Климатични инсталации с рекуперация на топлина за частна къща

Въпросът за повишаване на енергийната ефективност се разглежда задължително при проектиране и основен ремонт на частни жилищни сгради. Единицата за климатизация във вентилационна система е едно от най-ефективните решения за спестяване на енергийни разходи.

Видове вентилационни системи

Смяната на въздуха в жилищни и сервизни помещения, в кухнята и в банята е предпоставка за поддържане на здравословен микроклимат.

Вентилацията е естествена и принудителна.

В първия случай потоци чист въздух идват отвън и се отстраняват в атмосферата поради физически процеси на тяга във висока тръба.

През зимата студеният въздух навлиза в къщата през прозорци, врати, захранващи канали и напуска помещенията, затоплени до стайна температура - по този начин до 15% от енергията се губи за отопление на улицата.

Принудителните системи използват вентилатори, монтирани в подаващите въздух или изпускателните канали, за да циркулират потоци.

В захранващата и изпускателната вентилация и двата процеса са принудителни.

Принципът на работа на системи с рекуперация

Вентилацията с рекуперация работи по проста схема:

1. На място, удобно за монтаж и поддръжка, е монтиран рекуператор - топлообменник, към който са свързани входните и изходните вентилационни канали.
2. Топлият въздух от стаята загрява студения въздух, идващ отвън.
3. Отопляеми чисти въздушни маси се вдухват в къщата.
4. След това процесът се повтаря.

Експериментално е потвърдено, че при температура на отработения въздух от 23 ° C и въздуха, постъпващ отвън -20 ° C, в най-добрите проби от рекуператори входящите потоци се нагряват до 18 ° C. По този начин се постигат икономии на енергия.

Студеният и замърсен въздух в рекуператора не се смесва - чист въздух от улицата навлиза в сградата.

За да се увеличи ефективността при различни работни условия, са разработени голямо разнообразие от модели рекуператори.

Дизайнерски характеристики

Топлообменниците са класифицирани според различни критерии:

• техническа характеристика;
• начин на поставяне;
• материал на тялото и вътрешни елементи;
• принципът на действие;
• проектиране на работни елементи;
• физическата среда, използвана за пренос на топлина;
• схема за автоматизация и управление.

Изборът се прави след задълбочен анализ на всички характеристики.

Място на монтаж на оборудването

Когато избирате мястото за монтаж на основния блок на рекуператора, вземете предвид къде са монтирани вентилаторите или помпите. Шумът, генериран от устройството, може да бъде много обезпокоителен.

Те не инсталират рекуператори над спални и детски стаи.

Според метода на монтаж се разграничават подовите и висящи устройства, изборът се влияе от повърхността. Ако няма твърди основни стени, по-добре е да изберете модел, който е монтиран на пода.

Окачените устройства могат да бъдат скрити зад фалшиви тавани, но такива решения са подходящи за индустриални сгради. Вибрациите, генерирани от вентилатора и корпуса, се предават и усилват от строителната конструкция.

Корпусът на топлообменника може да бъде хоризонтален или вертикален. Това не засяга техническите характеристики, но ви позволява да изберете модел за удобно свързване на въздуховоди. Колкото по-малко са завоите и завоите, толкова по-малко шум от въздушните потоци и по-малко енергия се изразходва за движещи се въздушни маси от вентилаторите.

Типични строителни схеми

Всички рекуператори обикновено са разделени на модели с директен топлопренос и устройства с междинен топлоносител.

Първият клас включва топлообменници:

• камера;
• ротационен;
• ламеларен кръстосан и противопоток;
• тръбни.

Устройствата с междинен топлоносител използват фреон или течност вода-гликол.

Камара

Устройството се състои от две изолирани камери. Потоците се контролират автоматично от подвижна клапа.

На първия етап топлият въздух се насочва в камера № 1, докато стените се нагряват. След определено време амортисьорът променя въздушния поток - уличният амортисьор се насочва в отопляемата камера и се загрява там, а амортисьорът на стаята по това време в камера No2.

Процесът се повтаря циклично, когато отделенията се затоплят и охлаждат. Ефективността на устройствата не надвишава 50 - 60%.

Ротационен

Топлообменникът в климатика с ротационен рекуператор е плочите, прикрепени към колелото. Валът се върти бавно в барабана, оста съвпада с въздушните потоци. Барабанът е разделен на две части, на едната от които въздухът на апартамента се движи, а на другата уличен въздух. Работното колело на колелото, движещо се в първия сегмент, се загрява. Освен това, чрез въртене, нагретите лопатки се преместват в друга част на барабана, където отдават топлина на уличния въздух.

