Supply at maubos na bentilasyon na may pagbawi ng init: prinsipyo ng operasyon, pagsusuri ng mga pakinabang at disadvantages

Ang supply ng sariwang hangin sa panahon ng malamig na panahon ay humahantong sa pangangailangan na painitin ito upang matiyak ang tamang panloob na microclimate.Upang mabawasan ang mga gastos sa enerhiya, maaaring gamitin ang supply at exhaust ventilation na may heat recovery.

Ang pag-unawa sa mga prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay magbibigay-daan sa iyo na pinaka-epektibong bawasan ang pagkawala ng init habang pinapanatili ang sapat na dami ng pinalitan na hangin. Subukan nating maunawaan ang isyung ito.

Pagtitipid ng enerhiya sa mga sistema ng bentilasyon

Sa panahon ng taglagas-tagsibol, kapag nag-ventilate ng mga silid, ang isang malubhang problema ay ang malaking pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng papasok na hangin at hangin sa loob. Ang malamig na daloy ay dumadaloy at lumilikha ng isang hindi kanais-nais na microclimate sa mga gusali ng tirahan, opisina at pabrika o isang hindi katanggap-tanggap na vertical na gradient ng temperatura sa isang bodega.

Ang isang karaniwang solusyon sa problema ay ang pagsasama sa supply ng bentilasyon pampainit ng hangin, sa tulong ng kung saan ang daloy ay pinainit. Ang ganitong sistema ay nangangailangan ng pagkonsumo ng enerhiya, habang ang malaking dami ng mainit na hangin na tumatakas sa labas ay humahantong sa malaking pagkawala ng init.

Ang paglabas ng hangin sa labas na may matinding singaw ay nagsisilbing tagapagpahiwatig ng makabuluhang pagkawala ng init, na maaaring magamit upang painitin ang papasok na daloy.

Kung ang mga channel ng air inlet at outlet ay matatagpuan sa malapit, posible na bahagyang ilipat ang init ng papalabas na daloy sa papasok.Bawasan nito ang pagkonsumo ng enerhiya ng pampainit o ganap na maalis ito. Ang isang aparato para sa pagtiyak ng pagpapalitan ng init sa pagitan ng mga daloy ng gas ng iba't ibang temperatura ay tinatawag na isang recuperator.

Sa panahon ng mainit-init, kapag ang temperatura ng hangin sa labas ay mas mataas kaysa sa temperatura ng silid, maaaring gamitin ang isang recuperator upang palamig ang papasok na daloy.

Disenyo ng isang yunit na may isang recuperator

Panloob na istraktura ng supply at exhaust ventilation system na may pinagsamang recuperator Ang mga ito ay medyo simple, kaya maaari silang mabili at mai-install nang nakapag-iisa elemento sa pamamagitan ng elemento. Kung mahirap ang pagpupulong o pag-install sa sarili, maaari kang bumili ng mga handa na solusyon sa anyo ng karaniwang monoblock o indibidwal na mga prefabricated na istruktura upang mag-order.

Ang isang tipikal na disenyo ng isang supply at exhaust ventilation system na may isang recuperator na matatagpuan sa isang solong pabahay ay maaaring dagdagan ng iba pang mga bahagi sa pagpapasya ng gumagamit

Mga pangunahing elemento at ang kanilang mga parameter

Ang katawan na may init at ingay na pagkakabukod ay karaniwang gawa sa sheet na bakal. Sa kaso ng pag-install sa dingding, dapat itong makatiis sa presyon na nangyayari kapag binubula ang mga bitak sa paligid ng yunit, at maiwasan din ang panginginig ng boses mula sa pagpapatakbo ng mga tagahanga.

Sa kaso ng distributed air intake at daloy sa iba't ibang silid, kumonekta sa pabahay sistema ng air duct. Ito ay nilagyan ng mga balbula at damper upang ipamahagi ang mga daloy.

Kung walang mga air duct, ang isang grille o diffuser ay naka-install sa pagbubukas ng supply sa gilid ng silid upang ipamahagi ang daloy ng hangin. Ang panlabas na uri ng air intake grille ay naka-install sa pagbubukas ng pumapasok sa gilid ng kalye upang maiwasan ang mga ibon, malalaking insekto at mga labi na makapasok sa sistema ng bentilasyon.

