Vědět, co jsou rekuperátory, kde se používají, k čemu jsou potřeba a jak je vybírat, je velmi užitečné pro každého majitele domu. Je důležité prostudovat jejich hlavní typy a přehled modelů, vlastností glykolových a trubkových rekuperátorů. Také stojí za to věnovat pozornost tomu, co mohou dosáhnout a jaké jemnosti jsou při použití takové techniky.
Co je to?
Hlavní charakteristikou zařízení, jako je rekuperátor, je to, že se jedná o výměník tepla vyrobený podle povrchového okruhu. Myšlenka je velmi jednoduchá: teplo, které je odváděno ven unikajícími plyny, je částečně zadrženo a lze jej znovu využít. Vrací se přes speciální stěnu, která odděluje proud plynu od hlavní masy vzduchu v zařízení. Rozdíl oproti regenerátorům je v tom, že nedochází ke změně umístění toků.
Když charakterizujeme hlavní funkce rekuperačního designu pro místnost, stojí za zmínku, že hlavní je úspora energie snížením uvolňování tepla ven větráním.
Princip činnosti
Na technologii rekuperátoru není nic zvlášť složitého. Zařízení je navrženo tak, aby přívod čerstvého vzduchu a jeho odvod probíhaly současně a vzájemně paralelně. Vzduch odváděný během cirkulace a po zahřátí je nasáván do kanálu pomocí ventilátoru. Dále výměník tepla pracuje podle schématu. Po jeho překonání je proud vzduchu vyhozen na ulici.
Efekt obráceného tahu zároveň nasává čerstvý, chladný vzduch do místnosti. Působení rekuperátoru při průchodu proudění jeho dalšími částmi je vyjádřeno právě zvýšením teploty v důsledku výměny tepla. Nepřetržitě se pohybující, ale neprotínající se proudy vzduchu zaručují účinnost rekuperace minimálně 90 %. Tím se dosáhne:
- zlepšení ventilace místností a jiných prostor;
- účinný přívod čerstvého vzduchu;
- optimalizace jeho teploty;
- vytvoření optimálního mikroklimatu pro stálou přítomnost lidí a pro jejich práci.
Výhody a nevýhody
Moderní rekuperátory fungují efektivně a spolehlivě. Plní své úkoly mnohem lépe než standardní přívodní a odsávací ventilace. Jak v zimě, tak v létě bude vnitřní mikroklima mnohem blíže ideálu. Stejného výsledku lze samozřejmě dosáhnout vylepšenými bateriemi a ohřívači vzduchu – ty však zbytečně plýtvají energií. Ve skutečnosti není všechno tak jednoduché.
Například, Výhody rekuperátorů se v dostatečné míře odhalují až u velkých domů. Pouze tam je možné, aniž by došlo ke ztrátě výšky stropů, položit vzduchové potrubí na všech požadovaných místech. V každém případě je vážnou nevýhodou cena. Samozřejmě existují i relativně levné regenerační jednotky. Pokrývají však maximálně 1 nebo 2 místnosti a ne vždy fungují dostatečně efektivně.
Za zmínku také stojí, že je zde poměrně velký hluk.
Uvnitř rekuperátoru nepřetržitě pracují ventilátory, které ze své podstaty vydávají charakteristický zvuk. Proudění vzduchu také vytváří hluk, a to jak při pohybu potrubím, tak při vstupu do místnosti v místech vypouštění. Zvuk při používání zesílí, protože se uvnitř rekuperátoru usazuje prach a další částice. Filtry zařízení se budou muset poměrně často měnit, zejména v kuchyních. Mastnota a jiné nečistoty mohou během pár let zařízení poškodit, a proto je nutné rekuperátor vybavit více filtračními systémy najednou.
Zavedení ventilace a klimatizace prostřednictvím společného systému znamená, že celý objekt bude žít podle stejných pravidel. Do většiny systémů není možné integrovat jednotky pro řízení teploty. To znamená, že v některých místnostech může konkrétním lidem být zima, zatímco v jiných může být horko. Ano, jsou rekuperátory, které tento problém nemají, nicméně jsou výrazně dražší než masové produkty.
Konečně v některých případech nelze vyloučit zamrznutí rekuperátorů, je třeba přijmout speciální opatření, aby se tomu zabránilo.
Popis typů
Deska
Právě tento formát rekuperátorů je mimořádně oblíbený. Mají poměrně jednoduchý design a jsou levné. Tyto výhody však značně zastiňuje fakt, že většina modelů má účinnost maximálně 50 %. Toto číslo je podle moderních standardů velmi malé. Je však zaručeno, že proudy vzduchu jsou od sebe izolovány a nedochází k míšení protisměrných proudění. K přenosu tepla se používají speciálně navržené hliníkové desky (odtud název). Konstrukce desky nutí k odvádění drenáže, což způsobuje vysychání vzduchu.
