אוורור אספקה ופליטה עם שחזור חום: עקרון הפעולה, סקירת יתרונות וחסרונות
אספקת האוויר הצח במהלך התקופה הקרה מובילה לצורך לחמם אותו כדי להבטיח את המיקרו אקלים הפנימי הנכון.כדי למזער את עלויות האנרגיה, ניתן להשתמש באוורור אספקה ופליטה עם שחזור חום.
הבנת עקרונות פעולתו תאפשר לכם להפחית בצורה היעילה ביותר את איבוד החום תוך שמירה על נפח מספיק של אוויר מוחלף. בואו ננסה להבין את הנושא הזה.
תוכן המאמר:
חיסכון באנרגיה במערכות אוורור
בתקופת הסתיו-אביב, כאשר מאווררים חדרים, בעיה רצינית היא הפרש הטמפרטורות הגדול בין האוויר הנכנס לאוויר בפנים. הזרימה הקרה שועטת למטה ויוצרת מיקרו אקלים לא נוח בבנייני מגורים, משרדים ומפעלים או שיפוע טמפרטורה אנכי לא מקובל במחסן.
פתרון נפוץ לבעיה הוא שילוב באוורור אספקה מחמם אוויר, בעזרתו מחממים את הזרימה. מערכת כזו דורשת צריכת אנרגיה, בעוד נפח משמעותי של אוויר חם הנמלט החוצה מוביל לאיבוד חום משמעותי.
אם תעלות כניסת ויציאת האוויר ממוקמות בקרבת מקום, אז אפשר להעביר חלקית את החום של הזרם היוצא לזה הנכנס.זה יקטין את צריכת האנרגיה של המחמם או יבטל אותה לחלוטין. מכשיר להבטחת חילופי חום בין זרימות גז בטמפרטורות שונות נקרא מרפא.
במהלך העונה החמה, כאשר טמפרטורת האוויר החיצונית גבוהה משמעותית מטמפרטורת החדר, ניתן להשתמש במחלמה לקירור הזרימה הנכנסת.
עיצוב יחידה עם מרפא
מבנה פנימי של מערכות אוורור אספקה ופליטה עם מתקן משולב הם די פשוטים, כך שניתן לרכוש ולהתקין אותם באופן עצמאי אלמנט אחר אלמנט. אם הרכבה או התקנה עצמית קשה, אתה יכול לרכוש פתרונות מוכנים בצורה של מונובלוק סטנדרטי או מבנים טרומיים בודדים לפי הזמנה.
אלמנטים עיקריים והפרמטרים שלהם
הגוף עם בידוד חום ורעש עשוי בדרך כלל מפלדה. במקרה של התקנת קיר, עליו לעמוד בלחץ המתרחש בעת הקצפת הסדקים מסביב ליחידה, וכן למנוע רעידות מהפעלת המאווררים.
במקרה של כניסת אוויר וזרימה מפוזרים בחדרים שונים, יש להתחבר לבית מערכת תעלות אוויר. הוא מצויד בשסתומים ובבולמים להפצת זרימות.
אם אין תעלות אוויר, מותקן סורג או מפזר על פתח האספקה בצד החדר כדי לפזר את זרימת האוויר. סורג כניסת אוויר מסוג חיצוני מותקן על פתח הכניסה בצד הרחוב כדי למנוע ציפורים, חרקים גדולים ופסולת להיכנס למערכת האוורור.
תנועת אוויר מסופקת על ידי שני מאווררים של פעולה צירית או צנטריפוגלית. בנוכחות מרפא, זרימת אוויר טבעית בנפח מספיק בלתי אפשרית בגלל ההתנגדות האווירודינמית שנוצרת על ידי יחידה זו.
הנוכחות של מרפא כרוכה בהתקנה של מסננים עדינים בכניסה של שני הזרמים. זה הכרחי כדי להפחית את עוצמת הסתימה של ערוצי מחליף חום דקים עם משקעי אבק ושומן. אחרת, כדי שהמערכת תתפקד במלואה, יהיה צורך להגביר את תדירות התחזוקה המונעת.