Ang paggalaw ng hangin ay ibinibigay ng dalawang tagahanga ng axial o centrifugal action. Sa pagkakaroon ng isang recuperator, ang natural na sirkulasyon ng hangin sa isang sapat na dami ay imposible dahil sa aerodynamic resistance na nilikha ng yunit na ito.

Ang pagkakaroon ng isang recuperator ay nagsasangkot ng pag-install ng mga pinong filter sa pasukan ng parehong daloy. Ito ay kinakailangan upang mabawasan ang intensity ng pagbara ng manipis na mga channel ng heat exchanger na may mga deposito ng alikabok at grasa. Kung hindi, para gumana nang buo ang system, kakailanganing taasan ang dalas ng preventive maintenance.

Ang mga pinong filter ay dapat palitan o linisin pana-panahon. Kung hindi, ang pagtaas ng resistensya sa daloy ng hangin ay magdudulot ng pagkabigo ng fan.

Isa o higit pang mga recuperator ang sumasakop sa pangunahing dami ng supply at exhaust device. Ang mga ito ay naka-mount sa gitna ng istraktura.

Sa kaso ng matinding frost na tipikal para sa teritoryo at hindi sapat na kahusayan ng recuperator upang mapainit ang hangin sa labas, maaari kang mag-install ng pampainit. Gayundin, kung kinakailangan, ang isang humidifier, ionizer at iba pang mga aparato ay naka-install upang lumikha ng isang kanais-nais na microclimate sa silid.

Kasama sa mga modernong modelo ang isang electronic control unit. Ang mga kumplikadong pagbabago ay may mga function para sa mga operating mode ng programming depende sa mga pisikal na parameter ng kapaligiran ng hangin. Ang mga panlabas na panel ay may kaakit-akit na hitsura, salamat sa kung saan maaari silang magkasya nang maayos sa anumang interior.

Paglutas ng problema ng condensation

Ang paglamig ng hangin na nagmumula sa silid ay lumilikha ng mga kinakailangan para sa pagpapalabas ng kahalumigmigan at pagbuo ng condensation. Sa kaso ng isang mataas na rate ng daloy, karamihan sa mga ito ay walang oras upang maipon sa recuperator at lumabas.Sa mabagal na paggalaw ng hangin, isang malaking bahagi ng tubig ang nananatili sa loob ng device. Samakatuwid, kinakailangan upang matiyak na ang kahalumigmigan ay nakolekta at inalis sa labas ng pabahay. supply at exhaust system.

Ang elementary device para sa pagkolekta at pagdiskarga ng condensate ay isang tray na matatagpuan sa ilalim ng heat exchanger na may slope patungo sa drain hole

Ang kahalumigmigan ay inalis sa isang saradong lalagyan. Ito ay inilalagay lamang sa loob ng bahay upang maiwasan ang pagyeyelo ng mga palabas na channel sa sub-zero na temperatura. Walang algorithm para sa maaasahang pagkalkula ng dami ng tubig na natanggap kapag gumagamit ng mga system na may isang recuperator, kaya natutukoy ito sa eksperimento.

Ang muling paggamit ng condensate para sa air humidification ay hindi kanais-nais, dahil ang tubig ay sumisipsip ng maraming pollutant tulad ng pawis ng tao, amoy, atbp.

Maaari mong makabuluhang bawasan ang dami ng condensate at maiwasan ang mga problema na nauugnay sa paglitaw nito sa pamamagitan ng pag-aayos ng isang hiwalay na sistema ng tambutso mula sa banyo at kusina. Sa mga silid na ito ang hangin ay may pinakamataas na kahalumigmigan. Kung mayroong ilang mga sistema ng tambutso, ang palitan ng hangin sa pagitan ng mga teknikal at residential na lugar ay dapat na limitado sa pamamagitan ng pag-install ng mga check valve.

Kung ang daloy ng hangin ng tambutso ay pinalamig sa mga negatibong temperatura sa loob ng recuperator, ang condensate ay nagiging yelo, na nagiging sanhi ng pagbawas sa bukas na cross-section ng daloy at, bilang isang resulta, isang pagbawas sa volume o isang kumpletong pagtigil ng bentilasyon.

