Gubitak topline za ventilaciju jedna je od najvažnijih prepreka u borbi za smanjenje troškova grijanja vašeg doma. Rješenje je povratiti toplinu iz ispušnog zraka. Za to se koriste rekuperatori

Neki još uvijek misle da su ventilacijske jedinice u obiteljskim kućama luksuz, ali se koriste sve češće. Rekuperatori pružaju ne samo učinkovitu ventilaciju, već i niže račune za grijanje.

Jedinica za upravljanje zrakom - što je to?

Ventilacijska jedinica je uređaj na kojem su utemeljeni sustavi prisilne ventilacije, tj. Mehanička ventilacija, obično opskrbna i ispušna. Koristi se za osiguravanje izmjene zraka u prostorijama i za njegovo čišćenje, grijanje, hlađenje, vlaženje ili odvlaživanje. Kad je AHU opremljen elementima koji omogućuju obavljanje svih tih procesa, to se naziva klimatizacijom. Međutim, u obiteljskim kućama obično se postavljaju jednostavne jedinice za upravljanje zrakom, koje uz činjenicu da u određenoj količini (bez obzira na atmosferske uvjete) stalno izmjenjuju zrak u zgradi i, usput, čiste, primarno iz nje povrate toplinu. Zbog toga ih nazivaju rekuperatori, a njihov glavni element, ne računajući ventilatore, je izmjenjivač topline koji ih prenosi iz ispušnog zraka u dovodni zrak.

Izmjenjivači topline s poprečnim protokom jeftiniji su od protustrujnih, no njihova je temperaturna učinkovitost niža, pa da bi se postigla visoka energetska učinkovitost rekuperatora, proizvođači u neke modele postavljaju dva takva izmjenjivača topline u nizu

Koji ventilatori u jedinici za upravljanje zrakom

Osnova mehaničkog ventilacijskog sustava s rekuperacijom je dovodna i ispušna ventilacijska jedinica s dva ventilatora. Jedan stvara razlike u tlaku u ispušnim kanalima, a drugi u kanalima za dovod zraka kako bi se izbjegao podtlak u sobama. Rezultat toga bi bio ulazak zraka u njih zaobilazeći izmjenjivač topline radi njegovog iskorištavanja. Zahvaljujući radu ventilatora u sobi, izmjenjuje se određena količina zraka u jedinici vremena. Ako su njihove performanse pravilno prilagođene potrebama zgrade, uvijek pružaju učinkovitu ventilaciju. Dobra ideja je kupiti rekuperator s ventilatorima promjenjivog kapaciteta. Kad nikoga nema kod kuće, zagađenje zraka je malo i nitko ga ne diše, tako da nema razloga da ih razmjenjujete tako intenzivno kao za vrijeme kupanja, kuhanja ili domaćeg plesnog druženja. Stoga je korisna funkcija i smanjenja i povećanja učinkovitosti ventilacije u odnosu na situaciju u kojoj je ona jednaka zahtjevima norme (PN-83 / B-03430). Preporučuje se da raspon regulacije kapaciteta pokriva 60 do 150% veličine proračunskog toka. Mogućnost njezinog smanjenja vrijedi koristiti zimi, kada intenzivna izmjena zraka uzrokuje najveći gubitak topline, a često i pretjerani pad vlage u unutrašnjosti, što uzrokuje nelagodu za članove kućanstva. Ventilatori koji se koriste u jedinicama za upravljanje zrakom uvelike se razlikuju u količini potrošene električne energije. Ako se odlučimo za kupnju rekuperatora, imajući na umu uštedu, trebali bismo obratiti pažnju na njegove DC-EC ventilatore. To znači da se na njih napaja istosmjerna struja (DC) i da imaju motor bez četkica s elektroničkim (beskontaktnim) komutatorom (EC) i glatkom kontrolom brzine. Takozvane četke su Ahilova peta elektromotora. Osiguravaju električni kontakt između rotirajućih elemenata. Moraju biti dovoljno uske, što uzrokuje gubitak snage motora. Trenje uzrokuje njihovo trošenje, pa ih nakon nekog vremena trebate zamijeniti. Kad je pritisak na četkice preslab, stvara se električni luk koji gori točke kontakta. Eliminiranje četkica s motora daje važne prednosti - zahvaljujući nedostatku gubitaka od klizanja njegova je energetska učinkovitost veća i djeluje znatno tiše. Ne postoje elementi koji se brzo troše ili luk koji uzrokuje radio smetnje. 50% smanjenje brzine ventilatora s EC motorom pretvara u 88% smanjenje potrošnje energije, dok su kod ventilatora s više brzina s motorom izmjenične struje (izmjenične struje) ove promjene izravno proporcionalne. Beskonačno varijabilna regulacija je, naravno, preciznija od one s više stupnjeva. Ako rekuperator ima napredni sustav za automatizaciju koji regulira učinkovitost ventilatora, a oni su EC tipa, on troši najmanje pola manje električne energije kao što je rekuperator s AC ventilatorima bez automatskog upravljačkog sustava. Elektronski upravljački sustav rekuperatora može se pobrinuti za balansiranje dovodnog i ispušnog zraka, ispravljanjem brzine ventilatora (tip EC). Potreba za takvim korekcijama proizlazi, na primjer, od filtera prljavog zraka. Precizno reguliranje učinkovitosti je također korisno kako bi se osigurao ispravan proces izgaranja u kaminu - izbjegava se podtlak u unutrašnjosti, zbog čega bi dim umjesto dimnjaka prodirao u prostorije.