מתקן אחד או יותר תופסים את הנפח העיקרי של התקן האספקה והפליטה. הם מורכבים במרכז המבנה.
במקרה של כפור חמור אופייני לשטח ויעילות לא מספקת של המתקן לחימום האוויר החיצוני, ניתן להתקין בנוסף תנור חימום. כמו כן, במידת הצורך, מותקנים מכשיר אדים, יינון והתקנים אחרים כדי ליצור מיקרו אקלים נוח בחדר.
דגמים מודרניים כוללים יחידת בקרה אלקטרונית. לשינויים מורכבים יש פונקציות לתכנות מצבי פעולה בהתאם לפרמטרים הפיזיים של סביבת האוויר. לוחות חיצוניים הם בעלי מראה אטרקטיבי, שבזכותו הם יכולים להשתלב היטב בכל פנים.
פתרון בעיית העיבוי
קירור האוויר המגיע מהחדר יוצר את התנאים המוקדמים לשחרור לחות ולהיווצרות עיבוי. במקרה של קצב זרימה גבוה, רובו לא מספיק להצטבר במחלמה ויוצא החוצה.בתנועת אוויר איטית, חלק ניכר מהמים נשאר בתוך המכשיר. לכן, יש צורך להבטיח כי הלחות נאספה והוסרה מחוץ לדיור. מערכת אספקה ופליטה.
הלחות מוסרת לתוך מיכל סגור. הוא ממוקם רק בתוך הבית כדי למנוע הקפאה של תעלות היציאה בטמפרטורות מתחת לאפס. אין אלגוריתם לחישוב אמין של נפח המים המתקבל בעת שימוש במערכות עם מתקן, ולכן הוא נקבע בניסוי.
שימוש חוזר בקונדנסט ללחות אוויר אינו רצוי, שכן מים סופגים מזהמים רבים כמו זיעת אדם, ריחות וכו'.
אתה יכול להפחית באופן משמעותי את נפח הקונדנסט ולמנוע בעיות הקשורות להתרחשותו על ידי ארגון מערכת פליטה נפרדת מחדר האמבטיה והמטבח. בחדרים אלה יש לאוויר את הלחות הגבוהה ביותר. אם ישנן מספר מערכות פליטה, יש להגביל את חילופי האוויר בין האזורים הטכניים למגורים על ידי התקנת שסתומי סימון.
אם זרימת אוויר הפליטה מקוררת לטמפרטורות שליליות בתוך המתקן, הקונדנסט הופך לקרח, מה שגורם להפחתה בחתך הפתוח של הזרימה וכתוצאה מכך, לירידה בנפח או להפסקה מוחלטת של האוורור.
להפשרה תקופתית או חד פעמית של ההחלמה, מותקן מעקף - ערוץ מעקף לתנועת אוויר אספקה. כאשר זרימה עוקפת את המכשיר, העברת החום נעצרת, מחליף החום מתחמם והקרח עובר למצב נוזלי. המים זורמים למיכל איסוף הקונדנסט או מתאדים בחוץ.
כאשר הזרימה עוברת דרך המעקף, אין חימום של אוויר האספקה דרך המתקן. לכן, כאשר מצב זה מופעל, המחמם חייב להידלק אוטומטית.
תכונות של סוגים שונים של מחלימים
ישנן מספר אפשרויות שונות מבחינה מבנית ליישום חילופי חום בין זרימות אוויר קר ומחומם. לכל אחד מהם יש מאפיינים ייחודיים משלו, הקובעים את המטרה העיקרית עבור כל סוג של מרפא.
מחזיר זרימה צולבת צלחת
העיצוב של מתקן הצלחות מבוסס על לוחות דקים, המחוברים לסירוגין באופן שיחליפו מעבר זרימות בטמפרטורות שונות ביניהם בזווית של 90 מעלות. אחד השינויים בדגם זה הוא מכשיר עם תעלות סנפירים למעבר אוויר. יש לו מקדם העברת חום גבוה יותר.
