V procesu prezračevanja se iz prostora ne uporablja samo izpušni zrak, temveč tudi del toplotne energije. Pozimi to vodi do povečanja računov za energijo.
Zmanjšanje nepotrebnih stroškov, ne da bi škodilo izmenjavi zraka, bo omogočilo rekuperacijo toplote v centraliziranih in lokalnih prezračevalnih sistemih. Za regeneracijo toplotne energije se uporabljajo različne vrste prenosnikov toplote - rekuperatorji.
V članku so podrobno opisani modeli enot, njihove konstrukcijske značilnosti, načela delovanja, prednosti in slabosti. Navedene informacije bodo pomagale pri izbiri najboljše možnosti za ureditev prezračevalnega sistema.
Koncept predelave: načelo delovanja izmenjevalnika toplote
Prevajanje iz latinščine pomeni vračilo ali vračilo. V zvezi z reakcijami izmenjave toplote je predelava označena kot delno vračanje energije, porabljene za izvajanje tehnološkega delovanja za namene uporabe v istem procesu.
V prezračevalnem sistemu se princip vračanja toplote uporablja za varčevanje s toplotno energijo.
Po analogiji se ohladitev povrne v vročem vremenu - tople oskrbovalne mase ogrevajo izhod "rudarstvo" in njihova temperatura se zmanjša.
Rekuperacija toplote v prezračevalnih sistemih zmanjšuje stroške vzdrževanja, vzdržuje regulativno izmenjavo zraka. 
Smiselno je uporabiti instalacije za rekuperacijo v organiziranih prezračevalnih sistemih z mehansko indukcijo gibanja zraka. 
Rekuperatorji prezračevalnih sistemov se nahajajo na podstrešju ali v ločenem pomožnem prostoru, tako da zvok delovne opreme ne ovira stanovalcev hiš, obiskovalcev športnih kompleksov in zaposlenih v proizvodnih delavnicah. 
Pretok zraka z delom svežega zraka, ki je mešan z njim, se dovoli v prostore skozi prezračevalni kanal 
Pri razporejanju industrijskih prostorov s prezračevalnimi tokokrogi ob ohranjanju prejete toplote in dodajanju svežega zraka je v podstrešnem prostoru nameščena oprema za obdelavo pretoka, zračni kanali pa so obešeni pod strop. 
Poleg ponovne uporabe toplote oprema za prezračevalni sistem filtrira zračno maso, iz nje odstranjuje prah in strupene sestavine. 
Trenutno proizvedeni izmenjevalniki toplote so opremljeni z napravami za zmanjšanje porabe energije, kar bistveno zmanjša porabo energije. 
Izkoristek je ekonomična rešitev za sisteme prisilnega prezračevanja, vendar se uporablja le kot dodatek. Glavni volumen zraka v hladnih mesecih še vedno upravlja grelec
Proces pridobivanja energije se izvaja v toplotnem izmenjevalniku. Naprava zagotavlja prisotnost elementa za izmenjavo toplote in ventilatorje za črpanje večsmernih zračnih tokov. Za nadzor nad procesom in kontrolo kakovosti sistema za dovod zraka se uporablja avtomatizacija.
Zasnova je zasnovana tako, da sta dovodni in izpušni tokovi v ločenih predelih in se ne mešajo - rekuperacija toplote se izvaja skozi stene izmenjevalnika toplote.
Razumeti in razumeti, kaj je prezračevanje z obnovo bo pomagalo vizualno shemo kroženja zraka.
Skozi kapuco v vlažnih prostorih (WC, kopalnica, kuhinja) je odtok izpušnega zraka. Preden se upočasni, gre skozi izmenjevalnik toplote in pusti nekaj toplote. Dovodni zrak se premika v nasprotno smer, segreje in vstopi v dnevne sobe (+)
Izvedljivost izmenjevalnika toplote v prezračevanju
Možno je govoriti o primernosti ureditve rekuperativnega prezračevanja z ocenjevanjem učinkovitosti sistema in primerjavo njegovih prednosti s slabostmi.
Del toplote se črpa iz izpušnega zraka, ki se odvaja navzven, in se prenese v sveže brizgane curke, ki so usmerjeni v prostor. To zmanjša toplotne izgube do 70% (+)
Potreba po rekuperaciji toplote je najpomembnejša v stavbah s prisilnim odvodom zraka. Praviloma so to nizko inercialne strukture, ki so postavljene z uporabo inovativnih toplotnoizolacijskih tehnologij (hiše iz sendvič plošče, plinske silikatne plošče, bloki iz pene).