Ventilatori se napajaju strujom. Trošak ove energije mora se uzeti u obzir pri razmatranju isplativosti kupnje rekuperatora. Najbolje je odabrati uređaje s visoko učinkovitim motorima tipa EC - elektronički komutiran, s glatkom kontrolom brzine

Obnova topline u ventilacijskoj jedinici: izmjenjivač topline

U ventilacijskoj jedinici, njegov izmjenjivač topline je, naravno, vrlo važan. Kod rekuperatora najpopularniji su križni i protivprotočni izmjenjivači topline. U poprečnom protoku struje dovodnog i ispušnog zraka su okomite jedna na drugu, a u suprotnim strujama - paralelne s suprotnim zavojima. Izmjenjivači topline sa suprotnim protokom skuplji su od protočnih izmjenjivača topline, ali omogućuju povrat više energije. Temperaturna učinkovitost izmjenjivača s poprečnim protokom iznosi oko 60%, a protustruje - 90%. To znači da ako je svježi zrak 0 o C, a ispušni zrak iz prostorija je 20 o C, nakon protjecanja kroz protustrujni izmjenjivač, temperatura ispuštenog zraka je 2 o C, a temperatura svježeg zraka 18 o C. Stoga kod kuće s rekuperatorom dobre klase, unatoč intenzivnoj zamjeni zraka, zimi ne osjećamo hladne propuhe u sobama, a zagrijavanje zraka košta nas malo. Izmjenjivači topline s poprečnim protokom i protiv protoka izrađeni su od susjednih ploča profiliranih tako da između njih postoje uske praznine kroz koje struji zrak - svake se sekunde puše u zrak, a drugi se puha. Prorezi se mogu profilirati na različite načine, tako da se pojedini uređaji malo razlikuju po učinkovitosti. Otpor protoka zraka je također važan parametar izmjenjivača topline. Veća učinkovitost obično se plaća većim otporom protoka i rezultirajućom većom potrošnjom energije ventilatora, pa treba tražiti kompromis. Izmjenjivači su metalni (dobro provode toplinu), celuloza (oni obnavljaju vlagu, a s njom i latentna toplina, zbog čega je njihova učinkovitost vrlo visoka), ali u obiteljskim se kućama vrlo često koristi plastika. Oni su jeftini, izdržljivi i nema prepreka da ih operete. Pri kupnji rekuperatora s aluminijskim ili celuloznim izmjenjivačem treba uzeti u obzir da će se tijekom pranja oštetiti, a nakon nekoliko godina morat će ga zamijeniti. No, ako netko energetsku učinkovitost stavlja iznad svega, trebao bi biti zainteresiran za izmjenjivače protoka napravljene od celuloze koja sadrži sol koja apsorbira vodu. Nazivaju se entalpijom.

