في عملية التهوية ، لا يتم استخدام هواء العادم من الغرفة فحسب ، بل يتم أيضًا استخدام جزء من الطاقة الحرارية. في الشتاء ، يؤدي هذا إلى زيادة فواتير الطاقة.
سيسمح استرداد الحرارة في أنظمة التهوية من النوع المركزي والمحلي بتقليل التكاليف غير المبررة ، وليس على حساب تبادل الهواء. يتم استخدام أنواع مختلفة من المبادلات الحرارية لاستعادة الطاقة الحرارية - أجهزة التعافي.
توضح المقالة بالتفصيل نماذج الوحدات وميزات تصميمها ومبادئ التشغيل والمزايا والعيوب. ستساعد المعلومات المقدمة في اختيار الخيار الأفضل لترتيب نظام التهوية.
أنواع وحدات استعادة الحرارة
يعد استرداد الحرارة في نظام تهوية الإمداد ظاهرة جديدة نسبيًا ولم ينتشر بعد. هناك عدة أنواع من الأجهزة ومجموعة كبيرة من الطرز لكل نوع. تؤدي تهوية الإمداد والعادم مع تسخين الهواء واسترداده الوظائف التالية:
- استرجاع الحرارة؛
- اقتصاد الوقود؛
- تقليل تكلفة المعدات ؛
- ضمان المعايير البيئية ؛
- تقليل تكاليف النقل ؛
- تقليل تكلفة تنظيف الغاز ؛
- تقليل تكلفة نظام التدفئة.
الروتاري (الأسطوانة)
المبادل الحراري مناسب للمناطق ذات المناخ القاسي. الحلة مصنوعة من رقائق الألومنيوم. بواسطة الحركات التدريجية ، تنتقل الحرارة من الهواء المستخرج إلى الهواء المزود:
- يتم نقل الحرارة إلى الهواء المزود ؛
- تيارات الخلط أقل من 0.1٪ ؛
- يعود الهواء الدافئ والمرطب.
تجف الغرف بدرجة أقل. صافي الطاقة 92٪.
جهاز التعافي الصفيحي
مصممة للمناطق ذات الظروف الجوية المعتدلة. يتم فصل التيارات العكسية لجهاز استرداد الألواح عن طريق رقائق الألومنيوم.
- يتم نقل الحرارة إلى الهواء المزود ؛
- التكثيف يتشكل ؛
- يتطلب تصريف المياه.
تسخن حرارة هواء العادم عبر ألواح الألمنيوم الهواء المزود. تتكثف الرطوبة على ألواح المبادل الحراري الذي يأتي من المبنى.
أثناء التسخين ، تكون كفاءة المبادل الحراري صفرًا ، ولا يحدث استرداد الحرارة. تنخفض الكفاءة الإجمالية لوحدة مناولة الهواء. يستعيد النظام ما يصل إلى 95٪ من الحرارة.
مواسير حرارية
يتم إنتاج هذا النوع كأنبوب مغلق بإحكام من مادة ذات توصيل حراري جيد. يسكب الفريون بالداخل. يوضع جهاز التعافي عموديًا في القناة (يجوز تثبيته بدرجة صغيرة). يتم وضع الطرف السفلي في الغطاء ، والطرف العلوي في تهوية الإمداد.
يتدفق الهواء الدافئ عبر القناة السفلية أسفل الأنبوب. يغلي الفريون ، تدخل الأبخرة إلى الجزء العلوي وتلتقي بهواء الإمداد ، مما يؤدي إلى امتصاص الحرارة من الفريون. يستقر المكثف في قاع الأنبوب وتتكرر الدورة. ميزة: لا توجد أجزاء متحركة. العيب: أداء ضعيف ، يعمل النظام على الفريون.
جهاز نقل الحرارة المتوسط
يستخدم الماء أو محلول خاص كحامل حرارة.
- يتم ربط اثنين من المبادلات الحرارية بواسطة خطوط الأنابيب ؛
- واحد منهم في القناة التي تجذب الهواء وتتلقى الحرارة ؛
- تمر الحرارة عبر المبرد إلى المبادل الحراري الثاني ، الموجود في قناة هواء الإمداد ، حيث يتم التسخين.