V takih stavbah se stene slabo kopičijo, naravna izmenjava zraka pa je neučinkovita.
Vendar pa so težave s kroženjem zraka značilne tudi za „tradicionalne“ opečne in betonske konstrukcije. Prisotnost hermetično izoliranih PVC oken blokira cirkulacijo z naravnim impulzom - dotok svežega zraka se ustavi in vleka v prezračevalnem kanalu se prevrne ali se nagiba na ničlo.
Rešitev problema "evro-oken" je organizacija prisilnega prezračevanja. Sistem obnavlja izmenjavo zraka, hkrati pa se toplotne izgube povečajo na 60%. In tukaj ne moremo storiti brez toplotne obnove.
Učinkovitost postopka izmenjave je izražena v odstotkih in prikazuje količino toplote, porabljene iz izpušnega zraka za ogrevanje svežega "dotoka".
Kazalnik učinkovitosti rekuperacije toplote pri prezračevanju:
- 0% - odprto okno - topel zrak se odstrani v ozračje in hladi pride v notranjost, znižuje temperaturo v prostoru;
- 100% - dovodni zrak se segreje na temperaturo "dela" - tehnično nemogoče izvajati;
- 30–90% je sprejemljiv parameter, izkoristek se šteje za dober z izkoristkom 60% ali več, učinkovitost nad 80% je odlična izmenjava toplote.
Učinkovitost sistema je odvisna od vrste toplotnega izmenjevalnika, dimenzij prostora in pretoka zraka. V vsakem primeru je uporaba prezračevalnega prezračevanja, tudi z učinkovitostjo 30% bolj donosna od njene odsotnosti. Poleg znatnih prihrankov energije, "regeneracija" toplote izboljša celotno mikroklimo v prostoru.
Slabosti uporabe izmenjevalnika toplote:
- Volatilnost. Nakup klimatske opreme je upravičen, če bo poraba električne energije bistveno manjša od prihrankov po namestitvi toplotnega izmenjevalnika.
- Kondenzacija Zaradi temperaturne razlike na stenah toplotnega izmenjevalnika se lahko vlaga kondenzira. Pozimi obstaja možnost zaledenitve, ki je polna hitrega zmanjšanja učinkovitosti ali okvare izmenjevalnika toplote.
- Hrupno delo. Nekateri modeli v procesu delovanja oddajajo drone. Če čez dan ta pomanjkljivost ni posebej opazna, potem ponoči hrup povzroča nelagodje. Rekuperatorji z izboljšano izolacijo delujejo tiho.
Visoke začetne naložbe pogosto postanejo glavni argument proti energetsko učinkovitemu prezračevanju.
Priporočljivo je vlagati v sistem, ki se izplačuje v 5-8 letih. Treba je opozoriti, da za vzdrževanje kompleksa bodo morali prevzeti dodatne stroške, na primer, redno zamenjavo ventilatorjev
Značilnosti različnih vrst izmenjevalnikov toplote
Zasnova izmenjevalnika toplote določa tok pretoka hladila, učinkovitost prezračevalnega sistema, razred porabe energije in stroške opreme. Uporablja se pet variant toplotnih izmenjevalcev: lamelne, rotacijske, toplotne cevi, komorne naprave in modeli z vmesnim hladilnim sredstvom.
Ploščni izmenjevalnik toplote - preprosta zasnova
Osnova toplotnega izmenjevalnika je nepredušna komora z več paralelnimi kanali. Kanali so ločeni s pregradami - toplotno prevodnimi ploščami iz jekla ali aluminija.
Valovite plošče (60-70 kosov) so združene v en blok tako, da so oblikovani kanali nameščeni navzkrižno drug proti drugemu - ustvarjena turbulenca izboljša prenos toplote (+)
Tokovi plina se premikajo drug proti drugemu, sekajo v kaseti izmenjevalnika toplote, vendar se ne mešajo. Izmenjava toplote poteka s hkratnim hlajenjem in segrevanjem plošč iz različnih strani.
Prednosti prečnega toplotnega izmenjevalnika:
- enostavna namestitev in konfiguracija opreme;
- izjema je stik zračnih mas;
- cenovno ugodne in kompaktne dimenzije;
- brez drgnjenja in premikajočih se delov.
