Das Problem der Verbesserung der Energieeffizienz muss bei der Planung und Überholung privater Wohngebäude berücksichtigt werden. Die Installation von Druckluft und Abluft im Lüftungssystem ist eine der wirksamen Lösungen, um Energie zu sparen.
Arten von Lüftungssystemen
Das Ändern der Luft in Wohn- und Hauswirtschaftsräumen, in der Küche und im Badezimmer ist eine Voraussetzung für die Aufrechterhaltung eines gesunden Mikroklimas.
Die Belüftung ist natürlich und erzwungen.
Im ersten Fall strömt saubere Luft von außen und wird aufgrund der physikalischen Traktionsprozesse in einem hohen Rohr in die Atmosphäre abgeführt.
Im Winter tritt kalte Luft durch Fenster, Türen und Versorgungskanäle in das Haus ein und verlässt das auf Raumtemperatur beheizte Gebäude. Bis zu 15% der Energie werden für die Straßenheizung verschwendet.
Zwangsumlaufsysteme verwenden Lüfter, die in den Luftzufuhr- oder Abluftkanälen installiert sind.
In der Zu- und Abluft werden beide Prozesse erzwungen.
Das Funktionsprinzip von Systemen mit Wiederherstellung
Die Belüftung mit Erholung funktioniert nach einem einfachen Schema:
- An einem für Installation und Wartung geeigneten Ort ist ein Rekuperator installiert - ein Wärmetauscher, an den ein Zuluft- und ein Abluftkanal angeschlossen sind.
- Warme Raumluft aus dem Raum erwärmt die von außen kommende Kälte.
- Erhitzte saubere Luftmassen werden ins Haus gepumpt.
- Der Vorgang wird dann wiederholt.
Es wurde experimentell verifiziert, dass bei einer Ablufttemperatur von 23 ° C und einer von außen einströmenden Temperatur von -20 ° C in den besten Proben von Rekuperatoren die einströmenden Ströme auf 18 ° C erhitzt werden. Auf diese Weise werden Energieeinsparungen erzielt.
Kalte und verschmutzte Luft im Rekuperator vermischen sich nicht - saubere Luft gelangt von der Straße in das Gebäude.
Um den Wirkungsgrad unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu erhöhen, wurde eine Vielzahl von Rekuperatormodellen entwickelt.
Design-Merkmale
Die Klassifizierung von Wärmetauschern erfolgt nach verschiedenen Kriterien:
- technische Spezifikationen;
- Art der Platzierung;
- Gehäusematerial und interne Elemente;
- Handlungsprinzip;
- Gestaltung von Arbeitselementen;
- die für die Wärmeübertragung verwendete physische Umgebung;
- Automatisierungs- und Steuerungsschema.
Die Auswahl erfolgt nach einer gründlichen Analyse aller Funktionen.
Ort der Hardwareinstallation
Berücksichtigen Sie bei der Auswahl des Installationsorts der Haupteinheit des Rekuperators, wo die Lüfter oder Pumpen installiert sind. Das vom Gerät erzeugte Geräusch kann ein großes Hindernis sein.
Rekuperatoren montieren nicht über Schlafzimmer und Kinderzimmer.
Durch die Art der Installation werden Boden- und Aufhängevorrichtungen unterschieden, die Oberfläche beeinflusst die Wahl. Wenn es keine soliden Kapitalwände gibt, ist es besser, auf dem auf dem Boden installierten Modell zu bleiben.
Hängende Geräte können hinter einer abgehängten Decke versteckt werden, aber solche Lösungen eignen sich für Industriegebäude. Die vom Lüfter und vom Gehäuse erzeugten Schwingungen werden durch Gebäudestrukturen übertragen und verstärkt.
Das Wärmetauschergehäuse kann horizontal und vertikal sein. Dies hat keinen Einfluss auf die technischen Eigenschaften, ermöglicht Ihnen jedoch die Auswahl eines Modells für den bequemen Anschluss von Luftkanälen.Je weniger Winkel und Kurven vorhanden sind, desto weniger Luftströmungen und weniger Energieverschwendung bei der Bewegung von Luftmassen durch Ventilatoren.
Typische Konstruktionsschemata
Alle Rekuperatoren sind herkömmlicherweise in Modelle für die direkte Wärmeübertragung und Geräte mit einem Zwischenkühlmittel unterteilt.
