Загубата на топлина за вентилация е една от най-важните пречки, които трябва да преодолеете в стремежа си да намалите разходите за отопление на вашия дом. Решението е да се възстановява топлината от отработения въздух. За това се използват рекуператори

Някои хора все още смятат, че вентилационните блокове в еднофамилните домове са лукс, но те се използват все по-често. Рекуператорите осигуряват не само ефективна вентилация, но и по-ниски сметки за отопление.

Уред за управление на въздуха - какво е това?

Вентилационен блок е устройство, на което се основават системи за принудителна вентилация, т.е. механична вентилация, обикновено захранваща и изпускателна. Използва се за осигуряване на обмен на въздух в помещенията и за неговото почистване, отопление, охлаждане, овлажняване или обезводняване. Когато AHU е оборудван с елементи, позволяващи да се извършват всички тези процеси, той се нарича климатизация. В еднофамилните домове обаче обикновено се инсталират прости устройства за обработка на въздух, които в допълнение към факта, че постоянно обменят въздух в сградата в определено количество (независимо от атмосферните условия) и, между другото, го почистват, предимно възстановяват топлината от него. Ето защо те се наричат рекуператори, а основният им елемент, без да броим вентилаторите, е топлообменникът, който ги прехвърля от отработения въздух към подаващия въздух.

Топлообменниците с напречен поток са по-евтини от противопоточните, но температурната им ефективност е по-ниска, така че за да се постигне висока енергийна ефективност на рекуператора, производителите в някои модели поставят два такива топлообменника в серия

Кои вентилатори във въздушното устройство

Основата на системата за механична вентилация с рекуперация е захранващата и изпускателната вентилационна единица с два вентилатора. Единият създава разлика в налягането в изпускателните канали, а другият - в каналите за подаване на въздух, за да се избегне под налягане в помещенията. Резултатът от него би бил въздух, който влиза в тях, заобикаляйки топлообменника за неговото възстановяване. Поради работата на вентилаторите, в помещението за единица време се заменя определено количество въздух. Ако тяхното изпълнение е правилно приспособено към нуждите на сградата, те винаги осигуряват ефективна вентилация. Добра идея е да закупите рекуператор с вентилатори с променлив капацитет. Когато никой не е вкъщи, има малко замърсяване на въздуха и никой не го диша, така че няма причина да ги обменяте толкова интензивно, колкото по време на парти за вана, готвене или домашен танц. Следователно функцията както за намаляване, така и за повишаване на ефективността на вентилацията във връзка със ситуацията, в която тя е равна на изискванията на стандарта (PN-83 / B-03430) е полезна. Препоръчва се обхватът на регулиране на капацитета да покрива 60 до 150% от размера на изчислителния поток. Възможността за намаляването му си струва да се използва през зимата, когато интензивният въздушен обмен причинява най-големите топлинни загуби, а често и прекомерно спадане на влажността в интериора, което причинява дискомфорт на членовете на домакинството. Вентилаторите, използвани в устройствата за обработка на въздуха, се различават значително в количеството консумирана електроенергия. Ако решим да закупим рекуператор, имайки предвид спестяванията, трябва да обърнем внимание на неговите вентилатори DC-EC. Това означава, че те се захранват от постоянен ток (DC) и имат безчетков мотор с електронен (безконтактен) комутатор (EC) и плавно регулиране на скоростта. Така наречените четки са ахилесовата пета на електродвигателите. Те осигуряват електрически контакт между въртящи се елементи. Те трябва да са достатъчно стегнати, което причинява загуба на мощност на двигателя. Триенето ги кара да се износват, така че след известно време трябва да ги замените. Когато налягането върху четките е твърде слабо, се създава електрическа дъга, изгаряща точките на контакт. Елиминирането на четките от двигателя дава важни предимства - благодарение на липсата на загуби от приплъзване, енергийната му ефективност е по-висока и работи много по-тихо. Няма бързо износващи се елементи или дъга, която причинява радио смущения. 50% намаление на скоростта на вентилатора с EC мотор се превръща в 88% намаление на консумацията на енергия, докато при многоскоростни вентилатори с променлив ток (променлив ток) тези промени са пряко пропорционални. Безкрайно променливата регулация е, разбира се, по-прецизна от многостъпалната. Ако рекуператорът има усъвършенствана система за автоматизация, която регулира ефективността на вентилаторите и те са тип EC, той консумира най-малко половината електроенергия, отколкото рекуператорът с двигатели на променлив ток без автоматична система за управление. Електронната система за управление на рекуператора може да се погрижи за балансиране на потоците на подавания и отработен въздух чрез коригиране на скоростта на вентилатора (тип EC). Необходимостта от такава корекция произтича например от филтри за мръсен въздух. Прецизното регулиране на ефективността също е полезно, за да се осигури правилния процес на горене в камината - той избягва понижаване на налягането в интериора, поради което димът вместо комина ще потече в стаите.