Indeks učinkovitosti se giblje med 40 in 70%.
Glavna pomanjkljivost lamelnega modela je kondenzat v izpušnem kanalu in pozimi nastanek ledu. Za odmrzovanje enote se preusmeri vhodni curek, da obide izmenjevalnik toplote, topli odtok pa topi led na ploščah.
V načinu "odmrzovanje" energija ni shranjena, grelniki do 5 kW pa se uporabljajo za ogrevanje vhodnega zraka. Povprečna učinkovitost se zmanjša za 20% (+)
Težavo lahko odpravite na dva načina:
- Predhodni tok zraka segrejte na temperaturo, pri kateri je izločanje ledu izključeno.
- Rekuperator z vpojnimi celuloznimi ploščami. Material absorbira vlago iz odpadnih zračnih mas in jo prenaša na nov vstopne tokove.
Pri izbiri navzkrižnega toplotnega izmenjevalnika je treba upoštevati obratovalne značilnosti plošč.
Njihove lastnosti so odvisne od materiala, ki ga izdelujete
- Aluminijasta folija - cenovno ugodna, vendar omejena zmogljivost pozimi. Poleg tega ni priporočljivo za stanovanjske prostore zaradi sušenja zraka. Spremembe z aluminijastim "polnilom" - najboljša možnost za kopeli in bazene.
- Plastične predelne stene - po ceni, ki je podobna kovinskim izdelkom, vendar jih odlikuje izboljšana učinkovitost dela.
- Celulozni izmenjevalnik toplote - preprečuje zamrznitev in ohranja normalno vsebnost vlage v zaprtih prostorih.
Hidrocelulozni rekuperator je najbolj ekonomičen in optimalen za prezračevanje stanovanjskih stavb.
Rotacijski izmenjevalnik toplote - visoka učinkovitost sistema
Toplotni izmenjevalec je predstavljen v obliki valja, napolnjenega z valovitimi kovinskimi vmesnimi sloji. Ko se enota bobna vrti, topli ali hladni curki zraka izmenično vstopajo v vsak predel.
Zasnova rotorskega toplotnega izmenjevalnika: os vrtenja in dva zračna kanala. En del rotorja se segreje s "delom", boben se pomika in toplota se preusmeri na hladne mase, zgoščene v sosednjem kanalu (+).
Učinkovitost prenosa toplote je določena s hitrostjo vrtenja rotorja, učinkovitost se lahko prilagodi.
Argumenti “za” rotacijski toplotni izmenjevalnik:
- rekuperacija toplote do 65-90%;
- energetska učinkovitost;
- delno povračilo vlage - to lahko storite brez vlažilnika;
- vračilna doba - do 4 leta.
Kljub visokemu izkoristku, bobenski toplotni izmenjevalec ni postal vodilna med podobnimi napravami.
Proti prezračevalnemu sistemu:
- Zmešajte onesnažen zrak v dotok. Izpihovalna in dovodna masa izmenično krožita skozi mikrokanale, tako da se vrne okoli 3–8% odklona. Boben pogosto prenaša vonj odhajajočega zraka.
- Kompleksnost modela. Vrtljivi deli rotorja potrebujejo redno vzdrževanje in redno menjavo. Premični elementi med delovanjem povzročajo hrup in vibracije.
- Visoki stroški Cena rotacijskih modelov je višja kot pri lamelnih izdelkih. To je posledica uporabe kompleksne mehanike pri oblikovanju toplotnega izmenjevalnika bobna.
- Velike velikosti. Namestitev se izvaja v prostorni prezračevalni komori.
Zaradi razvejanosti rotorskih naprav se uporabljajo predvsem v industrijskih obratih.
Da bi zmanjšali mešanje zračnega toka, so rekuperatorji rotorja dopolnjeni z vmesnimi sektorji - tu mikrokanali pihajo s svežim zrakom, ki teče nazaj v pokrov. Minusna shema - zmanjšana učinkovitost (+)
Povezani prenosniki toplote - glikolni model
Enota za rekuperacijo toplote z vmesnim hladilnim sredstvom se zaradi konstrukcijskih značilnosti pogosto imenuje kot pripadajoči izmenjevalnik toplote ali glikol. To je eden od najbolj prilagodljivih sistemov za rekuperacijo toplote. Eden od toplotnih izmenjevalcev trči v dovodni kanal, drugi pa v izpuh.