Para sa pana-panahon o isang beses na defrosting ng recuperator, isang bypass ang naka-install - isang bypass channel para sa paggalaw ng supply ng hangin. Kapag ang isang daloy ay lumampas sa aparato, ang paglipat ng init ay hihinto, ang heat exchanger ay umiinit at ang yelo ay pumasa sa isang likidong estado. Ang tubig ay dumadaloy sa condensate collection tank o sumingaw sa labas.

Ang prinsipyo ng bypass device ay simple, samakatuwid, kung may panganib ng pagbuo ng yelo, ipinapayong magbigay ng ganoong solusyon, dahil ang pag-init ng recuperator sa pamamagitan ng ibang paraan ay kumplikado at nakakaubos ng oras.

Kapag ang daloy ay dumaan sa bypass, walang pag-init ng supply ng hangin sa pamamagitan ng recuperator. Samakatuwid, kapag na-activate ang mode na ito, dapat awtomatikong i-on ang heater.

Mga tampok ng iba't ibang uri ng mga recuperator

Mayroong ilang mga opsyon na may iba't ibang istruktura para sa pagpapatupad ng pagpapalitan ng init sa pagitan ng malamig at pinainit na daloy ng hangin. Ang bawat isa sa kanila ay may sariling mga natatanging tampok, na tumutukoy sa pangunahing layunin para sa bawat uri ng recuperator.

Plate cross-flow recuperator

Ang disenyo ng plate recuperator ay batay sa mga panel na may manipis na pader, na konektado nang halili sa paraang kahalili ang pagpasa ng mga daloy ng iba't ibang temperatura sa pagitan ng mga ito sa isang anggulo ng 90 degrees. Ang isa sa mga pagbabago ng modelong ito ay isang aparato na may mga finned channel para sa daanan ng hangin. Ito ay may mas mataas na heat transfer coefficient.

Ang kahaliling pagpasa ng mainit at malamig na daloy ng hangin sa pamamagitan ng mga plato ay natanto sa pamamagitan ng pagyuko sa mga gilid ng mga plato at pag-sealing ng mga kasukasuan ng polyester resin

Ang mga panel ng pagpapalitan ng init ay maaaring gawin ng iba't ibang mga materyales:

• Ang mga haluang metal na batay sa tanso, tanso at aluminyo ay may magandang thermal conductivity at hindi madaling kapitan ng kalawang;
• plastic na ginawa mula sa isang hydrophobic polymer na materyal na may mataas na thermal conductivity coefficient at mababang timbang;
• Ang hygroscopic cellulose ay nagpapahintulot sa condensation na tumagos sa plato at pabalik sa silid.

Ang kawalan ay ang posibilidad ng pagbuo ng condensation sa mababang temperatura.Dahil sa maliit na distansya sa pagitan ng mga plato, ang kahalumigmigan o yelo ay makabuluhang nagpapataas ng aerodynamic drag. Sa kaso ng pagyeyelo, kinakailangan upang harangan ang papasok na daloy ng hangin upang mapainit ang mga plato.

Ang mga bentahe ng plate recuperator ay ang mga sumusunod:

• mura;
• mahabang buhay ng serbisyo;
• mahabang panahon sa pagitan ng preventive maintenance at kadalian ng pagpapatupad nito;
• maliit na sukat at timbang.

Ang ganitong uri ng recuperator ay pinakakaraniwan para sa tirahan at opisina. Ginagamit din ito sa ilang mga teknolohikal na proseso, halimbawa, upang ma-optimize ang pagkasunog ng gasolina sa panahon ng pagpapatakbo ng mga hurno.

Drum o rotary type

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang rotary recuperator ay batay sa pag-ikot ng isang heat exchanger, sa loob nito ay may mga layer ng corrugated metal na may mataas na kapasidad ng init. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa papalabas na daloy, ang sektor ng drum ay pinainit, na kasunod na nagbibigay ng init sa papasok na hangin.

Ang fine-mesh heat exchanger ng isang rotary recuperator ay madaling kapitan ng pagbara, kaya kailangan mong bigyang-pansin ang kalidad ng operasyon ng mga fine filter.

