通風系統中的熱回收：工作原理和選項

以 Murator 住宅項目為例，採用熱交換器進行自然通風和通風

兩種通風類型的評估均以自然通風 (Murator M93a) 和熱回收 (Murator EM93a) 版本提供的房屋設計示例進行了介紹。 Murator 系列的“秋夢”之家有 155 平方米。米的居住空間和現代獨戶住宅的典型佈局。對於房子的供暖，這是一個固體燃料鍋爐，還有一個壁爐，所以無論選擇哪種通風系統，你都需要建造兩個煙囪。據說使用帶有熱回收的通風可以節省 煙囪 - 我們的例子 表明情況並非總是如此。

在機械通風的變體中，與房屋的住宅部分緊密分開的鍋爐房是自然通風的，因此鍋爐的運行不會干擾熱交換器的運行。車庫也有自然通風。壁爐的空氣通過一根特殊的電纜從外部直接進入燃燒室。它配備了一個帶有密封門的墨盒。在自然通風的版本中，空氣通過每個房間窗戶上的風扇供應，並通過兩個煙囪中的通風管道離開廚房、儲藏室、衛生區、衣櫃和洗衣房。

帶回熱的供氣系統

具有熱回收功能的空氣處理機組在私人房主中越來越受歡迎。而且它的優點，尤其是在寒冷的季節，是非常高的。

如您所知，有很多方法可以為居住空間提供必要的通風。這是空氣的自然循環，主要是通過房間的通風來進行的。但是你必須承認，在冬天根本不可能使用這種方法，因為所有的熱量都會很快離開生活區。

但是，如果在僅自然進行空氣循環的房屋中，沒有更有效的系統，那麼在寒冷的天氣中，房間不能分別獲得必要的新鮮空氣和氧氣量，這進一步對所有家庭成員的福祉產生負面影響。

這裡最好的選擇是通風系統中的熱回收。理想情況下，最好購買一個也可以提供水分回收的裝置。

“恢復”概念背後隱藏著什麼

簡而言之，恢復與“保存”一詞相同。熱回收是儲存熱能的過程。這是因為離開房間的氣流冷卻或加熱進入室內的空氣。示意性地，恢復過程可以表示如下：

帶有熱回收的通風是根據必須通過熱交換器的設計特徵將流動分開以避免混合的原理進行的。然而，例如，旋轉式熱交換器不能將供氣與排氣完全隔離。

什麼是空氣回收器

根據其設計，空氣對空氣熱交換器是用於對輸出空氣質量進行熱回收的單元，它可以最有效地利用熱或冷。

為什麼選擇熱回收通風

基於熱回收的通風具有非常高的效率。該指標是通過換熱器實際產生的熱量與只能儲存的最大熱量的比值來計算的。

旋轉式換熱器是如何佈置的？

該設備是一個圓柱體，由主要元件 - 一個鋁製轉子組成，由平板和波紋板完成。鋁製轉子覆蓋有由鍍鋅鋼製成的外殼。

迴轉式空氣換熱器

此外，該裝置還包括帶有用於旋轉的皮帶的驅動機構，以及軸向軸承、用於控制轉子本身旋轉的傳感器（傳感器）和密封膠帶。後者旨在隔離氣團。

工作原理

該設備的操作原理非常簡單。該設備通過嚙合 V 型皮帶傳動裝置投入運行。如果產品在高溫下運行，則電動機安裝在熱交換器主體的外部。同樣在這種情況下，使用鏈條代替皮帶。

