Isı geri kazanımlı besleme ve egzoz havalandırması: çalışma prensibi, avantaj ve dezavantajlara genel bakış

Soğuk havalarda temiz hava girişi, doğru iç mekan ikliminin sağlanması için ısıtma ihtiyacına yol açar. Elektrik maliyetini en aza indirmek için ısı geri kazanımı ile besleme ve egzoz havalandırması kullanılabilir.

Çalışma prensiplerini anlamak, yeterli miktarda değiştirilmiş havanın korunmasını sağlarken ısı kaybının en verimli şekilde azaltılmasına izin verecektir. Bunu anlamaya çalışalım.

Havalandırma sistemlerinde enerji tasarrufu

Havalandırmanın önemli bir sorun olduğu sonbahar-ilkbahar döneminde, gelen ve iç hava arasındaki büyük sıcaklık farkıdır. Soğuk akış aşağı iner ve evlerde, ofislerde ve işyerinde olumsuz bir mikro iklim veya depoda kabul edilemez bir dikey sıcaklık gradyanı oluşturur.

Soruna ortak bir çözüm, tedarik havalandırmasına entegrasyon hava ısıtıcısıakış ısıtılır. Böyle bir sistem enerji tüketimi gerektirirken, önemli miktarda dışarı çıkan sıcak hava önemli ölçüde ısı kaybına yol açar.

Yoğun buhar ile dışarıya çıkmak, gelen akışı ısıtmak için kullanılabilecek önemli ısı kaybının bir göstergesi olarak hizmet eder

Hava beslemesi ve egzoz kanalları yakınlarda bulunuyorsa, giden akımın ısısını kısmen gelen havaya aktarmak mümkündür. Bu, ısıtıcının enerji tüketimini azaltacak veya tamamen terk edecektir. Farklı sıcaklıktaki gaz akışları arasında ısı alışverişi sağlayan bir cihaza geri kazanıcı denir.

Sıcak mevsimde, dış sıcaklık oda sıcaklığından çok daha yüksek olduğunda, gelen akışı soğutmak için bir reküperatör kullanılabilir.

Rejeneratörlü ünite birimi

Havalandırma sisteminin iç yapısı entegre toplayıcı yeterince basit, bu nedenle bağımsız element olarak satın alma ve kurulum mümkündür. Montaj veya kendi kendine montaj zor olduğunda, sipariş üzerine tipik monoblok veya bireysel prefabrik yapılar şeklinde hazır çözümler satın alabilirsiniz.

Tek bir muhafaza içine yerleştirilmiş bir geri kazanıcılı bir besleme ve egzoz havalandırma sistemi cihazının tipik bir tasarımı, kullanıcının takdirine bağlı olarak diğer düğümler ile desteklenebilir.

Ana elemanlar ve parametreleri

Isı ve ses yalıtımlı kasa genellikle çelik sacdan yapılır. Duvara montaj durumunda, ünite etrafındaki yuvaları köpürürken ortaya çıkan basınca dayanmalı ve ayrıca fanlardan titreşimi önlemelidir.

Çeşitli odalar üzerinde dağıtılmış bir emme ve hava akışı durumunda, bunlar muhafazaya bağlanır kanal sistemi. Akış dağıtımı için valfler ve amortisörler ile donatılmıştır.

Hava kanallarının yokluğunda, hava akışını dağıtmak için odanın yan tarafından beslenen hava çıkışına bir ızgara veya difüzör monte edilir. Kuşların, büyük böceklerin ve altlığın havalandırma sistemine girmesini önlemek için sokağın giriş açıklığına bir dış hava giriş ızgarası monte edilmiştir.

Hava hareketi iki eksenel veya santrifüj fan tarafından sağlanır. Bir reküperatör varlığında, bu ünite tarafından oluşturulan aerodinamik sürtünme nedeniyle yeterli hacimde doğal hava dolaşımı mümkün değildir.

Bir reküperatörün varlığı, her iki akışın girişine ince filtrelerin monte edilmesini içerir. Bu, ısı eşanjörünün ince kanallarındaki toz ve yağ birikintilerinin tıkanmasını azaltmak için gereklidir. Aksi takdirde, sistemin tam çalışması için önleyici bakım sıklığını arttırmak zorunda kalacaktır.

Hassas filtreler periyodik olarak değiştirilmeli veya temizlenmelidir. Aksi takdirde, artan hava akış direnci fanların kırılmasına neden olur.