Die erste Klasse umfasst Wärmetauscher:
- Kammer;
- rotierend;
- Lamellenquer- und Gegenstrom;
- röhrenförmig.
In Geräten mit einem Zwischenwärmeträger wird Freon oder eine Wasser-Glykol-Flüssigkeit verwendet.
Kammer
Das Gerät besteht aus zwei isolierten Kameras. Die Strömungen werden automatisch von einem beweglichen Dämpfer gesteuert.
In der ersten Stufe wird warme Luft in die Kammer Nr. 1 geleitet, während die Wände erwärmt werden. Nach einer von der Automatisierung bestimmten Zeit ändert der Dämpfer den Luftstrom - die Straße geht zur beheizten Kammer und heizt sich dort auf, während der Raum zur Kammer Nr. 2 geht.
Der Vorgang wird zyklisch wiederholt, wenn die Kammern erwärmt und gekühlt werden. Der Wirkungsgrad von Geräten überschreitet 50 - 60% nicht.
Rotary
Der Wärmetauscher in der Zu- und Ablufteinheit mit einem Drehrekuperator ist die am Rad befestigte Platte. Die Welle dreht sich langsam in der Trommel, die Achse fällt mit dem Luftstrom zusammen. Die Trommel ist in zwei Teile unterteilt, von denen einer die Luft der Wohnung bewegt, der andere die Straße. Das Laufrad des Rades, das sich im ersten Segment bewegt, erwärmt sich. Ferner bewegen sich die erhitzten Schaufeln durch Drehung zu einem anderen Teil der Trommel, wo sie Wärme an die Straßenluft abgeben.
Mit dem Steuergerät können Sie den Heizmodus in der warmen Jahreszeit ausschalten. Der Wirkungsgrad der Installation beträgt ca. 80%.
Der Nachteil des Modells ist die technische Unmöglichkeit, die Strömungen vollständig zu trennen - etwa 5% der Luftmassen sind gemischt. Die Funktion erlaubt nicht die Verwendung von Geräten dieses Typs in Räumen, in denen SNiP auf die maximal zulässigen Verschmutzungswerte eingestellt ist.
Lamellar
Es gibt zwei Arten von Modellen: Gegenstrom und Querstrom, der Name hängt von der Richtung der Luftbewegung ab.
Aluminiumplatten sammeln sich an und geben Wärme ab, aus der schmale Führungskanäle gebildet werden.
Das Herstellungsschema ermöglicht das Mischen von Luftmassen in einer Menge von etwa 0,1%, was als Grundlage dient, um die Vorrichtung luftdicht zu betrachten.
Der Wirkungsgrad von Gegenstromrekuperatoren hängt von den geometrischen Abmessungen ab. Sperrige Geräte sind mit hohen Kosten verbunden und werden nur selten für Privathäuser verwendet.
In Querstromwärmetauschern strömen Luftströme senkrecht durch die Vorrichtung.
Gegenstromwärmetauscher sind am effektivsten für kleine Abmessungen. Eine große Anzahl von Bestandteilen verringert die mechanische Festigkeit, daher werden solche Einheiten nur mit kleinen Druckabfällen verwendet.
Röhrenförmig
Strukturell aus einem Rohr mit großem Durchmesser hergestellt, in dem sich viele Rohre mit kleinerem Querschnitt befinden.
Warme Ströme, die durch dünne Röhren fließen, erwärmen sie. Ein Straßenluftstrom wird von den Wänden erwärmt, der durch einen Gebläseventilator in das Haus gelangt.
Belüftung mit Freon Rekuperator
Freon-Rekuperatoren gehören zur Klasse der Geräte mit einem Zwischenkühlmittel.
Grundlage der Arbeit sind zwei physikalische Prinzipien:
- eine Änderung des Aggregatzustands von Freon während der Heiz-Kühl-Zyklen - das Kühlmittel, das kühlt, geht in einen flüssigen Zustand über und verwandelt sich beim Erhitzen in eine Gasfraktion;
- Die Eigenschaft eines Gases ist aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Gewichts höher als die einer Flüssigkeit.
Das Design besteht aus einer Vielzahl von ringförmigen Rohren, die mit Kältemittel Freon gefüllt sind.
