Потеря тепла для вентиляции является одним из наиболее важных препятствий, которые необходимо преодолеть в стремлении снизить расходы на отопление вашего дома. Решение состоит в том, чтобы восстановить тепло от вытяжного воздуха. Рекуператоры используются для этого

Некоторые люди все еще думают, что вентиляционные установки в домах для одной семьи - это роскошь, но они используются все чаще и чаще. Рекуператоры не только обеспечивают эффективную вентиляцию, но и снижают расходы на отопление.

Приточно-вытяжная установка - что это?

Вентиляционная установка представляет собой устройство, на котором основаны системы принудительной вентиляции, то есть механическая вентиляция, обычно приточно-вытяжная. Он используется для обеспечения обмена воздуха в помещениях и для его очистки, обогрева, охлаждения, увлажнения или осушения. Когда агрегат оборудован элементами, позволяющими выполнять все эти процессы, это называется кондиционированием воздуха. В домах на одну семью, однако, обычно устанавливаются простые кондиционеры, которые, помимо того, что они постоянно обменивают воздух в помещении в определенном количестве (независимо от атмосферных условий) и, кстати, очищают его, в первую очередь, извлекают из него тепло. Вот почему их называют рекуператорами, и их основным элементом, не считая вентиляторов, является теплообменник, переводящий их из вытяжного воздуха в приточный.

Теплообменники с поперечным потоком дешевле, чем противоточные, однако их температурная эффективность ниже, поэтому для достижения высокой энергоэффективности рекуператора производители в некоторых моделях размещают два таких теплообменника последовательно

Какие вентиляторы в вентиляционной установке

Основой системы механической вентиляции с рекуперацией является приточно-вытяжная вентиляционная установка с двумя вентиляторами. Один создает перепад давления в вытяжных каналах, другой - в каналах приточного воздуха, чтобы избежать пониженного давления в помещениях. Результатом этого будет поступление воздуха в обход теплообменника для его восстановления. Благодаря работе вентиляторов в помещении определенное количество воздуха обменивается в единицу времени. Если их производительность правильно подстроена под нужды здания, они всегда обеспечивают эффективную вентиляцию. Хорошая идея - купить рекуператор с вентиляторами переменной мощности. Когда никого нет дома, загрязнение воздуха незначительное, и его никто не дышит, поэтому нет оснований обмениваться ими так же интенсивно, как во время купания, приготовления пищи или домашней танцевальной вечеринки. Следовательно, полезна функция снижения и повышения эффективности вентиляции в зависимости от ситуации, в которой она соответствует требованиям стандарта (PN-83 / B-03430). Рекомендуется, чтобы диапазон регулирования мощности составлял от 60 до 150% размера расчетного потока. Возможность уменьшения его стоит использовать зимой, когда интенсивный воздухообмен вызывает наибольшую потерю тепла, а часто и чрезмерное падение влажности внутри, что вызывает дискомфорт у членов семьи. Вентиляторы, используемые в вентиляционных установках, сильно различаются по количеству потребляемой электроэнергии. Если мы решили приобрести рекуператор с учетом экономии, мы должны обратить внимание на его вентиляторы DC-EC. Это означает, что они питаются от постоянного тока (DC) и имеют бесщеточный двигатель с электронным (бесконтактным) коммутатором (EC) и плавным регулированием скорости. Так называемые щетки - это ахиллесова пята электродвигателей. Они обеспечивают электрический контакт между вращающимися элементами. Они должны быть достаточно плотными, что приводит к потере мощности двигателя. Трение заставляет их изнашиваться, поэтому через некоторое время их необходимо заменить. Когда давление на щетки слишком слабое, создается электрическая дуга, сжигающая точки контакта. Исключение щеток из двигателя дает важные преимущества - благодаря отсутствию потерь скольжения, его энергетическая эффективность выше, и он работает намного тише. Нет быстроизнашивающихся элементов или искр, которые вызывают радиопомехи. Снижение скорости вращения вентилятора на 50% с помощью двигателя ЕС приводит к снижению энергопотребления на 88%, тогда как в многоскоростных вентиляторах с двигателем переменного тока (AC) эти изменения прямо пропорциональны. Бесступенчатое регулирование, конечно, более точное, чем многоступенчатое. Если рекуператор оснащен усовершенствованной системой автоматизации, которая регулирует эффективность вентиляторов, и они относятся к типу ЕС, он потребляет как минимум вдвое меньше электроэнергии, чем рекуператор с двигателями вентилятора переменного тока без автоматической системы управления. Электронная система управления рекуператором может обеспечить балансировку потоков приточного и вытяжного воздуха путем корректировки скорости вращения вентилятора (тип EC). Необходимость такой коррекции вытекает, например, из грязных воздушных фильтров. Точное регулирование эффективности также полезно для обеспечения правильного процесса сгорания в камине - это позволяет избежать пониженного давления во внутренних помещениях, из-за которого дым вместо трубы будет попадать в помещения.

