Princip rada i ugradnja klima komora s povratom topline

Ventilacijski uređaji s povratnim hlađenjem s povratom topline pojavili su se relativno nedavno, ali su ubrzo stekli popularnost i postali vrlo popularni u sustavu. Uređaji su u stanju u potpunosti hladiti prostor tijekom hladnog perioda, uz održavanje optimalne temperature ulaznog zraka.

Kada se u jesensko-zimskom razdoblju koristi dovodna i odvodna ventilacija, često se postavlja pitanje održavanja topline u prostoriji. Protok hladnog zraka koji dolazi iz ventilacije ulazi u pod i pridonosi stvaranju nepovoljne mikroklime. Najčešći način rješavanja ovog problema je ugradnja grijača koji zagrijava protok hladnog vanjskog zraka prije nego što se unesu u prostoriju. Međutim, ova metoda je vrlo energetski intenzivna i ne sprječava gubitak topline u prostoriji.

Najbolje rješenje problema je opremiti ventilacijski sustav izmjenjivačem topline. Rekuperator je uređaj u kojem su kanali za odvod i dovod zraka u neposrednoj blizini. Jedinica za oporavak omogućuje djelomično prijenos topline iz zraka koji izlazi iz prostorije na ulazni zrak. Zahvaljujući tehnologiji izmjene topline između višesmjernih strujanja zraka moguće je uštedjeti do 90% električne energije, a ljeti se uređaj može koristiti za hlađenje ulaznih zračnih masa.

Rekuperator topline sastoji se od tijela koje je prekriveno toplinskim i zvučno izolirajućim materijalima i izrađeno je od čeličnog lima. Tijelo uređaja je dovoljno čvrsto i može izdržati težinu i vibracijska opterećenja. Na kućištu su otvori za dotok i istjecanje, a kretanje zraka kroz uređaj osiguravaju dva ventilatora, obično aksijalnog ili centrifugalnog tipa. Potreba za njihovom ugradnjom posljedica je značajnog usporavanja prirodne cirkulacije zraka, što je uzrokovano visokim aerodinamičkim otporom rekuperatora. Kako bi se izbjeglo usisavanje otpalog lišća, malih ptica ili mehaničkih ostataka, na ulazu na strani ulaza postavljena je usisna rešetka za zrak. Ista rupa, ali sa strane prostorije, također je opremljena rešetkom ili difuzorom, koji ravnomjerno raspoređuje protok zraka. Pri ugradnji razgranatih sustava na otvore se montiraju zračni kanali.

Dodatno, ulazi oba toka opremljeni su finim filterima koji štite sustav od prašine i kapljica masti. To štiti kanale izmjenjivača topline od začepljenja i značajno produljuje vijek trajanja opreme. Međutim, postavljanje filtera je komplicirano zbog potrebe stalnog praćenja njihovog stanja, čišćenja i, ako je potrebno, njihove zamjene. Inače će začepljeni filtar djelovati kao prirodna zapreka za protok zraka, zbog čega će se otpornost na njih povećati i ventilator će se slomiti.

Osim ventilatora i filtera, rekuperatori uključuju grijače elemente koji mogu biti vodeni i električni. Svaki grijač je opremljen temperaturnim relejem i može se automatski uključiti ako se toplina koja izlazi iz kuće ne nosi s zagrijavanjem ulaznog zraka. Snaga grijača se bira u skladu s volumenom prostorije i radnom snagom ventilacijskog sustava. Međutim, kod nekih uređaja grijači štite izmjenjivač topline od smrzavanja i nemaju utjecaja na temperaturu ulaznog zraka.

Elementi bojlera su ekonomičniji. To proizlazi iz činjenice da nosač topline koji se pomiče na bakrenom svitku dolazi do njega iz sustava grijanja kuće. Od zavojnice se zagrijavaju ploče, koje, pak, odaju toplinu struji zraka. Sustav regulacije bojlera predstavlja trosmjerni ventil koji otvara i zatvara dovod vode, prigušni ventil koji smanjuje ili povećava njegovu brzinu i jedinicu za miješanje koja regulira temperaturu. Grijači vode ugrađeni su u sustav kanala s pravokutnim ili kvadratnim presjekom.

Električni grijači su često ugrađeni na zračnim kanalima s kružnim poprečnim presjekom, a spirala djeluje kao grijač. Za ispravan i učinkovit rad spiralnog grijača, brzina protoka zraka trebala bi biti veća ili jednaka 2 m / s, temperatura zraka bi trebala biti 0-30 stupnjeva, a vlažnost prolaznih masa ne bi trebala prelaziti 80%. Svi električni grijači opremljeni su tajmerom i termalnim prekidačem koji isključuje uređaj u slučaju pregrijavanja.