لا تختلط التيارات مع بعضها البعض ، ولكن الناقل الحراري الوسيط يقلل الكفاءة بنسبة تصل إلى 50٪. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن زيادة الكفاءة باستخدام المضخة.ميزة سوائل نقل الحرارة الوسيطة هي أنه يمكن تركيب المبادلات الحرارية على مسافة من بعضها البعض. يتم التثبيت رأسياً وأفقياً.
مبادل حراري أرضي
يتم تقليل تكلفة تشغيل النظام بنسبة 5-10٪. في حالة عدم وجود مبادل حراري أرضي ، يدخل الهواء الداخل إلى نظام الاسترداد مباشرة من الشارع. يتم وضع أنبوب بمبادل حراري أرضي على عمق حوالي مترين في الأرض. تظل درجة حرارة الهواء الأقل من درجة التجمد للتربة ثابتة دائمًا في منطقة + 10 درجة مئوية.
ينتقل الهواء عبر الأنبوب الموجود في الأرض ويدخل في استرداد الحرارة. من الأسهل بكثير تعويض الاختلافات في درجات الحرارة. يتم تشغيل عناصر التسخين بشكل أقل ، ويصبح توفير الحرارة أكبر.
يجب عمل المبادل الحراري الأرضي حسب المشروع. اعتمادًا على مساحة المنزل ، يتم تحديد نظام الاسترداد ، والذي يأخذ حجمًا معينًا من الهواء من الشارع ويمرره عبر المبادل الحراري الأرضي بالكامل ، ويسخنه. من المهم استشارة مصمم متمرس. هو الذي سيكون قادرًا على حساب طول القناة وعمقها.
اجهزة كهربائية
تعتبر سخانات الهواء الكهربائية لتهوية الإمداد فعالة للغاية ولكنها مكلفة للغاية. يتم ارتفاع درجة الحرارة في مجرى التهوية نتيجة ملامسة الهواء مع اللوالب الساخنة أو الألواح المصنوعة من أنواع المعادن المقاومة للصهر.
تحدث زيادة في درجة حرارة عناصر التسخين بسبب التغير في المقاومة الكهربائية للسخانات. هذا يتطلب الكثير من الطاقة الكهربائية.
درجة تسخين الملف أو اللوحة تتناسب طرديًا مع قوة التيار الذي يتدفق عبر العنصر. عن طريق زيادة الجهد ، يمكنك تقليل التيار دون تغيير الطاقة الكهربائية.
مزايا وعيوب السخانات الكهربائية
من بين المزايا الرئيسية التي يتميز بها سخان الهواء الكهربائي ، يجدر إبراز ما يلي.
عملية تركيب بسيطة. لذلك ، من الأسهل بكثير إحضار كبل إلى السخان بدلاً من تدوير الماء أو سائل تبريد آخر بداخله.
لا داعي للقلق بشأن عزل الأسلاك. يكون فقد الطاقة في الكبل بسبب المقاومة الكهربائية أقل بكثير من فقد الحرارة في أي أنابيب بها سائل نقل حرارة.
سهولة تعديل درجة حرارة الهواء المناسبة. لتتمكن من ضبط درجة حرارة الهواء المزود للغرفة على المستوى المطلوب ، يكفي تثبيت مستشعر درجة حرارة بسيط في دائرة الطاقة لجهاز التسخين. في حالة وجود سخان مياه ، سيكون من الضروري تنسيق قوة المرجل ودرجة حرارة المبرد والهواء.
في الوقت نفسه ، فإن النوع الكهربائي للأجهزة له أيضًا عيوبه. بادئ ذي بدء ، هذه هي تكلفة الجهاز ، وهي أعلى بالمقارنة مع نظائرها في الماء. لذلك ، في حالة نفس مستوى الطاقة تقريبًا ، سيكون سعر السخان الكهربائي أعلى مرتين تقريبًا من سعر الجهاز المزود بحامل حرارة سائل.
تكاليف طاقة عالية للغاية. لذلك ، لتوفير تدفئة للهواء في نظام التهوية حتى في غرفة صغيرة ، ستكون تكلفة الكهرباء كبيرة.
