Havalandırma sistemlerinde ısı geri kazanımı: çalışma prensibi ve tasarım seçenekleri

Havalandırma işlemi sırasında odadan yalnızca egzoz havası geri dönüştürülmez, aynı zamanda termal enerjinin bir kısmı da geri dönüştürülür. Kışın bu durum daha yüksek enerji faturalarına yol açmaktadır.

Merkezi ve lokal havalandırma sistemlerinde ısı geri kazanımı, hava değişiminden ödün vermeden haksız maliyetleri azaltmanıza olanak sağlayacaktır. Termal enerjiyi geri kazanmak için farklı tipte ısı eşanjörleri kullanılır - geri kazanıcılar.

Makalede ünite modelleri, tasarım özellikleri, çalışma prensipleri, avantajları ve dezavantajları ayrıntılı olarak anlatılmaktadır. Sunulan bilgiler, havalandırma sistemini düzenlemek için en uygun seçeneği seçmede yardımcı olacaktır.

Geri kazanım kavramı: ısı eşanjörünün çalışma prensibi

Latince'den tercüme edilen iyileşme, tazminat veya geri dönüş anlamına gelir. Isı değişim reaksiyonları açısından geri kazanım, aynı proseste uygulama amacıyla teknolojik bir aksiyona harcanan enerjinin kısmi geri dönüşü olarak karakterize edilir.

İÇİNDE havalandırma sistemi Geri kazanım prensibi termal enerjiden tasarruf etmek için kullanılır.

Benzer şekilde, sıcak havalarda soğutma geri kazanılır - sıcak etki kütleleri egzoz atığını ısıtır ve sıcaklıkları düşer.

Enerji geri kazanım işlemi, reküperatif bir ısı eşanjöründe gerçekleştirilir.Cihaz, çok yönlü hava akışlarını pompalamak için bir ısı değişim elemanı ve fanlar içerir. Süreci kontrol etmek ve hava beslemesinin kalitesini kontrol etmek için bir otomasyon sistemi kullanılır.

Tasarım, besleme ve egzoz akışlarının ayrı bölmelerde olacağı ve karışmayacağı şekilde tasarlanmıştır - ısı geri kazanımı, ısı eşanjörünün duvarları aracılığıyla gerçekleştirilir.

Ne olduğunu anlayın ve anlayın kurtarma ile havalandırma Hava dolaşımının görsel bir diyagramı yardımcı olacaktır.

Islak odalarda (tuvalet, banyo, mutfak) egzoz havası davlumbazlardan dışarı çıkar. Dışarıya çıkarılmadan önce reküperatörden geçerek ısının bir kısmını bırakır. Verilen hava ters yönde hareket ederek ısınır ve oturma odalarına girer (+)

Havalandırmada reküperatörün fizibilitesi

Sistemin etkinliğini değerlendirerek ve avantajlarını dezavantajlarıyla karşılaştırarak iyileştirici havalandırma kurmanın fizibilitesinden bahsedebiliriz.

Isının bir kısmı dışarı çekilen egzoz havasından alınır ve odanın içine yönlendirilen basınçlı taze jetlere aktarılır. Bu, ısı kaybını %70'e (+) kadar azaltmanıza olanak tanır

Isı geri kazanımını kullanma ihtiyacı, en çok cebri hava egzozu olan binalarda geçerlidir. Kural olarak, bunlar yenilikçi ısı yalıtım teknolojileri (sandviç panellerden, gaz silikat levhalardan, köpük bloklardan yapılmış evler) kullanılarak inşa edilen düşük ataletli binalardır.

Bu tür binalarda duvarlar ısıyı iyi biriktirmez ve doğal hava değişimi etkisizdir.

Ancak hava sirkülasyonu ile ilgili sorunlar, tuğla ve betondan yapılmış “geleneksel” binalar için de tipiktir.Sızdırmaz ısı ve ses yalıtımlı PVC pencerelerin varlığı doğal bir dürtüyle dolaşımı engeller - temiz hava akışı durur ve havalandırma kanalındaki hava akımı devrildi veya sıfıra doğru eğilim gösterir.

“Euro-windows” sorununun çözümü cebri havalandırmanın organizasyonudur. Sistem hava değişimini geri kazandırır, ancak ısı kaybı% 60'a kadar artar. Ve burada artık ısı geri kazanımı olmadan yapmak mümkün değil.

Değişim işleminin verimliliği yüzde olarak ifade edilir ve taze "girişi" ısıtmak için egzoz havasından harcanan ısı miktarını gösterir.