Bir veya daha fazla geri kazanıcı, besleme ve egzoz cihazının büyük kısmını işgal eder. Yapının ortasına monte edilirler.

Bölge için tipik olan şiddetli donlar ve dış ortam havasını ısıtmak için ısı eşanjörünün yetersiz verimliliği durumunda, bir hava ısıtıcısı da monte edilebilir. Ayrıca, gerekirse, odada uygun bir mikro iklim oluşturmak için bir nemlendirici, bir iyonlaştırıcı ve diğer cihazlar monte edilir.

Modern modellerde elektronik kontrol ünitesi bulunur. Gelişmiş modifikasyonlar, havanın fiziksel parametrelerine bağlı olarak çalışma modlarını programlamak için işlevlere sahiptir. Dış paneller, herhangi bir odanın iç kısmına iyi entegre edilebildiği için çekici bir görünüme sahiptir.

Yoğuşma problemini çözme

Odadan gelen havanın soğutulması, nemin tahliyesi ve kondensat oluşumu için ön koşulları oluşturur. Yüksek bir akış hızı durumunda, çoğunun reküperatörde birikmesi için zaman yoktur ve dışarı çıkar. Yavaş hava hareketi ile suyun önemli bir kısmı cihazın içinde kalır. Bu nedenle, nemin toplanmasını ve muhafazanın dışına çıkarılmasını sağlamak gerekir. besleme ve egzoz sistemi.

Kondensatın toplanması ve çıkarılması için temel cihaz, geri kazanıcının altına, tahliye deliğine doğru bir eğim ile yerleştirilmiş bir tavadır.

Nem sonucu kapalı bir kapta üretilir. Çıkış kanallarının sıfırın altındaki sıcaklıklarda donmasını önlemek için sadece iç mekana yerleştirilir.Bir reküperatörlü sistemler kullanılırken elde edilen su hacmini hesaplamak için güvenilir bir algoritma yoktur, bu nedenle deneysel olarak belirlenir.

Kondensin havayı nemlendirmek için tekrar kullanılması istenmeyen bir durumdur, çünkü su insan teri, kokular vb.

Banyo ve mutfaktan ayrı bir egzoz sistemi düzenleyerek kondens miktarını önemli ölçüde azaltın ve görünüşüyle ​​ilgili problemleri önleyin. Bu odalarda hava en yüksek neme sahiptir. Birden fazla egzoz sistemi varsa, teknik ve yerleşim alanları arasındaki hava değişimi çekvalfler takılarak sınırlandırılmalıdır.

Giden hava akışının, reküperatör içindeki negatif sıcaklıklara soğutulması durumunda, kondens buza geçiş yapar, bu da akışın canlı kesitinde bir azalmaya ve sonuç olarak hacimde bir azalmaya veya ventilasyonun tamamen kesilmesine neden olur.

Rejeneratörün periyodik veya bir defalık çözülmesi için, bir baypas monte edilir - besleme havası hareketi için bir baypas kanalı. Akış cihazı atlayarak geçtiğinde, ısı transferi durur, ısı eşanjörü ısınır ve buz sıvılaşır. Su, kondens toplama tankına akar veya dışarı doğru buharlaşır.

Baypas cihazının prensibi basittir, bu nedenle buz oluşumu riski varsa, böyle bir çözüm sağlanması tavsiye edilir, çünkü ısı eşanjörünün diğer yollarla ısı geri kazanımı karmaşık ve uzundur.

Akış baypastan geçtiğinde, alıcı havayla besleme havasının ısınması söz konusu değildir. Bu nedenle, bu mod etkinleştirildiğinde, hava ısıtıcısını otomatik olarak açmak gerekir.

Çeşitli tipte geri kazanıcıların özellikleri

Soğuk ve ısıtılmış hava akışları arasında ısı transferinin uygulanması için yapısal olarak farklı birkaç seçenek vardır. Her birinin, her bir iyileştirici türü için ana amacı belirleyen kendine özgü özellikleri vardır.

Plakalı çapraz akışlı ısı değiştirici

Plakalı ısı eşanjörünün tasarımı, 90 derecelik bir açıda farklı sıcaklık akışlarının aralarındaki geçişi dönüşümlü olarak değiştirecek şekilde bağlanan ince duvarlı panellere dayanmaktadır. Bu modelin modifikasyonlarından biri, hava geçişi için kanatlı kanallara sahip bir cihazdır. Isı transfer katsayısı daha yüksektir.