在旋轉式熱交換器內部，熱量從加熱的氣體傳遞到冷的氣體。負責這是由小金屬板製成的旋轉轉子圓柱體。隨後，熱氣體加熱這些板，然後板進入冷卻氣流，然後將熱能傳遞給它。

滾筒的塗層類型

根據轉鼓的塗層類型，換熱器有一個分類。目前有五種產品：

• 冷凝式——在這種情況下，鋁製滾筒充當轉子，沒有塗層，只能帶走氣團的熱能，但不能帶走氣團中的水分熱量；
• 吸濕性視圖 - 在這種情況下，滾筒覆蓋有具有吸附特性的特殊吸濕塗層 - 滾筒在運行過程中收集水分，然後將水分從一個流轉移到另一個流，在此過程中，空氣團的水分和潛熱都被去除;
• 吸附型 - 在這種情況下，我們談論的是使用矽膠塗層對吸濕型的改性 - 這種吸附劑具有巨大的表面積，約為 800 m2 / g，這使其成為一種非常強大的吸濕劑；
• 環氧樹脂型 - 這種塗層用於需要額外保護鋁桶免受處理過的空氣中的化合物可能造成的破壞性影響的情況（例如，如果房間中的空氣含有氯或各種蒸汽，如氨氣);
• 抗菌外觀 - 在這種情況下，滾筒受到抗菌塗層的保護，該塗層可以抵抗大約六百種病原微生物和非病原微生物（通常焓轉子需要這種塗層）。

按應用領域分類

現在有三種主要類型的空氣質量回收器，在操作範圍和附加“填充”方面有所不同。

產品類型：

1. 標準視圖。在這種情況下，可以觀察到再生器分成幾個扇形部分（從 4 個到 12 個）。這種類型的裝置用於去除廢氣中的多餘熱量。此外，當計算出低於露點溫度的空氣流動時，這種裝置會轉移水分。
2. 高溫的樣子。這種類型的裝置用於去除熱氣流，其初始溫度達到約+250度。
3. 焓觀。該設備用於去除全部熱能，但除此之外，該設備還可以傳輸水分。

空氣換熱器的工作原理

控制方案

空氣處理機組的所有部件必須適當地集成到機組的運行系統中，並以適當的數量發揮其功能。控制所有組件操作的任務由自動化過程控制系統解決。安裝套件包括傳感器，分析它們的數據，控制系統糾正必要元件的操作。控制系統使您能夠順利、勝任地完成空氣處理機組的目標和任務，解決機組所有元件之間相互作用的複雜問題。

通風控制面板儘管過程控制系統很複雜，但技術的發展使得普通人可以從該裝置中獲得一個控制面板，這樣一來，從第一次觸摸就可以清楚和愉快地使用該裝置。使用壽命。

例子。熱回收效率計算：計算使用熱回收熱交換器與僅使用電加熱器或僅使用熱水器相比的效率。

考慮一個流速為 500 m3/h 的通風系統。將對莫斯科的供暖季節進行計算。從SNiPa 23-01-99“建築氣候學和地球物理學”可知，日平均氣溫低於+8°C的時期持續時間為214天，日平均氣溫低於+8°C時期的平均氣溫8°C 為 -3.1°C。

計算所需的平均熱量輸出：為了將街道上的空氣加熱到 20°C 的舒適溫度，您需要：

N=G*C_p *p_(哈） *(噸_分機-t_星期三 )= 500/3600 * 1.005 * 1.247 * = 4.021 千瓦

每單位時間的熱量可以通過幾種方式傳遞給送風：

1. 通過電加熱器供應空氣加熱；
2. 加熱通過熱交換器去除的供應熱載體，並通過電加熱器進行額外加熱；
3. 在水熱交換器等中加熱室外空氣。

計算 1：熱量通過電加熱器傳遞到供氣。莫斯科的電費 S=5.2 盧布/(kW*h)。通風全天候工作，在供暖期的 214 天內，在這種情況下，金額將等於：₁\u003d S * 24 * N * n \u003d 5.2 * 24 * 4.021 * 214 \u003d 107,389.6 盧布/（加熱期）

計算 2：現代換熱器以高效率傳遞熱量。讓換熱器將空氣加熱每單位時間所需熱量的 60%。那麼電暖器需要消耗以下電量：N_(el.load) = Q - Q_河流 \u003d 4.021 - 0.6 * 4.021 \u003d 1.61 千瓦

假設通風將在整個供暖期間工作，我們得到電費：₂ = S * 24 * N_(el.load) * n = 5.2 * 24 * 1.61 * 214 = 42,998.6 盧布/（供暖期） 計算 3：熱水器用於加熱室外空氣。莫斯科每 1 Gcal 技術熱水的估計熱量成本：S_g.w.\u003d 1500 盧布/gcal。 Kcal \u003d 4.184 kJ 對於加熱，我們需要以下熱量： Q_(GV) = N * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) = 4.021 * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) = 17.75 Gcal :C₃ = S_(GV) *問_(GV) \u003d 1500 * 17.75 \u003d 26,625 盧布/（供暖期）

