Особливості системи вентиляції з рекуперацією тепла, її принцип роботи

144

Зміст

  • Принцип роботи системи
  • Проблеми з установкою системи
  • Варіанти виконання пристрою
  • Визначення ефективності системи
  • Виготовлення пристрою своїми руками
  • Висновки

Рекуператор тепла часто стає частиною системи вентиляції. Однак не багато хто знає, що це за пристрій і які особливості вона має. Також важливим питанням стає те, чи буде окупатися придбання рекуператора, як він змінить роботу системи вентилювання, чи можна створити подібний елемент своїми руками. На цих і багато інших питань дамо відповіді в нижчеподаній інформації.

Принцип роботи системи

Незвичайне найменування дали звичайній теплообміннику. Завдання пристрою полягає у відбиранні частини тепла з уже відпрацьованого відведеного повітря з приміщення. Відібране тепло передається потоку, який надходить з системи подачі чистого повітря. Вищенаведена інформація визначає те, що мета використання такої системи – економія на обігріві будинку. При цьому слід зазначити нижченаведені моменти:

  • У літній час система дозволяє знизити витрати на кондиціонуванні роботи.
  • Даний пристрій може працювати в обидві сторони, то їсть забирати тепло в припливної і відводить системі.
  • Принцип работы системы

    Принцип роботи системи з рекуперацією тепла

    Вищенаведена інформація визначає те, що рекуператор тепла встановлюється у багатьох системах вентиляції. Вона не активна, багато варіанти виконання не споживають енергію, не видають шум, мають середній показник ефективності. Встановлювалися теплообмінники протягом багатьох років, але останнім часом у багатьох виникає питання, чи є причини для того, щоб ускладнювати систему вентиляції цим пристроєм, який має досить багато проблем з причини роботи у середовищі з різною температурою.

    Проблеми з установкою системи

    Потенційних проблем, пов’язаних з використанням подібного обладнання, практично немає. Деякі вирішуються виробником, інші стають головним болем покупця. До основних проблем можна віднести:

    • Утворення конденсату. Закони фізики визначають те, що при проходженні повітря з високою температурою через холодну замкнуту середу відбувається утворення конденсату. Якщо температура навколишнього середовища нижче нуля, то ребра почнуть обмерзати. Вся інформація, наведена в цьому пункті, визначає суттєве зниження ефективності роботи пристрою.
    • Енергоефективність. Усі вентиляційні системи, що працюють спільно з рекуператором, залежні від енергії. Проведений економічний розрахунок визначає те, що корисними будуть лише ті моделі рекуператорів, які будуть зберігати більше енергії, ніж витрачати.
    • Період окупності. Як раніше було зазначено, пристрій призначений для економії енергії. Важливим визначальним фактором є те, скільки років необхідно для того, щоб покупка і установка рекуператорів окупилася. Якщо аналізований показник перевищує позначку 10 років, то сенсу в установці немає, так як за цей час інші елементи системи зажадають заміни. Якщо розрахунки показують, що період окупності становить 20 років, то можливість встановлення пристрою не варто розглядати.
    Проблемы с установкой системы

    Виникнення конденсату на вент. системі

    Вищенаведені проблеми варто враховувати при виборі теплообмінника, що існує кілька десятків видів.

    Варіанти виконання пристрою

    Врізка: Важливо: Існує кілька варіантів виконання теплообмінника. Розглядаючи принцип роботи пристрою, слід враховувати, що він залежить від типу самого пристрою. Пластинчастий тип пристрою являє собою пристрій, у якому припливний і витяжний канал проходять через загальний корпус. Два канали розділені перегородками. Перегородка складається з численної кількості пластин, які найчастіше виготовляються з міді або алюмінію. Важливо відзначити, що мідний склад має більшу теплопровідність, ніж алюміній. Однак алюміній дешевше.

