Centrale wentylacyjne z odzyskiem ciepła dla domu prywatnego

Zagadnienie poprawy efektywności energetycznej należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu i remoncie prywatnych budynków mieszkalnych. Instalacja wymuszonego powietrza i wywiewu w systemie wentylacyjnym jest jednym ze skutecznych rozwiązań pozwalających zaoszczędzić na płatnościach za energię.

Rodzaje systemów wentylacyjnych

Zmiana powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych i gospodarczych, w kuchni i łazience jest warunkiem utrzymania zdrowego mikroklimatu.

Wentylacja jest naturalna i wymuszona.

W pierwszym przypadku czyste powietrze przepływa z zewnątrz i jest usuwane do atmosfery z powodu fizycznych procesów trakcji w wysokiej rurze.

Zimą zimne powietrze dostaje się do domu przez okna, drzwi, kanały zasilające i pozostawia pomieszczenia ogrzane do temperatury pokojowej - tak więc do 15% energii marnuje się na ogrzewanie uliczne.

Wymuszone systemy obiegowe wykorzystują wentylatory zainstalowane w kanałach nawiewnych lub wywiewnych.

W wentylacji nawiewnej i wywiewnej oba procesy są wymuszone.

Zasada działania systemów z odzyskiem

Wentylacja z odzyskiem działa według prostego schematu:

1. W miejscu dogodnym do instalacji i konserwacji zainstalowany jest rekuperator - wymiennik ciepła, do którego podłączone są kanały nawiewno-wywiewne.
2. Ciepłe powietrze z pomieszczenia ogrzewa zimno dochodzące z zewnątrz.
3. Ogrzane masy czystego powietrza są pompowane do domu.
4. Proces jest następnie powtarzany.

Sprawdzono eksperymentalnie, że w temperaturze powietrza wywiewanego 23 ° C i wchodzącej z zewnątrz -20 ° C, w najlepszych próbkach rekuperatorów, przychodzące strumienie ogrzewane są do 18 ° C. W ten sposób uzyskuje się oszczędności energii.

Zimne i zanieczyszczone powietrze w rekuperatorze nie miesza się - czyste powietrze wchodzi do budynku z ulicy.

Aby zwiększyć wydajność w różnych warunkach pracy, opracowano szeroką gamę modeli rekuperatorów.

Cechy konstrukcyjne

Klasyfikacja wymienników ciepła odbywa się według różnych kryteriów:

• Specyfikacja techniczna;
• metoda umieszczenia;
• materiał obudowy i elementy wewnętrzne;
• zasada działania;
• projektowanie przedmiotów pracy;
• środowisko fizyczne wykorzystywane do wymiany ciepła;
• schemat automatyzacji i kontroli.

Wyboru dokonuje się po dokładnej analizie wszystkich funkcji.

Miejsce instalacji sprzętu

Wybierając miejsce instalacji jednostki głównej rekuperatora, zastanów się, gdzie są zainstalowane wentylatory lub pompy. Hałas generowany przez urządzenie może stanowić dużą przeszkodę.

Rekuperatory nie montują się nad sypialniami i żłobkami.

Dzięki metodzie instalacji rozróżnia się urządzenia podłogowe i wiszące, powierzchnia wpływa na wybór. Jeśli nie ma solidnych ścian kapitałowych, lepiej pozostać na modelu zainstalowanym na podłodze.

Wiszące urządzenia można ukryć za sufitem podwieszanym, ale takie rozwiązania są odpowiednie dla budynków przemysłowych. Drgania wytwarzane przez wentylator i obudowę są przenoszone i wzmacniane przez konstrukcje budowlane.

Obudowa wymiennika ciepła może być pozioma i pionowa. Nie wpływa to na parametry techniczne, ale pozwala wybrać model do wygodnego podłączenia kanałów powietrznych.Im mniej kątów i zakrętów, tym mniej hałasu z przepływającego powietrza i mniej energii marnowanej na ruch mas powietrza przez wentylatory.