當年采暖期送風采暖費用計算結果：

電子加熱器	電暖器+回熱器	熱水器
107,389.6 盧布	42,998.6 盧布	26 625 盧布

從上面的計算可以看出，最經濟的選擇是使用熱水迴路。此外，與使用電加熱器相比，在送風和排氣通風系統中使用回熱式熱交換器時，加熱送風所需的資金顯著減少。空氣，這可以降低加熱供應的能源成本空氣，因此，降低了通風系統運行的現金成本。利用排出空氣的熱量是一項現代節能技術，讓您更接近“智能家居”模式，在這種模式下，任何可用類型的能源都被充分利用和最有用。

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規格

換熱器由覆蓋有隔熱和隔音材料並由鋼板製成的外殼組成。該設備的外殼足夠堅固，能夠承受重量和振動負載。外殼上有流入和流出開口，通過裝置的空氣流動由兩個風扇提供，通常是軸流式或離心式。安裝它們的需要是由於空氣自然循環的顯著減慢，這是由熱交換器的高空氣動力阻力引起的。為了防止落葉、小鳥或機械碎片的吸入，在位於街道一側的進氣口處安裝了進氣格柵。同一個孔，但從房間的一側，還配備了均勻分佈氣流的格柵或擴散器。安裝分支系統時，風管安裝在孔中。

此外，兩個流的入口都配備了精細過濾器，可保護系統免受灰塵和油脂滴的影響。這可以防止熱交換器通道堵塞並顯著延長設備的使用壽命。然而，過濾器的安裝很複雜，因為需要持續監控過濾器的狀況、清潔，並在必要時更換過濾器。否則，堵塞的過濾器將成為空氣流動的天然屏障，因此對它們的阻力會增加並且風扇會破裂。

除了風扇和過濾器，換熱器還包括加熱元件，可以是水或電。每個加熱器都配備了一個溫度開關，如果離開房屋的熱量無法應對進入空氣的加熱，它能夠自動打開。加熱器的功率嚴格根據房間的容積和通風系統的運行性能來選擇。然而，在某些設備中，加熱元件僅保護熱交換器免於凍結而不影響進入空氣的溫度。

熱水器元件更經濟。這是因為通過銅線圈的冷卻劑是從房屋的供暖系統進入的。從線圈中，板被加熱，這反過來又向氣流散發熱量。熱水器調節系統以開關供水的三通閥、降低或提高速度的節流閥和調節溫度的混合單元為代表。熱水器安裝在具有矩形或方形截面的風管系統中。

電加熱器通常安裝在具有圓形橫截面的風管上，並以螺旋作為加熱元件。為使螺旋加熱器正確高效運行，空氣流速必須大於等於2m/s，空氣溫度必須在0-30度，通過的群眾的濕度不得超過80%。所有電加熱器都配備了操作計時器和熱繼電器，可在過熱時關閉設備。

除了標準的組件外，根據消費者的要求，在換熱器中安裝了空氣離子發生器和加濕器，最現代的樣品配備了電子控制單元和操作模式編程功能，具體取決於外部和內部條件。儀表板具有美觀的外觀，使熱交換器能夠有機地融入通風系統，而不會干擾房間的和諧。

恢復器的價格

在尋找回收器時，我們將遇到成本從三到一萬盧布的設備。

多付錢我們能得到什麼？可能是知名品牌的產品，但這不能保證該設備符合我們的期望。注意其實現的細節。比如它的車身的密封性，它的剛性以及良好的隔熱和隔音是非常重要的。

在這方面，最便宜的產品肯定不如更貴的產品。

熱交換器通常全年不間斷工作，因此請務必使用質量好的風扇，最好是信譽良好的製造商提供的。它們不僅要耐用，還要安靜和節能。碰巧的是，設備以具有吸引力的價格提供，這些設備消耗的電力如此之多，以至於其成本將熱回收節省的費用減少了一半以上。當然，節省多少主要取決於熱交換器的效率。