V cevovodni shemi so: obtočna črpalka, ekspanzijska posoda, zračni ventil, krmilnik, temperaturno tipalo, varnostni ventil, indikator tlaka (+)
Načelo delovanja. Sestavina glikola kroži med toplotnimi izmenjevalniki. Temperatura hladilnega sredstva se poveča zaradi segretega pretoka izpušnih plinov, nato se toplotna energija prenese na svež zrak. Zaprti sistem odpravlja mešanje prihajajočih zračnih mas.
Značilnosti delovanja izmenjevalnikov toplote s hladilno tekočino:
- Učinkovitost - 45-55%;
- prilagoditev učinkovitosti z uporabo črpalke - izbrana je hitrost premikanja proti zmrzovanju;
- možnost postavitve dovodnih in odvodnih kanalov na daljavo drug od drugega (do 800 m);
- vgradnja izmenjevalnika toplote poteka vertikalno ali horizontalno;
- pri močnem zmrzovanju se pojavi površina ledu izmenjevalnika toplote izpuha - led; uporaba antifriza omogoča, da rekuperator deluje brez odmrzovanja;
- vračilna doba sistema je do 2 leti;
- Dovoljena je kombinacija 1 pokrova in več pritokov ali obratno.
Količina odvzetega in vbrizganega zraka mora biti približno enaka. Takšni toplotni izmenjevalci se običajno uporabljajo, če je pretok strupen ali močno onesnažen, ko je mešanje pretokov nesprejemljivo.
Komorni vozel - univerzalnost uporabe
Strukturno je komorni toplotni izmenjevalnik zaprta škatla, ki je razdeljena znotraj premikajoče se lopute. Odprta stena definira delovanje izmenjevalnika toplote.
Odtok teče vzdolž enega kanala in dotok vstopa v drugo komoro. V izmenjevalniku toplote tople mase ogrevajo stene prvega oddelka. Čez nekaj časa se loputa premakne in pretok zraka spremeni smer.
Posledica tega je, da se dotok premika po toplih stenah prvega zračnega kanala in "obdelava" segreva površino druge komore. Na neki točki se particija vrne in cikel se ponovi.
Prednosti komornega izmenjevalnika:
- Učinkovitost - 80-90%;
- v tandemu z visokokakovostno toplotno izolacijo zmanjšamo stroške ogrevanja;
- enostavnost namestitve - pri izbiri parametrov prezračevalne enote bo potrebna pomoč strokovnjakov;
- ohranjanje vlažnosti;
- zamrznitev sistema je izključena.
Komorni toplotni izmenjevalec je odlična možnost za regije, kjer je med letom dolgo obdobje veliko neravnovesje med temperaturo znotraj in zunaj.
Slabosti naprave za rekuperacijo toplote so:
- potrebo po rednem vzdrževanju gibljivih delov;
- zračni tokovi, ki prihajajo, so deloma mešani - vonji in nečistoče se lahko vračajo nazaj v stavbo.
Za zmanjšanje mešanice je sistem opremljen s filtrskim elementom. Zrak postane čistejši, vendar učinkovitost rekuperatorja pade.
Toplotne cevi - zaprt sistem za izmenjavo toplote
Rekuperator je sestavljen iz različnih bakrenih ali aluminijastih cevi, napolnjenih s hlapnimi snovmi, kot je freon. Načelo delovanja cevnega toplotnega izmenjevalnika temelji na fizikalnih procesih - spremembi stanja snovi pri segrevanju.
Termo-cev je nameščena navpično - spodnji konec izmenjevalnika toplote v izpušnem kanalu, in zgornji - v sesalni kanal. Izhodni tok teče okoli konca cevi - freon se segreje, zavre in izhlapi (+)
Plin se dvigne in sprosti toplotno energijo v dotok, po kateri se freon kondenzira in teče po izmenjevalniku toplote. Termični cikel se ponovi v krogu.
Tehnične in obratovalne značilnosti cevnega toplotnega izmenjevalnika: \ t
- učinkovitost naprave - do 65%;
- brezmejno delovanje zaradi odsotnosti gibljivih delov;
- enostavnost oblikovanja in enostavnost vzdrževanja;
- kompaktnost - majhne dimenzije in majhna teža;
- energetska neodvisnost - hladilno sredstvo kroži naravno;
Pomembna prednost je, da pretok zraka in povratni tok nista mešana.