Havalandırma ısı geri kazanım verimliliği göstergesi:

• 0% - açık pencere - sıcak hava atmosfere çıkarılır ve soğuk hava içeri girerek odadaki sıcaklığı düşürür;
• 100% - besleme havası “egzoz” sıcaklığına kadar ısıtılır - uygulanması teknik olarak imkansızdır;
• 30-90% - kabul edilebilir bir parametre, %60 veya daha fazla verimlilikle geri kazanım iyi kabul edilir, %80'in üzerindeki verimlilik mükemmel ısı transferidir.

Sistemin verimliliği reküperatörün tipine, oda boyutlarına ve hava akışına bağlıdır. Her durumda,% 30 verimlilikle bile geri kazanım havalandırmasının kullanılması, yokluğundan daha karlı. Enerji kaynaklarından önemli ölçüde tasarruf edilmesine ek olarak, ısı “rejenerasyonu” odadaki genel mikro iklimi iyileştirir.

Isı değiştirici kullanmanın dezavantajları:

1. Enerji bağımlılığı. Reküperatörün kurulumundan sonra elektrik tüketimi tasarruflarından önemli ölçüde azsa, iklim kontrol ekipmanının satın alınması haklı çıkar.
2. Yoğuşma. Sıcaklık farklılıklarından dolayı ısı eşanjörünün duvarlarında nem yoğunlaşabilir. Kışın, verimliliğin hızlı bir şekilde düşmesine veya reküperatörün arızalanmasına yol açabilecek buzlanma olasılığı vardır.
3. Gürültülü çalışma. Bazı modeller çalışma sırasında bir uğultu yayar.Gün içinde bu dezavantaj özellikle fark edilmiyorsa, geceleri gürültü rahatsızlığa neden olur. İyileştirilmiş izolasyona sahip reküperatörler sessiz çalışır.

Yüksek başlangıç ​​yatırımı genellikle enerji tasarruflu havalandırmaya karşı temel argümandır.

5-8 yıl içinde kendini amorti edecek bir sisteme para yatırmanız tavsiye edilir. Kompleksin bakımı için, örneğin fanların periyodik olarak değiştirilmesi gibi ek maliyetlerin ortaya çıkması gerekeceği dikkate alınmalıdır.

Farklı tipteki ısı değiştiricilerin özellikleri

Reküperatörün tasarımı, soğutucunun akış düzenini, havalandırma sisteminin verimliliğini, enerji tüketim sınıfını ve ekipmanın maliyetini belirler. Beş tip ısı eşanjörü kullanılır: plakalı, döner, ısı borulu, odacıklı cihazlar ve ara soğutuculu modeller.

Plaka geri kazanım cihazı – tasarım basitliği

Isı eşanjörünün temeli, birçok paralel hava kanalına sahip kapalı bir odadır. Kanallar, çelik veya alüminyumdan yapılmış ısı ileten plakalar olan bölmelerle ayrılır.

Dalga şeklindeki plakalar (60-70 parça), oluşturulan kanallar birbirine çapraz yerleştirilecek şekilde tek blok halinde gruplandırılır - oluşturulan türbülans, ısı transferini artırır (+)

Gaz akışları birbirine doğru hareket eder, reküperatör kasetinde kesişir ancak karışmaz. Isı değişimi, plakaların farklı taraflardan eşzamanlı olarak soğutulması ve ısıtılması nedeniyle gerçekleştirilir.

Çapraz ısı değiştiricinin avantajları:

• ekipmanın kurulum ve konfigürasyon kolaylığı;
• hava kütleleriyle temasın hariç tutulması;
• uygun maliyet ve kompakt boyutlar;
• sürtünme ve hareketli parçaların olmaması.

Verimlilik oranı %40-70 aralığında değişmektedir.

Plaka modelinin ana dezavantajı egzoz kanalında yoğuşmanın birikmesi ve kışın buz oluşmasıdır. Ünitenin buzunu çözmek için, gelen akış ısı eşanjörünü atlayacak şekilde yeniden yönlendirilir ve çıkan sıcak akış, plakaların üzerindeki buzu eritir.

“Defrost” modunda enerji tasarrufu sağlanmaz, gelen havayı ısıtmak için 5 kW'a kadar güce sahip hava ısıtıcıları kullanılır. Ortalama verimlilik değeri %20 düşer (+)

Sorunu çözmenin iki olası yolu vardır:

1. Gelen hava akışının buz oluşumunun hariç tutulacağı bir sıcaklığa kadar önceden ısıtılması.
2. Higroskopik selülozdan yapılmış plakalara sahip reküperatör. Malzeme, egzoz hava kütlelerindeki nemi emer ve onu yeni gelen akışlara aktarır.

