Vzduchotechnické jednotky se zpětným získáváním tepla pro soukromý dům

Otázka zvyšování energetické účinnosti je nutně zvažována při navrhování a generálních opravách soukromých obytných budov. Vzduchotechnická jednotka ve ventilačním systému je jedním z nejúčinnějších řešení, jak ušetřit náklady na energii.

Typy ventilačních systémů

Výměna vzduchu v obytných a technických místnostech, v kuchyni a v koupelně je předpokladem pro udržení zdravého mikroklimatu.

Větrání je přirozené a vynucené.

V prvním případě proudy čistého vzduchu přicházejí zvenčí a jsou odváděny do atmosféry v důsledku fyzikálních procesů tahu ve vysokém potrubí.

V zimě vstupuje studený vzduch do domu okny, dveřmi, přívodními kanály a nechává prostor zahřát na pokojovou teplotu - na vytápění ulice tak zbytečně až 15% energie.

Nucené systémy používají k cirkulaci toků ventilátory instalované v přívodních nebo výfukových kanálech.

V přívodní a výfukové ventilaci jsou oba procesy nucené.

Princip fungování systémů s rekuperací

Větrání s rekuperací funguje podle jednoduchého schématu:

1. Na místě vhodném pro instalaci a údržbu je instalován rekuperátor - výměník tepla, ke kterému jsou připojeny vstupní a výstupní ventilační kanály.
2. Teplý vzduch z místnosti ohřívá studený vzduch přicházející zvenčí.
3. Ohřáté čisté vzduchové hmoty jsou vháněny do domu.
4. Poté se postup opakuje.

Experimentálně bylo ověřeno, že při teplotě odpadního vzduchu 23 ° C a vzduchu vstupujícího zvenčí -20 ° C se v nejlepších vzorcích rekuperátorů zahřívají vstupní proudy až na 18 ° C. Tímto způsobem je dosaženo úspor energie.

Studený a znečištěný vzduch v rekuperátoru se nemísí - do budovy vstupuje čistý vzduch z ulice.

Pro zvýšení efektivity v různých provozních podmínkách byla vyvinuta široká škála modelů rekuperátorů.

Designové vlastnosti

Výměníky tepla jsou klasifikovány podle různých kritérií:

• technická charakteristika;
• způsob umístění;
• materiál těla a vnitřní prvky;
• zásada jednání;
• návrh pracovních prvků;
• fyzické médium používané pro přenos tepla;
• schéma automatizace a řízení.

Volba se provádí po důkladné analýze všech funkcí.

Místo instalace zařízení

Při výběru místa instalace hlavní jednotky rekuperátoru je třeba vzít v úvahu, kde jsou instalovány ventilátory nebo čerpadla. Hluk generovaný zařízením může být velmi rušivý.

Neinstalují rekuperátory nad ložnice a školky.

Podle způsobu instalace se rozlišují podlahová a závěsná zařízení, výběr je ovlivněn povrchem. Pokud neexistují žádné pevné hlavní stěny, je lepší zvolit model namontovaný na podlaze.

Zavěšená zařízení lze skrýt za podhledy, ale taková řešení jsou vhodná pro průmyslové budovy. Vibrace generované ventilátorem a skříní jsou přenášeny a zesilovány stavební konstrukcí.

Těleso výměníku tepla může být vodorovné nebo svislé. To nemá vliv na technické vlastnosti, ale umožňuje vám vybrat model pro pohodlné připojení vzduchovodů. Čím méně zatáček a zatáček, tím méně hluku z proudění vzduchu a méně energie se vynakládá na pohyb vzdušných hmot fanoušky.

Typická konstrukční schémata

Všechny rekuperátory se běžně dělí na modely přímého přenosu tepla a zařízení s mezilehlým nosičem tepla.

První třída zahrnuje výměníky tepla:

• komora;
• rotační;
• lamelární příčný a protiproud;
• trubkovitý.

Zařízení s mezilehlým nosičem tepla používají kapalinu freon nebo vodu-glykol.

Komora

Zařízení se skládá ze dvou izolovaných komor. Toky jsou automaticky řízeny pohyblivou klapkou.

V první fázi je teplý vzduch směrován do komory č. 1, zatímco stěny jsou ohřívány. Po určité době automaticky změní klapka proudění vzduchu - pouliční klapka je směrována do vyhřívané komory a tam se ohřívá a vnitřní klapka v tomto okamžiku přejde do komory č. 2.

Proces se cyklicky opakuje, když se komory zahřívají a ochlazují. Účinnost zařízení nepřesahuje 50 - 60%.

Rotační

Výměník tepla ve vzduchotechnické jednotce s rotačním rekuperátorem jsou desky připevněné ke kolu. Hřídel se v bubnu otáčí pomalu, osa se shoduje s prouděním vzduchu. Buben je rozdělen na dvě části, na jedné se pohybuje vzduch v bytě, na druhé ulici vzduch. Oběžné kolo kola, pohybující se v prvním segmentu, se zahřívá. Dále se pomocí rotace ohřívané lopatky přesouvají do jiné části bubnu, kde vydávají teplo pouličnímu vzduchu.

