Co je recirkulace ve ventilaci?

V moderních podmínkách hraje zajištění efektivní vnitřní ventilace klíčovou roli při vytváření komfortních podmínek.

Článek pojednává o inovativním přístupu – větrání s recirkulací bez vytápění. Tato metoda nabízí efektivní řešení pro optimalizaci klimatu vzduchu, zejména v přechodných obdobích.

Prostudujeme vlastnosti systému, jeho použitelnost a také jeho klady a zápory. Podívejme se na různé obvody a komponenty používané v této metodě a na jejich roli při poskytování komfortu a účinnosti ventilace.

Princip fungování ventilace s recirkulací

Systém přívodu a větrání s recirkulací funguje následovně: čerstvý vzduch je přiváděn do místnosti ventilačním systémem a po určité době je odváděn zpět do výfukového systému.

Část tohoto vzduchu je odváděna ze systému ven bez možnosti návratu a druhá část je posílána do směšovací komory. Tam se smísí s novým příchozím proudem a může být ochlazen nebo ohřát (v závislosti na konfiguraci systému), poté je odeslán do ohřívače nebo klimatizace.

Poté je již upravený vzduch opět přiváděn do místnosti ventilačním potrubím. Hlavním účelem takové recirkulace je snížit zatížení systémů čištění vzduchu, jako jsou ohřívače a klimatizace.

Aby bylo zajištěno, že vnitřní vzduch zůstane čerstvý a dýchatelný při použití recirkulace ve ventilačním systému, je to nutné dodržovat následující podmínky:

• Minimálně 10 % celkové produktivity vzduchotechnické jednotky by měl tvořit vzduch přicházející zvenčí.
• Koncentrace škodlivých látek ve vzduchu vstupující do místnosti by neměla překročit 30 % maximální přípustné koncentrace těchto látek.

Bez topení

V přechodném období, kdy venkovní teplota stoupá a vnitřní topný systém je aktivní, je úkolem systému přívodního větrání přivádět čerstvý vzduch. V tomto okamžiku není nutné jej po recirkulaci dále ohřívat.

Při provozu ventilátorů se ventil vratného vzduchu otevírá podle požadované teploty přiváděného vzduchu a ventil venkovního vzduchu se zavírá podle stejných požadavků na teplotu. V tomto případě není ohřívač aktivován.

Když jsou zapnuty přívodní a odtahové ventilátory, venkovní, výfukové a recirkulační ventily se otevírají nebo zavírají v závislosti na potřebě teploty přiváděného vzduchu. V tomto režimu také nedochází k aktivaci ohřívače.

Použití recirkulace ve ventilačních systémech je povoleno pouze v chladném a přechodném období (u klimatizace je to však přípustné kdykoli během roku). Je důležité, aby do místnosti pokračovalo minimální množství vnějšího toku, jak je uvedeno výše.

s topením

V případě větrání s recirkulací a vytápěním se studený venkovní vzduch mísí s teplým vzduchem z místnosti. Po smíchání se zahřeje na požadovanou teplotu a poté se pošle do místnosti.

V provozním režimu se zapnutými ventilátory se otevřou klapky venkovního a odpadního vzduchu a je aktivován ohřívač, ventilační systém funguje následovně:

1. Ventilátory běží.
2. Vnější a výfukové ventily jsou otevřené.
3. Ohřívač je aktivován.

Při použití zapnutých přívodních a odtahových ventilátorů, jakož i při otevření ventilů vnějšího, odtahového a recirkulačního vzduchu v souladu se zadaným objemem vnějšího průtoku, funguje i ohřívač.

V obou režimech je důležité si uvědomit, že ohřívač slouží k udržení požadované teploty před tím, než je přiveden do místnosti.

Kdy není recyklace povolena?