Ang mga bentahe ng rotary recuperator ay ang mga sumusunod:

• medyo mataas na kahusayan kumpara sa mga nakikipagkumpitensyang uri;
• pagbabalik ng isang malaking halaga ng kahalumigmigan, na nananatili sa anyo ng paghalay sa drum at sumingaw sa pakikipag-ugnay sa papasok na tuyong hangin.

Ang ganitong uri ng recuperator ay mas madalas na ginagamit para sa mga gusali ng tirahan para sa bentilasyon ng apartment o cottage. Madalas itong ginagamit sa malalaking boiler house upang ibalik ang init sa mga hurno o para sa malalaking pang-industriya o komersyal na lugar.

Gayunpaman, ang ganitong uri ng aparato ay may mga makabuluhang disadvantages:

• isang medyo kumplikadong disenyo na may mga gumagalaw na bahagi, kabilang ang isang de-koryenteng motor, drum at belt drive, na nangangailangan ng patuloy na pagpapanatili;
• tumaas na antas ng ingay.

Minsan para sa mga device ng ganitong uri maaari mong makita ang terminong "regenerative heat exchanger", na mas tama kaysa sa "recuperator". Ang katotohanan ay ang isang maliit na bahagi ng maubos na hangin ay bumabalik dahil sa maluwag na akma ng drum sa katawan ng istraktura.

Nagpapataw ito ng mga karagdagang paghihigpit sa kakayahang gumamit ng mga device ng ganitong uri. Halimbawa, ang maruming hangin mula sa heating stoves ay hindi maaaring gamitin bilang coolant.

Tube at sistema ng pambalot

Ang isang tubular type recuperator ay binubuo ng isang sistema ng manipis na pader na mga tubo na may maliit na diameter na matatagpuan sa isang insulated na pambalot, kung saan mayroong pag-agos ng hangin sa labas. Ang pambalot ay nag-aalis ng mainit na hangin mula sa silid, na nagpapainit sa papasok na daloy.

Ang mainit na hangin ay dapat na ilabas sa pamamagitan ng pambalot, at hindi sa pamamagitan ng isang sistema ng mga tubo, dahil imposibleng alisin ang condensate mula sa kanila.

Ang mga pangunahing bentahe ng tubular recuperator ay ang mga sumusunod:

• mataas na kahusayan dahil sa countercurrent na prinsipyo ng paggalaw ng coolant at papasok na hangin;
• ang pagiging simple ng disenyo at kawalan ng mga gumagalaw na bahagi ay nagsisiguro ng mababang antas ng ingay at bihirang nangangailangan ng pagpapanatili;
• mahabang buhay ng serbisyo;
• ang pinakamaliit na cross-section sa lahat ng uri ng recovery device.

Ang mga tubo para sa ganitong uri ng aparato ay gumagamit ng alinman sa light-alloy na metal o, mas madalas, polymer. Ang mga materyales na ito ay hindi hygroscopic, samakatuwid, na may isang makabuluhang pagkakaiba sa mga temperatura ng daloy, ang matinding paghalay ay maaaring mabuo sa pambalot, na nangangailangan ng isang nakabubuo na solusyon para sa pag-alis nito.Ang isa pang kawalan ay ang pagpuno ng metal ay may malaking timbang, sa kabila ng maliliit na sukat nito.

Ang pagiging simple ng disenyo ng isang tubular recuperator ay ginagawang popular ang ganitong uri ng device para sa sariling paggawa. Ang mga plastik na tubo para sa mga duct ng hangin, na insulated na may polyurethane foam shell, ay karaniwang ginagamit bilang isang panlabas na pambalot.

Device na may intermediate coolant

Minsan ang supply at exhaust air ducts ay matatagpuan sa ilang distansya mula sa bawat isa. Ang sitwasyong ito ay maaaring lumitaw dahil sa mga teknolohikal na tampok ng gusali o mga kinakailangan sa sanitary para sa maaasahang paghihiwalay ng mga daloy ng hangin.

Sa kasong ito, ginagamit ang isang intermediate coolant, na nagpapalipat-lipat sa pagitan ng mga duct ng hangin sa pamamagitan ng isang insulated pipeline. Ang tubig o isang solusyon ng tubig-glycol ay ginagamit bilang isang daluyan para sa paglilipat ng thermal energy, na ang sirkulasyon ay sinisiguro ng operasyon. bomba ng init.