Çapraz ısı eşanjörü seçerken plakaların çalışma özelliklerini dikkate almalısınız.

Özellikleri üretim malzemesine bağlıdır:

1. Alüminyum folyo – uygun maliyet, ancak kışın sınırlı performans. Ayrıca hava kuruması nedeniyle konutlar için tavsiye edilmez. Alüminyum “dolgulu” modifikasyonlar banyolar ve yüzme havuzları için en iyi seçenektir.
2. Plastik bölmeler - fiyat olarak metal ürünlere benzer, ancak gelişmiş çalışma verimliliği açısından farklılık gösterir.
3. Selüloz ısı değiştirici – donmayı önleyin ve iç mekandaki normal nem içeriğini koruyun.

Higroselüloz geri kazanım cihazı, konut binalarının havalandırılması için en ekonomik ve en uygun olanıdır.

Döner reküperatör – yüksek sistem verimliliği

Isı eşanjörü, oluklu metal katmanlarla doldurulmuş bir silindir şeklinde sunulur. Drum ünitesi döndükçe her bölmeye dönüşümlü olarak sıcak veya soğuk hava jetleri girer.

Döner reküperatörün tasarımı: dönme mili ve iki hava kanalı.Rotorun bir kısmı “çalışarak” ısıtılır, tambur döner ve ısı bitişik kanalda yoğunlaşan soğuk kütlelere yönlendirilir (+)

Isı transferinin verimliliği rotorun dönüş hızına göre belirlenir; çalışma verimliliği ayarlanabilir.

Döner reküperatörün argümanları:

• ısı dönüşü %65-90'a kadar;
• yeterlik elektrik tüketimi;
• kısmi nem değişimi – nemlendirici olmadan da yapabilirsiniz;
• geri ödeme periyodu – 4 yıla kadar.

Yüksek verimliliğine rağmen tambur tipi ısı eşanjörü benzer tesisler arasında lider olamadı.

Havalandırma sisteminin dezavantajları:

1. Beslemeye kirli hava eklenmesi. Egzoz ve besleme kütleleri dönüşümlü olarak mikro kanallar arasında dolaşır, böylece "çalışmanın" yaklaşık% 3-8'i geri döndürülür. Tambur genellikle dışarı çıkan havanın kokusunu iletir.
2. Tasarımın karmaşıklığı. Rotorun dönen parçaları düzenli bakım ve periyodik değiştirme gerektirir. Hareketli elemanlar çalışma sırasında gürültü ve titreşim üretir.
3. Yüksek fiyat. Döner modellerin fiyatı plaka ürünlere göre daha yüksektir. Bunun nedeni tamburlu ısı eşanjörünün tasarımında karmaşık mekaniğin kullanılmasıdır.
4. Büyük boyutlar. Kurulum geniş bir havalandırma odasında gerçekleştirilir.

Hacimleri nedeniyle döner üniteler çoğunlukla endüstriyel işletmelerde kullanılmaktadır.

Hava akışlarının karışmasını en aza indirmek için döner ısı eşanjörleri ara sektörlerle desteklenir - burada mikro kanallara temiz hava üflenir ve bu hava davlumbazın içine geri akar. Devrenin dezavantajı verimin azalmasıdır (+)

Bağlantılı Isı Eşanjörleri - Glikol Modeli

Tasarım özellikleri nedeniyle, ara soğutucu içeren bir geri kazanım ünitesine genellikle birleşik ısı eşanjörleri veya buzul ünitesi adı verilir. Bu en esnek ısı geri kazanım sistemlerinden biridir. Bir ısı eşanjörü besleme kanalına, ikincisi ise egzoz kanalına kesilir.

Boru şeması şunları içerir: sirkülasyon pompası, genleşme deposu, hava valfi, kontrolör, sıcaklık sensörü, emniyet valfi, basınç göstergesi (+)

Çalışma prensibi. Glikol bileşimi ısı eşanjörleri arasında dolaşır. Isıtılan egzoz akışı nedeniyle soğutucunun sıcaklığı artar ve ardından termal enerji temiz havaya aktarılır. Kapalı sistem, gelen hava kütlelerinin karışmasını ortadan kaldırır.