المواصفات التي يجب الانتباه إليها عند الاختيار
- الأجهزة المعدنية فعالة في التشغيل حتى -10 درجة مئوية. في درجات الحرارة المنخفضة ، ينخفض الأداء بشكل ملحوظ. نتيجة لذلك ، يتم استخدام عناصر التسخين المسبق الكهربائية ؛
- عند الاختيار ، يجب أن تدرس سمك العلبة ، مادة الجسور الباردة. يخضع سمك 3 سم لعزل إضافي عندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية إلى أقل من -5 درجة مئوية. سيتعين عليك مضاعفة استخدام المواد العازلة إذا كان الإطار مصنوعًا من الألومنيوم ؛
- انتبه بشكل خاص لقيم التدفق الحر للمراوح. قد يحدث أن الرأس قد يكون غائبًا تمامًا عند 500 متر مكعب. يكتشف المستهلكون هذا ، كقاعدة عامة ، عندما يفشل جهاز التعافي ؛
- إضافة كبيرة عندما يمكن توصيل وظائف إضافية بالنظام التلقائي. بفضل الأتمتة المحسنة ، يتم تقليل تكاليف التشغيل وزيادة تشغيل الجهاز بالكامل ؛
- المؤشر الرئيسي لتحديد جهاز التعافي الذي يجب اختياره هو ضغط التهوية والطاقة. يتم إجراء حساب أولي لمقدار الهواء الذي يجب أن يدخل المنزل في ساعة واحدة.
تصنيع مبادل حراري عديم القيمة
مبادل حراري أرضي بدون مجرى
يتضمن المبادل الحراري الأرضي الخالي من القنوات تصنيع حفرة يبلغ طولها حوالي 3-4 أمتار وعمق 80 سم. تمتلئ الحفرة بطبقة من الحصى ، والجزء العلوي مغطى بالخرسانة الرغوية. يتيح لك هذا التصميم الحصول على درجة حرارة داخل طبقة خاصة لن تختلف عن درجة الحرارة في الأرض على عمق 5 أمتار. بعد عمل الحفرة ، تحتاج إلى إزالة الأنبوب منه لتزويد الهواء النقي.
يتكون هذا الأنبوب الفرعي وفقًا لنفس المخطط المستخدم في المبادل الحراري للأنبوب. يجب أن ينتقل أنبوب آخر من طبقة خاصة إلى نظام تهوية المبنى. في مخطط بسيط ، يبدأ الهواء في الدوران. إنه ليس مرطبًا فحسب ، بل مطهّرًا أيضًا. ميزة التصميم هي زيادة الترشيح. الجانب السلبي هو كفاءة أقل من نظام الأنابيب.
أجهزة التعافي على الأسطح
تُستخدم وحدات التهوية هذه في منشآت ذات مساحة عمل كبيرة. يقومون بتصفية وتسخين وتزويد المبنى بالهواء. يتم تنظيم درجة حرارة الهواء بواسطة سخان مجرى الهواء أو مبرد. يتم تنفيذ تدفقه جزئيًا أو كليًا من خلال هيكل لوحة جهاز التعافي.
صفة مميزة
يتم تثبيت أنظمة تهوية الإمداد والعادم على أسقف المباني من خلال الفتحات الموجودة فيها. تقوم أجهزة الاسترداد باستخراج الهواء المستخدم الذي تم تجميعه من السقف وإطلاقه في الغلاف الجوي ، ويتم نقل حرارته إلى الطائرة القوية القادمة. يتم توجيه مصدر الهواء مباشرة إلى السقف أو توجيهه إلى منطقة العمل. يمكن أن يكون جهاز التعافي وحدة متكاملة في مخطط التهوية العام للمنشأة بأكملها. الجهاز سهل التشغيل.
تصميم
نماذج الوحدات مصنوعة من طاقة مختلفة ، والتي تقاس بحجم الهواء المار بالمتر المكعب في الساعة. قاعدة الجهاز عبارة عن هيكل لوحة إطار مصنوع من مقاطع الألمنيوم. السماكة المثلى لألواح المبادل الحراري حوالي 0.2 مم. لعزل الصوت والحرارة ، تم تغطية جدران العلبة بالصوف المعدني. أجهزة الاسترداد مجهزة بأقسام كهربائية ومائية وغازية للتدفئة. الكفاءة المحققة حوالي 65٪. تركيب تهوية العرض والعادم لا يسبب أي صعوبات. للقيام بذلك ، من الضروري عمل نافذة في السقف وتقوية الهيكل - "زجاج" من أجل التوزيع الصحيح للحمل. تركيب جهاز التعافي على السطح لا يشغل الحجم المفيد للمبنى.