Pomanjkljivosti toplotnih cevi:
- visoka stopnja učinkovitosti se doseže z ozkim temperaturnim razponom - z ostrim pregrevanjem, ves freon izhlapi in pri nezadostnem segrevanju se hitrost izhlapevanja upočasni;
- cevi nizke trdnosti - spreminjanje oblike ali zmanjšanje tlaka zmanjša učinkovitost opreme.
Cevni toplotni izmenjevalci se uporabljajo v zasebni gradnji, v upravnih, poslovnih in majhnih industrijskih območjih.
Načini organizacije rekuperacijske ventilacije
Izterjava se rešuje na enega od načinov: centralizirano in decentralizirano. V prvem primeru skozi prezračevalnik potekajo prezračevalni tokovi iz celotnega prostora, v drugem primeru iz enega prostora.
Centraliziran kompleks - klimatska naprava
Centraliziran sistem se uredi v fazi izgradnje ali kapitalske posodobitve prezračevalnega sistema.
Izbrana je prisilna oskrbovalna in izpušna enota (PVU) z vgrajenim rekuperatorjem. Glavno merilo izbire - celotna zmogljivost kompleksa na podlagi celotnega volumna zraka v strukturi (+)
PVU s toplotnim izmenjevalnikom zagotavlja zadostno izmenjavo zraka tudi v hišah z zaprtimi okni. Hkrati se pretok zraka enakomerno porazdeli, ne da bi ustvarili prepih.
Kompleksne klimatske naprave tipa monoblock so opremljene z:
- ventilatorji - 24-urna oskrba s čistim zrakom in sproščanje curkov, nasičenih z ogljikovim dioksidom;
- grelniki - dotok predgrevanja;
- filtri - zadržujejo prah in mikrodelce;
- rekuperator - lahko uporabite različne vrste rastlin.
Funkcionalnost nekaterih PWU-jev je bila podaljšana s časovnikom zakasnitve, regulatorjem moči, senzorji vlažnosti in tako naprej.
Primer modelov z monoblokom je prekrit z materialom, ki absorbira hrup, tako da delo PWU postane zelo tiho. Možne so vertikalne, horizontalne in viseče izvedbe prezračevalnih enot.
Podporni monoblock PVU, ki ga proizvajajo Vents (Ukrajina), Dantherm (Danska), Daikin (Japonska), Dantex (Anglija), so se dobro izkazali.
Lokalne enote - dodatek k obstoječemu prezračevalnemu sistemu
Da bi obnovili kroženje zračnih mas v delujočem prostoru, bodo primerni decentralizirani pritoki z rekuperacijo toplote.
Udarijo v fasado stavbe ali pa se namestijo skozi okno. Их основная задача – улучшение приточной вентиляции в доме.
В локальных рекуператорах предусмотрен вентилятор и пластинчатый теплообменник. «Рукав» приточника изолирован шумопоглощающим материалом. Блок управления компактных вентустановок размещается на внутренней стене
Особенности децентрализованных вентсистем с рекуперацией:
- КПД – 60-96%;
- невысокая производительность – устройства рассчитаны на обеспечения воздухообмена в помещениях до 20-35 кв.м;
- доступная стоимость и широкий выбор агрегатов, начиная от обычных стеновых клапанов до автоматизированных моделей с многоступенчатой системой фильтрации и возможностью регулировки влажности;
- простота монтажа – для ввода в эксплуатацию не требуется прокладка воздуховодов, установить стеновой клапан можно самостоятельно.
Популярные производители локальных рекуператоров: Prana (Украина), O.Erre (Италия), Blizzard (Германия), Вентс (Украина), Aerovital (Германия).
Важные критерии выбора стенового приточника: допустимая толщина стены, производительность, КПД рекуператора, диаметр воздушного канала и температура перекачиваемой среды
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Сравнение работы естественной вентиляции и принудительной системы с рекуперацией:
Принцип функционирования централизованного рекуператора, расчет КПД:
Устройство и порядок работы децентрализованного теплообменника на примере стенового клапана Prana:
Через вентсистему из помещения уходит порядка 25-35% тепла. Для сокращения потерь и эффективной теплоутилизации используются рекуператоры. Климатическое оборудование позволяет задействовать энергию отработанных масс для нагрева поступающего воздуха.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе разных вентиляционных рекуператоров? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к публикации, делитесь опытом эксплуатации таких установок. Obrazec za komunikacijo je v spodnjem bloku.