Контролното оборудване ви позволява да изключите режима на отопление през топлия сезон. Ефективността на инсталацията е около 80%.

Недостатъкът на модела е техническата невъзможност за пълно разделяне на потоците - около 5% от въздушните маси се смесват. Особеността не позволява използването на устройства от този тип в помещения, където SNiP са установили максимално допустими стойности на замърсяване.

Ламеларен

Моделите се произвеждат в два вида: противопоток и напречен поток, името зависи от посоката на движение на въздуха.

Алуминиевите плочи натрупват и отделят топлина, от която се образуват тесни водещи канали.

Схемата за производство позволява да се постигне смесване на въздушни маси на ниво от около 0,1%, което служи като основа за разглеждане на устройството като запечатано.

Ефективността на противопоточните рекуператори директно зависи от геометричните размери. Обемното оборудване има висока цена и рядко се използва за частни къщи.

В топлообменниците с кръстосан поток въздушните потоци пресичат устройството перпендикулярно.

Рекуператорите с обратен поток са най-ефективни с малки размери. Голям брой компоненти намаляват механичната якост, поради което такива агрегати се използват само с малки спада на налягането.

Тръбни

Конструктивно направена от една тръба с голям диаметър, вътре в която има много тръби с по-малко напречно сечение.

Топли потоци, преминаващи през тънки тръби, ги загряват. Поток от уличен въздух се загрява от стените, който се подава в къщата с помощта на вентилатор.

Вентилация с фреонов рекуператор

Фреоновите рекуператори принадлежат към класа устройства с междинен топлоносител.

Работата се основава на два физически принципа:

• промяна в състоянието на агрегация на фреон по време на циклите на нагряване-охлаждане - охлаждащата течност, охлаждайки се, се превръща в течно състояние и се превръща в газова фракция при нагряване;
• свойството на газа да е по-високо от течност поради различно специфично тегло.

Дизайнът представлява набор от пръстеновидни тръби, пълни с фреонов хладилен агент.

Тръбите преминават през каналите на вентилационния блок и изпускателният канал винаги трябва да бъде по-нисък от захранващия канал. Топлият въздух загрява долната част на тръбите, фреонът кипи и се издига в горната кухина, през която преминава студен уличен въздух. В горната камера фреонът в тръбата отделя топлина, докато се охлажда, преминава в течната фракция и слиза надолу през тръбата.

Предимства на фреоновата система:

• липса на компресори за изпомпване на охлаждаща течност, което означава висока надеждност на устройството;
• пълно отсъствие на смесване на чист и замърсен въздух, което се постига чрез запечатване на преходните точки на тръбите през стените на камерите.

Канален рекуператор с междинен топлоносител

Устройството се състои от два топлообменника, които могат да се разпръснат на големи разстояния.

Оборудването е подходящо за реконструкция на вентилационни системи, чийто дизайн първоначално не е проектиран за възможността за топлообмен.

Работен алгоритъм:

1. Въздухът в изпускателния канал преминава през топлообменник, състоящ се от тръби, през които циркулира течност от етилен гликол.
2. Охлаждащата течност се изпомпва посредством циркулационна помпа в същия радиатор, монтиран в захранващия канал.
3. Течността предава топлина към подаващия въздух, преминаващ през решетката на радиатора.
4. Процесът на изпомпване се извършва непрекъснато.

За да се регулира степента на топлообмен, между транспортиращите тръби са монтирани клапани. По принцип това е подобно на схемата за регулиране на топлопреминаването на отоплителните радиатори.

При всеки дизайн на рекуператори в устройството се образува кондензат. За да се премахне, трябва да се осигурят контейнер за събиране и път за по-нататъшно изхвърляне извън къщата или в канализационната система.

Основните елементи на вентилационните системи

Вентилацията с рекуперация на топлина в частна къща не се състои само от топлообменник.

Системата включва:

• защитни решетки;
• въздуховоди;
• клапани;
• фенове;
• филтри.
• органи за автоматизация и контрол.

Решетките предотвратяват случайно навлизане в системата на големи предмети, птици и гризачи, което може да причини инциденти. Тази опция е възможна, когато чуждо тяло падне върху работното колело на вентилатора. Последицата може да бъде:

• деформирани остриета и повишена вибрация (шум);
• заглушаване на ротора на вентилатора и изгаряне на намотките на двигателя;
• неприятна миризма от мъртви и гниещи животни.