Uz standardni set elemenata, na zahtjev potrošača, u izmjenjivačima topline ugrađuju se ionizatori zraka i ovlaživači, a najmoderniji modeli opremljeni su elektroničkom upravljačkom jedinicom i funkcijom programiranja načina rada, ovisno o vanjskim i unutarnjim uvjetima. Instrumentne ploče imaju estetski izgled, omogućujući rekuperatorima da se organski uklope u ventilacijski sustav i da ne naruše harmoniju prostorije.

Da bismo bolje razumjeli kako regenerativni sustav funkcionira, treba uputiti na prijevod riječi "rekuperator". Doslovno, to znači "povratak korišten", u ovom kontekstu - prijenos topline. U ventilacijskim sustavima, izmjenjivač topline odvodi toplinu iz zraka koji izlazi iz prostorije i daje je dolaznim strujama. Temperaturna razlika između višesmjernih zračnih mlaznica može doseći 50 stupnjeva. Ljeti uređaj radi obrnuto i hladi zrak koji izlazi s ulice na temperaturu koja izlazi. U prosjeku, učinkovitost uređaja je 65%, što omogućuje racionalno korištenje energetskih resursa i značajno štedi na električnoj energiji.

U praksi je izmjena topline u izmjenjivaču topline sljedeća: prisilna ventilacija dovodi višak zraka u prostoriju, zbog čega su onečišćene mase prisiljene napustiti prostoriju kroz ispušni kanal. Izlazni topli zrak prolazi kroz izmjenjivač topline, zagrijavajući zidove konstrukcije. U isto vrijeme, prema njoj se kreće struja hladnog zraka, koja uzima toplinu dobivenu izmjenjivačem topline bez miješanja s iscrpljenim potocima.

Međutim, hlađenje zraka koje izlazi iz prostorije dovodi do stvaranja kondenzata. Uz dobru izvedbu ventilatora, koji daju zračnim masama veliku brzinu, kondenzat nema vremena pasti na zidove uređaja i izlazi van s strujom zraka. Ali ako brzina zraka nije bila dovoljno visoka, voda se počinje nakupljati unutar uređaja. U tu svrhu paleta je uključena u konstrukciju izmjenjivača topline, koja se nalazi na blagom nagibu prema otvoru za odvod.

Kroz ispusni otvor voda ulazi u zatvoreni spremnik, koji se postavlja sa strane prostorije. To je uvjetovano činjenicom da akumulirana voda može zamrznuti izlazne kanale, a kondenzat neće imati mjesta za isušivanje. Nije preporučljivo koristiti sakupljenu vodu za ovlaživače: tekućina može sadržavati veliki broj patogenih mikroorganizama, te se stoga mora ulijevati u kanalizacijski sustav.

Međutim, ako se i dalje stvara mraz od kondenzacije, preporučuje se ugradnja dodatne opreme - premosnica. Ovaj uređaj je izrađen u obliku premosnog kanala kroz koji će ulazni zrak ući u prostoriju. Kao rezultat, izmjenjivač topline ne zagrijava dolazne struje, već troši svoju toplinu isključivo za topljenje leda. Dolazni zrak se zatim zagrijava pomoću grijača koji se sinkronizirano uključuje s premosnicom. Nakon što se otopi sav mraz i voda dovede u spremnik, obilaznica se isključuje i rekuperator počinje raditi u normalnom načinu rada.

Osim ugradnje obilaznice, protiv zaleđivanja koristi se higroskopna pulpa. Materijal je u posebnim kazetama i upija vlagu prije nego što padne u kondenzat. Vlažna para prolazi kroz sloj celuloze i vraća se u prostoriju s dolaznom strujom. Prednosti takvih uređaja su jednostavna instalacija, opcionalna instalacija zbirke za kondenzat i spremnik. Osim toga, učinkovitost kasetnih izmjenjivača topline ne ovisi o vanjskim uvjetima, a učinkovitost je veća od 80%. Nedostaci uključuju nemogućnost korištenja u sobama s prekomjernom vlagom i visokim troškovima nekih modela.

Suvremeno tržište opreme za ventilaciju predstavlja širok izbor izmjenjivača topline različitih tipova, koji se međusobno razlikuju u konstrukciji i načinu izmjene topline između potoka.