Sıcak ve soğuk hava akışının plakalardan alternatif geçişi, plakaların kenarlarının ve sızdırmazlık bileşiklerinin bir polyester reçine ile bükülmesi ile gerçekleştirilir.

Isı transfer panelleri çeşitli malzemelerden yapılabilir:

• bakır, pirinç ve alüminyum bazlı alaşımlar iyi termal iletkenliğe sahiptir ve paslanmaya karşı hassas değildir;
• yüksek ısı iletkenliği katsayısına sahip bir polimer hidrofobik malzemeden yapılmış bir plastik hafiftir;
• emici selüloz, kondensatın plaka içerisine nüfuz etmesini ve odaya dönmesini sağlar.

Dezavantajı düşük sıcaklıklarda yoğunlaşma olasılığıdır. Plakalar arasındaki küçük mesafe nedeniyle, nem veya buz aerodinamik sürtünmeyi önemli ölçüde artırır. Donma durumunda, plakaları ısıtmak için gelen hava akışını kapatmak gerekir.

Plaka reküperatörlerinin avantajları aşağıdaki gibidir:

• düşük maliyet;
• uzun hizmet ömrü;
• önleyici bakım ile basitliği arasında uzun bir süre;
• küçük boyutlar ve ağırlık.

Bu tip reküperatör, konut ve ofis binaları için en yaygın olanıdır. Ayrıca bazı teknolojik işlemlerde, örneğin fırınların çalışması sırasında yakıtın yanmasını optimize etmek için kullanılır.

Davul veya döner tip

Döner ısı eşanjörünün çalışma prensibi, içinde yüksek ısı kapasitesine sahip oluklu metal katmanları olan ısı eşanjörünün dönüşüne dayanmaktadır.Atık su ile etkileşimin bir sonucu olarak, tambur sektörü ısıtılır, bu da daha sonra gelen havaya ısı verir.

Döner ısı eşanjörünün ince gözlü ısı eşanjörü tıkanmaya yatkındır, bu nedenle ince filtrelerin kaliteli çalışmasına dikkat etmek özellikle önemlidir.

Döner geri kazanımların avantajları aşağıdaki gibidir:

• rakip türlere kıyasla oldukça yüksek verimlilik;
• yoğuşma formunda tambur üzerinde kalan ve gelen kuru hava ile temas ettiğinde buharlaşan büyük miktarda nemin geri dönüşü.

Bu tip reküperatör, apartman veya yazlık havalandırmalı konut binaları için daha az kullanılır. Genellikle büyük kazan dairelerinde ısıyı fırınlara döndürmek veya büyük endüstriyel veya perakende tesisleri için kullanılır.

Bununla birlikte, bu tür bir cihazın önemli dezavantajları vardır:

• sürekli bakım gerektiren bir elektrik motoru, bir tambur ve bir kayış tahriki gibi hareketli parçalara sahip nispeten karmaşık bir yapı;
• artan gürültü seviyesi.

Bazen bu tip cihazlar için, “rejeneratif ısı eşanjörü” terimi bulunabilir, bu da “reküperatör” den daha doğrudur. Gerçek şu ki, egzoz havasının küçük bir kısmı, tamburun yapının gövdesine gevşek oturması nedeniyle geri akar.

Bu, bu tür cihazları kullanma olasılığı üzerinde ek kısıtlamalar getirir. Örneğin, sobalardan kirlenmiş hava bir ısı taşıyıcı olarak kullanılamaz.

Boru ve Gövde Sistemi

Borulu tip reküperatör, sistemin yalıtımlı muhafazasında bulunan ve dış havanın aktığı küçük çaplı ince duvarlı tüplerden oluşur. Muhafazada, gelen akışı ısıtan odadan sıcak hava kütlesi çıkışı üretilir.

Sıcak havanın çıkışı, kondensatın ondan çıkarılması imkansız olduğundan, bir tüp sistemi yoluyla değil, tam olarak muhafazadan yapılmalıdır.