Izmjenjivači topline protiv protoka osiguravaju najveću učinkovitost kućnih rekuperatora. Većina ih je napravljena od plastike, ali su i takozvana entalpija - od celuloze kroz koju voda može prodirati zahvaljujući kojoj rekuperator postiže još veću energetsku učinkovitost

Izmjenjivač vlage u jedinici za upravljanje zrakom

Kao rezultat hlađenja ispušnog zraka u izmjenjivaču topline, voda kondenzira. Iz plastičnog ili metalnog izmjenjivača izlazi u poseban spremnik, a iz njega u kanalizacijski sustav. U izmjenjivaču entalpije, međutim, natapa se u celulozu. Svježi zrak koji ulazi u izmjenjivač je suh kad je hladno, ali kako temperatura raste, on može apsorbirati sve više i više vode. Stoga on asimilira onaj koji je zasićen zidovima izmjenjivača celuloze. Zahvaljujući tome, ako je temperatura ispod nule, u izmjenjivaču se neće formirati led, što ga može začepiti. Stoga nije potreban rad sustava protiv smrzavanja (opremljen je rekuperatorom) što uzrokuje značajno smanjenje učinkovitosti obnavljanja topline u običnim izmjenjivačima topline. Trenutačna temperaturna učinkovitost izmjeničnog entalpijskog izmjenjivača je manja od plastike i metala, ali mnogo je važnija periodična (prosječna) energetska učinkovitost uzimajući u obzir gubitke prilikom odmrzavanja izmjenjivača. Prednost je i veća relativna vlaga zraka koji se unosi u prostorije, što zimi znači bolju mikroklimu. Visoka cijena i kratak radni vijek prepreka su širokoj upotrebi izmjenjivača entalpije. Iako dopuštaju najmanju potrošnju energije za grijanje i ventilaciju kuće, njihova upotreba nije baš profitabilna. Zato ih nalazimo uglavnom u rekuperatorima namijenjenim pasivnim kućama, u kojima je najvažnija potvrda o visokom stupnju iskorištenja energije. Sličan problem odnosi se na regenerativne (rotacijske) izmjenjivače topline. Oni također nisu osjetljivi na smrzavanje, zahvaljujući čemu mogu obnoviti relativno veliku količinu energije u klimi poput naše. Međutim, njihova je konstrukcija prilično složena, što ih čini skupo. Imaju oblik rotirajućeg bubnja za akumuliranje topline. Bubanj pokreće elektromotor, koji naravno upija energiju. Kao rezultat toga, uporaba regenerativnih izmjenjivača topline, uprkos visokoj energetskoj učinkovitosti oporabe topline, manje je profitabilna u obiteljskim kućama od jednostavnijih i jeftinijih unakrsnih ili protivprotočnih izmjenjivača topline.

Superiornost dovodne i odvodne ventilacije nad gravitacijom određena je ne samo mogućnošću obnavljanja topline, već i pročišćavanjem zraka koji se dovodi u prostorije. Za to se koriste filteri smješteni u rekuperatorima