• Modeli ploča su najjednostavniji i najčešći tip rekuperatora, odlikuju se niskom cijenom i dugim vijekom trajanja. Izmjenjivač topline modela sastoji se od tankih aluminijskih ploča, koje imaju visoku toplinsku provodljivost i značajno povećavaju učinkovitost uređaja, koji u modelima ploča mogu doseći 90%. Pokazatelji visoke učinkovitosti su zbog posebnosti strukture izmjenjivača topline, ploče u kojima su raspoređene tako da se oba toka izmjenjuju između njih pod kutom od 90 stupnjeva jedan prema drugome. Redoslijed prolaza toplih i hladnih mlazova omogućio je savijanje rubova na pločama i brtvljenje spojeva poliesterskim smolama. Osim aluminija, za proizvodnju ploča koriste se legure bakra i mjedi, kao i polimerne hidrofobne plastike. Međutim, osim prednosti, pločasti izmjenjivači topline imaju svoje slabosti. Nedostatak modela je velika opasnost od kondenzacije i stvaranja leda, što je uzrokovano prevelikim međusobnim rasporedom ploča.

• Rotacijski modeli Sastoje se od tijela unutar kojeg se okreće cilindrični rotor koji se sastoji od profiliranih ploča. Tijekom rotacije rotora, toplina se prenosi iz izlaznih tokova na ulazne tokove, što rezultira blagim miješanjem mase. I premda stopa miješanja nije kritična i obično ne prelazi 7%, takvi se modeli ne koriste u dječjim i medicinskim ustanovama. Razina povrata mase zraka u cijelosti ovisi o brzini rotacije rotora, koja se postavlja u ručnom načinu rada. Učinkovitost modela rotora je 75-90%, rizik od stvaranja leda je minimalan. Ovo posljednje je zbog činjenice da se većina vlage zadržava u bubnju, nakon čega se isparava. Nedostaci uključuju složenost održavanja, visoku razinu buke, što je zbog prisutnosti pokretnih mehanizama, kao i veličine uređaja, nemogućnosti instaliranja na zid i vjerojatnosti neugodnih mirisa i prašine tijekom rada.

• Modeli komora Sastoje se od dvije komore, između kojih se nalazi zajednički amortizer. Nakon zagrijavanja počinje se okretati i hladiti zrak u toplu komoru. Zatim zagrijani zrak ulazi u prostoriju, prigušivač se zatvara i proces se ponavlja. Međutim, komorni izmjenjivač topline nije dobio široku popularnost. To je zbog činjenice da klapna ne može osigurati potpunu nepropusnost komora, tako da je protok zraka miješan.

• Cjevasti modeli sastoji se od velikog broja cijevi koje sadrže freon. U procesu grijanja iz izlaznih tokova, plin se diže u gornje dijelove cijevi i zagrijava ulazne tokove. Nakon oslobađanja topline, freon dobiva tekući oblik i teče u donje dijelove cijevi. Prednosti cjevastih izmjenjivača topline uključuju visoku učinkovitost, dostizanje 70%, odsutnost pokretnih dijelova, odsutnost pjevanja tijekom rada, malu veličinu i dugi vijek trajanja. Nedostaci su velika težina modela, zbog prisutnosti metalnih cijevi u dizajnu.

• Modeli s srednjim rashladnim sredstvom sastoji se od dva odvojena kanala koji prolaze kroz izmjenjivač topline ispunjen otopinom vode i glikola. Kao rezultat prolaska kroz toplinski čvor, ispušni zrak ispušta toplinu rashladnom sredstvu, a to, zauzvrat, zagrijava dolazni tok. Prednosti modela su njegova izdržljivost, zbog odsutnosti pokretnih dijelova, a među minusima se bilježi niska učinkovitost, dostižući samo 60%, te sklonost stvaranju kondenzata.

Zbog velikog broja rekuperatora koji su predstavljeni potrošačima, nije teško odabrati željeni model. Štoviše, svaki tip uređaja ima svoju usku specijalizaciju i preporučeno mjesto instalacije. Dakle, kada kupujete uređaj za stan ili privatnu kuću, bolje je odabrati klasični lamelarni model s aluminijskim pločama. Takvi uređaji ne zahtijevaju održavanje, ne zahtijevaju redovito održavanje i odlikuju se dugim vijekom trajanja.

Ovaj model je savršen za uporabu u stambenoj zgradi. To je zbog niske razine buke tijekom rada i kompaktnih dimenzija. Modeli cjevastog tipa također su se pokazali dobrom idejom za privatnu uporabu: oni su mali i ne buzz. Međutim, trošak takvih izmjenjivača malo prelazi cijenu ploča proizvoda, tako da izbor uređaja ovisi o financijskim mogućnostima i osobnim preferencijama vlasnika.