Pro severní a střední oblasti Ruska odborníci rozhodně nedoporučují používat taková zařízení, protože velmi špatně snášejí mnoho cyklů zmrazování a rozmrazování. Taková zařízení lze instalovat do nástěnného formátu – pokud to dovolí pouze síla nosné stěny. Samostatně stojí za zmínku o tzv. podtypu cross-flow. Říká se mu také rekuperační výměník tepla. Takové systémy lze sestavit vlastními rukama z jednotlivých prvků.
Existují i systémy, které jsou kompletně připravené k montáži. Pro distribuované sání se používají systémy rozvětvených vzduchovodů.
Rotary
Taková zařízení (nazývají se také rotační) jsou mnohem účinnější než zařízení používající desky; Účinnost dosahuje přibližně 81 %. Jejich cena je poměrně vysoká. Ale, i když se pouliční vzduch ochladí na -28 stupňů, uvnitř rekuperátoru se ohřeje na +14 stupňů. Uvnitř zařízení se nachází speciální rotační buben, který je vyroben z fólie. Tento buben je přesně zodpovědný za ohřev přítoku; rotační zařízení nemají odmrazovací cykly a nepotřebují odvádět kondenzát.
Potrubí
Tento typ domácích systémů rekuperace tepla se používá ve spojení se systémy potrubní ventilace. Ve výchozím nastavení již má příruby pro efektivní připojení. K dispozici je také odkapávací vana. Při výběru takového zařízení hrají velmi důležitou roli přesné výpočty, protože chyby při určování potřebných parametrů ohrožují zamrznutí. V tomto případě budete muset použít bypass.
Tubulární
Moderní trubkový výměník je řešen přibližně stejně jako koaxiální vzduchové potrubí, obvykle napojené na plynový kotel. Systém poskytuje interní a externí výstupy. Prvním kanálem proudí vzduch v mezeře oddělující pouzdro od vnitřní trubky. Ohřátý odpadní vzduch je odváděn potrubím menšího průměru. Stěny tohoto potrubí slouží k výměně tepla.
V mnoha případech se používají keramické rekuperační jednotky. Jejich hlavním problémem je však nízká hustota. Keramické zařízení je objemnější než jeho kovové protějšky. Má nižší koeficient prostupu tepla.
Za zmínku stojí i existence vestavěných rekuperátorů, které jsou schopny neustále dodávat čerstvý vzduch a poskytovat komfortní klima; promyšlený design zvyšuje účinnost až o 90 %.
Se samostatnou chladicí kapalinou
Použití mezichladiče je v mnoha případech poměrně slibnou inovací. Nejčastěji takové rekuperátory pracují na glykolových sloučeninách. Důležitou vlastností je možnost připojení okruhu přívodu a odvodu vzduchu. Takové komplexy se často používají k modernizaci stávajících ventilačních systémů. Lze je použít jak v domácích ventilačních okruzích, tak k udržení mikroklimatu v továrních dílnách, skladech a dalších velkých prostorách; kapacita se pohybuje od 500 do 150000 3 mXNUMX vzduchu.
Tím ale výčet možných typů nekončí! Odborníci tak oprávněně považují polymerové membránové rekuperátory za pokročilé zařízení. Úloha membrán je stejná jako u tradičních kovových stěn – prostup tepla. S podobným úkolem se vyrovnávají minimálně stejně dobře. Důležité vlastnosti membránové technologie jsou:
- srovnatelná snadnost provedení;
- celková spolehlivost návrhu;
- snadná údržba systému;
- schopnost pracovat bez připojení k síti;
- vysoušení vzduchu (což se většinou řeší jeho vybavením zvlhčovačem).
Existují také zařízení ve tvaru diamantu. Jsou vyrobeny z čistého hliníku nebo s epoxidovou vrstvou. Desky mají v tomto případě hladký povrchový tvar. Toto řešení je skvělé pro odstranění vzduchu z elektroniky. Stojí za to věnovat pozornost protiproudé verzi zařízení. Uvnitř takových výměníků tepla dochází k pohybu ohřátých a studených látek po opačných trajektoriích. Vnitřní kanály pro vstup a výstup jsou umístěny paralelně. Při těsném kontaktu dochází k výměně tepla; chladicí kapalina se ohřeje a druhý proud se ochladí. V ideálním případě se hodnoty teploty změní z počátečních hodnot na přesně opačné; například pokud zpočátku byly dva proudy vzduchu (+10 a -15 stupňů), pak když systém funguje, bude to již – 15 a + 10 stupňů.