Вентиляторы питаются от электричества. Стоимость этой энергии должна учитываться при рассмотрении выгодности покупки рекуператора. Лучше всего выбирать устройства с высокоэффективными двигателями типа EC - с электронной коммутацией, с плавным регулированием скорости

Регенерация тепла в вентиляционной установке: теплообменник

В вентиляционном блоке его теплообменник, конечно, очень важен. В рекуператорах наиболее популярны поперечные и противоточные теплообменники. В поперечном потоке приточный и вытяжной воздушные потоки перпендикулярны друг другу, а в противотоке - параллельно противоположным виткам. Теплообменники с противотоком дороже, чем теплообменники с поперечным потоком, но они позволяют рекуперировать больше энергии. Температурный КПД теплообменника с поперечным потоком составляет около 60%, а противотока - 90%. Это означает, что если свежий воздух составляет 0 o C, а вытяжной воздух из помещений - 20 o C, то после прохождения через противоток температура вытяжного воздуха составляет 2 o C, а температура свежего воздуха - 18 o C. Следовательно, в доме с рекуператором хорошего класса, несмотря на интенсивную замену воздух, зимой мы не чувствуем холодных сквозняков в комнатах, а отопление воздуха обходится нам недорого. Поперечные и противоточные теплообменники изготовлены из прилегающих панелей, профилированных таким образом, что между ними имеются узкие зазоры, через которые проходит воздух - каждая секунда выдувается, а другая выдувается. Слоты могут быть профилированы различными способами, поэтому отдельные устройства немного отличаются по эффективности. Сопротивление воздушного потока также является важным параметром теплообменника. Более высокая эффективность обычно оплачивается за счет более высокого сопротивления потоку и, как следствие, более высокого энергопотребления вентиляторов, поэтому следует искать компромисс. Теплообменники - это металл (они хорошо проводят тепло), целлюлоза (они восстанавливают влагу, а вместе с ней и скрытую теплоту, поэтому их эффективность очень высока), но в семейных домах очень часто используется пластик. Они дешевы, долговечны и нет препятствий для их мытья. При покупке рекуператора с алюминиевым или целлюлозным теплообменником следует учитывать, что он будет поврежден во время стирки и через несколько лет его придется заменить. Однако, если кто-то ставит энергоэффективность превыше всего, его должны интересовать противоточные теплообменники, содержащие целлюлозу, содержащую водопоглощающую соль. Они называются энтальпией.

Противоточные теплообменники обеспечивают высочайшую эффективность домашних рекуператоров. Большинство из них сделаны из пластика, но они также являются так называемой энтальпией - из целлюлозы, через которую может проникать вода, благодаря чему рекуператор достигает еще более высокой энергоэффективности.

Влагообменник в вентиляционной установке

В результате охлаждения отработанного воздуха в теплообменнике вода конденсируется. Из пластикового или металлического теплообменника он поступает в специальный контейнер, а из него в канализацию. Однако в теплообменнике энтальпия впитывается в целлюлозу. Свежий воздух, поступающий в теплообменник, является сухим, когда он холодный, но с повышением температуры он может поглощать все больше и больше воды. Поэтому он ассимилирует тот, который насыщен стенками целлюлозного теплообменника. Благодаря этому, если температура ниже нуля, в теплообменнике не будет образовываться лед, который может засорить его. Следовательно, не требуется работа антифризной системы (она оснащена каждым рекуператором), что приводит к значительному снижению эффективности рекуперации тепла в обычных теплообменниках. Мгновенная температурная эффективность противоточного теплообменника ниже, чем у пластика и металла, но гораздо важнее периодическая (средняя) энергетическая эффективность с учетом потерь при оттаивании теплообменника. Преимуществом также является более высокая относительная влажность воздуха, подаваемого в помещения, что способствует улучшению микроклимата зимой. Высокая цена и короткий срок службы являются препятствием для широкого использования энтальпийных обменников. Хотя они позволяют наименьшую потребность в энергии для отопления и вентиляции дома, их использование не очень выгодно. Вот почему они находятся в основном в рекуператорах, предназначенных для пассивных домов, в которых самое важное - это сертификат, подтверждающий высокую степень рекуперации энергии. Аналогичная проблема касается регенеративных (роторных) теплообменников. Они также не подвержены замерзанию, благодаря чему они могут восстанавливать относительно большое количество энергии в нашем климате. Однако их конструкция довольно сложна, что делает их дорогими. Они имеют форму вращающегося теплоаккумулирующего барабана. Барабан приводится в движение электродвигателем, который, конечно, поглощает энергию. В результате использование регенеративных теплообменников, несмотря на высокую энергоэффективность рекуперации тепла, менее выгодно в домах на одну семью, чем более простые и гораздо более дешевые перекрестные или противоточные теплообменники.