Pri odabiru modela za proizvodnu radionicu, skladište neprehrambenih proizvoda ili podzemno parkiralište trebali bi se usredotočiti na rotacijske uređaje. Takvi uređaji imaju veliku snagu i visoke performanse, što je jedan od glavnih kriterija za rad na velikim površinama. Rekuperatori s srednjim rashladnim sredstvom također su se dokazali, ali zbog svoje niske učinkovitosti, nisu toliko popularni kao bubnjevi.

Kako ne bi bilo pogrešno izabrati izmjenjivač topline, potrebno je izračunati učinkovitost i učinkovitost instrumenta. Da biste izračunali učinkovitost, koristite sljedeću formulu: K = (Tn - Tn) / (Tv - Tn), gdje Tp označava temperaturu dolazne struje, Tn je vanjska temperatura, a Tv je sobna temperatura. Zatim trebate usporediti svoju vrijednost s najvišim mogućim pokazateljem učinkovitosti kupljenog uređaja. Obično je ta vrijednost navedena u tehničkoj potvrdi modela ili drugoj pratećoj dokumentaciji.Međutim, prilikom uspoređivanja željene učinkovitosti s onom naznačenom u putovnici, treba imati na umu da će, zapravo, taj koeficijent biti nešto niži od onoga što je zapisano u dokumentu.

Znajući učinkovitost određenog modela, možete izračunati njegovu učinkovitost. To se može učiniti prema sljedećoj formuli: E (W) = 0.36xPxKx (TV - Tn), gdje je P protok zraka i izmjeren u m3 / h. Nakon što se izvrše svi izračuni, troškove kupnje izmjenjivača topline treba usporediti s njegovom učinkovitošću, pretvarajući u novčani ekvivalent. Ako se kupnja opravdava, uređaj se može sigurno kupiti. U suprotnom, trebali biste razmisliti o alternativnim načinima zagrijavanja ulaznog zraka ili instaliranju brojnih jednostavnijih uređaja.

Kod samostalnog projektiranja uređaja, treba imati na umu da protustrujni uređaji imaju najveću učinkovitost izmjene topline. Slijede poprečna preciznost, a jednosmjerni zračni kanali nalaze se na posljednjem mjestu. Osim toga, kako će intenzitet prijenosa topline ovisiti izravno o kvaliteti materijala, debljini pregradnih zidova, kao io tome koliko dugo će zračne mase biti unutar uređaja.

Montaža i ugradnja jedinice za oporavak mogu se provesti neovisno. Najjednostavniji tip kućnog uređaja je koaksijalni izmjenjivač topline. Za njegovu proizvodnju uzeti dva metra plastične cijevi za kanalizaciju poprečnog presjeka od 16 cm i zračni corrugation aluminija s dužinom od 4 m, čiji promjer bi trebao biti 100 mm. Na krajevima velike cijevi nositi adaptere, razdjelnike, s kojima će uređaj biti spojen na kanal, a unutrašnjost nabora, uvijati je u isto vrijeme spiralom. Izmjenjivač topline povezan je s ventilacijskim sustavom tako da topli zrak ulazi kroz rebro i hladan zrak prolazi kroz plastičnu cijev.

Kao rezultat ovog dizajna, ne dolazi do miješanja protoka, a vanjski zrak ima vremena da se zagrije, krećući se unutar cijevi. Za poboljšanje performansi uređaja može se kombinirati s izmjenjivačem topline. U procesu ispitivanja takav izmjenjivač topline daje dobre rezultate. Dakle, s vanjskom temperaturom od -7 stupnjeva i unutarnjom temperaturom od 24 stupnja, performanse instrumenta bile su oko 270 kubnih metara na sat, a temperatura ulaznog zraka odgovarala je 19 stupnjeva. Prosječna cijena domaćeg modela je 5 tisuća rubalja.

Uz samostalnu proizvodnju i ugradnju izmjenjivača topline, treba imati na umu da što je dulji izmjenjivač topline, to je veća učinkovitost instalacije. Stoga iskusni obrtnici preporučuju sklapanje rekuperatora s četiri segmenta po 2 m, nakon provođenja prethodne toplinske izolacije svih cijevi. Problem odvodnje kondenzata može se riješiti ugradnjom priključka za ispuštanje vode, a sam uređaj treba lagano nagnuti.

Općenito, potrošači vrlo dobro govore o rekuperatorima. Postoji učinkovito grijanje ulaznog zraka i mogućnost značajnog uštede na računima za struju. Od minusa primijetiti visoku cijenu uređaja, formiranje leda od kondenzata i buke pri radu nekih modela.

Kako biste sami saznali kako instalirati ventilaciju s prisilnim strujanjem zraka, pogledajte sljedeći video.