Isı eşanjörlerinin soğutucu ile çalışmasının özellikleri:

• Verimlilik – %45-55;
• bir pompa kullanarak verimlilik ayarı - antifriz hareketinin hızı seçilir;
• besleme ve egzoz hava kanallarını birbirinden uzağa (800 m'ye kadar) yerleştirme imkanı;
• reküperatör dikey veya yatay olarak monte edilir;
• şiddetli donma durumunda egzoz ısı eşanjörünün yüzeyi donar ve buz oluşur; antifriz kullanımı, buz çözme işlemine başvurmadan reküperatörü çalıştırmanıza olanak tanır;
• sistemin geri ödeme süresi - 2 yıla kadar;
• 1 davlumbaz ve birden fazla giriş kombinasyonuna veya tam tersine izin verilir.

Egzoz ve emme havasının hacmi yaklaşık olarak eşit olmalıdır. Bu tür geri kazanıcılar genellikle, akışların karıştırılmasının kabul edilemez olduğu durumlarda, giriş suyunun zehirli veya aşırı derecede kirli olması durumunda kullanılır.

Oda ünitesi – kullanım çok yönlülüğü

Yapısal olarak, oda ısı eşanjörü, içinde hareketli bir damper ile bölünmüş kapalı bir kutudur.Açılan bölme, reküperatörün çalışma şemasını belirler.

Çıkış bir kanaldan geçer ve giriş ikinci odaya girer. Isı eşanjöründe sıcak kütleler birinci bölmenin duvarlarını ısıtır. Bir süre sonra damper hareket eder ve hava akışı yön değiştirir.

Sonuç olarak, giriş, birinci hava kanalının sıcak duvarları boyunca hareket eder ve "çıkış", ikinci odanın yüzeyini ısıtır. Belli bir noktada septum geri gelir ve döngü tekrarlanır.

Oda ısı değişim ünitesinin avantajları:

• Verimlilik – %80-90;
• yüksek kaliteli ısı yalıtımıyla birlikte ısıtma maliyetleri minimuma indirilir;
• kurulum kolaylığı - havalandırma ünitesinin parametrelerini seçerken uzman yardımına ihtiyaç duyulacaktır;
• nem seviyelerinin korunması;
• sistemin donması hariçtir.

Oda ısı eşanjörü, yılın uzun bir döneminde iç ve dış sıcaklıklar arasında önemli bir dengesizliğin olduğu bölgeler için mükemmel bir seçenektir.

Isı geri kazanım ünitesinin dezavantajları şunlardır:

• hareketli elemanların düzenli bakım ihtiyacı;
• karşı hava akımları kısmen karışır; kokular ve yabancı maddeler binaya geri akabilir.

Karışımı azaltmak için sistem aşağıdakilerle donatılmıştır: filtre elemanı. Hava daha temiz hale gelir ancak reküperatörün verimliliği düşer.

Isı boruları – kapalı ısı değişim sistemi

Reküperatör, freon gibi kolayca buharlaşan bir maddeyle doldurulmuş çok sayıda bakır veya alüminyum tüpten oluşur. Borulu bir ısı eşanjörünün çalışma prensibi, fiziksel işlemlere - ısıtıldığında bir maddenin durumundaki değişikliklere - dayanır.

Isı borusu dikey olarak yerleştirilir - ısı eşanjörünün alt ucu egzoz kanalında ve üst kısmı besleme havası kanalındadır. Giden akışlar tüpün ucundan geçer - freon ısınır, kaynar ve buharlaşır (+)

Gaz yükselir ve termal enerjiyi girişe salar, ardından freon yoğunlaşır ve geri kazanıcıdan aşağı akar. Termal döngü bir daire içinde tekrarlanır.

Borulu ısı eşanjörünün teknik ve operasyonel özellikleri:

• cihaz verimliliği – %65'e kadar;
• sessiz çalışma hareketli elemanların bulunmaması nedeniyle;
• tasarımın basitliği ve az bakım gerektirir;
• kompaktlık - küçük boyutlar ve düşük ağırlık;
• enerji bağımsızlığı – soğutma sıvısı doğal olarak dolaşır;

Önemli bir avantaj, içeri giren ve geri dönen hava akışlarının karışmamasıdır.

Isı borularının zayıf yönleri:

• yüksek verimlilik dar bir sıcaklık aralığında elde edilir - ani aşırı ısınmayla tüm freon buharlaşır ve yetersiz ısıtmayla buharlaşmanın yoğunluğu yavaşlar;
• boruların düşük mukavemeti – şekil değişikliği veya basıncın azalması ekipmanın performansını azaltır.

Borulu ısı eşanjörleri özel inşaatlarda, idari ve ofis binalarında ve küçük sanayi alanlarında kullanılmaktadır.