Вентилаторите се захранват с електричество. Цената на тази енергия трябва да се вземе предвид, когато се обмисля рентабилността от закупуване на рекуператор. Най-добре е да изберете устройства с високоефективни двигатели тип EC - електронно комутирани, с плавно регулиране на скоростта

Възстановяване на топлина във вентилационен блок: топлообменник

Във вентилационния блок разбира се, неговият топлообменник е много важен. В рекуператорите най-популярни са кръстосаните и противоточните топлообменници. В напречен поток потоците за подаване и изпускане на въздух са перпендикулярни един на друг, а при противоток - паралелни с противоположни завои. Противопоточните топлообменници са по-скъпи от топлообменниците с напречен поток, но те дават възможност за възстановяване на повече енергия. Температурната ефективност на обменника с напречен поток е около 60%, а на противоток - 90%. Това означава, че ако чистият въздух е 0 o C, а изгорелият въздух от стаите е 20 o C, след преминаване през противообменния ток, температурата на извлечения въздух е 2 o C, а температурата на чистия въздух е 18 o C. Следователно в дом с рекуператор с добър клас, въпреки интензивната подмяна въздух, през зимата не усещаме студени течения в стаите, а загряването на въздуха ни струва малко. Поточните и противопоточните топлообменници са направени от прилежащи панели, профилирани така, че между тях има тесни пролуки, през които тече въздух - всяка секунда се издухва, а другата се издухва. Слотовете могат да бъдат профилирани по различни начини, така че отделните устройства се различават леко по ефективност. Съпротивлението на въздушния поток също е важен параметър на топлообменника. По-високата ефективност обикновено се плаща от по-голямо съпротивление на потока и произтичаща от това по-висока консумация на енергия на вентилаторите, така че трябва да се търси компромис. Обменниците са метални (те провеждат добре топлината), целулоза (те възстановяват влагата, а с нея и латентната топлина, поради което тяхната ефективност е много висока), но в семейните домове много често се използва пластмаса. Те са евтини, издръжливи и няма пречки да ги изперете. Когато купувате рекуператор с алуминиев или целулозен обменник, трябва да вземете предвид, че той ще се повреди по време на измиване и след няколко години ще трябва да бъде заменен. Ако някой постави енергийната ефективност над всичко друго, той трябва да се интересува от протичащи топлообменници, направени от целулоза, съдържаща вода абсорбираща сол. Те се наричат енталпия.

Противопоточните топлообменници осигуряват най-високата ефективност на домашните рекуператори. Повечето от тях са изработени от пластмаса, но също така са така наречената енталпия - от целулоза, през която може да прониква вода, благодарение на което рекуператорът постига още по-висока енергийна ефективност

Влагообменник във въздушното устройство

В резултат на охлаждането на отработения въздух в топлообменника, водата се кондензира. От пластмасов или метален обменник той се влива в специален контейнер, а от него - в канализацията. В обменника на енталпията обаче той се накисва в целулоза. Свежият въздух, който влиза в обменника, е сух, когато е студено, но с повишаване на температурата той може да абсорбира все повече вода. Следователно той усвоява този, който е наситен с целулозни обменни стени. Благодарение на това, ако температурата е под нулата, в обменника няма да се образува лед, който може да го задръсти. Следователно не се изисква работа на системата против замръзване (тя е оборудвана с всеки рекуператор), което причинява значително намаляване на ефективността на рекуперацията на топлина в обикновените топлообменници. Моменталната температурна ефективност на обменника на енталпията на тока е по-ниска от тази на пластмасата и метала, но много по-важно е периодичната (средна) енергийна ефективност, като се вземат предвид загубите при размразяване на обменника може да бъде много по-висока. Ползата е и по-високата относителна влажност на въздуха, издухан в помещенията, което се превръща в по-добър микроклимат през зимата. Високата цена и краткият експлоатационен живот са пречка за широкото използване на обменници за енталпия. Въпреки че позволяват най-ниското потребление на енергия за отопление и вентилация на къщата, използването им не е много изгодно. Ето защо те се намират главно в рекуператори, предназначени за пасивни къщи, в които най-важното е сертификат, потвърждаващ висока степен на оползотворяване на енергия. Подобен проблем се отнася до регенеративните (ротационни) топлообменници. Те също не са податливи на замръзване, благодарение на което могат да възстановят сравнително голямо количество енергия в климат като нашия. Конструкцията им обаче е доста сложна, което ги прави скъпи. Те имат формата на въртящ се барабан, натрупващ топлина. Барабанът се задвижва от електродвигател, който разбира се поглъща енергия. В резултат на това използването на регенеративни топлообменници, въпреки високата енергийна ефективност на оползотворяването на топлина, е по-малко изгодно в еднофамилни домове, отколкото по-прости и много по-евтини кръстосани или противотокови топлообменници.

