Принцип работы рекуператора воздуха для дома
Принцип работы рекуператора — что это такое, и для чего нужен рекуператор — Marley-spb.ru
Зачем нужен рекуператор?
В вашей квартире или доме скорее всего устроены 2 вент-канала (вент-шахты) отводящие воздух (вытягивающие) из Кухни и С/узла. Откуда возьмется новый воздух? По проекту -из окон, дверей и щелей. А если у вас хорошие герметичные окна и двери ? Вот и получается, что при закрытых окнах или засоренных шахтах эта система должным образом не работает, а при открытых – сквозняк, пыль, холод и шум проникают внутрь.
Именно здесь и помогает рекуператор воздуха Marley.
Он позволяет проветрить индивидуально каждое помещение без открытия окон и без вашего постоянного участия. Он сам выводит (вытягивает) старый воздух на улицу забирая и сохраняя в себе его тепло, а потом сам поставляет внутрь свежий, очищенный от пыли и подогретый воздух. На это действие Рекуператор Marley расходует всего 3,5-7 Вт/ч (= 1 энергосберегающая лампочка), а проветривает помещение до 25 м2.
При парном использовании площадь может быть увеличена до 60 м2.
Для домов с индивидуальным отоплением – очень важно свойство рекуператора сохранять энергию воздуха. Вам не придется его вновь нагревать (как скажем в чисто приточных системах и бризерах) Значит каждую минуту вы будете экономить ваши средства.
Зачем нужна вентиляция?
Наверное, нет такого городского человека, до которого не доходила бы информация о качестве воздуха, которым ему приходится дышать. И тем не менее, планируя ремонт или строительство, не всем приходит в голову мысль о необходимости оснащения жилища, офиса или другого обитаемого помещения качественной системой вентиляции.
А ведь все, что в последующем будет окружать, может также являться дополнительным источником отравления и без того не свежего воздуха. Это и строительно-отделочные материалы, содержащие асбест, и мебель, сделанная из ДСП, и бытовая или офисная техника, и многие другие источники, которые в том или ином количестве присутствуют в любом доме.
Кроме того сам человек в результате своей жизнедеятельности выделяет в час около 16 литров углекислоты. А ведь приходится еще пользоваться бытовой химией, электрической или газовой плитой. О курении уже можно и не говорить. Пластиковые же стеклопакеты и плотные двери надежно и надолго сохраняют все перечисленное.
Откуда же взять тогда 20 л кислорода, необходимые человеку за тот же час? Правильно, можно открыть окно и... в удовольствие подышать уличной копотью, вдохнуть полную грудь пыли и запустить пожить комаров и мух. Зимой и вовсе можно устроить домашним или коллегам приятный сквознячок на уровне -25°C.
Второй вариант — установить систему вентиляции и забыть про проблемы с воздухом. Хорошо спроектированная и смонтированная вентиляция Marley позволит не только удалить постоянно накапливающиеся пыль, запахи и углекислый газ, но и обеспечить приток очищенного воздуха без лишних затрат. В дополнение к вентиляции Marley можно установить кондиционер, и тогда Вы будете иметь совершенную и комфортную климатическую систему.
Что такое Рекуператор?
Рекуператор свежего воздуха — это устройство, позволяющее проветривать помещение практически без потери энергии.
В чем же заключается принцип работы рекуператора от Marley?
Основной секрет в инновационном керамическом теплообменнике, через который воздух поступает 70 секунд из помещения, нагревая его, затем 70 секунд — в помещение, снимая с него тепло.
При этом, затраты на электроэнергию ничтожно малы. Прибор потребляет всего 3,5-7 Вт (не больше выключенного телевизора).
За счет своей конструкции он не займет много места в Вашем помещении (все агрегаты расположены в толщине стены) и будет смотреться, как хороший вентилятор.
Прибор не создает сквозняков, точнее позволяет их избежать, его можно устанавливать даже за шторами, так как он забирает и подает воздух в стороны по стене.
Словом, рекуператор — это прекрасное решение для вентиляции.
За счет чего происходит нагревание холодного поступающего воздуха в рекуператоре Marley MEnV-180?
В рекуператоре расположен керамический элемент с тонкими гранями, которые сохраняют тепло отводимого воздуха. После смены направления движения воздуха керамический элемент отдает тепло поступающему холодному воздуху. Тем самым электроэнергии на нагрев не расходуется.
Как и когда обслуживать рекуператор Marley?
Все очень просто, раз в полгода о необходимости проверить состояние фильтра Вам даст знать лампочка на устройстве. Обслуживание происходит изнутри помещения. Открутив 2 болта, Вы извлечете керамический элемент и фильтр. Керамический элемент промывается под струей воды, а фильтр пылесосится, либо заменяется новым. С наружной стороны защитный фильтр легко извлекается из колпака и так же пылесосится. Вся процедура занимает 15 минут.
Нужна консультация? Заполните форму ниже, и наш специалист свяжется с Вами!
Имя
Телефон
E-mail (если есть)
Сообщение
Антибот
Рекуперация в вентиляции что это
Что такое рекуператор и почему он используется в приточно-вытяжных системах?
Рекуператор — «сердце» приточно-вытяжной вентиляции с функцией теплообмена.
Именно это устройство отвечает за передачу тепла отработанного воздуха — свежему. Данная технология востребована во всех типах помещений, где важно поддерживать комфортный микроклимат. Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает эффективную циркуляцию воздушного потока. Аналогичная вентустановка с рекуператором подает в помещение не просто свежий, но и предварительно подогретый воздух.
Высокие затраты на электроэнергию рано или поздно заставляют нас задуматься о способах экономии. Не все владельцы жилых и офисных помещений догадываются о том, что потери тепла зимой в значительной степени вызваны вентиляцией. Согласно статистике, вместе с удаляемым из помещений воздухом уходит от 30% до 60% тепла. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором — разумный компромисс между энергосбережением и надлежащей вентиляцией помещения. Рассказываем об основным принципах работы оборудования.