Общото напречно сечение на отворите на решетката не трябва да бъде значително по-малко от напречното сечение на въздуховодите, това води до намаляване на производителността на цялата система.

Въздуховоди и фитинги (завои, тройници, адаптери) се купуват едновременно, те се опитват да закупят продукти от един производител. Разликата в размера води до пролуки в ставите, нарушаване на потока и турбуленция.

Гофрираните въздуховоди не се използват за вентилация с рекуператор, които създават устойчивост на въздушни потоци и повишен шум по време на работа.

Въздушните клапани са необходими за временна промяна на параметрите на движението на въздуха, например, те могат да се използват за затваряне на входния канал по време на особено мразовит период от време, когато рекуператорът не може да се справи с нагряването на въздуха до необходимата температура.

Във всички модели вентилация с рекуперация са инсталирани филтри. Те предпазват оборудването от уличен прах и дървесни пухчета, които бързо запушват топлообменниците.

Вентилаторите могат да бъдат вградени в рекуператорния блок или инсталирани в канали. При изчисляване трябва да се определи необходимата мощност на устройството.

Не можете да спестите от закупуване на вентилатори - евтините, нискокачествени продукти не са предназначени за дългосрочна експлоатация.Тъй като вентилаторите се износват, те издават шум, водят до вибрации на вентилационните компоненти, което причинява дискомфорт, когато сте в стаите.

Регулиране на микроклимата

Рекуператорът е неразделна част от цялостната система за захранваща и изпускателна вентилация. Операцията на системата не може да бъде конфигурирана веднъж и да не се променя през целия период на работа.

Режимите се променят в зависимост от сезона, температурата на въздуха и силата на вятъра, желаните климатични параметри в стаите.

Системите за контрол включват:

• Детектори за температура, влажност, дим, инсталирани в помещения и вътре в оборудването. По команди от сензори се включват или изключват вентилатори и друго контролно оборудване.
• Задвижващи механизми и техните задвижвания, които контролират работата на клапани, амортисьори, задвижки.
• Устройства за управление на работата на вентилатори, помпи, скорост на въртене на роторните плочи.
• Контролери на контролни устройства, които анализират ситуацията в къщата, регулатори на напрежението за стабилна и точна работа на оборудването.
• Резервни захранващи блокове в случай на прекъсване на електрозахранването.

Основните функции на системите за управление:

• контрол на температурата на входящия въздух, като се вземат предвид параметрите на микроклимата, външните условия, показанията на сензора;
• наблюдение и промяна на температурната интензивност на потоците преди и след топлообменника;
• управление на качеството на въздуха, включително съдържание на CO2;
• защита срещу замръзване на рекуператора;
• управление на вентилатора;
• изключване на захранващата вентилация в случай на пожар и включване на системата за отвеждане на дим;
• наблюдение на състоянието и издаване на информация за състоянието на филтрите.

Контролните панели се създават индивидуално, като се вземат предвид условията на експлоатация, големината на сградата и изискванията на собствениците на имота.

Правила за подбор

Основният критерий при избора на растение е неговата производителност. Много е трудно да направите изчисления сами, затова е по-добре да се свържете със специалисти.

Параметри, които са важни при избора:

• Коефициент на ефективност, който показва как температурата на потоците се преразпределя, а не спестява топлина. Реалните числа се доближават до 65-80%. Исковете около 90% и по-високи са не повече от маркетингови измами. Около 15% от топлината се губи чрез вентилация, така че цифрите около 50% икономии на енергия не могат да бъдат верни.
• Материал и дебелина на корпуса - Тънките метални устройства са подложени на вибрации и повишен шум.
• Надеждна информация за производителността на вентилатора, тя трябва да бъде избрана с марж от около 20%. При максималната мощност, посочена в паспортите, вентилаторът спира да създава налягането, необходимо за циркулация на въздуха.
• Съставът и характеристиките на системите за автоматизация, периодът на работа в случай на прекъсване на електрозахранването.
• Допълнителни възможности за автоматизация за управление на климатик, овлажнител на въздуха, електрически нагревател (ако е необходимо).

Правилно подбран и конфигуриран вентилационен блок с рекуператор ще намали сметките за енергия с 10-15%. Няма смисъл да очаквате повече спестявания. В същото време комфортът в частна къща или апартамент значително ще се увеличи. Компонентите на известни компании работят дълго време и безпроблемно с правилното изчисление и спазване на правилата за монтаж.