Rohre verlaufen durch die Kanäle des Lüftungsgeräts, und der Abluftkanal muss immer niedriger als die Zuluft sein.Warme Luft erwärmt den unteren Teil der Rohre, Freon kocht und steigt in den oberen Hohlraum, durch den kalte Straßenluft strömt. In der oberen Kammer gibt das Freon im Rohr Wärme ab, es kühlt selbst ab, gelangt in die Flüssigkeitsfraktion und fällt in das Rohr.
Die Vorteile des Freon-Systems:
- Mangel an Kompressoren zum Pumpen von Kühlmittel, was eine hohe Zuverlässigkeit des Geräts bedeutet;
- das völlige Fehlen einer Vermischung von sauberer und kontaminierter Luft, die durch Verdichten der Übergangspunkte der Rohre durch die Wände der Kammern erreicht wird.
Kanalrekuperator mit Zwischenwärmeträger
Das Gerät besteht aus zwei Wärmetauschern, die über große Entfernungen transportiert werden können.
Das Gerät eignet sich für die Rekonstruktion von Lüftungssystemen, deren Design zunächst keine Möglichkeit der Wärmeübertragung beinhaltete.
Arbeitsalgorithmus:
- Luft aus dem Abluftkanal strömt durch einen Wärmetauscher, der aus Rohren besteht, durch die Ethylenglykolflüssigkeit zirkuliert.
- Das Kühlmittel wird durch eine Umwälzpumpe zu demselben Kühler gepumpt, der im Versorgungskanal installiert ist.
- Die Flüssigkeit gibt Wärme an die Zuluft ab, die durch den Kühlergrill strömt.
- Der Pumpvorgang ist kontinuierlich.
Zur Regulierung des Wärmeaustauschgrades zwischen den Förderrohren sind Ventile eingebaut. Im Prinzip ähnelt dies dem Wärmeübertragungsregelungsschema von Heizkörpern.
Bei jedem Schema zum Aufbau von Rekuperatoren bildet sich Kondensation in der Vorrichtung. Zum Entfernen muss ein Behälter zur Sammlung und zur weiteren Entsorgung außerhalb des Hauses oder in das Abwassersystem bereitgestellt werden.
Die Hauptelemente von Lüftungssystemen
Die Belüftung mit Wärmerückgewinnung in einem Privathaus besteht nicht nur aus einer Wärmetauschereinheit.
Das System umfasst:
- Schutzgitter;
- Luftkanäle;
- Ventile
- Fans
- Filter.
- Automatisierungs- und Kontrollstellen.
Gitter schützen vor dem versehentlichen Eindringen großer Gegenstände, Vögel und Nagetiere in das System, was zu Unfällen führen kann. Diese Option ist möglich, wenn ein Fremdkörper auf das Lüfterrad gelangt. Die Folge kann sein:
- deformierte Klingen und erhöhte Vibration (Geräuschentwicklung);
- Blockieren des Lüfterrotors und Verbrennen der Motorwicklungen;
- unangenehmer Geruch von toten und verfallenden Tieren.
Der Gesamtquerschnitt der Grilllöcher sollte nicht viel kleiner sein als der Querschnitt der Luftkanäle, dies führt zu einer Abnahme der Leistung des gesamten Systems.
Luftkanäle und Armaturen (Windungen, T-Stücke, Adapter) werden gleichzeitig gekauft, um Produkte vom selben Hersteller zu kaufen. Der Größenunterschied führt zu Lücken an den Verbindungsstellen, Strömungsstörungen und Turbulenzen.
Verwenden Sie keine Wellkanäle zur Belüftung mit einem Rekuperator, die einen Widerstand gegen den Luftstrom und erhöhte Geräusche während des Betriebs erzeugen.
Luftventile werden benötigt, um die Parameter der Luftbewegung vorübergehend zu ändern. Sie können beispielsweise verwendet werden, um den Einlasskanal während einer besonders frostigen Zeit zu blockieren, in der der Rekuperator die Luft nicht auf die erforderliche Temperatur erwärmen kann.
Filter werden in allen Lüftungsmodellen mit Wiederherstellung installiert. Sie schützen die Geräte vor Straßenstaub und Baumflusen, die Wärmetauscher schnell verstopfen.