Принцип работы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией
Как это работает? Прибор забирает тепло из выходящего потока и передает его поступающему с улицы.
В итоге температура свежего воздуха близка к комнатной и почти не требует нагрева. Это экономит наши расходы на электроэнергию.
Поговорим о конструкции оборудования. Внешне рекуператор представляет собой короб с входными и выходными отверстиями. Внутри находится ключевой компонент — теплообменник, который отвечает за передачу тепловой энергии. Встречные потоки воздуха проходят через это устройство, но не смешиваются благодаря пластинчатой или мембранной перегородке.
Рекуператор также оснащен фильтрами, которые очищают и поступающий, и выходящий поток. Это важно для здоровья людей в помещении и для защиты теплообменника от пыли и мусора. За движение воздушного потока отвечают вентиляторы. Надежную работу и надлежащую изоляцию обеспечивают кожухи. Как правило, оборудование оснащается автоматикой, позволяющей регулировать мощность работы вентиляционной системы в соответствии с запросами пользователей. Более подробно о составных частях системы вентиляции.
Виды рекуператоров, их особенности, преимущества и недостатки
На рынке представлены различные типы рекуператоров.
Поговорим о каждом из них.
Пластинчатые представляют собой блок-кассету с металлическим корпусом, внутри которого установлены пластины (отсюда название) из оцинковки, фольги, пластика или полимеризованной бумаги. Пластины разделяют потоки воздуха и мешают им смешиваться. Эффективность данного вида рекуператоров зависит от материала пластин:
- металлические — не лучший выбор. Замерзают в мороз и долго оттаивают. При обмерзании воздух периодически приходится пускать через обводной канал, минуя рекуператор, сразу в помещение;
- пластиковые такой проблемы не имеют, но стоят дороже. В эксплуатации — гораздо эффективнее. Их можно использовать в помещениях с высокой влажностью. И пластиковые, и металлические пластины образуют конденсат, для сбора которого в конструкции предусмотрен поддон. При установке таких рекуператоров нужно предусмотреть дренаж;
- теплообменники из полимеризованной бумаги высокоэффективны, не образуют конденсат и не сушат воздух. Не подойдут для влажных помещений.
Роторные рекуператоры имеют цилиндрическую форму и состоят из алюминиевого ротора, заключенного в корпус из оцинкованной стали. Барабан при вращении нагревается в зоне вытяжного канала и охлаждается в зоне приточного, возвращая тепло уличному воздуху. Роторные рекуператоры более эффективны, чем пластинчатые. Автоматика регулирует скорость вращения ротора и предупреждает обмерзание. Следовательно, не требуется разморозка.
Энтальпийные — технически более продвинутое оборудование. Возвращают не только тепло, но и влагу. Результативность установки оценивается в 80-85% благодаря эффективному теплообмену. Принцип работы заключается с многоступенчатой рекуперации. Что это значит? Внутри рекуператора находится мембрана, которая работает как губка: поглощает тепло и влагу из выходящего воздуха и передает приточному. Смешивания потоков не происходит. Конденсат не образуется: мембранная поверхность впитывает строго определенный объем влаги.
Плюсы энтальпийных рекуператоров:
- высокая эффективность;
- отсутствие конденсата;
- не промерзают;
- качественная циркуляция воздуха с дополнительным увлажнением.
Оборудование не так давно вошло в обиход. На сегодняшний день накоплено мало статистических данных по реальному сроку службы, надежности и долговечности энтальпийных рекуператоров. Производители заявляют срок до 10 лет, но реальным практическим опытом эксплуатации это не подтверждено. На данный момент такие устройства используются главным образом в вентиляционных установках с относительно небольшим расходом воздуха.
Насколько целесообразно заказывать вентиляцию с рекуперацией?
Установка приточно-вытяжной рекуперации — долгосрочная инвестиция. Цена вентустановки с рекуператором в среднем на 50% дороже. Данное оборудование с годами обязательно окупит себя. Срок окупаемости и целесообразность установки зависит и от климатических условий. Полезный материал на тему — что такое приточно-вытяжная система вентиляции.
ВАЖНО! Рекуператор хорошо проявляет себя при большой разнице температур. Если на улице -15°C, а в здании должно быть +20°C, установка приточной-вытяжной вентиляции с рекуперацией экономически целесообразна.
Если вы живете в мягком, южном климате, переплачивать за рекуператор смысла нет: разница температур невелика. Данное оборудование оптимально для умеренного и северного климата с суровыми зимами и затяжным межсезоньем.
Монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией
Качественно работающая вентиляция — результат правильно подобранной конструкции, оборудования, тщательного, профессионального проектирования и монтажа. Для того, чтобы система рекуперации работала эффективно и экономично, должны быть соблюдены 3 условия:
- профессионально составленный инженерный проект;
- надежное исполнение системы вентиляции;
- рекуператор хорошего качества.
Определяющее значение имеют профессиональные знания, квалификация, опыт и навыки монтажной компании. Важным шагом является соответствующая настройка системы в соответствии с предполагаемыми параметрами:
- Каналы вентиляции — это «кровеносная система» всей системы рекуперации.
Критически важны оптимальные трассы вентиляционных каналов. Чтобы система рекуперации выполняла свою задачу, трубы должны иметь правильно подобранные диаметры для подачи нужного количества воздуха и качественно заизолированы. - Правильное направление воздушного потока в установке обеспечивают вентиляторы рекуператора. Продуманное распределение вентканалов обеспечивает оптимальную и тихую подачу воздуха, который эффективно проветривает все помещения.