AHU sustav regulacije

Temperaturna učinkovitost istog tipa izmjenjivača topline je slična, ali energetsku učinkovitost rekuperatora određuju i drugi faktori, te je stoga različita. U pravilu, jeftiniji uređaji djeluju manje učinkovito od skupljih jer štede na skupim rješenjima koja doprinose povećanju energetske učinkovitosti. Na to snažno utječe način na koji je izmjenjivač zaštićen od smrzavanja. Kao rezultat hlađenja ispušnog zraka iz prostorija, voda se u njemu kondenzira. Blizu ulaza svježeg zraka temperatura izmjenjivača može biti negativna i voda će smrznuti. Led je prepreka na putu zraka - može prouzrokovati kvar ventilatora, koji neće moći prevladati povećani otpor protoka, začepljeni izmjenjivač može također biti oštećen. Stoga rekuperatorima treba sustav otapanja izmjenjivača topline. Najjednostavnije rješenje je sustav koji zaustavlja dovodni ventilator kad temperatura na ulazu u izmjenjivač padne na 3-4 o C. Zahvaljujući tome temperatura raste, ali tijekom tog vremena ne dolazi do izmjene topline. Napredniji sustav ne isključuje ventilator, ali smanjuje njegovu brzinu - koristi se u rekuperatorima s motorima s promjenjivom brzinom (EC). Izmjena topline za otapanje se ne zaustavlja u potpunosti, pa je energetska učinkovitost rekuperatora veća. Treća metoda je uporaba predgrijača, obično električnog. Kad temperatura na ulazu u izmjenjivač postane preniska, grijač se uključuje i svježi zrak zagrijava - temperatura raste, tako da voda ne smrzava. Zahvaljujući tome, ventilatori uvijek mogu raditi s konstantnom efikasnošću, ali učinkovitost iskorištavanja topline se ionako smanjuje - u sustav se dovodi dodatna energija, a skupa je jer je električna. Takav se sustav, međutim, može smatrati uštedom energije, pod uvjetom da je snaga grijača glatko regulirana, tako da je potrošnja električne energije minimalna. U jeftinijim modelima postoji jednostavna regulacija isključivanja, a ovo je rješenje mnogo manje učinkovito. Skuplji modeli rekuperatora imaju ne samo glatku regulaciju brzine ventilatora ili snage grijača, već i takozvani by-pass. To je prigušivač koji kontrolira protok zraka unutar rekuperatora - kroz ili pokraj izmjenjivača topline. Mogućnost zaobići izmjenjivač topline korisna je ljeti, tako da hladniji svježi zrak ne treba nepotrebno zagrijavati toplije prostorije zagrijane suncem. Budući da se tijekom godine ova situacija izmjenjuje s onom u kojoj je poželjna izmjena topline, po mogućnosti je bajpas automatski. Tada rekuperator uvijek radi u načinu koji trenutno osigurava najvišu razinu udobnosti.

AHU za malu kuću ne bi trebala zauzeti puno prostora. Neki proizvođači tome pridaju veliku važnost pa dijelove rekuperatora postavljaju u ergonomska kućišta koja olakšavaju njihovu ugradnju u mali prostor

Učinkovitost rekuperatora

Odabir modela rekuperatora treba izvršiti na temelju potrebne učinkovitosti njegovih ventilatora - protoka zraka koji su u stanju pružiti pod određenim tlakom (sposobnost generiranja dinamičkog tlaka potrebnog za prevladavanje otpora protoka). Brzina protoka trebala bi odgovarati količini zraka koju treba u jednom satu uklanjati iz prostorija u našem domu - određuje se na temelju zahtjeva PN-83 / B-03430. Potrebna kompresija ventilatora rezultat je otpora zraka kroz ventilacijski sustav. Za njihov precizni proračun potrebno je znanje projektanta sanitarnih instalacija, ali u tako nekompliciranim sustavima kao u obiteljskim kućama pretpostavlja se da je dovoljna vrijednost raspoložive kompresije uređaja za upravljanje klima uređajem 150 Pa. Stoga se za ovu vrijednost može odrediti količina protoka zraka koju on pruža. Ovisnost raspoložive kompresije od brzine protoka ilustrirana je krivuljom (karakteristikom), čiji bi tijek trebao biti vidljiv na grafu u tehničkim podacima uređaja. Budući da je otpor protoka zraka teško odrediti s velikom točnošću, može se mijenjati i tijekom rada ventilacijskog sustava (na primjer, zbog filtera prljavog zraka), trebali bismo odabrati jedinicu za upravljanje zrakom čije su karakteristike u blizini radne točke ravna (promjena tlaka prema deseci paskala ne bi trebali uzrokovati veliku promjenu brzine protoka zraka). Tada ćemo biti sigurni da će ventilatori osigurati potrebne performanse ventilacije, a istovremeno će raditi ekonomično i tiho.

Mehanička ventilacija u energetski učinkovitoj kući: video

Kategorija:

Operacija kuće