Řídicí zařízení umožňuje v teplém období vypnout režim vytápění. Účinnost instalace je asi 80%.

Nevýhodou modelu je technická nemožnost úplného oddělení toků - asi 5% vzduchových hmot je smíšeno. Zvláštnost neumožňuje použití zařízení tohoto typu v místnostech, kde SNiP stanovily maximální přípustné hodnoty kontaminace.

Lamelové

Modely se vyrábějí ve dvou typech: protiproudé a příčné, název závisí na směru pohybu vzduchu.

Hliníkové desky se hromadí a uvolňují teplo, ze kterého jsou vytvořeny úzké vodicí kanály.

Výrobní schéma umožňuje dosáhnout smíchání vzduchových hmot na úrovni asi 0,1%, což slouží jako základ pro to, aby bylo zařízení považováno za utěsněné.

Účinnost protiproudých rekuperátorů přímo závisí na geometrických rozměrech. Objemné vybavení má vysoké náklady a pro soukromé domy se používá jen zřídka.

U výměníků tepla s příčným tokem proudí vzduch zařízením kolmo.

Rekuperátory s protiproudem jsou nejúčinnější s malými rozměry. Velké množství komponent snižuje mechanickou pevnost, proto se takové jednotky používají pouze s malými tlakovými ztrátami.

Tubulární

Konstrukčně vyrobeno z jedné trubky o velkém průměru, uvnitř které je mnoho trubek menšího průřezu.

Teplé proudy procházející tenkými trubicemi je zahřívají. Proud pouličního vzduchu je ohříván ze stěn, které jsou přiváděny do domu pomocí dmychadla.

Větrání pomocí freonového rekuperátoru

Freonové rekuperátory patří do třídy zařízení s mezilehlým nosičem tepla.

Práce je založena na dvou fyzikálních principech:

• změna stavu agregace freonu během cyklů ohřevu a chlazení - chladicí kapalina se ochladí, změní se na kapalný stav a při zahřátí se změní na plynnou frakci;
• vlastnost plynu být vyšší než kapalina v důsledku odlišné měrné hmotnosti.

Konstrukce je sada prstencových trubek naplněných freonovým chladivem.

Trubky procházejí kanály ventilační jednotky a odtahové potrubí musí být vždy nižší než přívodní potrubí. Teplý vzduch ohřívá spodní část trubek, freon se vaří a stoupá do horní dutiny, kterou prochází studený vzduch z ulice. V horní komoře uvolňuje freon v trubici teplo, zatímco se sám ochlazuje, prochází do kapalné frakce a prochází trubicí dolů.

Výhody systému Freon:

• nedostatek kompresorů pro čerpání chladicí kapaliny, což znamená vysokou spolehlivost zařízení;
• úplná absence směšování čistého a znečištěného vzduchu, čehož je dosaženo utěsněním přechodových bodů trubek stěnami komor.

Potrubní rekuperátor s mezilehlým nosičem tepla

Zařízení se skládá ze dvou tepelných výměníků, které lze rozložit na velké vzdálenosti.

Zařízení je vhodné pro rekonstrukci ventilačních systémů, jejichž konstrukce nebyla původně navržena pro možnost výměny tepla.

Pracovní algoritmus:

1. Vzduch ve výfukovém potrubí prochází tepelným výměníkem skládajícím se z trubek, kterými cirkuluje kapalina ethylenglykolu.
2. Chladicí kapalina je čerpána pomocí oběhového čerpadla do stejného chladiče instalovaného v přívodním potrubí.
3. Kapalina přenáší teplo na přiváděný vzduch procházející mřížkou chladiče.
4. Proces čerpání probíhá nepřetržitě.

Pro regulaci stupně přenosu tepla jsou mezi přepravními trubkami instalovány ventily. V zásadě je to podobné schématu pro regulaci přenosu tepla topných těles.

Při jakékoli konstrukci rekuperátorů se v zařízení tvoří kondenzát. K jeho odstranění je nutné zajistit sběrnou nádobu a cestu pro další likvidaci mimo dům nebo do kanalizace.

Hlavní prvky ventilačních systémů

Větrání se zpětným získáváním tepla v soukromém domě nespočívá pouze v bloku výměníku tepla.

Systém zahrnuje:

• ochranné mřížky;
• vzduchové kanály;
• ventily;
• fanoušci;
• filtry.
• automatizační a kontrolní orgány.

Mřížky zabraňují náhodnému vniknutí velkých předmětů, ptáků a hlodavců do systému, což může způsobit nehodu. Tato možnost je možná, když na oběžné kolo ventilátoru spadne cizí předmět. Důsledkem může být:

• deformované nože a zvýšené vibrace (hluk);
• zablokování rotoru ventilátoru a spalování vinutí motoru;
• nepříjemný zápach z mrtvých a rozpadajících se zvířat.