- Не менее важен выбор рекуператора соответствующей мощности. Чтобы правильно подобрать теплообменник, необходимо произвести тщательные расчеты. Только на основании этого параметра нужно приобретать рекуператор соответствующей мощности. Слабое оборудование не справится с поддержанием комфортного микроклимата в доме и повлияет в конечном итоге на экономическую целесообразность.
При выборе оборудования избегайте искушения купить то, что подешевле. Зачастую бюджетный агрегат означает худшую производительность и в конечном итоге снижает энергоэффективность всей системы в целом.
Установку приточно-вытяжной вентиляции стоит доверять профессиональной монтажной компании, которая занимается проектированием, сможет корректно рассчитать объемы воздушного потока и качественно смонтировать систему.
Вывод
Вентиляция с рекуперацией — эффективное решение для циркуляции воздуха в умеренной и северной климатической зоне. Современное оборудование позволяет эффективно перерабатывать тепло, восполнять затраты на отопление и экономить на счетах за электроэнергию. В этом обзоре мы постарались затронуть основные принципы работы и виды оборудования. Отдельное внимание уделили профессионализму проектировщиков и монтажников.
Остались вопросы? Закажите бесплатную консультацию.
Наши специалисты помогут подобрать инженерные системы для промышленного и коммерческого объекта, исходя из технических параметров и ваших потребностей, а также проконсультируют по вопросу рекуперации в вентиляции и монтажа системы.
Воздухо-воздушные теплообменники для более здоровых и энергоэффективных домов
Название
(AE1393, пересмотрено в мае 2018 г.
)
Файл
Файл публикации: Теплообменники воздух-воздух
для более здоровых энергоэффективных домовРезюме
Чтобы снизить расходы на отопление и охлаждение, строители использовали лучшие методы строительства и материалы, чтобы значительно уменьшить утечки воздуха в дом и из дома. В то время как «герметичный» дом снизит затраты на отопление и охлаждение, он также будет задерживать водяной пар и вредные частицы в доме.
Ведущий автор
Ведущий автор:
Рецензировано Кеннетом Хеллевангом, доктором философии, специалистом по специальности, инженером по развитию
Другие авторы
Карл Педерсен, бывший преподаватель энергетики
Доступность
Доступность:
Только Интернет
Разделы публикации
Конденсация на окнах и другие проблемы с влажностью вероятны в обветренном доме без воздухообменников.
Это проблема как для людей, так и для дома. Подача наружного воздуха и отвод воздуха из помещения (вентиляция) разбавляют или удаляют загрязняющие вещества и влагу из помещения. Вопрос в том, как вы удаляете влагу и загрязняющие вещества, сохраняя при этом нагретый или охлажденный воздух? Воздушный теплообменник решит эту проблему. Воздухообменники передают тепловую энергию воздуха в помещении поступающему свежему воздуху, удаляя влагу и загрязняющие вещества, но сохраняя тепло. В этой публикации описываются причины использования теплообменников типа «воздух-воздух», технология теплообменников, экономическая выгода от их установки и некоторые советы по выбору теплообменника, подходящего для вашего дома.
Почему важна вентиляция?
Раньше энергия была дешевле, чем теплоизоляция, и строители уделяли меньше внимания теплоизоляции дома. С течением времени и повышением цен на энергоносители домовладельцы начали сокращать расходы, утепляя чердаки, стены и подвалы, что остановило крупномасштабную передачу тепла.
В последнее время из-за высокой стоимости энергии и более качественных материалов домовладельцы и строители останавливают небольшие утечки воздуха вокруг дверей, окон, сантехники и даже пластин выключателей света. В некоторых домах эта естественная инфильтрация воздуха теперь заменяет воздух внутри каждые 4-10 часов, по сравнению с каждые 30 минут 40 лет назад. К сожалению, такое уменьшение поступления наружного воздуха в здание может привести к проблемам с качеством воздуха в помещении. Двумя наиболее распространенными проблемами качества являются избыточная влажность
и загрязняющие вещества.
Относительная влажность – это отношение количества водяного пара в воздухе к максимальному количеству водяного пара, которое воздух может содержать при определенной температуре. Точка росы – это температура, при которой относительная влажность составляет 100 процентов и образуется конденсат.
Теплый воздух способен удерживать больше водяного пара, чем холодный. В теплый летний день температура может достигать 85 градусов по Фаренгейту (°F) при 50-процентном уровне относительной влажности, что делает точку росы 71 °F.
По мере охлаждения воздуха температура приближается к точке росы, или точке, при которой водяной пар начинает осаждаться из воздуха. Например, при охлаждении воздуха при температуре 85 °F относительная влажность увеличивается, а при температуре 70 °F на холодных поверхностях образуется конденсат. Воздух при температуре 70 ° F и относительной влажности 40 процентов имеет относительную влажность около 80 процентов при охлаждении до 50 ° F. Воздух при температуре 20 ° F и относительной влажности 90 процентов имеет относительную влажность 23 процента при нагревании до 60 ° F. Грубо говоря, падение температуры на 20 °F снижает влагоудерживающую способность вдвое и удваивает относительную влажность.
В тесных домах деятельность человека, такая как принятие душа, сушка одежды и приготовление пищи, поднимает относительную влажность до проблематичного уровня, что приводит к образованию конденсата на окнах и высокой влажности, что может привести к росту плесени. Рекомендуемая относительная влажность для людей составляет около 50 процентов, чтобы свести к минимуму носовые кровотечения, сухость кожи и другие физические недомогания.
Северный климат не может поддерживать такой уровень влажности зимой. Когда теплый влажный воздух соприкасается с прохладными поверхностями, влага конденсируется на поверхности, если она ниже точки росы.
Так же, как вода конденсируется на стакане воды со льдом, конденсат образуется на холодных поверхностях в доме. Это может произойти на окнах, дверях, полах и даже внутри стен. Постоянные влажные условия могут вызвать структурные повреждения и связанные с этим проблемы с гниением и плесенью. Идеальная влажность для северных равнин зимой составляет от 30 до 40 процентов, что является компромиссом между идеальными условиями для людей и строениями, в которых они обитают.