مبدأ التشغيل وميزات التصميم
يتم تثبيت الأجهزة العالمية التي تعمل على الماء في أماكن بها نظام تدفئة جيد. يسمح لك حل التصميم البسيط والفعال للغاية بتسخين الهواء في نطاق من +70 درجة مئوية إلى + 100 درجة مئوية وهو مناسب للحظائر والصالات الرياضية ومحلات السوبر ماركت والصوبات الزراعية والمستودعات والأجنحة الكبيرة - أي الغرف الكبيرة التي تتطلب تدفئة إضافية.
مثال على استخدام سخان الهواء VOLCANO في دفيئة. يتم التسخين بسبب توزيع الهواء الدافئ (درجة حرارة الماء - + 90 درجة مئوية) باستخدام مروحة وستائر قابلة للتعديل
إذا سبق لك استخدام مبادل حراري منزلي ، فستفهم بسهولة مبدأ تشغيل جهاز مائي. كما أنه يسخن الهواء ، لكن دور اللولب الكهربائي المغلق في علبة صغيرة يتم لعبه بواسطة مجموعة من الأنابيب المعدنية التي يدور من خلالها المبرد المسخن.
تكون عملية التسخين كالتالي:
- الماء الساخن ، المسخن إلى درجة الحرارة المطلوبة (في المتوسط من + 80 درجة مئوية إلى + 180 درجة مئوية) ، من أنابيب التسخين يدخل المبادل الحراري ، الذي يتكون من أنابيب صغيرة من الألومنيوم أو الصلب أو ثنائية المعدن أو النحاس ؛
- تقوم الأنابيب بتسخين الهواء الذي يمر عبر الجهاز ؛
- تقوم المروحة المدمجة بتدوير الهواء الساخن في جميع أنحاء الغرفة وتحفيز حركته في الاتجاه المعاكس - للجهاز.
ليست هناك حاجة لتسخين المياه بشكل خاص ، لأنها جزء من نظام التدفئة ، لذلك هناك توفير كبير في التكلفة.
انشاء سخان مجرى مياة نوع 60-35-2 مصنوع من الصلب المجلفن مخصص لأنظمة التهوية والتكييف. حجم مجرى الهواء النموذجي - 60 سم × 35 سم ، الصفوف - 2 ، أقصى ضغط عمل - 1.5 ميجا باسكال ، أقصى درجة حرارة لسائل التبريد - + 170 درجة مئوية
دائرة سخان المياه القياسية هي عبارة عن مزيج من المبادل الحراري والمروحة والمسخن الحراري. إنه فعال لتدفئة المباني الصناعية الكبيرة ، وعند اختيار الأنابيب المناسبة - للمنازل ذات نظام التهوية الراسخ.
جهاز التعافي مع دوران الماء
صفة مميزة
حامل الطاقة الحرارية عبارة عن ماء أو مضاد للتجمد يتم توفيره لوحدة الإمداد من مبادل حراري منفصل للعادم. إن تشغيل جهاز تعافي دورة المياه مشابه لعملية تسخين المياه. تصل كفاءة عمل المبادل الحراري للوحة مع دوران الماء إلى 50-65٪. نادرًا ما يتم استخدام تهوية الإمداد والعادم مع أجهزة استرداد من هذا النوع عندما يكون من الممكن تجميع خط التبادل الحراري. يتطلب تشغيل هذا النظام مراقبة متكررة. نقطة الضعف هي وجود مضخة تقوم بتدوير المبادل الحراري. بالإضافة إلى العقد الإضافية التي تنظم النظام. تزيد من استهلاك الطاقة. مع وجود مسافة كبيرة بين المبادلات الحرارية للتزويد والعادم ، فإنه من غير العملي استخدام هذا الخيار. يقوم جهاز التعافي فقط بوظيفة التبادل الحراري دون تحويل الرطوبة.