Recirkulace vzduchu není povolena v následujících případech:

• Ze zámků vestibulu.
• Z místních sacích systémů pro škodlivé látky a výbušné směsi se vzduchem.
• Ve výzkumných a výrobních laboratořích, kde se pracuje se škodlivými nebo hořlavými plyny, párami a aerosoly.
• V prostorách nacházejících se v okruhu 5 metrů od zařízení umístěných v místnostech kategorií B1-B4, D a D, kde se mohou tvořit výbušné směsi hořlavých plynů, par a aerosolů se vzduchem.
• V místnostech, kde je maximální vnější průtok určen množstvím emitovaných škodlivých látek třídy nebezpečnosti 1 a 2.
• V prostorách kategorie A a B, s výjimkou případů se vzduchovými a vzducho-tepelnými clonami u venkovních vrat a dveří.
• V místnostech, kde jsou škodlivé látky, které se mohou při kontaktu s vyhřívanými plochami ohřívačů odpařovat, pokud není čištěn průtok před ohřívačem.
• V místnostech, kde koncentrace patogenních bakterií a hub překračuje normy stanovené Státním hygienickým a epidemiologickým dozorem Ruska, nebo když jsou silné nepříjemné pachy.

Pracovní schéma pro větrání s recirkulací

Pro vytvoření přívodního a odtahového větrání s recirkulací vzduchu se obvykle používá okruh, který obsahuje fancoil a chladič. Fan coil nahrazuje vnitřní jednotku klimatizace, protože je aktivní baterií.

Obsahuje odtok pro odvod kondenzátu, ventilátor, výměník tepla a filtr. Chiller je ohřívač vody, který ohřívá nebo ochlazuje vodu v závislosti na ročním období na teplotu přenosu.

Teplota chladiče se ovládá pomocí dálkového ovladače. Systém zajišťuje vytápění v zimě a klimatizaci v létě. Velikost místnosti není důležitá, protože existují systémy pro velké budovy, včetně supermarketů. Výhodou je rovnoměrné větrání prostor. Distribuce je provedena standardním vzduchotechnickým potrubím.

Recirkulace je řízena pomocí dálkových klapek nebo mřížek ovládaných dálkovým ovládáním. Teplota se mění v závislosti na ročním období a teplota proudění vstupujícího do místnosti je udržována na příjemné úrovni. Chladič reguluje teplotu venkovního proudu, který se mísí s tím, který se vrací z místnosti, a zajišťuje tak optimální výstupní teplotu.

Množství vzduchu odváděného z místnosti smíchaného s pouličním vzduchem se reguluje podle zadaných parametrů. Klapky jsou instalovány na odběrných místech a na uličním vzduchotechnickém potrubí. Klapky jsou ovládány pomocí dálkového ovládání, parametry konfigurují specialisté.

Další schémata recirkulačního větrání

Pomocí fancoilu

Tento způsob recyklace je poměrně široce používán. Fan coil jednotka obsahuje výměník tepla pro chlazení nebo ohřev vzduchu a výkonný ventilátor pro jeho pohyb. Podstatou věci je, že je to podobné jako potrubní klimatizace, její analog.

Systém je instalován nezávisle na hlavním větrání a funguje takto: vzduch je zachycován v jedné části místnosti, posílán potrubím do tepelného výměníku, kde se ohřívá nebo ochlazuje, a poté je distribuován do dalších částí místnosti přes další síť potrubí.

Použití takového systému je rozumné u malých a středně velkých místností, kde větrání zahrnuje například nástěnné ventilátory instalované ve větracích šachtách.

V takových případech je provádění plné kombinované recirkulační ventilace obtížné a neúčinné. Tento přístup umožňuje dosáhnout příjemného mikroklimatu s minimálními náklady a vyhnout se kompletní restrukturalizaci celého ventilačního systému.

Použití stropního ventilátoru

Použití jednoho stropního ventilátoru s rozvody vzduchu rozmístěnými v interiéru neznamená změnu objemu přiváděného venkovního vzduchu. Takové systémy, které neobsahují fancoil a připojení k externímu zdroji, se používají v různých typech prostor (například kavárny, obchody, kanceláře) pro zlepšení cirkulace toků v pracovní oblasti.