Измерение влажности дома
Использование гигрометра (рис. 1) или измеритель относительной влажности для проверки конструкции на предмет относительной влажности. Гигрометры могут иметь либо циферблат, либо цифровое считывание. Цифровые гигрометры не всегда более точны. В продаже имеются более дорогие модели, которые, как правило, должны иметь более высокую степень точности.
Более дорогие гигрометры обычно имеют точность в пределах 5 процентов от фактической относительной влажности. Все гигрометры требуют калибровки для повышения уровня их точности. При покупке гигрометра проверьте рабочий диапазон, потому что электронные гигрометры могут иметь минимальный уровень относительной влажности, который они могут считывать, например 20 процентов.
Фото:
Карл Педерсен
Рис. 1. Примеры измерителей относительной влажности, также известных как гигрометры.
Для калибровки гигрометра приобретите герметичный контейнер, по крайней мере, в три раза превышающий размер гигрометра. Примеры включают пластиковый пакет с застежкой-молнией, контейнер для хранения продуктов с плотно закрывающейся крышкой или кофейную банку с оригинальной крышкой. Поместите чашку с водой в герметичный контейнер вместе с глюкометром на четыре-шесть часов или до тех пор, пока капли воды не станут видны на внутренней поверхности контейнера.
Когда капли начинают скапливаться на краю герметичной емкости, это указывает на уровень относительной влажности 100 процентов. Показание гигрометра должно быть не менее 95 процентов, а предпочтительно 100 процентов, Рисунок 2 . Обратите внимание на чтение.
Фото:
Карл Педерсен
Рис. 2. Калибровочный тест, 100-процентная влажность.
Теперь добавьте поваренную соль в чашку с водой, помешивая, пока вода не перестанет растворять соль. Соль должна оставаться на дне чашки. Затем поместите чашку обратно в герметичный контейнер с глюкометром и снова оставьте на два-три часа. Соль снижает способность воды к испарению и, следовательно, уровень влажности. Солевой раствор должен давать показания влажности 75 процентов, но допустимы показания от 70 до 80 процентов, Рисунок 3 .
Фото:
Карл Педерсен
Рис.
3. Калибровочный тест с солевым раствором, влажность 75 процентов.
Сравните два показания. Если они оба отличаются на одинаковую величину, вы можете откалибровать свой гигрометр на эту величину. Обратитесь к руководству пользователя для получения конкретных инструкций по калибровке вашего устройства. Если ваш блок не имеет возможности калибровки, то вы можете настроить показания мысленно.
Загрязнители в домах
| Символ | Соединение |
|---|---|
| НЕТ | Закись азота |
| НЕТ 2 | Двуокись азота |
| О 3 | Озон |
| СО | Оксид углерода |
| СО 2 | Углекислый газ |
| НХ 4 | Аммиак |
| HCN | Цианистый водород |
Различные загрязняющие вещества присутствуют в разных количествах в разных домах.
Примеры включают двуокись углерода и монооксид от газовых приборов, газ радон из почвы вокруг фундамента, формальдегид от строительных материалов и твердых частиц, таких как плесень и табачный дым. В таблице 1 перечислены некоторые основные источники загрязняющих веществ внутри и снаружи помещений. Некоторые из наиболее распространенных загрязнителей заслуживают обсуждения в связи с их созданием и возможными проблемами со здоровьем человека.
| Наружные источники | Типы загрязняющих веществ* |
|---|---|
| Окружающий воздух | SO 2 , NO, NO 2 , O 3 , Углеводороды, CO, твердые частицы и соединения свинца |
| Автомобили | Загрязнители выхлопных газов, включая CO |
| Внутренние источники | Типы загрязняющих веществ* |
| Строительные материалы |
|
| - Почва | Радон |
| - ДСП | Формальдегид |
| - Изоляция | Формальдегид, стекловолокно |
| - Огнезащитный | Асбест, летучие органические соединения (ЛОС) |
| - Клеи | Органика |
| - Краска | Ртуть органическая |
| Строительные материалы | |
| - Отопление и охлаждение | CO, SO 2 , NO, NO 2 , твердые частицы |
| - Мебель | Органика, запахи |
| - Водоснабжение | Радон |
| Люди | |
| - Метаболическая активность | CO 2 , NH 3 , HCN, органические вещества, запахи, вирусы |
| Деятельность человека | |
| - Табачный дым | CO, NO 2 , HCN, органические вещества, запахи |
| - Аэрозольные устройства | Фторуглероды, винилхлорид |
| - Средства для уборки и приготовления пищи | Углеводороды, запахи, NH 3 |
| - Хобби и ремесла | Органика |
Углекислый газ и угарный газ, образующиеся в результате сжигания топлива, могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем.
Старые приборы обычно производят самые высокие уровни угарного газа из-за неправильного сжигания, утечек и отсутствия достаточного количества свежего воздуха для полного сгорания. Хотя двуокись углерода вызывает проблемы только при высоких уровнях, ее присутствие обычно указывает на присутствие угарного газа. Высокий уровень углекислого газа вызывает сонливость и указывает на плохую вентиляцию. Угарный газ вызывает головные боли и усталость при низких концентрациях и может вызвать потерю сознания или смерть при высоких концентрациях. Обеспечить подачу наружного воздуха для любого топочного устройства и регулярный воздухообмен облегчают проблемы.
Радон проникает в строение через отверстия для доступа к трубопроводу, трещины в полу и другие отверстия в почву и возникает в результате распада природных радиоактивных материалов в почве. Радон может вызывать рак легких в высоких концентрациях. Вентиляция подвальных помещений и подвалов свежим воздухом может уменьшить проблему, но предпочтительным методом является вентиляция слоя гравия под цокольным полом (рис.