    До особливостей розглянутого пристрою можна назвати наступне:

  • Тепло з одного каналу на інший передається за допомогою теплопровідних пластин.
  • Принцип передачі тепла визначає те, що проблема появи конденсату виникає відразу після включення теплообмінника в систему.
  • Для того щоб виключити ймовірність появи конденсату встановлюється датчик обмерзання термічного типу. При появі сигналу з датчика реле відкриває спеціальний клапан – байпас.
  • При відкритті клапана холодне повітря надходить у два канали.
  • Цей клас пристрою можна віднести до низької цінової категорії. Це пов’язано з тим, що при створенні конструкції використовується примітивний метод передачі тепла. Ефективність такого методу нижче. Важливим моментом можна назвати те, що вартість пристрою залежить від його розмірів і розмірів самої припливної системи. Прикладом можна назвати розмір каналу 400 на 200 міліметрів і 600 на 300 міліметрів. Різниця в ціні складе більше 10 000 рублів.

    Варианты исполнения устройства

    Схема вентиляції з рекуперацією

    Конструкція складається з наступних елементів:

    • Два вхідних воздуховода: один для свіжого повітря, другий для відпрацьованого.
    • З фільтра грубого очищення повітря, що подається з вулиці.
    • Безпосередньо самого теплообмінника, який знаходиться в центральній частині.
    • Заслінки, яка необхідна для подачі повітря у випадку зледеніння.
    • Клапан для зливу конденсату.
    • Вентилятора, що відповідає за нагнітання повітря в системі.
    • Два канали з зворотного боку конструкції.

    Розміри теплообмінника залежать від того, якої потужності вентиляційна система і яких розмірів повітроводи.

    Наступним типом конструкції можна назвати пристрій з тепловими трубками. Його пристрій практично ідентичний попередньому. Різниця полягає лише в тому, що конструкція не має величезну кількість пластин, які пронизують перегородку між каналами. Для цього використовується теплова трубка – спеціальний пристрій, який переносить тепло. Перевагою системи можна назвати те, що на більш теплому кінці герметичній мідної трубки випаровується фреон. Конденсат накопичується на більш холодному кінці. До особливостей розглянутої конструкції можна віднести:

  • Гніт.
  • Контейнер.
  • Порожнину з парою.
  • Робота системи має наступні особливості:

    • У системі є робоча рідина, яка поглинає теплову енергію.
    • Пар поширюється від більш теплою точки до холодної.
    • Закони фізики визначають те, що пара конденсується назад у рідину і віддає збережену температуру.
    • За фитилю вода знову відтікає до теплої точці, де знову утворюється в пар.

    Герметична конструкція і працює з високою ефективністю. Перевагою можна назвати те, що конструкція має менші розміри і більш проста в експлуатації.

    Роторний тип можна назвати сучасним варіантом виконання. На кордоні між припливним і витяжним каналом знаходиться пристрій, який має лопаті – вони повільно обертаються. Пристрій створено так, що пластини нагріваються з одного боку і передають з другої при шляхом обертання. Це пов’язано з тим, що лопаті розташовані під певним кутом для перенаправлення тепла. До особливостей роторної системи можна віднести наступне:

    • Досить високий ККД. Як правило, пластинчасті системи і трубчасті мають ККД не більше 50%. Це пов’язано з тим, що вони не мають активних елементів. Перенаправлення повітряного потоку підвищити ККД системи можна до 70-75%.
    • Обертання лопатей також визначає рішення проблеми з утворенням конденсату на поверхні. Також вирішується проблема при низькій вологості в холодну пору року.

    Проте можна виділити кілька недоліків:

    • Як правило, чим складніше система, тим вона менш надійна. Роторна система має обертовий елемент, який може виходити з ладу.
    • Якщо в приміщенні підвищена вологість, то використовувати конструкцію не рекомендується.

    Також важливо розуміти, що камери рекуператорів не мають герметичного поділу. Цей момент визначає передачу запаху з однієї камери в іншу. В цілому роторна система нагадує своєрідний вентилятор досить великих габаритних розмірів з громіздкими лопатями. Для підвищення ефективності роботи системи пристрій повинен підключатися до джерела живлення.