Превосходство приточно-вытяжной вентиляции над гравитацией определяется не только возможностью рекуперации тепла, но и очисткой воздуха, подаваемого в помещения. Для этого используются фильтры, расположенные в рекуператорах.

Система регулирования AHU

Температурная эффективность теплообменников того же типа аналогична, но энергетическая эффективность рекуператоров также определяется другими факторами, и поэтому она варьируется. Как правило, более дешевые устройства работают менее эффективно, чем более дорогие, поскольку они экономят на дорогих решениях, способствующих повышению энергоэффективности. На него сильно влияет способ защиты теплообменника от замерзания. В результате охлаждения отработанного воздуха из помещений в нем конденсируется вода. Рядом со входом свежего воздуха температура теплообменника может быть отрицательной, и вода замерзнет. Лед является препятствием на пути прохождения воздуха - это может привести к выходу вентилятора из строя, который не сможет преодолеть повышенное сопротивление потока, засоренный теплообменник также может быть поврежден. Поэтому рекуператорам нужна система оттаивания теплообменника. Простейшим решением является система, которая останавливает приточный вентилятор, когда температура на входе в теплообменник падает до 3-4 o C. Благодаря этому температура повышается, но в течение этого времени теплообмен не происходит. Более совершенная система не отключает вентилятор, но снижает его скорость - она используется в рекуператорах с двигателями с регулируемой скоростью (ЕС). Теплообмен при оттаивании не прекращается полностью, поэтому энергоэффективность рекуператора выше. Третий метод - это использование предварительного нагревателя, обычно электрического. Когда температура на входе в теплообменник становится слишком низкой, включается нагреватель и нагревается свежий воздух - температура повышается, поэтому вода не замерзает. Благодаря этому вентиляторы всегда могут работать с постоянной эффективностью, но эффективность рекуперации тепла все равно снижается - в систему подается дополнительная энергия, и она дорогая, потому что она электрическая. Такая система, однако, может считаться энергосберегающей при условии, что мощность нагревателя плавно регулируется, так что потребление электроэнергии минимально. В более дешевых моделях есть простое регулирование включения-выключения, и это решение гораздо менее эффективно. Более дорогие модели рекуператоров имеют не только плавное регулирование скорости вращения вентилятора или мощности нагревателя, но и так называемый байпас. Это демпфер, который контролирует поток воздуха внутри рекуператора - через или рядом с теплообменником. Опция обхода теплообменника полезна летом, чтобы прохладный свежий воздух не нагревался излишне теплыми комнатами, нагретыми солнцем. Поскольку в течение года эта ситуация чередуется с той, в которой желателен теплообмен, предпочтительно байпас является автоматическим. Тогда рекуператор всегда работает в режиме, обеспечивающем на данный момент самый высокий уровень комфорта.

AHU для небольшого дома не должен занимать много места. Некоторые производители придают этому большое значение и размещают компоненты рекуператора в эргономичных корпусах, которые облегчают их установку в небольшом пространстве.

Эффективность рекуператора

Выбор модели рекуператора должен быть сделан на основе требуемой эффективности его вентиляторов - скорости воздушного потока, которую они могут обеспечить при определенном давлении (способность генерировать динамическое давление, необходимое для преодоления сопротивления потока). Скорость потока должна соответствовать количеству воздуха, которое должно быть удалено в час из комнат в нашем доме - это определяется на основании требований PN-83 / B-03430. Необходимое сжатие вентилятора является результатом сопротивления воздушного потока через систему вентиляции. Для их точного расчета необходимы знания разработчика санитарных установок, но в таких несложных системах, как в домах на одну семью, предполагается, что достаточное значение доступного сжатия блока обработки воздуха составляет 150 Па. Следовательно, скорость воздушного потока, которую он обеспечивает, может быть определена для этого значения. Зависимость доступного сжатия от расхода иллюстрируется кривой (характеристикой), ход которой должен быть виден на графике в технических данных устройства. Поскольку сопротивление воздушному потоку трудно определить с высокой точностью, оно также может изменяться во время работы системы вентиляции (например, из-за грязных воздушных фильтров), мы должны выбрать установку обработки воздуха, характеристики которой вблизи рабочей точки являются плоскими (изменение давления на десятки паскалей не должны вызывать большого изменения скорости воздушного потока). Тогда мы будем уверены, что вентиляторы обеспечат необходимые вентиляционные характеристики и в то же время будут работать экономно и бесшумно.

Механическая вентиляция в энергосберегающем доме: видео

Категория:

Дом эксплуатации