לוחות חילופי חום יכולים להיות עשויים מחומרים שונים:
- סגסוגות על בסיס נחושת, פליז ואלומיניום בעלות מוליכות תרמית טובה ואינן רגישות לחלודה;
- פלסטיק העשוי מחומר פולימרי הידרופובי בעל מקדם מוליכות תרמית גבוה ומשקל נמוך;
- תאית היגרוסקופית מאפשרת לעיבוי לחדור דרך הצלחת ובחזרה לחדר.
החיסרון הוא האפשרות להיווצרות עיבוי בטמפרטורות נמוכות.בשל המרחק הקטן בין הלוחות, לחות או קרח מגבירים משמעותית את הגרר האווירודינמי. במקרה של הקפאה, יש צורך לחסום את זרימת האוויר הנכנסת כדי לחמם את הצלחות.
היתרונות של מחזירי צלחות הם כדלקמן:
- זול;
- חיי שירות ארוכים;
- תקופה ארוכה בין תחזוקה מונעת לקלות ביצועה;
- מידות ומשקל קטנים.
סוג זה של מרפא נפוץ ביותר עבור מגורים ומשרדים. הוא משמש גם בכמה תהליכים טכנולוגיים, למשל, כדי לייעל את שריפת הדלק במהלך פעולת תנורים.
סוג תוף או סיבובי
עקרון הפעולה של מחזיר סיבובי מבוסס על סיבוב של מחליף חום, שבתוכו יש שכבות של מתכת גלית עם קיבולת חום גבוהה. כתוצאה מאינטראקציה עם הזרימה היוצאת, מגזר התוף מחומם, אשר לאחר מכן נותן חום לאוויר הנכנס.
היתרונות של מחזירים סיבוביים הם כדלקמן:
- יעילות גבוהה למדי בהשוואה לסוגים מתחרים;
- החזרת כמות גדולה של לחות, הנשארת בצורה של עיבוי על התוף ומתאדה במגע עם אוויר יבש שנכנס.
סוג זה של מרפא משמש לעתים רחוקות יותר עבור בנייני מגורים לאוורור דירה או קוטג'. הוא משמש לעתים קרובות בבתי דוודים גדולים כדי להחזיר חום לתנורים או לחצרים תעשייתיים או מסחריים גדולים.
עם זאת, לסוג זה של מכשיר יש חסרונות משמעותיים:
- עיצוב מורכב יחסית עם חלקים נעים, כולל מנוע חשמלי, תוף והנעת רצועה, הדורש תחזוקה מתמדת;
- רמת רעש מוגברת.
לפעמים עבור מכשירים מהסוג הזה אתה יכול להיתקל במונח "מחליף חום רגנרטיבי", שהוא נכון יותר מ"מתקן". העובדה היא שחלק קטן מאוויר הפליטה חוזר עקב ההתאמה הרופפת של התוף לגוף המבנה.
הדבר מטיל הגבלות נוספות על היכולת להשתמש במכשירים מסוג זה. לדוגמה, אוויר מזוהם מתנור חימום אינו יכול לשמש כנוזל קירור.
מערכת צינורות ומעטפים
מתקן צינורי מסוג צינור מורכב ממערכת של צינורות דקי דופן בקוטר קטן הממוקמים במארז מבודד, שדרכו ישנה זרימה של אוויר חיצוני. המארז מסיר אוויר חם מהחדר, אשר מחמם את הזרימה הנכנסת.
היתרונות העיקריים של מחזירי צינורות הם כדלקמן:
- יעילות גבוהה בשל עקרון הזרם הנגדי של תנועת נוזל הקירור והאוויר הנכנס;
- פשטות העיצוב והיעדר חלקים נעים מבטיחה רמות רעש נמוכות ולעתים רחוקות דורשת תחזוקה;
- חיי שירות ארוכים;
- החתך הקטן ביותר מבין כל סוגי מכשירי השחזור.