Je důležité poznamenat, že tento přístup nelze považovat za plnou recirkulaci, protože jde o pohyb vzduchu z jedné části místnosti do druhé, aby se zabránilo stagnaci.

S přimíchaným venkovním vzduchem

Základním konceptem je zde stejný fancoilový systém jako v předchozím případě, ale s jedním rozdílem – je schopen přivádět vzduch z ulice. Lze jej nastavit ručně nebo automaticky pomocí tlumiče.

Tato metoda je relevantní, zejména pokud je v místnosti již nainstalován účinný systém přívodu a odvodu ventilace a jeho výměna je nežádoucí nebo nemožná.

Takový systém lze použít k ohřevu nebo chlazení vnitřního vzduchu a také jako přídavnou napájecí jednotku.

Recirkulace pomocí klapek

Pokud jsou k dispozici dva motory, můžete si vybrat mezi systémem přívodu a odvodu ventilace a úplnou/částečnou ventilací s recirkulací.

Teplotní podmínky vnějšího vzduchu se v různých ročních obdobích liší, zatímco vnitřní vzduch musí být vždy udržován na úrovni příjemné pro obyvatele nebo pracovníky.

Pro zajištění příjemné zimní teploty v budově ohřívač působí na recirkulační proudy a ohřívá je na požadovanou teplotu.

Nastavení teplotních parametrů je zajištěno s ohledem na charakteristiky každého zařízení a objemy smíšených čištěných proudů se mohou lišit v různých ročních obdobích v závislosti na ovládání klapek.

V létě se podobný proces provádí k ochlazení proudu vzduchu. Je důležité vzít v úvahu, že v létě mají recirkulační průtoky nižší teplotu a přidávání vyčištěného vzduchu se nastavuje v souladu s provozem klimatizace.

Vypracování instalačního schématu a provoz recirkulačního systému vyžaduje profesionální dovednosti specialistů.

Výhody a nevýhody

Instalace tohoto typu ventilace se provádí podobným způsobem jako instalace běžných domácích zařízení, ale mají vyšší autonomii. Jsou nezávislé na ventilačním systému, takže inženýři vyvinuli kompaktní digestoře, které lze vytáhnout a recirkulovat.

Tyto kryty se nazývají teleskopické. Během provozu silně nasávají vzduch spolu s nečistotami díky bočnímu tahu. Po dokončení práce jsou skryty v pracovní desce, což je velmi pohodlné a originální.

Hodnota

Tento typ zařízení má mírný pokles výkonu a výkonu, ale to snížilo jejich cenu, což je pro uživatele příjemné. Všechny součásti systému jsou méně namáhány, což jim umožňuje pracovat déle bez poruchy.

Při použití takového systému nedochází k backdraftu. Díky autonomnímu umístění lze kamna instalovat na libovolné vhodné místo bez ohledu na umístění vstupu do ventilační šachty.

Omezení

Největší nevýhodou zařízení s recirkulací je častá potřeba výměny filtrů, kterou je u digestoří tohoto typu nutné provádět minimálně 1-2x ročně.

K účinné filtraci se totiž používá kombinace tukových a uhlíkových filtrů. Tukové filtry lze navíc jednoduše umýt, stejně jako nádobí s tukem, pomocí speciálních přípravků.

Výkon

Závěrem lze říci, že recirkulační větrání bez tepla je inovativním řešením pro zajištění kvalitního vnitřního klimatu. Jeho flexibilní okruhy s fancoily, chladiči a tlumiči poskytují přesné řízení proudění vzduchu, udržování příjemných teplot a snižující zatížení zařízení.

Je však nutné pamatovat na pravidelnou výměnu filtrů, aby byl zajištěn efektivní provoz systému. Tento bod, i když vyžaduje úsilí, se vyplatí vysokou kvalitou vzduchu a zlepšeným mikroklimatem.