4) . Для определения уровня радона необходимо провести тест на радон.
Фото:
https://www.epa.gov
Рисунок 4. Удаление радона
Другие опасные вещества, передающиеся по воздуху в быту, связаны со строительными материалами и чистящими средствами. Формальдегид, распространенный промышленный химикат, присутствует во многих строительных материалах и предметах домашнего обихода. Газообразный формальдегид может покидать материалы и попадать в окружающую среду в течение всего срока службы материала, но большая часть газа уходит в течение первого года. Формальдегид вызывает раздражение слизистых оболочек носа, горла и глаз. Его нужно вывести наружу. Сегодня использование формальдегида в строительных материалах ограничено.
К твердым частицам относятся более крупные частицы, переносимые по воздуху, такие как споры плесени и табачный дым, упомянутые ранее. Сюда также входят вирусные и бактериальные организмы, перхоть домашних животных, пыль и многое другое.
Из-за большого разнообразия предметов физические недуги варьируются от простуды до аллергии и болезней легких. Некоторые частицы могут быть отфильтрованы, а другие могут быть выброшены только наружу.
Воздухо-воздушный теплообменник Эксплуатация и конструкция
Одним из способов минимизировать проблемы с качеством воздуха и влажностью в доме, не открывая окна, является установка механической системы вентиляции с использованием воздухо-воздушного теплообменника. Теплообменник типа «воздух-воздух» приводит в тепловой контакт два воздушных потока с разной температурой, передавая тепло от отработанного внутреннего воздуха к поступающему снаружи в течение отопительного сезона. Типичный теплообменник показан на 9.0054 Рисунок 5 .
Рис. 5. Типичные характеристики воздухо-воздушного теплообменника.
Летом теплообменник может охлаждать, а в некоторых случаях и осушать горячий наружный воздух, проходящий через него и поступающий в помещение для вентиляции.
Теплообменник воздух-воздух удаляет избыточную влажность и вымывает запахи и загрязняющие вещества, образующиеся в помещении.
Теплообменники обычно классифицируют по способу прохождения воздуха через устройство. В противоточном теплообменнике потоки горячего и холодного воздуха движутся параллельно в противоположных направлениях. В поперечном блоке потоки воздуха текут перпендикулярно друг другу. В агрегате с осевым потоком используется большое колесо. Воздух нагревает одну сторону колеса, которое отдает тепло потоку холодного воздуха при медленном вращении. Блок с тепловыми трубками использует хладагент для передачи тепла. Другие единицы доступны для специализированных приложений. В небольших сооружениях, таких как дома, обычно используются противоточные или перекрестные теплообменники.
Большинство теплообменников воздух-воздух, устанавливаемых в северных климатических условиях, представляют собой вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV). Эти агрегаты рекуперируют тепло из отработанного воздуха и возвращают его в здание.
Недавние достижения в области технологий также увеличили использование вентиляторов с рекуперацией энергии (ERV). В прошлом ERV в основном использовались в климате с более высокой влажностью, когда нагрузка на охлаждение была больше, чем на отопление.
Основное различие между ними заключается в том, что HRV рекуперирует только тепло, а ERV рекуперирует тепло и влажность. У ERV были проблемы с более низкой эффективностью из-за перенасыщения внутренних осушающих колес в течение длительных периодов высокой влажности, но при правильной установке и обслуживании они могут создать более здоровое жилое пространство и большую экономию энергии. Кроме того, большинство ERV, продаваемых сегодня, представляют собой ERV пластинчатого типа, которые не содержат адсорбционного колеса. Проконсультируйтесь с подрядчиком по отоплению/охлаждению, чтобы определить, какие системы HRV или ERV будут наиболее полезными в ваших обстоятельствах.
В общей конструкции теплообменника воздух-воздух используется ряд пластин, называемых сердечником, уложенных друг на друга вертикально или горизонтально.
Идеальная плита обладает высокой теплопроводностью, высокой коррозионной стойкостью, способностью поглощать шумы, низкой стоимостью и малым весом. Общие материалы пластин включают алюминий, различные типы пластиковых листов и современные композиты.
Первоначально в теплообменниках использовались алюминиевые пластины. Возникли проблемы с коррозией во влажной среде, создаваемой конденсатом, и плохими звуковыми характеристиками. Пластмассы решили проблему коррозии и некоторые проблемы со звуком, но проводимость не была такой же, как у алюминия, а стоимость была выше. В современных высокотехнологичных теплообменниках используются композитные материалы, отвечающие всем критериям.
В дополнение к сердцевине установка состоит из изолированного контейнера, элементов управления оттаиванием для предотвращения замерзания влаги на сердцевине и вентиляторов для перемещения воздуха. Все теплообменники нуждаются в изоляции для повышения эффективности и уменьшения образования конденсата снаружи устройства.
Различные типы механизмов разморозки с датчиками внутри устройства доступны для управления процессом разморозки. Вентиляторы перемещают воздух, чтобы обеспечить необходимый воздушный поток и скорость вентиляции.
Противоточные теплообменники состоят из плоских пластин. Как На рис. 6 показано, что воздух входит в любой конец теплообменника. Тепло передается через пластины более холодному воздуху. Чем дольше воздух проходит в агрегате, тем больше теплообмен. Процент рекуперации тепла – это КПД агрегата. Эффективность обычно составляет около 80 процентов. Как правило, эти блоки длинные, неглубокие и прямоугольные, с воздуховодами на любом из длинных концов.
Рис. 6. Контр-теплообменник: Воздушные потоки текут в противоположных направлениях.
В теплообменниках с перекрестным потоком также используются плоские пластины, но воздух течет под прямым углом (рис. 7) . Блоки имеют меньшую площадь основания и могут даже поместиться в окне, но теряют часть эффективности противотока.