我想知道賣家說的它的價值是否可靠。對於不知名品牌的產品，往往沒有進行這方面的研究。很少有換熱器能夠回收近 90% 的熱量，並且是最昂貴的設備之一。聲稱效率為 90% 的廉價產品實際上幾乎可以恢復一半。

如何防止熱交換器凍結對效率有很大影響。在更昂貴的設備中，為此使用了現代控制系統，因此在負溫度下熱回收效率會降低。當然，如果我們打算創建一個基於地面的熱交換器，那麼為此付費是沒有意義的。但是，您應該準備好從四到近一萬盧布的額外費用，具體​​取決於我們將使用什麼材料（最昂貴的是帶有抗菌塗層的特殊管道）以及與地質條件或我們的小空間相關的困難將會面臨。

各種型號設備的運行需要考慮什麼

每個私人住宅的空氣回收系統都有自己的優勢和應用領域。

具有休養功能的私人住宅的通風系統不僅包括保持溫度和濕度指標，還包括消除不良氣味。市場上有多種型號，其功能特點和安裝方法各不相同。

例如，安裝在通風系統中的抽油煙機可讓您去除煙灰、異味和油脂。同時，潔淨的空氣進入室內，油膩的灰塵不會落在家具上。這樣的條件對健康有有益的影響，有利於房屋的清潔。

板式換熱器

熱交換器的設計使得由於金屬板的分離，氣流不會混合。這種簡單的工程解決方案提供了更有效的熱傳遞。製造這樣的設備不需要大量投資。由於沒有移動部件，這種設備將持續相對較長的時間。目前，此類設備的效率達到 60-65%。

元件由鋁合金製成。它們不受腐蝕變化的影響，並且具有高傳熱率。

轉子系統

在這樣的設備中，由於氣流絕緣體是具有細毛的刷子，因此混合了微不足道的部分氣流。轉子系統比層狀系統佔據更大的面積，但效率也很高（在最佳型號中高達 86%）。旋轉的轉子和轉動它的皮帶降低了設備的整體可靠性並增加了能量回收的能量消耗。

辦公樓中的液體熱交換器

辦公樓液體回收方案

這些都是昂貴的型號，而它們的效率並不高於同類設備。主要的積極區別是可以將各個塊彼此相距很遠。因此，液體換熱器主要用於大型商業建築。在私人住宅區，通常使用家用板式或旋轉式空氣換熱器。

喘息

私人住宅的空氣回收系統和呼吸器的用途不同。呼吸器的直接目的是加熱空氣。它沒有熱交換過程，因此需要大量電力來提高空氣溫度。

緊湊型換熱器型號

該模型是在私人住宅中使用熱交換器進行局部通風。它的用途值得思考。緊湊型模型可以安裝在不同房間的牆壁上。它們單獨運行，因此不需要連接到配置和控制所有設備操作的集中安裝。

在此類模型中，由於內置風扇，會發生兩股氣流的同步運動。通過遙控器改變工作效率。在夜間，設備可以設置為靜音模式。

為了防止結冰，提供了特殊的通道，旁邊有一部分暖空氣通過。但這種保護的有效性僅維持在 -15ºС。提取模式的激活有助於消除熱交換器表面的霜和冰。此外，此模式將處理房間內空氣中令人窒息的煙霧和其他污染物的淨化。

內置過濾器可防止街道上的碎屑進入。過濾器單元的尺寸選擇為不會對氣流造成任何特殊障礙，但可以防止昆蟲和植物絨毛的侵入。為了進行維護，在熱交換器內部安裝了一個可拆卸的蓋子。

回熱器的種類

用自己的雙手製作設備時，應確定其類型。有幾種類型的回收器：

• 旋轉； ­
• 層狀； ­
• 循環水； ­
• 室； ­
• 氟利昂。

旋轉

旋轉式換熱器由波紋鋼板組成。在外部，設計是一個圓柱形容器。轉鼓交替通過暖流和冷流。在運行過程中，轉子升溫，從而將熱量散發給冷空氣。該旋轉裝置非常經濟。您可以設置所需的轉子轉數並調整功率。優點是可以全年使用這種類型，因為它不會形成冰殼。