Stručně řečeno, recirkulační ventilace bez tepla je účinná a nákladově efektivní a neustále se vyvíjí, aby vytvořila pohodlné a zdravé vnitřní prostředí.

Recirkulace vzduchu ve ventilačních systémech je přimíchávání určitého množství odpadního (odpadního) vzduchu do proudu přiváděného vzduchu. Díky tomu je dosaženo snížení energetických nákladů na ohřev čerstvého vzduchu v zimním období.

Schéma přívodního a odtahového větrání s rekuperací a recirkulací,
kde L je průtok vzduchu, T je teplota.

Rekuperace tepla při větrání – Jedná se o způsob přenosu tepelné energie z proudu odpadního vzduchu do proudu přiváděného vzduchu. Rekuperace se používá při rozdílu teplot mezi odváděným a přiváděným vzduchem pro zvýšení teploty čerstvého vzduchu. Tento proces neznamená směšování proudů vzduchu, proces přenosu tepla probíhá jakýmkoliv materiálem.

Teplota a pohyb vzduchu v rekuperátoru

Zařízení provádějící rekuperaci tepla se nazývají rekuperátory tepla. Přicházejí ve dvou typech:

Výměníky tepla-rekuperátory – přenášejí tepelný tok stěnou. Nejčastěji se nacházejí v instalacích systémů přívodu a odvodu ventilace.

Výměníky tepla – rekuperátory

Regenerační výměníky tepla – v prvním cyklu jsou ohřívány odpadním vzduchem, ve druhém ochlazovány a odevzdávají teplo přiváděnému vzduchu.

Systém přívodního a odtahového větrání s rekuperací je nejběžnějším způsobem využití rekuperace tepla. Hlavním prvkem tohoto systému je přívodní a výfuková jednotka, jejíž součástí je rekuperátor. Zařízení vzduchotechnické jednotky s rekuperátorem umožňuje předat až 80-90% tepla ohřívanému vzduchu, což výrazně snižuje výkon ohřívače vzduchu, ve kterém se ohřívá přiváděný vzduch při nedostatečném tepelném toku z rekuperátoru.

Vlastnosti použití recirkulace a rekuperace

Hlavním rozdílem mezi rekuperací a recirkulací je absence směšování vzduchu z interiéru do exteriéru. Rekuperace tepla je použitelná ve většině případů, zatímco recirkulace má řadu omezení, která jsou specifikována v regulačních dokumentech.

SNiP 41-01-2003 neumožňuje opětovné doplňování vzduchu (recirkulaci) v následujících situacích:

• V místnostech, kde je průtok vzduchu určován na základě emitovaných škodlivých látek;
• V místnostech, kde jsou patogenní bakterie a houby ve vysokých koncentracích;
• V místnostech s přítomností škodlivých látek, které sublimují při kontaktu s vyhřívanými povrchy;
• V prostorách kategorie B a A;
• V prostorách, kde se pracuje se škodlivými nebo hořlavými plyny a párami;
• V prostorách kategorie B1-B2, ve kterých se může uvolňovat hořlavý prach a aerosoly;
• Ze systémů s lokálním odsáváním škodlivých látek a výbušných směsí se vzduchem;
• Z vestibulů přechodové komory.

Recirkulace:
Recirkulace v napájecích a výfukových jednotkách se aktivně používá častěji s vysokou produktivitou systému, kdy výměna vzduchu může být od 1000-1500 m 3 / h do 10000 15000-3 XNUMX m XNUMX / h. Odváděný vzduch nese velký přísun tepelné energie, jeho smícháním s vnějším prouděním lze zvýšit teplotu přiváděného vzduchu a tím snížit potřebný výkon topného tělesa. Ale v takových případech musí vzduch před opětovným vstupem do místnosti projít filtračním systémem.