Эффективность обычно не превышает 75 процентов. Эти блоки часто имеют форму куба со всеми соединениями на одной грани куба. Подавляющее большинство теплообменников, используемых в жилых помещениях, используют конструкцию с поперечным потоком.
Фото:
Вентиляция RenewAire
Рис. 7. Теплообменник с поперечным потоком: потоки воздуха текут под прямым углом друг к другу.
Выберите модель, которая лучше всего соответствует вашим потребностям. Следует учитывать такие характеристики, как пространство, доступное для установки, необходимый обменный курс и желаемая эффективность. К сожалению, почти каждый производитель по-разному сообщает эти цифры. Например, скорость вентиляции зависит от сопротивления воздушному потоку. Вентилятор с расходом воздуха 150 кубических футов в минуту (куб. фут/мин) фактически может создавать такой поток только при очень низком давлении. Точно так же блок может иметь заявленную эффективность 85 процентов, но может быть не лучше, чем блок с эффективностью 80 процентов, в зависимости от температуры испытания.
Чтобы стандартизировать заявления производителей об эффективности, Институт домашней вентиляции (HVI) проводит испытания теплообменников типа «воздух-воздух» и другого вентиляционного оборудования. Испытания используются для создания спецификации воздухо-воздушного теплообменника. Этот лист, показанный на Рис. 8 , нормализует теплообменники к заданному набору давлений и температур, позволяя сравнивать эффективность и скорость воздушного потока между моделями. Показатели производительности вентиляции связывают скорость воздушного потока с заданным давлением, а энергетические характеристики связывают набор заданных температур наружного воздуха с различными типами эффективности.
Фото:
Институт домашней вентиляции
Рис. 8. Спецификация проекта рекуперации тепла.
Наиболее важной эффективностью является разумная эффективность рекуперации, так как большая часть теплообмена происходит во время этого типа процесса.
Ощутимая эффективность рекуперации обеспечивает эффективность установки при определенных расходах воздуха (куб. фут/мин) и температурах. Эти числа можно сравнивать от одного блока к другому, чтобы обеспечить правильное сравнение при одинаковых скоростях воздушного потока.
Стоимость
Недорогой теплообменник может стоить всего 500 долларов. Топовая модель может стоить более 2000 долларов. Хотя некоторые из более дорогих теплообменников имеют более высокую эффективность, это не всегда так. Большая часть увеличения стоимости происходит из-за потребительских характеристик, таких как легко очищаемые сердцевины, усовершенствованные средства управления разморозкой и датчики для включения и выключения устройства. Эти функции, как правило, не влияют на общую эффективность, но могут быть полезны для облегчения работы.
Стоимость установки может составлять от 500 долларов США и выше, в зависимости от размера дома и требований системы. Установка может варьироваться от сращивания в исходную систему до полного воздуховода конструкции.
Структура, в которой уже используются воздуховоды для отопления и/или охлаждения, скорее всего, уже имеет воздуховоды, обеспечивающие прохождение всего воздуха через теплообменник. Простое присоединение системы к концу подачи может быть всем, что требуется.
Во многих домах есть электрический плинтус или водяное отопление. Добавление теплообменника «воздух-воздух» к этим типам систем отопления требует определенных размышлений. Самая распространенная ошибка при самостоятельной установке – неправильная вентиляция всего дома (Рисунок 9) . Проблема видна в левом верхнем углу Рисунок 9 . Воздушный поток от приточного к обратному воздуховоду никогда не попадает в большинство из трех помещений. Свежий воздух постоянно циркулирует через часть дома, рециркулируя эту часть дома без обмена воздухом в другой части дома. На рис. 10 показана более совершенная система вентиляции, обслуживающая все жилое пространство.
Рисунок 9.
Простая система воздуховодов с теплообменом воздух-воздух не обеспечит надлежащую вентиляцию всей конструкции.
Рисунок 10. Несколько приточных и вытяжных вентиляционных отверстий обеспечивают полную вентиляцию всей конструкции.
Теплообменники воздух-воздух также могут быть установлены в различных местах. На рис. 11 показана установка на чердаке, соединенная с разветвленной системой воздуховодов, отводящих застоявшийся воздух из кухни, ванной комнаты и подсобного помещения и распределяющих нагретый наружный воздух в спальни и гостиные. На рис. 12 показан блок, установленный в подвале, снова подключенный к системе воздуховодов.
Фото:
Расширение NDSU
Рисунок 11. Чердачная установка теплообменника.
Фото:
Расширение NDSU
Рис. 12. Установка теплообменника в подвале.
Техническое обслуживание теплообменника
Чтобы гарантировать правильную работу HRV, необходимо проводить регулярное техническое обслуживание. График технического обслуживания будет зависеть от конкретного установленного блока; обратитесь к руководству пользователя для получения конкретных инструкций.
Перед выполнением любого технического обслуживания убедитесь, что питание устройства отключено. Начните с фильтров. Очищайте или меняйте фильтры каждые один-три месяца, в зависимости от рекомендаций производителя. Моющиеся фильтры следует очищать, следуя рекомендациям производителя.
При замене фильтров пропылесосьте область вокруг фильтров. После очистки фильтров проверьте воздухозаборники, чтобы убедиться, что ничто не блокирует экраны и колпаки. Осмотрите поддон для конденсата и дренажную трубку. Чтобы убедиться, что трубка ничем не заблокирована, налейте немного воды в поддон возле слива. Если вода не сливается, трубку необходимо прочистить.
Не реже одного раза в год очищайте сердцевину теплообменника.
Обязательно следуйте инструкциям в руководстве пользователя по надлежащей очистке и обслуживанию сердечника. Опять же, убедитесь, что питание отключено, прежде чем выполнять какое-либо техническое обслуживание. Помимо сердцевины, не реже одного раза в год следует чистить вентиляторы. Протирайте лезвия начисто и смазывайте двигатель только в том случае, если это рекомендовано производителем.