Boru şeklindeki toplayıcıların ana avantajları şunlardır:

• soğutma sıvısının ve gelen havanın karşı akım hareketi prensibi sayesinde yüksek verimlilik;
• tasarımın basitliği ve hareketli parçaların olmaması, düşük gürültü seviyesi ve nadiren bakım ihtiyacı sağlar;
• uzun hizmet ömrü;
• tüm kurtarma cihazları arasında en küçük kesit.

Bu tip cihazlar için tüpler hafif alaşımlı metal veya daha az yaygın olarak polimer kullanır. Bu malzemeler higroskopik değildir, bu nedenle, akışların sıcaklığındaki önemli bir farkla, gövdede çıkarılması için yapıcı bir çözelti gerektiren yoğun kondensat oluşumu mümkündür. Diğer bir dezavantaj, metal dolgunun küçük boyutlarına rağmen önemli bir ağırlığa sahip olmasıdır.

Boru şeklindeki reküperatör tasarımının basitliği, bu tür cihazları kendi imalatında popüler hale getirir. Dış kaplama olarak, genellikle poliüretan kabuklarla yalıtılmış hava kanalları için plastik borular kullanılır.

Ara ısı transfer cihazı

Bazen besleme ve egzoz kanalları birbirinden belirli bir mesafede bulunur. Bu durum, binanın teknolojik özellikleri veya hava akışlarının güvenilir bir şekilde ayrılması için sıhhi şartlar nedeniyle ortaya çıkabilir.

Bu durumda, yalıtılmış bir borudan kanallar arasında dolaşan bir ara soğutucu kullanın. Termal enerjinin, sirkülasyonu tarafından sağlanan su veya su-glikol çözeltisi kullanılarak aktarılması için bir ortam olarak ısı pompası.

Ara soğutuculu reküperatör, kullanımı geniş alanlara sahip odalar için ekonomik olarak haklı olan hacimsel ve pahalı bir cihazdır.

Farklı tipte bir geri kazanımcının kullanılması mümkün ise, aşağıdaki önemli dezavantajlara sahip olduğu için ara soğutucuya sahip bir sistem kullanmamak daha iyidir:

• diğer cihaz türlerine kıyasla düşük verimlilik, bu nedenle, düşük hava akışına sahip küçük odalar için bu tür cihazlar kullanılmaz;
• tüm sistemin önemli hacmi ve ağırlığı;
• sıvıyı dolaştırmak için ek bir elektrikli pompaya ihtiyaç duyulması;
• pompadan artan gürültü.

Isı değişim sıvısının zorla dolaşımı yerine freon gibi düşük kaynama noktasına sahip bir ortam kullanıldığında bu sistemde bir değişiklik vardır. Bu durumda, devre boyunca hareket doğal bir şekilde mümkündür, ancak sadece besleme hava kanalı egzoz kanalının üzerinde bulunuyorsa.

Böyle bir sistem ek enerji maliyetleri gerektirmez, ancak sadece önemli bir sıcaklık farkında ısıtma için çalışır. Ek olarak, istenen basınç veya belirli bir kimyasal bileşim oluşturularak uygulanabilen ısı transfer sıvısının agregasyon durumunda değişiklik noktasının ince ayarının yapılması gerekir.

Ana teknik parametreler

Havalandırma sisteminin gerekli performansını ve ısı eşanjörünün ısı değişim verimliliğini bilerek, belirli iklim koşullarında bir oda için havanın ısıtılmasındaki tasarrufları hesaplamak kolaydır. Potansiyel faydaları, sistemi satın alma ve bakım maliyetiyle karşılaştırarak, bir reküperatör veya standart bir hava ısıtıcısı lehine bir seçim yapabilirsiniz.

Genellikle, ekipman üreticileri benzer işlevselliğe sahip havalandırma ünitelerinin hava değişimi miktarında farklı olduğu bir model hattı sunar. Konutlar için bu parametre tablo 9.1'e göre hesaplanmalıdır. SP 54.13330.2016

Performans katsayısı

Rejeneratörün verimliliği, aşağıdaki formülle hesaplanan ısı transfer verimliliği olarak anlaşılır:

K = (T_n - T_n) / (T_içinde - T_n)

Hangi:

• T_n - odaya giren havanın sıcaklığı;
• T_n - dış ortam sıcaklığı;
• T_içinde - odadaki hava sıcaklığı.

Standart ile maksimum verimlilik değeri hava akış hızları ve cihazın teknik belgelerinde belirtilen belirli bir sıcaklık rejimi. Reel oranı biraz daha az olacaktır.