Větrání s recirkulací umožňuje zvýšit energetickou účinnost a vyřešit problém úspory energie v případě, kdy je 70-80 % odváděného vzduchu znovu přiváděno do ventilačního systému.

Zotavení:
Vzduchotechnické jednotky s rekuperací lze instalovat při téměř libovolném průtoku vzduchu (od 200 m 3 /h do několika tisíc m 3 / h), malé i velké. Rekuperace také umožňuje přenos tepla z odpadního vzduchu do vzduchu přiváděného, ​​čímž se snižuje potřeba energie na topné těleso.

Poměrně malé instalace se používají ve ventilačních systémech bytů a chat. V praxi se vzduchotechnické jednotky instalují pod strop (například mezi strop a podhled). Toto řešení vyžaduje určité specifické požadavky na instalaci, a to: malé celkové rozměry, nízká hladina hluku, jednoduchá údržba.

Napájecí a výfuková jednotka s rekuperací vyžaduje údržbu, která vyžaduje vytvoření poklopu ve stropě pro servis rekuperátoru, filtrů a dmychadel (ventilátorů).

Hlavní prvky vzduchotechnických jednotek

Zásobovací a výfuková jednotka s rekuperací nebo recirkulací, která má ve svém arzenálu jak první, tak druhý proces, je vždy složitý organismus, který vyžaduje vysoce organizované řízení. Vzduchotechnická jednotka skrývá za svou ochrannou skříní takové hlavní komponenty, jako jsou:

• Dva fanoušci různých typů, které určují výkon zařízení z hlediska průtoku.
• Rekuperátor výměníku tepla – ohřívá přiváděný vzduch předáním tepla odváděnému vzduchu.
• Elektrický ohřívač – ohřívá přiváděný vzduch na požadované parametry v případě nedostatečného toku tepla z odpadního vzduchu.
• Vzduchový filtr – díky němu je hlídán a čištěn venkovní vzduch a také odpadní vzduch zpracovaný před rekuperátorem pro ochranu výměníku.
• Vzduchové ventily s elektrickými pohony – lze instalovat před výstupní vzduchové potrubí pro dodatečnou regulaci průtoku vzduchu a blokování kanálu při vypnutí zařízení.
• Bypass – díky kterému lze v teplém období směřovat proud vzduchu kolem rekuperátoru a tím neohřívat přiváděný vzduch, ale přivádět jej přímo do místnosti.
• Recirkulační komora – zajištění přimíchávání odpadního vzduchu do přiváděného vzduchu, čímž je zajištěna recirkulace proudu vzduchu.

Kromě hlavních komponent vzduchotechnické jednotky zahrnuje také velké množství malých komponentů, jako jsou senzory, automatizační systém pro řízení a ochranu atd.

Čidlo teploty přiváděného vzduchu

Čidlo teploty odpadního vzduchu

Motorizovaný vzduchový ventil

Senzor venkovní teploty

Čidlo teploty odpadního vzduchu

Termostat ochrany proti přehřátí

Čidlo filtru přívodního vzduchu

Snímač průtoku přívodního ventilátoru

Čidlo filtru odváděného vzduchu

Ventil odpadního vzduchu

Pohon vodního ventilu

Ventil přívodního vzduchu

Schéma ovládání

Všechny komponenty vzduchotechnické jednotky musí být správně začleněny do systému provozu jednotky a plnit své funkce v řádném rozsahu. Úkol řízení provozu všech komponent řeší automatizovaný systém řízení procesů. Instalační sada obsahuje snímače, analyzující jejich data, řídicí systém opravuje činnost potřebných prvků. Řídicí systém umožňuje plynule a kompetentně plnit cíle a záměry vzduchotechnické jednotky a řešit složité problémy vzájemné interakce všech prvků instalace.

Ovládací panel ventilace

I přes složitost systému řízení procesů umožňuje vývoj technologie poskytnout běžnému člověku ovládací panel pro instalaci tak, aby od prvního dotyku bylo jasné a příjemné používat instalaci po celou dobu její obsluhy. život.