    Теплоносій проміжного типу являє собою класичну конструкцію, яка складається з водяного опалення з конвекторами і насосами. Система використовується вкрай рідко, через низький ККД і складності конструкції. Однак вона практично не замінима в разі, коли припливний і витяжний канал знаходяться на великій відстані один від одного. Тепло передається через воду, яка використовується протягом багатьох років при створенні подібних систем. Для забезпечення циркуляції води в незалежності від розташування пристроїв в системі встановлений насос. Важливо розуміти, що конструктивні особливості у даному випадку визначають малу надійність системи та необхідність проведення періодичних оглядів.

    Порівняльна таблиця

    Порівнювані позиції Система 1 (з двома утилізаторами) Система 2 (з одним утилізатором) Різниця
    Споживання ротора електродвигуна 320+320 Вт 320 Вт 320 Вт
    Необхідна холодильна потужність 332 500 Вт 478 340 Вт 145 840 Вт
    Споживана потужність на другий підігрів 0 Вт 151 670 Вт 151 670 Вт
    Споживана потужність електродвигунів вентиляторів 11+11 кВт 11+11 кВт 0

    Визначення ефективності системи

    Для того щоб визначитися з тим, чи потрібно встановлювати систему перенаправлення тепла, проводять дослідження ефективності. Приклад такого розрахунку наведемо на відносно невеликому приватному будинку. До особливостей підрахунку можна віднести:

    • Згідно з проведеними підрахунками, через систему вентиляції йде приблизно 35% тепла. За середнє значення візьмемо 30%, оскільки сучасні вентиляційні системи мають більшу ефективність в плані економії енергії.
    • Середній показати споживаної потужності становить 500 ватт. Зазначимо, що цей показник обраний з урахуванням розташування будинку в Севастополі. Середня температура в січні близько 3,5 градусів Цельсія. Витрата енергії в більш холодному кліматі буде значно вище.
    • Якщо встановлена пластинчаста конструкція теплообмінника, то споживча потужність буде обмежена на позначці 30 ватт.
    • Показник ККД системи знаходиться на позначці 40%.
    Определение эффективности системы

    Визначення ефективності системи

    Згідно з проведеним розрахунком на підставі введених даних період окупності становить приблизно 114 року. Тому купувати пластинчастий теплообмінник не має сенсу для приватного будинку.

    Виготовлення пристрою своїми руками

    Суттєво знизити витрати можна при самостійному виготовленні конструкції. Принцип її роботи досить простий. Тому при використанні підручних матеріалів можна провести створення теплообмінника. Рекомендації по створенню розглянутої конструкції наступні:

  • Для початку проводиться нарізання труб з алюмінію на невеликі частини. При виборі труби слід віддавати перевагу варіантам виконання діаметром 10 міліметрів. При цьому зазначимо, що чим більше товщина металу, тим більше труба вбирає в себе тепла.
  • Наступним кроком можна назвати вирізання двох пластин з листового алюмінію. При виборі пластин слід звернути увагу на варіанти виконання товщиною 4 міліметрів. У цих пластинах проводиться створення отворів для раніше нарізаних труб.
  • В якості з’єднувального елемента використовується герметик, який несприйнятливий до впливу високих або низьких температур.
  • Изготовление устройства своими руками

    Виготовлення пристрою своїми руками

    Принцип роботи конструкції полягає в наступному:

    • Рекуператор тепла встановлений в якості загального елемента в припливної і відводить системі.
    • До теплообмінника підключені дві труби з одного боку, а також дві з іншого.
    • Для того щоб підвищити ефективність конструкції встановлюються вентилятори.
    • Вся система має корпус, який захищає механізми від впливу навколишнього середовища.
    • Труби виступають в якості парораспределителя тепла.

    Подібним чином створюється найпростіша конструкція для обміну теплом між двома системами.

    Висновки

    На закінчення відзначимо, що вищенаведена інформація дозволяє розрахувати рентабельність встановлення системи теплообміну. Практично всі конструкції мають високу надійність і не виходять з ладу. Також їх ефективність відносно невелика, установка доцільна лише у великих вентиляційних системах.