Plakalı veya borulu bir ısı eşanjörünün bağımsız üretimi durumunda, maksimum ısı transfer verimliliğini elde etmek için aşağıdaki kurallara uymak gerekir:

• En iyi ısı değişimi, ters akım cihazları, daha sonra çapraz akış cihazları ve en küçükleri ile sağlanır - her iki akışın tek yönlü hareketi ile.
• Isı aktarım hızı, malzemeyi ve akışları ayıran duvarların kalınlığının yanı sıra cihazın içindeki havanın süresine de bağlıdır.

Rejeneratörün verimliliğini bilerek, enerji verimliliğini dış ve iç havanın çeşitli sıcaklıklarında hesaplamak mümkündür:

E (G) = 0,36 x P x K x (T_içinde - T_n)

burada P (m³/ saat) - hava tüketimi.

Geri kazanıcının verimliliğinin parasal olarak hesaplanması ve toplam 270 m2 alana sahip iki katlı bir kulübe için satın alma ve kurulum maliyetleriyle karşılaştırılması, böyle bir sistem kurmanın fizibilitesini göstermektedir.

Yüksek verimliliğe sahip geri kazanıcıların maliyeti oldukça yüksektir, karmaşık bir yapıya ve önemli bir boyuta sahiptirler. Bazen, gelen havanın bunlardan sırayla geçmesi için birkaç daha basit cihaz takarak bu sorunları çözebilirsiniz.

Havalandırma sistemi performansı

Hava akışının hacmi, fanın gücüne ve aerodinamik sürükleme oluşturan ana bileşenlere bağlı olan statik basınç ile belirlenir.Kural olarak, matematiksel modelin karmaşıklığı nedeniyle kesin hesaplaması imkansızdır, bu nedenle tipik monoblok tasarımlar için deneysel çalışmalar yapılır ve bileşenler tek tek cihazlar için seçilir.

Fan gücü, teknik dokümantasyonda tavsiye edilen akış hızı veya ünite başına cihaz tarafından iletilen hava hacmi olarak belirtilen herhangi bir tipte kurulu geri dönüşüm cihazlarının verimini dikkate alarak seçilmelidir. Kural olarak, cihazın içindeki izin verilen hava hızı 2 m / s'yi aşmaz.

Aksi takdirde, geri kazanıcının dar elemanlarındaki yüksek hızlarda aerodinamik sürüklemede keskin bir artış olur. Bu, gereksiz enerji maliyetlerine, dış havanın verimsiz ısınmasına ve fanların ömrünü kısaltır.

Birçok yüksek performanslı ısı eşanjörü modeli için hava kaybı oranına karşı basınç kaybı grafiği, dirençte lineer olmayan bir artış gösterir, bu nedenle, cihazın teknik belgelerinde belirtilen önerilen hava değişim hacmi için gereksinimlere uymak gerekir.

Hava akış yönünün değiştirilmesi ek aerodinamik sürtünme yaratır. Bu nedenle, iç kanalın geometrisini modellerken, boru dönüşlerinin sayısını 90 derece en aza indirmek arzu edilir. Hava dağılımı için difüzörler de direnci arttırır, bu nedenle karmaşık desenli elemanların kullanılmaması önerilir.

Kirlenmiş filtreler ve menfezler akışla önemli parazit oluşturur, bu nedenle periyodik olarak temizlenmesi veya değiştirilmesi gerekir. Tıkanmayı değerlendirmenin etkili yollarından biri, filtre öncesi ve sonrası alanlardaki basınç düşüşünü izleyen sensörler kurmaktır.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Döner ve plaka reküperatörünün çalışma prensibi:

Plaka tipi bir geri kazanıcının verimliliğinin ölçülmesi:

Entegre reküperatörlü evsel ve endüstriyel havalandırma sistemleri, iç mekanlardaki ısıyı korumadaki enerji verimliliğini kanıtlamıştır. Şimdi, bu tür cihazların hazır ve test edilmiş modeller şeklinde ve bireysel siparişlerde satışı ve kurulumu için birçok teklif var. Gerekli parametreleri hesaplayabilir ve kurulumu kendiniz yapabilirsiniz.

Bilgileri okurken sorularınız varsa veya materyalimizde yanlışlıklar bulursanız, lütfen yorumlarınızı aşağıdaki kutuya bırakın.