Теплообменник типа «воздух-воздух» рециркулирует тепло вентилируемого воздуха внутри помещения для нагрева поступающего свежего наружного воздуха, необходимого для поддержания здоровья жителей здания. Опасные уровни загрязняющих веществ, таких как химические вещества, твердые частицы, радон и даже избыток водяного пара, которые могут вызвать структурные повреждения и проблемы со здоровьем, удаляются. Существуют различные типы теплообменников для удовлетворения многих условий, необходимых домовладельцам, будь то установка, экологические или энергетические соображения.
В сегодняшних домах повышенной герметичности избыточная влажность, приводящая к конденсации влаги на окнах и другим проблемам с влажностью, вероятно, не будет иметь теплообменника.
Теплообменники обеспечивают прямую и быструю окупаемость инвестиций и уверенность в том, что свежий воздух доступен для дыхания в любое время.
Фото:
Ширли Неймайер, Университет Небраски, Линкольн
Рисунок 13-А. Типовая установка теплообменника.
Фото:
Ширли Неймайер, Университет Небраски, Линкольн
Рисунок 13-Б. Фильтры в теплообменнике.
Экономическая эффективность теплообменников
Простой метод окупаемости, при котором экономия энергии оплачивает покупку и установку в расчетные сроки, показывает экономическую эффективность добавления системы.
В качестве руководства следующий набор уравнений показывает экономическую эффективность теплообменника воздух-воздух, установленного в доме с низким уровнем инфильтрации в Фарго, Северная Дакота. Для примера расчета существуют следующие условия:
• Площадь пола: 1500 квадратных футов ( 2 )
• Количество спален: 3
• Скорость инфильтрации: 0,1 воздухообмена в час (ACH) или 90 10 часов для полного воздухообмена • Стоимость мазута за галлон 3,80 долл.
США
• Стоимость электроэнергии за киловатт-час (кВтч): 0,10 долл. США
Стандартные рекомендуемые скорости вентиляции были установлены Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (стандарт ASHRAE 62.2- 2007). Эти стандарты не учитывают особые обстоятельства, такие как особая чувствительность или хобби, которые создают проблемы с качеством воздуха. Стандарты различаются в зависимости от здания, его использования и количества жильцов (стандарт ASHRAE 62.2-2007).
Преимущества включают в себя удаление влаги, снижение вероятности структурных повреждений, устранение вредных загрязнителей и снижение затрат на электроэнергию. Любая установленная система также повысит стоимость здания при перепродаже.
В частном доме количество спален определяет типичное количество жильцов.
В этом примере в доме с тремя спальнями уровень жильцов равен четырем, или количество спален плюс одна. Для определения расхода вентиляционного воздуха используется следующая формула:
Рекомендуемая скорость вентиляции = (0,01 x площадь пола, кв.
фут) + 7,5 (количество спален + 1)
Пример вентиляции = (0,01 x 1500 кв. ) = 45 кубических футов в минуту
Расход вентиляционного воздуха часто выражается в кубических футах в минуту или кубических футах в минуту.
Рекомендуемая скорость вентиляции для этого дома составляет 45 кубических футов в минуту.
Использование теплообменника для нагревания этого воздуха до комнатной температуры компенсирует затраты на отопление, связанные с подогревом холодного воздуха до комнатной температуры. Точное количество энергии зависит, конечно, от разницы температур наружного и внутреннего воздуха.
Мерой этого является градусо-день отопления (ГДС).
Обычно HDD рассчитывается на основе средней разницы между 65 °F и среднесуточной температурой. Различные метеорологические агентства по всему штату имеют таблицы нормальных жестких дисков для данной области. В этом примере используется Fargo, Северная Дакота, с жестким диском 9000.
Уравнения для определения количества сэкономленной энергии (БТЕ) за год используют куб.фут/мин, HDD, рейтинг эффективности теплообменника (EF) и константу для удельной теплоемкости и удельного веса воздуха (25,92). Формула выглядит следующим образом:
Тепло, сэкономленное каждый год (Btu) = куб. футов в минуту x HDD x EF x 25,92
Btu – британские тепловые единицы
Cfm – расход вентиляционного воздуха в кубических футах в минуту
EF – КПД теплообменника
25,92 – постоянная для удельной теплоемкости и веса воздуха
При использовании 45 кубических футов в минуту и 9000 HDD тепловая энергия, сэкономленная теплообменником с 70-процентным КПД, составит:
Сэкономленная тепловая энергия = 45 x 9,000 x 0,70 x 25,92
Сэкономленная тепловая энергия = 7 348 320 БТЕ в год
Как упоминалось ранее, теплообменник нуждается в управлении разморозкой, чтобы предотвратить образование льда. Размораживание, как правило, осуществляется с помощью электрического резистивного нагревателя.
Эту стоимость электроэнергии необходимо вычесть из стоимости энергосбережения. Стоимость можно определить по следующей формуле:
Стоимость разморозки = мощность, потребляемая устройством разморозки x часы работы x стоимость электроэнергии
Предполагая, что нагреватель мощностью 70 Вт (Вт), 500 часов работы в год при температурах ниже точки замерзания и 0,10 долл. США за кВтч, стоимость электроэнергии для работы антиобледенителя после преобразования ватт в киловатты (кВт) составляет:
Стоимость = 70 Вт x 500 часов в год x 1 кВт/1000 Вт x 0,10 долл. США/кВтч = 3,50 долл. США в год
быть известным.
Определение экономии топлива и периода окупаемости
Чтобы определить сэкономленные деньги, общая тепловая энергия, деленная на содержание Btu
и эффективность печи, дает галлоны сэкономленного топлива.
| Галлонов в год | = | Экономия тепловой энергии за год Содержание БТЕ/галлон x КПД топлива |
Если взять в качестве примера мазут, его содержание составляет 140 000 британских тепловых единиц на галлон, а типичная 9Печь на мазуте 0039 имеет КПД 65 процентов (0,65).