צינורות עבור סוג זה של מכשירים משתמשים במתכת מסגסוגת קלה או, פחות נפוץ, בפולימר. חומרים אלו אינם היגרוסקופיים, לכן, בהבדל משמעותי בטמפרטורות הזרימה, עלול להיווצר עיבוי עז במעטפת, המצריך פתרון קונסטרוקטיבי להסרתו.חיסרון נוסף הוא שלמילוי המתכת יש משקל משמעותי, למרות מידותיו הקטנות.
הפשטות של העיצוב של מתקן צינורי הופכת סוג זה של מכשיר פופולרי לייצור עצמי. צינורות פלסטיק לתעלות אוויר, מבודדים במעטפת קצף פוליאוריטן, משמשים בדרך כלל כמארז חיצוני.
מכשיר עם נוזל קירור ביניים
לפעמים צינורות האספקה והפליטה ממוקמים במרחק מסוים אחד מהשני. מצב זה עשוי להיווצר עקב המאפיינים הטכנולוגיים של הבניין או דרישות סניטריות להפרדה אמינה של זרמי אוויר.
במקרה זה, נעשה שימוש בנוזל קירור ביניים, המסתובב בין תעלות האוויר דרך צינור מבודד. מים או תמיסת מים-גליקול משמשים כתווך להעברת אנרגיה תרמית, שזרימתה מובטחת על ידי פעולה משאבת חום.
אם אפשר להשתמש בסוג אחר של מרפא, אז עדיף לא להשתמש במערכת עם נוזל קירור ביניים, שכן יש לו את החסרונות המשמעותיים הבאים:
- יעילות נמוכה בהשוואה לסוגים אחרים של מכשירים, לכן מכשירים כאלה אינם משמשים לחדרים קטנים עם זרימת אוויר נמוכה;
- נפח ומשקל משמעותיים של המערכת כולה;
- הצורך במשאבה חשמלית נוספת כדי להזרים את הנוזל;
- רעש מוגבר מהמשאבה.
קיים שינוי במערכת זו כאשר, במקום מחזור מאולץ של נוזל חילופי החום, נעשה שימוש במדיום עם נקודת רתיחה נמוכה, כגון פריאון.במקרה זה, תנועה לאורך קו המתאר אפשרית באופן טבעי, אך רק אם צינור אוויר האספקה ממוקם מעל צינור אוויר הפליטה.
מערכת כזו אינה דורשת עלויות אנרגיה נוספות, אלא פועלת לחימום רק כאשר יש הפרש טמפרטורות משמעותי. בנוסף, יש צורך לכוונן את הנקודה בה משתנה מצב הצבירה של נוזל חילופי החום, דבר שניתן להשיג על ידי יצירת הלחץ הנדרש או הרכב כימי מסוים.
פרמטרים טכניים עיקריים
הכרת הביצועים הנדרשים של מערכת האוורור ויעילות חילופי החום של המתקן, קל לחשב חיסכון בחימום אוויר לחדר בתנאי אקלים ספציפיים. על ידי השוואת היתרונות הפוטנציאליים לעלויות הרכישה והתחזוקה של המערכת, אתה יכול לבחור באופן סביר לטובת מתקן או מחמם אוויר רגיל.
יְעִילוּת
יעילותו של מרפא מובנת כיעילות העברת החום, אשר מחושבת באמצעות הנוסחה הבאה:
K = (Tפ - טנ) / (תV - טנ)
שבו:
- טפ - טמפרטורת האוויר הנכנס לחדר;
- טנ - טמפרטורת האוויר בחוץ;
- טV - טמפרטורת אוויר בחדר.
ערך יעילות מקסימלי בסטנדרט מהירות זרימת האוויר ומשטר טמפרטורה מסוים מצוין בתיעוד הטכני של המכשיר. הנתון האמיתי שלו יהיה מעט פחות.