Typowe schematy budowy

Wszystkie rekuperatory są tradycyjnie podzielone na modele bezpośredniego przenoszenia ciepła i urządzenia z pośrednim czynnikiem chłodzącym.

Pierwsza klasa obejmuje wymienniki ciepła:

• izba;
• obrotowy;
• krzyżowy i przeciwprądowy przepływ płytkowy;
• rurowy.

W urządzeniach z pośrednim nośnikiem ciepła stosuje się freon lub ciecz wodno-glikolową.

Izba

Urządzenie składa się z dwóch izolowanych kamer. Przepływy są automatycznie kontrolowane przez ruchomą przepustnicę.

W pierwszym etapie ciepłe powietrze jest wysyłane do komory nr 1, podczas gdy ściany są ogrzewane. Po czasie określonym przez automatykę przepustnica zmienia przepływ powietrza - uliczna idzie do ogrzewanej komory i tam się nagrzewa, a pokojowa do komory nr 2.

Proces powtarza się cyklicznie, gdy przedziały są ogrzewane i chłodzone. Wydajność urządzeń nie przekracza 50 - 60%.

Obrotowy

Wymiennik ciepła w zespole nawiewno-wywiewnym z rekuperatorem rotacyjnym jest płytą przymocowaną do koła. Wał obraca się powoli w bębnie, oś pokrywa się z przepływem powietrza. Bęben jest podzielony na dwie części, z których jedna porusza powietrze mieszkania, a druga ulicę. Wirnik koła, poruszający się w pierwszym segmencie, nagrzewa się. Ponadto, przez obrót, ogrzewane ostrza przenoszą się do innej części bębna, gdzie oddają ciepło do powietrza ulicznego.

Urządzenia sterujące umożliwiają wyłączenie trybu ogrzewania w ciepłym sezonie. Wydajność instalacji wynosi około 80%.

Wadą tego modelu jest niemożność techniczna całkowitego rozdzielenia przepływów - około 5% mas powietrza jest mieszanych. Ta funkcja nie pozwala na stosowanie urządzeń tego typu w pomieszczeniach, w których SNiP są ustawione na maksymalne dopuszczalne wartości zanieczyszczenia.

Lamellar

Istnieją dwa rodzaje modeli: przeciwprądowy i krzyżowy, nazwa zależy od kierunku ruchu powietrza.

Aluminiowe płyty gromadzą się i wydzielają ciepło, z którego powstają wąskie kanały prowadzące.

Schemat produkcji umożliwia mieszanie mas powietrza na poziomie około 0,1%, co stanowi podstawę do rozważenia szczelności urządzenia.

Wydajność rekuperatorów przeciwprądowych zależy od wymiarów geometrycznych. Wielkogabarytowy sprzęt ma wysoki koszt i jest rzadko używany w domach prywatnych.

W krzyżowych wymiennikach ciepła strumienie powietrza przepływają przez urządzenie prostopadle.

Wymienniki ciepła z przepływem krzyżowym są najbardziej skuteczne w przypadku małych wymiarów. Duża liczba elementów składowych zmniejsza wytrzymałość mechaniczną, dlatego takie jednostki są używane tylko przy niewielkich spadkach ciśnienia.

Rurowy

Strukturalnie wykonany z jednej rury o dużej średnicy, wewnątrz której znajduje się wiele rur o mniejszym przekroju.

Ciepłe przepływy, przechodzące przez cienkie rurki, ogrzewają je. Strumień powietrza ulicznego ogrzewa się ze ścian, które wchodzą do domu przez wentylator dmuchawy.

Wentylacja z rekuperatorem freonu

Rekuperatory freonu należą do klasy urządzeń z pośrednim czynnikiem chłodzącym.

Podstawą pracy są dwie zasady fizyczne:

• zmiana stanu agregatu freonu podczas cykli grzania-chłodzenia - chłodziwo, chłodzenie, przechodzi w stan ciekły i zamienia się w frakcję gazową po podgrzaniu;
• właściwość gazu jest wyższa niż ciecz ze względu na inny ciężar właściwy.