Используя эти числа,
, мы можем определить экономию топлива каждый год.
| Галлонов в год | = | 7 348 320 БТЕ в год 140 000 БТЕ на галлон x 0,65 | = | 81 галлон в год |
Умножение этой суммы на стоимость жидкого топлива и вычитание тепла оттайки дает общую экономию.
| Экономия средств | = | (галлоны x стоимость галлона) - стоимость разморозки |
Используя значения, рассчитанные ранее, и стоимость 3,80 доллара США за галлон мазута
, ежегодная экономия составит:
| Экономия затрат | = | (81 галлон в год x 3,80 доллара США за галлон) – 3,50 доллара США за размораживание | = | 304,30 долл. США в год |
Учитывая затраты на покупку, установку и другие расходы в размере 1000 долларов США, простой метод окупаемости
показывает количество лет, в течение которых воздухо-воздушный теплообменник
окупается за счет сэкономленных затрат на отопление.
| Лет до окупаемости обменника | = | Общая стоимость покупки и установки блока Экономия затрат в год |
| Лет до окупаемости обменника | = | Стоимость покупки и установки 1000 долларов Экономия $304,30 в год | = | 3,3 года |
Энергетическая ценность обычных видов топлива для бытовых нужд
| Тип топлива | БТЕ | Продано | единицСтандартная эффективность (%) |
|---|---|---|---|
| Мазут | 140 000 | галлон | от 50% до 80% |
| Электрическое сопротивление | 3 413 | Киловатт0час | 100% |
| Природный газ | 100 000 | CCF | от 75% до 96% |
| Сжиженный нефтяной газ | 95 000 | галлон | от 75% до 97% |
Дополнительную информацию об энергии можно получить в Службе распространения знаний NDSU
Рецензенты
Laney's Inc.
, Фарго, Северная Дакота
Домашнее отопление, Фарго, Северная Дакота
RenewAire LLC, Мэдисон, Отопление и кондиционирование воздуха
One Hour Fargo, ND
Фото на обложке предоставлены Агентством по охране окружающей среды США ENERGY STAR Program и RenewAire Ventilation of Madison, Wisc.
Отказ от ответственности
Отчет был подготовлен как отчет о работе, спонсируемой агентством правительства Соединенных Штатов. Ни правительство Соединенных Штатов, ни какое-либо его агентство, ни кто-либо из их сотрудников не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, и не берет на себя никакой юридической ответственности или ответственности за точность, полноту или полезность любой информации, устройства, продукта или процесса. , или означает, что его использование не будет нарушать права частной собственности. Ссылка в настоящем документе на какой-либо конкретный коммерческий продукт, процесс или услугу по торговой марке, товарному знаку, производителю или иным образом не обязательно означает или подразумевает его одобрение, рекомендацию или поддержку со стороны правительства Соединенных Штатов или любого его учреждения.
Взгляды и мнения авторов, высказанные здесь, не обязательно отражают или отражают точку зрения правительства Соединенных Штатов или какого-либо его ведомства.
Эта публикация была написана Кеннетом Хеллевангом, инженером по развитию, и Карлом Педерсеном, бывшим преподавателем энергетики
Рекуператор: какой материал теплообменника лучше?
Современный рынок климатической техники делает ставку на использование рекуператоров воздуха для вентиляции помещений. Такие системы комплексно формируют воздухообмен и микроклимат, снабжая дом, офис, школу или другой объект свежим воздухом. Приточно-вытяжные вентиляционные системы могут быть различными по принципу действия: обеспечивать одновременную или попеременную приточно-вытяжную вентиляцию; имеют разные типы и материал теплообменника.
Основными материалами, из которых изготавливаются теплообменники рекуператоров, являются медь, алюминий, целлюлоза и керамика. Материалы разные, но нацелены на достижение высокой экономии энергии.
Керамика
Керамика применяется для изготовления теплоаккумуляторов в компактных реверсивных вентиляционных системах. Реверсивные проветриватели работают на приток и вытяжку попеременно: 30 секунд на приток, следующий цикл: 30 секунд на вытяжку. Керамический аккумулятор получает тепло вытяжного воздуха для передачи его приточному воздуху. Керамика предназначена для длительного удержания тепла, что позволяет системе вентиляции удерживать тепло на протяжении данной продолжительности приточно-вытяжного цикла. Однако это преимущество оборачивается недостатком при рекуперации холодного воздуха в отопительный период, так как керамика долго остывает. Еще одним недостатком реверсивных проветривателей является необходимость установки вентиляционных систем попарно в одном помещении (одна должна работать на приток, а другая на вытяжку) для поддержания баланса потоков воздуха и предотвращения обратной тяги.
Целлюлоза
Как ни странно, целлюлоза также используется для производства теплообменников для систем вентиляции.
Несмотря на незначительную вариацию такого теплообменника, целлюлозные теплообменники имеют ряд недостатков. Во-первых, целлюлозные теплообменники обладают низкой износостойкостью, а значит, малым сроком годности. Во-вторых, целлюлозные теплообменники не рекомендуется использовать в помещениях, где возможны неприятные запахи – целлюлоза моментально впитывает запахи.
Алюминий
Алюминий — легкий металл, который можно чистить. Казалось бы, какие могут быть минусы у таких теплообменников? Несмотря на низкое парообразование, хорошую теплопроводность и влагосодержание, алюминиевый теплообменник кондиционера может нести в себе потенциальную опасность. Дело в том, что алюминиевые ломтики, попадая в организм человека, могут вызвать негативные последствия: заболевания органов дыхания, снижение иммунитета.
Медь
Рекуператоры ПРАНА на основе медного теплообменника завоевали расположение публики и пользуются популярностью на рынке вентиляционного оборудования.