במקרה של ייצור עצמי של צלחת או מתקן צינורי, על מנת להשיג יעילות העברת חום מקסימלית, עליך להקפיד על הכללים הבאים:
- העברת החום הטובה ביותר מסופקת על ידי התקני זרימה נגדית, לאחר מכן התקני זרימה צולבת, והכי פחות על ידי תנועה חד כיוונית של שתי הזרימות.
- עוצמת העברת החום תלויה בחומר ובעובי הדפנות המפרידות בין הזרימות, כמו גם במשך האוויר בתוך המכשיר.
לדעת את היעילות של המתקן, אתה יכול לחשב את יעילות האנרגיה שלו בטמפרטורות שונות של אוויר חיצוני ופנימי:
E (W) = 0.36 x P x K x (TV - טנ)
שבו P (מ3/שעה) - זרימת אוויר.
העלות של מחזירים ביעילות גבוהה היא די גבוהה; יש להם עיצוב מורכב וממדים משמעותיים. לפעמים אתה יכול לעקוף את הבעיות הללו על ידי התקנת מספר מכשירים פשוטים יותר כך שהאוויר הנכנס יעבור דרכם ברצף.
ביצועי מערכת אוורור
נפח האוויר העובר דרכו נקבע על ידי לחץ סטטי, התלוי בעוצמת המאוורר ובמרכיבים העיקריים היוצרים התנגדות אווירודינמית. ככלל, החישוב המדויק שלו בלתי אפשרי בגלל המורכבות של המודל המתמטי, ולכן מחקרים ניסיוניים מבוצעים עבור מבנים מונובלוק סטנדרטיים, ורכיבים נבחרים עבור מכשירים בודדים.
יש לבחור את הספק המאוורר תוך התחשבות בתפוקה של מחליפי חום מותקנים מכל סוג, המצוינת בתיעוד הטכני כקצב הזרימה המומלץ או נפח האוויר שעבר המכשיר ליחידת זמן. ככלל, מהירות האוויר המותרת בתוך המכשיר אינה עולה על 2 m/s.
אחרת, במהירויות גבוהות, מתרחשת עלייה חדה בהתנגדות האווירודינמית באלמנטים הצרים של ההחלמה. זה מוביל לעלויות אנרגיה מיותרות, חימום לא יעיל של האוויר החיצוני וחיי מאוורר מופחתים.
שינוי כיוון זרימת האוויר יוצר גרור אווירודינמי נוסף. לכן, כאשר מדגמים את הגיאומטריה של תעלת אוויר פנימית, רצוי למזער את מספר סיבובי הצינור ב-90 מעלות. מפזרי אוויר גם מגבירים את ההתנגדות, ולכן רצוי לא להשתמש באלמנטים בעלי דפוסים מורכבים.
מסננים וסורגים מלוכלכים יוצרים הפרעה משמעותית לזרימה, ולכן יש לנקות אותם או להחליף אותם מעת לעת. אחת הדרכים היעילה להעריך סתימה היא התקנת חיישנים המנטרים את ירידת הלחץ באזורים לפני ואחרי המסנן.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
עקרון ההפעלה של מחזר סיבובי וצלחות:
מדידת היעילות של משחזר מסוג צלחת:
מערכות אוורור ביתיות ותעשייתיות עם מתקן משולב הוכיחו את יעילותן האנרגטית בשמירה על חום בתוך הבית. כעת יש הצעות רבות למכירה והתקנה של מכשירים כאלה, הן בצורה של דגמים מוכנים ונבדקים, והן בהזמנות בודדות. אתה יכול לחשב את הפרמטרים הדרושים ולבצע התקנה בעצמך.
אם יש לך שאלות כלשהן במהלך קריאת המידע או מצא אי דיוקים כלשהם בחומר שלנו, אנא השאר את הערותיך בבלוק למטה.