Příklad. Výpočet účinnosti rekuperace tepla:
Výpočet účinnosti použití rekuperačního výměníku ve srovnání s použitím pouze elektrického nebo pouze vodního ohřívače.

Uvažujme ventilační systém s průtokem 500 m 3 /h. Výpočty budou provedeny pro topnou sezónu v Moskvě. Z SNiP 23-01-99 „Stavební klimatologie a geofyzika“ je známo, že doba trvání období s průměrnou denní teplotou vzduchu pod +8°C je 214 dní, průměrná teplota období s průměrnou denní teplotou pod + 8 °C je -3,1 °C.

Vypočítejme požadovaný průměrný tepelný výkon:
K ohřátí vzduchu z ulice na příjemnou teplotu 20 °C budete potřebovat:

Toto množství tepla za jednotku času lze přenést do přiváděného vzduchu několika způsoby:

1. Ohřev přiváděného vzduchu elektrickým ohřívačem;
2. Ohřev přívodního chladiva odváděného přes rekuperátor s přídavným ohřevem elektrickým ohřívačem;
3. Ohřev venkovního vzduchu ve vodním výměníku atd.

Výpočet 1: Teplo předáváme přiváděnému vzduchu pomocí elektrického ohřívače. Cena elektřiny v Moskvě je S=5,2 rublů/(kWh). Větrání funguje nepřetržitě, během 214 dnů topného období se výše finančních prostředků v tomto případě bude rovnat:
Ц ₁ =S * 24 * N * n = 5,2 * 24 * 4,021 * 214 = 107 389,6 rub/(období ohřevu)

Výpočet 2: Moderní rekuperátory předávají teplo s vysokou účinností. Nechte rekuperátor ohřát vzduch o 60 % potřebného tepla za jednotku času. Potom musí elektrický ohřívač vydat následující množství energie:
N_{(elektrický ohřívač)} = Q – Q_řeky = 4,021 – 0,6 * 4,021 = 1,61 kW

Za předpokladu, že větrání bude fungovat po celou dobu vytápění, dostaneme částku za elektřinu:
Ц₂ = S*24*N_{(elektrický ohřívač)} * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 rublů / (topná doba)

Výpočet 3: K ohřevu venkovního vzduchu se používá ohřívač vody. Odhadované náklady na teplo z průmyslové teplé vody na 1 Gcal v Moskvě:
S_g.v.= 1500 rub./gcal. Kcal = 4,184 kJ

K zahřátí potřebujeme následující množství tepla:
Q_(g.v.) = N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 Gcal

Při provozu ventilačních a teplosměnných zařízení během chladného období roku je množství peněz za teplo technologické vody:
Ц₃ =S_(g.v.) *O_(g.v.) = 1500 * 17,75 = 26 625 rublů / (topná doba)

Výsledky kalkulace nákladů na ohřev přiváděného vzduchu v topném období
období roku:

Elektrický ohřívač	Elektrický ohřívač + rekuperátor	Ohřívač vody
107 389,6 rublů	42 998,6 rublů	26 625 rublů

Z výše uvedených výpočtů je zřejmé, že nejekonomičtější variantou je použití okruhu teplé užitkové vody. Při použití rekuperačního výměníku v systému přívodního a odtahového větrání se navíc oproti použití elektrického ohřívače výrazně sníží finanční náročnost ohřevu přiváděného vzduchu.

Závěrem bych chtěl poznamenat, že použití rekuperačních nebo recirkulačních jednotek ve ventilačních systémech umožňuje využít energii odpadního vzduchu, což snižuje energetické náklady na ohřev přiváděného vzduchu a tím snižuje hotovostní náklady na provoz ventilace. Systém. Využití tepla odpadního vzduchu je moderní technologie šetřící energii a umožňuje nám přiblížit se modelu „chytrého domu“, ve kterém je co nejúplněji a nejužitečněji využit jakýkoli dostupný druh energie.