducte

Un schimbător de căldură fără sol implică fabricarea unei gropi cu o lungime de aproximativ 3-4 metri și o adâncime de 80 de centimetri. Groapa este umplută cu un strat de pietriș, iar partea de sus este acoperită cu beton spumos. Acest design vă permite să obțineți o temperatură în interiorul unui strat special, care nu va diferi de temperatura din sol la o adâncime de 5 metri. După ce ați făcut groapa, trebuie să scoateți conducta din ea pentru a furniza aer proaspăt.

Această conductă de ramificație este realizată după aceeași schemă ca la un schimbător de căldură cu tub. O altă conductă ar trebui să treacă de la un strat special la sistemul de ventilație al spațiilor. Într-o schemă simplă, aerul începe să circule. Nu este doar hidratat, ci și curățat. Avantajul designului este filtrarea sporită. Dezavantajul este o eficiență mai mică decât într-un sistem de conducte.