Ang isang recuperator na may intermediate coolant ay isang napakalaki at mamahaling aparato, ang paggamit nito ay makatwiran sa ekonomiya para sa mga lugar na may malalaking lugar.

Kung posible na gumamit ng isa pang uri ng recuperator, mas mahusay na huwag gumamit ng isang sistema na may intermediate coolant, dahil mayroon itong mga sumusunod na makabuluhang kawalan:

• mababang kahusayan kumpara sa iba pang mga uri ng mga aparato, samakatuwid ang mga naturang aparato ay hindi ginagamit para sa maliliit na silid na may mababang daloy ng hangin;
• makabuluhang dami at bigat ng buong sistema;
• ang pangangailangan para sa isang karagdagang electric pump upang mailipat ang likido;
• tumaas na ingay mula sa bomba.

Mayroong pagbabago sa sistemang ito kapag, sa halip na sapilitang sirkulasyon ng heat exchange fluid, ginagamit ang isang daluyan na may mababang punto ng kumukulo, tulad ng freon.Sa kasong ito, ang paggalaw kasama ang tabas ay posible nang natural, ngunit kung ang supply air duct ay matatagpuan sa itaas ng exhaust air duct.

Ang ganitong sistema ay hindi nangangailangan ng karagdagang mga gastos sa enerhiya, ngunit gumagana lamang para sa pagpainit kapag mayroong isang makabuluhang pagkakaiba sa temperatura. Sa karagdagan, ito ay kinakailangan upang fine-tune ang punto ng pagbabago sa estado ng pagsasama-sama ng init exchange fluid, na maaaring maisasakatuparan sa pamamagitan ng paglikha ng kinakailangang presyon o isang tiyak na komposisyon ng kemikal.

Pangunahing teknikal na mga parameter

Alam ang kinakailangang pagganap ng sistema ng bentilasyon at ang kahusayan ng pagpapalitan ng init ng recuperator, madaling kalkulahin ang mga pagtitipid sa pagpainit ng hangin para sa isang silid sa ilalim ng mga partikular na klimatiko na kondisyon. Sa pamamagitan ng paghahambing ng mga potensyal na benepisyo sa mga gastos sa pagbili at pagpapanatili ng system, maaari kang makatuwirang pumili ng pabor sa isang recuperator o isang karaniwang air heater.

Ang mga tagagawa ng kagamitan ay madalas na nag-aalok ng isang linya ng modelo kung saan ang mga yunit ng bentilasyon na may katulad na pag-andar ay naiiba sa dami ng air exchange. Para sa mga lugar ng tirahan, ang parameter na ito ay dapat kalkulahin ayon sa Talahanayan 9.1. SP 54.13330.2016

Kahusayan

Ang kahusayan ng isang recuperator ay nauunawaan bilang ang kahusayan ng paglipat ng init, na kinakalkula gamit ang sumusunod na formula:

K = (T_P - T_n) / (T_V - T_n)

kung saan:

• T_P - temperatura ng hangin na pumapasok sa silid;
• T_n - temperatura sa labas ng hangin;
• T_V - temperatura ng hangin sa silid.

Pinakamataas na halaga ng kahusayan sa pamantayan bilis ng daloy ng hangin at ang isang tiyak na rehimen ng temperatura ay ipinahiwatig sa teknikal na dokumentasyon ng aparato. Ang aktwal na figure nito ay magiging bahagyang mas mababa.

Sa kaso ng self-manufacturing ng isang plate o tubular recuperator, upang makamit ang maximum na kahusayan sa paglipat ng init, dapat mong sundin ang mga sumusunod na patakaran:

• Ang pinakamahusay na paglipat ng init ay ibinibigay ng mga counter-flow na device, pagkatapos ay cross-flow device, at ang hindi bababa sa unidirectional na paggalaw ng parehong daloy.
• Ang intensity ng heat transfer ay depende sa materyal at kapal ng mga pader na naghihiwalay sa mga daloy, pati na rin sa tagal ng hangin sa loob ng device.

Alam ang kahusayan ng recuperator, maaari mong kalkulahin ang kahusayan ng enerhiya nito sa iba't ibang temperatura ng panlabas at panloob na hangin:

E (W) = 0.36 x P x K x (T_V - T_n)

kung saan ang P (m³/hour) – daloy ng hangin.