缺點包括整體設計。它需要一個大的通風室。

層狀

板式換熱器由鋁板、塑料板和特種紙板組成。在某些模型中，氣流彼此垂直移動，而在其他模型中，它們以相反的方向移動。

如果在設計中使用鋁板，則係統的特點是效率低。這是因為設備經常凍結並需要定期除霜。它的優點是成本低。除鋁板外，允許使用鍍鋅鋼板，塑料換熱器的回報更大，但價格也更高。

如果材料是特種紙，那麼這種設備的回報率很高。但是，有一個明顯的缺點：該設備不能在潮濕的房間中使用。產生的冷凝物浸漬紙層。

循環水

這種類型的一個顯著特徵是供應和排氣熱交換器的稀釋。在防凍劑或水的幫助下，熱能從排氣轉移到供應。

該系統有其優點：

• 不可能混合流； ­
• 分離式熱交換器有助於設計階段的工作； ­
• 將多個供氣或排氣流合併為一個的能力。

缺點：

• 需要水泵； ­
• 換熱器只能進行熱交換，而不能進行水分交換。

商會

兩種流都被送到一個腔室。它由一個分區劃分。加熱一部分後，轉動隔板。加熱房間的加熱部分開始接收新鮮空氣。缺點是混合氣流的可能性很高，這導致了它們的污染。

氟利昂

基於位於密封管中的氟利昂的物理特性。在管道的開始處，空氣與氟利昂一起被加熱，沸騰並蒸發。熱量繼續前進。氟利昂蒸氣與冷氣流接觸會凝結。然後循環重複。

換熱器 - 熱管

這種熱交換器是一個封閉的管道系統，由泵送製冷劑的管道組成，製冷劑因廢氣加熱而蒸發，並在與冷供應空氣接觸時再次冷凝並呈液態聚集狀態。效率指標在 50-70% 的範圍內。

通風系統中使用的空氣換熱器可以顯著降低供暖系統的負荷。然而，即使使用熱交換器通常也需要在通風系統中使用額外的部分。電加熱元件或液體加熱器用於加熱送風，中央空調或冷水機用於將送風冷卻到預定溫度。

在通風系統中使用經典類型的換熱器可以再利用 45% 的廢氣熱量。

然而，回收系統的發展並沒有停滯不前，將廢氣熱回收保持在服務場所內的方法和效率正在不斷改進。這一發展的結果是，例如，具有熱力熱回收的系統（空氣對空氣熱泵與板式或旋轉式熱交換器一起使用），它使用直接膨脹熱轉換器迴路，放置在排氣管和供氣管中的氟利昂換熱器形式——在經典板式（或旋轉式）換熱器之後的排氣裝置。這樣的系統，在熱交換器中直接進行熱交換後，可以從廢氣中獲得更多的熱量，傳遞給送風，使整體效率達到95-100%。因此，可以在幾乎不消耗能源的情況下，達到最舒適，即送風的設定溫度。

熱力學或主動回收的另一個無可爭辯的優勢是無需額外的加熱和冷卻部分。

目前，已經開發和製造了將送風和排風裝置、熱交換器結合在一起的裝置 空氣和熱泵 輸入“air-air”進行主動恢復。這些供應和排氣回收裝置是在現代建築和結構中組織通風系統的絕佳通用解決方案。

具有熱回收功能的全系列空氣處理機組 (SHU) 根據其特性，由於使用“主動”熱回收技術（內置冷卻部分或使用空氣對空氣熱泵加熱）。所考慮裝置的工業版本證明了顯著的節能效果。

同時，生產能力越大或對空氣交換的要求越高，節省的費用就越大。可以這麼說，根據許多工業行業（冶金、化工生產、鐵匠鋪）和吸氣系統的空氣交換規範，每小時需要五次甚至十次空氣交換。使用 PES 數據的工業通風項目很快就會得到回報。

家用空氣處理機組使用 EC 冷卻器，與相同的異步電動機相比，EC 冷卻器具有更高的空氣壓力和泵送量，消耗的電能最多可減少四分之一。

用於容量控制的工業設備範圍由變頻器完成。

這些型號還可以選擇配備逆變器和附加熱交換器，使安裝完美適應特定項目的要求。