Celkový průřez otvorů mřížky by neměl být výrazně menší než průřez vzduchových kanálů, což vede ke snížení výkonu celého systému.

Vzduchovody a tvarovky (oblouky, T-kusy, adaptéry) se nakupují současně, snaží se nakupovat výrobky od jednoho výrobce. Rozdíl ve velikosti vede k mezerám v kloubech, narušení toku a turbulencím.

Vlnité vzduchové kanály se nepoužívají k ventilaci rekuperátorem, který během provozu vytváří odpor proti proudění vzduchu a zvyšuje hluk.

Vzduchové ventily jsou potřebné k dočasné změně parametrů pohybu vzduchu, například je lze použít k uzavření přívodního kanálu během zvláště mrazivého období, kdy rekuperátor nedokáže zvládnout ohřev vzduchu na požadovanou teplotu.

Filtry jsou instalovány ve všech modelech ventilace s rekuperací. Chrání zařízení před pouličním prachem a chmýří stromů, které rychle ucpávají výměníky tepla.

Ventilátory lze zabudovat do rekuperační jednotky nebo instalovat do potrubí. Při výpočtu je třeba určit požadovaný výkon zařízení.

Nemůžete ušetřit na nákupu ventilátorů - levné a nekvalitní výrobky nejsou určeny pro dlouhodobý provoz.Jak se ventilátory opotřebovávají, vytvářejí hluk a vedou k vibracím ventilačních komponent, což způsobuje nepříjemné pocity při pobytu v místnosti.

Regulace mikroklimatu

Rekuperátor je nedílnou součástí celkového systému přívodu a odvodu vzduchu. Provoz systému nelze nakonfigurovat jednou a během celé doby provozu se nezmění.

Režimy se mění v závislosti na ročním období, teplotě vzduchu a síle větru, požadovaných klimatických parametrech v místnostech.

Řídicí systémy zahrnují:

• Teplota, vlhkost, detektory kouře instalované v místnostech a uvnitř zařízení. Ventilátory a další ovládací zařízení se zapínají a vypínají povely ze senzorů.
• Pohony a jejich pohony, které řídí činnost ventilů, tlumičů, šoupátek.
• Zařízení pro řízení činnosti ventilátorů, čerpadel, otáček rotorových desek.
• Regulátory řídicích zařízení, která analyzují situaci v domě, regulátory napětí pro stabilní a přesný provoz zařízení.
• Záložní napájecí jednotky pro případ výpadku proudu.

Hlavní funkce řídicích systémů:

• regulace teploty přiváděného vzduchu s přihlédnutím k parametrům mikroklimatu, vnějším podmínkám, odečtu senzorů;
• řízení a změna intenzity teploty na výstupu před a za výměníkem tepla;
• řízení kvality ovzduší, včetně obsahu CO2;
• ochrana proti zamrznutí rekuperátoru;
• ovládání ventilátoru;
• vypnutí přívodního větrání v případě požáru a zapnutí systému odvodu kouře;
• sledování stavu a vydávání informací o stavu filtrů.

Ovládací panely se vytvářejí individuálně s ohledem na provozní podmínky, velikost budovy a požadavky majitelů nemovitostí.

Pravidla výběru

Hlavním kritériem při výběru zařízení je jeho výkon. Je velmi obtížné provádět výpočty samostatně, takže je lepší kontaktovat specialisty.

Parametry, které jsou důležité při výběru:

• Koeficient účinnosti, který určuje, jak se teplota proudů přerozdělí, spíše než úspory tepla. Reálná čísla se blíží 65-80%. Nároky kolem 90% a vyšší nejsou ničím jiným než marketingovými triky. Asi 15% tepla se ztrácí ventilací, takže údaje o 50% úsporách energie nemohou být pravdivé.
• Materiál a tloušťka pouzdra - Zařízení z tenkého kovu podléhají vibracím a zvýšenému hluku.
• Spolehlivé informace o výkonu ventilátoru, měly by být vybrány s rozpětím asi 20%. Při maximálním výkonu uvedeném v pasech přestane ventilátor vytvářet tlak potřebný pro cirkulaci vzduchu.
• Složení a vlastnosti automatizačních systémů, doba provozuschopnosti při výpadku proudu.
• Další možnosti automatizace pro ovládání klimatizace, zvlhčovače vzduchu, elektrického ohřívače (pokud je to nutné).

Správně vybraná a nakonfigurovaná ventilační jednotka s rekuperátorem sníží účty za energii o 10-15%. Nemá smysl očekávat další úspory. Zároveň se znatelně zvýší komfort v soukromém domě nebo bytě. Komponenty od známých společností fungují dlouho a bez problémů se správným výpočtem a dodržováním pravidel instalace.