تصميم
الوحدات الرئيسية لنظام تهوية الإمداد والعادم مع استرداد الحرارة هما مبادلان حراريان. يتم تثبيتها بشكل منفصل في مجاري الهواء لتزويد واستخراج الهواء. قم بتوصيلهم بأنبوب مرن معزول. يسمح باختيار أسهل لموقع العقد وتثبيت النظام. تم تجهيز جهاز التعافي بدورة المياه بمضخة وخزان تمدد وجهاز تحكم ومؤشر للضغط. مجسات درجة الحرارة. صمامات الهواء والأمان والتحكم. عند تثبيت نظام استرداد واحد ، يمكن توصيل العديد من ناقلات الحرارة. تضمن مسارات العادم وتدفق الهواء المختلفة أن جهاز التعافي يعمل دون تشكيل آثار الجليد. يتم استبعاد نقل التلوث عن طريق الهواء الخارج إلى تيار المدخل
المبادلات الحرارية للناقل الوسيط
يشبه مبدأ تشغيل هذا الجهاز عملياً تشغيل جهاز التعافي اللوحي. هنا يكون المبادل الحراري عبارة عن حلقة مغلقة مصنوعة من أنبوب. إنه يدور باستمرار الماء أو محلول الجليكول المائي. تعتمد كفاءة عمليات نقل الحرارة بشكل مباشر على سرعة الدوران في دائرة مائع مغلقة.
في مثل هذا الجهاز ، يتم استبعاد خلط تدفقات الهواء تمامًا. العيوب الوحيدة هي الكفاءة غير الكافية. مثل هذا الجهاز قادر على إرجاع حوالي 50٪ من الحرارة المأخوذة من الغرفة.
مشاكل تثبيت النظام
لا توجد عمليا أي مشاكل محتملة مرتبطة باستخدام هذه المعدات.يتم تحديد بعضها من قبل الشركة المصنعة ، والبعض الآخر يصبح صداعًا للمشتري. تشمل المشاكل الرئيسية ما يلي:
- تشكيل التكثيف. تملي قوانين الفيزياء أن التكثيف يحدث عندما يمر الهواء عالي الحرارة عبر بيئة مغلقة باردة. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة أقل من درجة التجمد ، فستبدأ الزعانف في التجمد. تحدد جميع المعلومات الواردة في هذه الفقرة انخفاضًا كبيرًا في كفاءة الجهاز.
- كفاءة الطاقة. جميع أنظمة التهوية التي تعمل جنبًا إلى جنب مع جهاز التعافي تعتمد على الطاقة. يحدد الحساب الاقتصادي الذي تم إجراؤه أن نماذج الاسترداد التي ستوفر طاقة أكثر من الإنفاق ستكون مفيدة فقط.
- فترة الاسترداد. كما ذكرنا سابقًا ، تم تصميم الجهاز لتوفير الطاقة. أحد العوامل المحددة المهمة هو عدد السنوات التي يستغرقها شراء وتركيب أجهزة التعافي حتى يتم سدادها. إذا تجاوز المؤشر قيد النظر علامة 10 سنوات ، فلا فائدة من التثبيت ، لأنه خلال هذا الوقت ستحتاج عناصر أخرى من النظام إلى الاستبدال. إذا أظهرت الحسابات أن فترة الاسترداد هي 20 عامًا ، فلا ينبغي النظر في إمكانية تثبيت الجهاز.
يجب أن تؤخذ المشاكل المذكورة أعلاه في الاعتبار عند اختيار مبادل حراري ، والذي يوجد به عشرات الأنواع.
أنواع المبادلات الحرارية الأرضية
اليوم ، هناك نوعان معروفان:
- شانيليس. يتم استخدام طبقة تحت الأرض ، يمر من خلالها الهواء للتبادل الحراري.
- أنبوب (قناة). هنا ، يتم التبادل الحراري باستخدام مجموعة من الأنابيب (القناة) المدفونة تحت الأرض.
بغض النظر عن النوع ، يتم توصيل مجرى الإمداد الرئيسي بأنابيب نظام التهوية. يتم تزويده بالهواء النقي في أغلب الأحيان من خلال ثقب في الجدار. ستكون النقطة المهمة هي تركيب آلية يمكن من خلالها التبديل بين موقعين: الأول - دخول الهواء النقي من الشارع إلى النظام ، والثاني - يعمل نظام التربة. بكلمات بسيطة - تحتاج إلى عمل مبادل حراري للتربة بيديك مع إغلاق ثقوب لإمداد الهواء من الأرض ومن الشارع.