Konstrukcja składa się z wielu pierścieniowych rur wypełnionych freonem z czynnikiem chłodniczym.

Rurki przechodzą przez kanały jednostki wentylacyjnej, a kanał wylotowy musi być zawsze niższy niż powietrze nawiewane.Ciepłe powietrze ogrzewa dolną część rur, freon wrze i unosi się do górnej wnęki, przez którą przepływa zimne powietrze uliczne. W górnej komorze freon w rurze oddaje ciepło, sam się ochładza, przechodzi do frakcji ciekłej i schodzi do rurki.

Zalety systemu freonowego:

• brak sprężarek do pompowania chłodziwa, co oznacza wysoką niezawodność urządzenia;
• całkowity brak mieszania czystego i zanieczyszczonego powietrza, co osiąga się przez zagęszczenie punktów przejścia rurek przez ścianki komór.

Rekuperator kanałowy z pośrednim nośnikiem ciepła

Urządzenie składa się z dwóch wymienników ciepła, które można przenosić na duże odległości.

Sprzęt nadaje się do rekonstrukcji systemów wentylacyjnych, których konstrukcja początkowo nie obejmowała możliwości wymiany ciepła.

Algorytm pracy:

1. Powietrze z kanału wydechowego przepływa przez wymiennik ciepła składający się z rurek, przez które krąży ciecz z glikolu etylenowego.
2. Chłodziwo jest pompowane przez pompę obiegową do tego samego grzejnika zainstalowanego w kanale zasilającym.
3. Ciecz oddaje ciepło do powietrza nawiewanego przechodzącego przez kratkę chłodnicy.
4. Proces pompowania jest ciągły.

Aby wyregulować stopień wymiany ciepła między rurami transportowymi, zainstalowane zawory. Zasadniczo jest to podobne do schematu sterowania przenoszeniem ciepła grzejników.

Przy dowolnym schemacie budowy rekuperatorów w urządzeniu tworzy się kondensacja. Do jego usunięcia należy przewidzieć pojemnik do zbierania i sposoby dalszego usuwania poza domem lub do kanalizacji.

Główne elementy systemów wentylacyjnych

Wentylacja z odzyskiem ciepła w prywatnym domu składa się nie tylko z wymiennika ciepła.

System obejmuje:

• kratki ochronne;
• przewody powietrzne;
• zawory
• Fani
• filtry.
• organy automatyki i kontroli.

Kraty chronią przed przypadkowym wejściem dużych obiektów, ptaków i gryzoni do układu, co może spowodować wypadki. Ta opcja jest możliwa, gdy ciało obce dostanie się na wirnik wentylatora. Konsekwencją może być:

• zdeformowane ostrza i zwiększony poziom wibracji (hałasu);
• zablokowanie wirnika wentylatora i spalanie uzwojeń silnika;
• nieprzyjemny zapach martwych i gnijących zwierząt.

Całkowity przekrój otworów grilla nie powinien być znacznie mniejszy niż przekrój kanałów powietrznych, co prowadzi do obniżenia wydajności całego systemu.

Kanały powietrzne i armatura (zwoje, trójniki, adaptery) są kupowane w tym samym czasie, próbując kupić produkty od tego samego producenta. Różnica wielkości prowadzi do przerw na skrzyżowaniach, zakłóceń przepływu i turbulencji.

Nie należy stosować kanałów falistych do wentylacji z rekuperatorem, które powodują opór przepływu powietrza i zwiększony hałas podczas pracy.

Zawory powietrzne są potrzebne do tymczasowej zmiany parametrów ruchu powietrza, na przykład można je wykorzystać do zablokowania kanału wlotowego w szczególnie mroźnym okresie, gdy rekuperator nie jest w stanie poradzić sobie z podgrzaniem powietrza do wymaganej temperatury.

Filtry są instalowane we wszystkich modelach wentylacji z odzyskiem. Chronią sprzęt przed kurzem ulicznym i kłaczkami drzew, które szybko zatykają wymienniki ciepła.