Lüfter können in die Rekuperatoreinheit integriert oder in Kanälen installiert werden. Bei der Berechnung muss die erforderliche Leistung des Geräts ermittelt werden.
Sie können beim Kauf von Ventilatoren nicht sparen - billige Produkte von geringer Qualität sind nicht für den Langzeitbetrieb ausgelegt. Während der Abnutzung machen die Lüfter Geräusche und führen zu Vibrationen der Lüftungskomponenten, was es unangenehm macht, im Raum zu sein.
Klimakontrolle
Der Rekuperator ist ein wesentlicher Bestandteil des allgemeinen Versorgungs- und Abluftsystems. Der Betrieb des Systems kann nicht einmal konfiguriert werden und ändert sich während der gesamten Betriebsdauer nicht.
Die Modi ändern sich je nach Jahreszeit, Lufttemperatur und Windstärke, den gewünschten Klimaparametern in den Räumen.
Die Steuerungssysteme umfassen:
- In den Räumlichkeiten und im Gerät installierte Sensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Rauch. Durch Befehle von den Sensoren werden Lüfter und andere Steuergeräte ein- oder ausgeschaltet.
- Aktuatoren und ihre Aktuatoren steuern den Betrieb von Ventilen, Dämpfern und Absperrschiebern.
- Vorrichtungen zur Steuerung des Betriebs von Lüftern, Pumpen und der Drehzahl von Rotorplatten.
- Steuerungen von Steuergeräten, die die Situation im Haus analysieren, Spannungsregler für einen stabilen und genauen Betrieb der Geräte.
- Notstromaggregate bei Stromausfall.
Die Hauptfunktionen von Steuerungssystemen:
- Steuerung der Zulufttemperatur unter Berücksichtigung von Mikroklima-Parametern, äußeren Bedingungen und Sensorwerten;
- Überwachen und Ändern der Intensität der Temperatur der Strömungen vor und nach dem Wärmetauscher;
- Luftqualitätsmanagement, einschließlich CO2-Gehalt;
- Frostschutz des Wärmetauschers;
- Lüftersteuerung;
- Ausschalten der Belüftung im Brandfall und Einschalten der Rauchabzugsanlage;
- Statusüberwachung und Ausgabe von Informationen über den Status von Filtern.
Bedienfelder werden individuell erstellt, wobei die Betriebsbedingungen, die Abmessungen des Gebäudes und die Anforderungen der Eigentümer berücksichtigt werden.
Auswahlregeln
Das Hauptkriterium für die Auswahl einer Installation ist ihre Leistung. Es ist sehr schwierig, selbst Berechnungen durchzuführen, daher ist es besser, sich an Spezialisten zu wenden.
Parameter, die bei der Auswahl wichtig sind:
- Leistungskoeffizient, der darüber spricht, wie die Temperatur der Strömungen umverteilt wird, anstatt Wärme zu sparen. Die reellen Zahlen liegen nahe bei 65–80%. Aussagen über 90% und mehr sind nur Marketingmaßnahmen. Etwa 15% der Wärme gehen durch Belüftung verloren, sodass die Zahlen für eine Energieeinsparung von 50% nicht zutreffen können.
- Gehäusematerial und Dicke - Dünne Metallvorrichtungen sind Vibrationen und erhöhten Geräuschen ausgesetzt.
- Zuverlässige Informationen über die Leistung von Fans müssen mit einer Marge von ca. 20% ausgewählt werden. Bei der in den Pässen angegebenen maximalen Leistung erzeugt der Ventilator nicht mehr den für die Luftzirkulation erforderlichen Druck.
- Zusammensetzung und Eigenschaften von Automatisierungssystemen, Betriebszeit während eines Stromausfalls.
- Zusätzliche Automatisierungsfunktionen zur Steuerung von Klimaanlage, Luftbefeuchter und elektrischer Heizung (falls erforderlich).
Eine ordnungsgemäß installierte und konfigurierte Lüftungseinheit mit einem Rekuperator reduziert die Energiekosten um 10-15%. Das Warten auf weitere Einsparungen macht keinen Sinn. Gleichzeitig steigt der Komfort in einem Privathaus oder einer Wohnung deutlich an. Komponenten namhafter Unternehmen arbeiten lange und fehlerfrei mit der korrekten Berechnung und Einhaltung der Installationsregeln.