Ang pagkalkula ng kahusayan ng recuperator sa mga tuntunin sa pananalapi at paghahambing sa mga gastos ng pagkuha at pag-install nito para sa isang dalawang palapag na cottage na may kabuuang lugar na 270 m2 ay nagpapakita ng pagiging posible ng pag-install ng naturang sistema

Ang gastos ng mga recuperator na may mataas na kahusayan ay medyo mataas, mayroon silang isang kumplikadong disenyo at makabuluhang mga sukat. Minsan maaari mong malutas ang mga problemang ito sa pamamagitan ng pag-install ng ilang mas simpleng mga aparato upang ang papasok na hangin ay dumaan sa kanila nang sunud-sunod.

Pagganap ng sistema ng bentilasyon

Ang dami ng hangin na dumaan ay tinutukoy ng static na presyon, na nakasalalay sa kapangyarihan ng fan at ang mga pangunahing bahagi na lumilikha ng aerodynamic resistance. Bilang isang patakaran, ang eksaktong pagkalkula nito ay imposible dahil sa pagiging kumplikado ng modelo ng matematika, samakatuwid ang mga eksperimentong pag-aaral ay isinasagawa para sa mga karaniwang istruktura ng monoblock, at ang mga bahagi ay pinili para sa mga indibidwal na aparato.

Ang kapangyarihan ng fan ay dapat piliin na isinasaalang-alang ang throughput ng mga naka-install na heat exchanger ng anumang uri, na ipinahiwatig sa teknikal na dokumentasyon bilang ang inirerekomendang rate ng daloy o dami ng hangin na ipinapasa ng aparato sa bawat yunit ng oras. Bilang isang patakaran, ang pinahihintulutang bilis ng hangin sa loob ng aparato ay hindi lalampas sa 2 m / s.

Kung hindi man, sa mataas na bilis, ang isang matalim na pagtaas sa aerodynamic resistance ay nangyayari sa makitid na elemento ng recuperator. Ito ay humahantong sa hindi kinakailangang mga gastos sa enerhiya, hindi epektibong pag-init ng hangin sa labas at nabawasan ang buhay ng fan.

Ang graph ng pressure loss versus air flow rate para sa ilang modelo ng high-performance recuperator ay nagpapakita ng nonlinear na pagtaas ng resistensya, kaya kinakailangang sumunod sa mga kinakailangan para sa inirerekomendang air exchange volume na tinukoy sa teknikal na dokumentasyon ng device

Ang pagbabago sa direksyon ng daloy ng hangin ay lumilikha ng karagdagang aerodynamic drag. Samakatuwid, kapag nagmomodelo ng geometry ng isang panloob na air duct, kanais-nais na i-minimize ang bilang ng mga pagliko ng tubo sa pamamagitan ng 90 degrees. Ang mga air diffuser ay nagdaragdag din ng paglaban, kaya ipinapayong huwag gumamit ng mga elemento na may kumplikadong mga pattern.

Ang mga maruming filter at grilles ay nagdudulot ng malaking pagkagambala sa daloy, kaya dapat na pana-panahong linisin o palitan ang mga ito. Ang isang epektibong paraan upang masuri ang pagbara ay ang pag-install ng mga sensor na sumusubaybay sa pagbaba ng presyon sa mga lugar bago at pagkatapos ng filter.

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng rotary at plate recuperator:

Pagsukat sa kahusayan ng isang plate-type recuperator:

Ang mga domestic at industrial ventilation system na may pinagsamang recuperator ay napatunayan ang kanilang kahusayan sa enerhiya sa pagpapanatili ng init sa loob ng bahay. Ngayon mayroong maraming mga alok para sa pagbebenta at pag-install ng mga naturang device, kapwa sa anyo ng mga yari at nasubok na mga modelo, at sa mga indibidwal na order. Maaari mong kalkulahin ang mga kinakailangang parameter at magsagawa ng pag-install sa iyong sarili.

Kung mayroon kang anumang mga katanungan habang binabasa ang impormasyon o nakakita ng anumang mga kamalian sa aming materyal, mangyaring iwanan ang iyong mga komento sa bloke sa ibaba.