Wentylatory można zintegrować z jednostką rekuperatora lub zainstalować w kanałach. Podczas obliczania należy określić niezbędną moc urządzenia.

Nie możesz zaoszczędzić na zakupie fanów - tanie produkty niskiej jakości nie są przeznaczone do długotrwałej pracy. W miarę zużycia wentylatory hałasują, co prowadzi do wibracji elementów wentylacyjnych, przez co niewygodne jest przebywanie w pomieszczeniu.

Kontrola klimatu

Rekuperator jest integralną częścią ogólnego systemu wentylacji nawiewno-wywiewnej. Funkcjonowanie systemu nie może być skonfigurowane raz i nie zmienia się przez cały okres działania.

Tryby zmieniają się w zależności od pory roku, temperatury powietrza i siły wiatru, pożądanych parametrów klimatu w pokojach.

Systemy sterowania obejmują:

• Czujniki temperatury, wilgotności, dymu zainstalowane w pomieszczeniach i wewnątrz urządzenia. Za pomocą poleceń z czujników wentylatory i inne urządzenia sterujące są włączane lub wyłączane.
• Siłowniki i ich siłowniki sterujące pracą zaworów, przepustnic, zasuw.
• Urządzenia do sterowania pracą wentylatorów, pomp, prędkości obrotowej płyt wirnika.
• Kontrolery urządzeń kontrolnych, które analizują sytuację w domu, regulatory napięcia dla stabilnej i dokładnej pracy urządzeń.
• Zasilacze awaryjne w przypadku awarii zasilania.

Główne funkcje systemów sterowania:

• kontrola temperatury powietrza nawiewanego z uwzględnieniem parametrów mikroklimatu, warunków zewnętrznych, odczytów czujników;
• monitorowanie i zmiana intensywności temperatury przepływów przed i za wymiennikiem ciepła;
• zarządzanie jakością powietrza, w tym zawartość CO2;
• ochrona przed zamarzaniem wymiennika ciepła;
• sterowanie wentylatorem;
• wyłączenie wentylacji nawiewnej w przypadku pożaru i włączenie systemu oddymiania;
• monitorowanie stanu i wydawanie informacji o stanie filtrów.

Panele sterowania są tworzone indywidualnie, biorąc pod uwagę warunki pracy, wymiary budynku i wymagania właścicieli nieruchomości.

Zasady wyboru

Głównym kryterium wyboru instalacji jest jej wydajność. Samo obliczenia są bardzo trudne, dlatego lepiej skontaktować się ze specjalistami.

Parametry, które są ważne przy wyborze:

• Współczynnik wydajności, który mówi o sposobie redystrybucji temperatury przepływów zamiast oszczędzania ciepła. Rzeczywiste liczby są zbliżone do 65–80%. Oświadczenia o 90% i więcej są niczym więcej niż ruchami marketingowymi. Około 15% ciepła jest tracone przez wentylację, więc wartości 50% oszczędności energii nie mogą być prawdziwe.
• Materiał i grubość obudowy - cienkie metalowe urządzenia podlegają wibracjom i zwiększonemu hałasowi.
• Wiarygodne informacje o wydajności fanów, należy je wybrać z marginesem około 20%. Przy maksymalnej mocy wskazanej w paszportach wentylator przestaje wytwarzać ciśnienie niezbędne do cyrkulacji powietrza.
• Skład i charakterystyka systemów automatyki, czas sprawności podczas zaniku zasilania.
• Dodatkowe funkcje automatyzacji do sterowania klimatyzacją, nawilżaczem, nagrzewnicą elektryczną (w razie potrzeby).

Prawidłowo zainstalowana i skonfigurowana jednostka wentylacyjna z rekuperatorem obniży rachunki za energię o 10-15%. Oczekiwanie na więcej oszczędności nie ma sensu. Jednocześnie znacznie wzrośnie komfort w prywatnym domu lub mieszkaniu. Komponenty znanych firm działają przez długi czas i bezbłędnie przy prawidłowym obliczeniu i zgodności z zasadami instalacji.