İyileştirici havalandırmayı organize etme yöntemleri

Kurtarma şu yollardan biriyle düzenlenir: merkezi ve merkezi olmayan. İlk durumda, tüm odadan gelen havalandırma akışları ısı eşanjöründen, ikincisinde ise bir odadan geçer.

Merkezi kompleks – klima santrali

Havalandırma sisteminin inşaatı veya büyük modernizasyonu aşamasında merkezi bir sistem kurulur.

Yerleşik bir geri kazanıcıya sahip bir zorlamalı besleme ve egzoz ünitesi (PVU) seçilmiştir. Ana seçim kriteri, yapıdaki tüm hava hacmine dayalı olarak kompleksin genel performansıdır (+)

Reküperatörlü bir PVU, kapalı pencereli evlerde bile yeterli hava değişimini sağlar. Aynı zamanda hava akımları cereyan oluşturmadan eşit şekilde dağıtılır.

Karmaşık klima santralleri aşağıdakilerle donatılmış monoblok tip:

• hayranlar - 24 saat temiz hava temini ve karbondioksitle doyurulmuş jetlerin emisyonu;
• ısıtıcılar – girişin ön ısıtılması;
• filtreler – tozu ve mikropartikülleri yakalayın;
• iyileştirici — Farklı kurulum türleri kullanılabilir.

Bazı PVU'ların işlevselliği bir gecikme zamanlayıcısı, güç regülatörü, nem seviyesi sensörleri vb. ile genişletilir.

Monoblok modellerin gövdesi, PVU'nun çalışmasını oldukça sessiz hale getiren gürültü emici malzeme ile kaplanmıştır. Havalandırma ünitelerinin dikey, yatay ve asma versiyonları mümkündür

Üretilen reküperatif monoblok PVU'lar kendilerini kanıtlamıştır: "Havalandırmalar" (Ukrayna), Dantherm (Danimarka), "Daikin" (Japonya), "Dantex" (İngiltere).

Yerel birimler - mevcut havalandırma sistemine ek

Kullanılan odadaki hava kütlelerinin dolaşımını yeniden sağlamak için, ısı geri kazanımlı merkezi olmayan hava girişleri uygundur.

Bir binanın cephesine kesilirler veya bir pencereden monte edilirler. Ana görevleri geliştirmektir besleme havalandırması evde.

Yerel reküperatörler bir fan ve bir plakalı ısı eşanjörü ile donatılmıştır. Giriş “manşonu” ses emici malzeme ile yalıtılmıştır.Kompakt havalandırma ünitelerinin kontrol ünitesi iç duvarda bulunur

Geri kazanımlı merkezi olmayan havalandırma sistemlerinin özellikleri:

• Yeterlik – 60-96%;
• Düşük verimlilik – cihazlar 20-35 m2'ye kadar odalarda hava değişimi sağlayacak şekilde tasarlanmıştır;
• Uygun Fiyat ve geleneksel duvar vanalarından çok kademeli filtreleme sistemine ve nemi ayarlama özelliğine sahip otomatik modellere kadar geniş bir ünite yelpazesi;
• Kurulum kolaylığı – devreye alma için hava kanalına gerek yoktur, duvar vanasını takın bunu kendi başına yapabilirsin.

Yerel reküperatörlerin popüler üreticileri: prana (Ukrayna), O.Erre (İtalya), kar fırtınası (Almanya), Havalandırma delikleri (Ukrayna), Aerovital (Almanya).

Duvar girişi seçimi için önemli kriterler: izin verilen duvar kalınlığı, performans, reküperatörün verimliliği, hava kanalının çapı ve pompalanan ortamın sıcaklığı

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Doğal havalandırma ve zorlamalı sistemin çalışmasının geri kazanımla karşılaştırılması:

Merkezi bir toplayıcının çalışma prensibi, verimliliğin hesaplanması:

Örnek olarak Prana duvar vanasını kullanan merkezi olmayan bir ısı eşanjörünün tasarımı ve çalıştırma prosedürü:

Isının yaklaşık %25-35'i havalandırma sistemi yoluyla odadan çıkar. Reküperatörler kayıpları azaltmak ve etkili bir şekilde ısıyı geri kazanmak için kullanılır. İklimsel ekipman, gelen havayı ısıtmak için atık kütlelerinin enerjisini kullanmanızı sağlar.

Eklemek istediğiniz bir şey var mı veya farklı havalandırma geri kazanım cihazlarının çalışmasıyla ilgili sorularınız mı var? Lütfen yayın hakkında yorumlarınızı bırakın ve bu tür tesislerin işletilmesiyle ilgili deneyiminizi paylaşın. İletişim formu alt blokta yer almaktadır.