Превъзходството на захранващата и изпускателната вентилация над гравитацията се определя не само от възможността за възстановяване на топлината, но и чрез пречистване на подавания в помещенията въздух. За това се използват филтри, разположени в рекуператори

Система за регулиране на AHU

Температурната ефективност на топлообменниците от същия тип е сходна, но енергийната ефективност на рекуператорите се определя и от други фактори, поради което тя варира. По правило по-евтините устройства работят по-малко ефективно от по-скъпите, защото спестяват от скъпи решения, които допринасят за повишаване на енергийната ефективност. Силно се влияе от начина, по който обменникът е защитен от замръзване. В резултат на охлаждането на отработения въздух от стаите, водата кондензира в него. В близост до входа на чист въздух температурата на обменника може да е отрицателна и водата ще замръзне. Ледът е пречка във въздушния път - може да доведе до отказ на вентилатора, който няма да може да преодолее увеличеното съпротивление на потока, запушеният обменник също може да се повреди. Затова рекуператорите се нуждаят от система за размразяване на топлообменника. Най-простото решение е системата, която спира захранващия вентилатор, когато температурата на входа към обменника спадне до 3-4 o C. Благодарение на това температурата се повишава, но през това време не се извършва топлообмен. По-усъвършенстваната система не изключва вентилатора, но намалява скоростта му - използва се в рекуператори с двигатели с променлива скорост (EC). Топлообменът за размразяване не спира напълно, така че енергийната ефективност на рекуператора е по-висока. Третият метод е използването на предварително нагревател, обикновено електрически. Когато температурата на входа към обменника стане твърде ниска, нагревателят се включва и чистият въздух се загрява - температурата се повишава, така че водата да не замръзва. Благодарение на това вентилаторите винаги могат да работят с постоянна ефективност, но ефективността на рекуперацията на топлина така или иначе намалява - в системата се подава допълнителна енергия и тя е скъпа, защото е електрическа. Такава система обаче може да се счита за енергоспестяваща, при условие че мощността на нагревателя е плавно регулирана, така че консумацията на електроенергия да е минимална. В по-евтините модели има проста регулация за изключване и това решение е много по-малко ефективно. По-скъпите модели рекуператори имат не само плавно регулиране на скоростта на вентилатора или мощността на нагревателя, но и така наречения байпас. Това е амортисьор, който контролира въздушния поток вътре в рекуператора - през или до топлообменника. Опцията за заобикаляне на топлообменника е полезна през лятото, така че по-хладният чист въздух да не се нагрява излишно от по-топли помещения, затоплени от слънцето. Тъй като през годината тази ситуация се редува с такава, при която се желае топлообмен, за предпочитане байпасът е автоматичен. Тогава рекуператорът винаги работи в режим, осигуряващ в момента най-високото ниво на комфорт.

AHU за малка къща не трябва да заема много място. Някои производители отдават голямо значение на това и поставят компонентите на рекуператора в ергономични корпуси, които улесняват монтажа им в малко пространство

Ефективност на рекуператора

Изборът на рекуператорния модел трябва да бъде направен въз основа на необходимата ефективност на неговите вентилатори - скоростта на въздушния поток, която те са в състояние да осигурят при определено налягане (възможност за генериране на динамичното налягане, необходимо за преодоляване на съпротивлението на потока). Дебитът трябва да съответства на количеството въздух, което трябва да се отстранява на час от стаите в дома ни - той се определя въз основа на изискванията на PN-83 / B-03430. Необходимото компресиране на вентилатора е резултат от съпротивлението на въздушния поток през вентилационната система. За тяхното прецизно изчисляване са необходими познанията на проектант за санитарна инсталация, но в такива неусложнени системи, като в еднофамилни къщи, се приема, че достатъчната стойност на наличната компресия на устройството за обработка на въздуха е 150 Pa. Следователно скоростта на въздушния поток, която осигурява, може да се определи за тази стойност. Зависимостта на наличната компресия от дебита се илюстрира с кривата (характеристика), хода на която трябва да се вижда на графиката в техническите данни на устройството. Тъй като съпротивлението на въздушния поток е трудно да се определи с висока точност, то може да се промени и по време на работа на вентилационната система (например поради мръсни въздушни филтри), трябва да изберем устройство за обработка на въздуха, чиито характеристики в близост до работната точка са равни (промяна на налягането от десетки пасажи не трябва да причиняват голяма промяна в скоростта на въздушния поток). Тогава ще сме сигурни, че вентилаторите ще осигурят необходимите вентилационни характеристики и в същото време ще работят икономично и спокойно.

Механична вентилация в енергоефективна къща: видео

Категория:

Експлоатация на къщата