Někteří výrobci dodávají reverzibilní výměník tepla. Obvykle se jedná pouze o ventilátor s jedním kanálem. Po určité době (obvykle 70 sekund) se směr proudění změní.
Absence protilehlých hmot s různými teplotami automaticky eliminuje zamrzání. Pro lázeňský dům jsou vhodné jakékoli rekuperační systémy, pokud jejich výkon a ostatní vlastnosti vyhovují.
Někteří výrobci se snaží zachovat ve svém sortimentu větrací zařízení okenního typu. Jejich použití je vhodné v každé místnosti, kde jsou instalována utěsněná okna, která neumožňují zajištění přirozené mikroventilace na správné úrovni. Takové zařízení dodává například jeden z předních dodavatelů vyspělých dřevěných oken na světě – finská společnost Skaala. Pro domácí účely si však často pořizují mini designy, které ušetří spoustu užitečného místa. Jsou zde samostatné rekuperátory s vodním ohřevem cirkulačního vzduchu; V tomto případě se dodatečné teplo odebírá z topného systému.
Jak si vybrat?
Pro městské i venkovské domy je optimální použití deskových zařízení. Stejně jako trubková zařízení mají relativně nízkou účinnost, nicméně minimalizují hluk a eliminují nutnost připojení k elektrické síti. Nejúčinnější konstrukce rotorů jsou elektricky závislé a skládají se z více komponent. Všechny provozní parametry si ale můžete velmi jemně nastavit. Pro typické městské bydlení je velikost zařízení kritická a velmi správným rozhodnutím je použití nejkompaktnějších zařízení.
Za jejich dobrý příklad jsou právem považovány přívodní a výfukové ventily nebo přívodní a výfukové rekuperátory. Je také nutné vzít v úvahu výkon, tedy výkon zařízení. Čím větší prostory, tím silnější by mělo být zařízení. Předběžný výpočet se provádí pomocí vzorce Q = 0,335 x L x (T1 – T2), kde proměnné jsou:
- množství proudu vzduchu potřebného pro normální lidskou činnost (v bydlení se rovná 60 m3);
- teplota vzduchu po ukončení rekuperace (aka T1);
- teplota vzduchu po dokončení rekuperace (tzv. T2).
Hodnocení je založeno na minimální teplotě na základě pozorovacích údajů za posledních 5 let v konkrétní lokalitě. Je lepší si ale udělat rezervu 5 – 7 stupňů v obou směrech. Pokud rekuperátor nebude hlavním prostředkem k vytápění prostor, musí být jeho charakteristiky vybrány individuálně. V tomto případě je nejlepší kontaktovat specialisty, kteří dokážou přesně vypočítat vše bez chyb. Pokud potřebujete pořídit levné zařízení s účinným ohřevem nebo chlazením vzduchu, s minimálním pneumatickým odporem a dlouhou životností, pak bude nejvíce opodstatněný typ desky s žebry.
Tenkostěnné panely obsažené v takovém rekuperátoru jsou vyráběny pomocí vysokofrekvenčního svařování. Žebra jsou svařována jedno po druhém, přičemž jsou otočena o 90 stupňů. Modely s žebry jsou poměrně lehké a malé velikosti. Prakticky nepodléhají hromadění strusky. Za zmínku také stojí taková výhoda, jako je vynikající termoplasticita. Keramický výměník tepla dokonale akumuluje teplo a dlouhodobě ho uvolňuje. Vlhkost na to nemá prakticky žádný vliv. Vzhledem k tomu, že je konstrukčně řešen jako plástev, je oblast kontaktu s vnějším prostředím maximální. Zahřívání keramiky však trvá dlouho (což je nevýhoda vysoké tepelné setrvačnosti).
Rekuperátory z mědi nebo hliníku jsou poměrně levné a dobře vedou teplo.
Proud vzduchu odsávaný v místnosti předává teplo deskám. Ty zase zahřívají čerstvý příval. Plastové konstrukce se začaly používat teprve nedávno a ani profesionálové je ještě nedokážou plně charakterizovat. Je jen jasné, že takové zařízení má velmi přijatelnou cenu. Celulózové výměníky tepla mohou spolehlivě pracovat při střední a nízké vlhkosti a regulovat její hladinu; při ochlazení pod – 50 stupňů a při silném zvlhčování však nastávají problémy.
Nejjednodušší (rozpočtové) výměníky tepla přiváděného vzduchu lze instalovat pod parapet. Trubka je vedena ven a vybavena grilem. Takové konstrukce jsou vynikající pro regulaci proudění vzduchu. Je také důležité vyhodnotit dostupné režimy:
- přepnutí na zimní nebo letní program;
- vysoce účinná filtrace;
- zvýšené zahřívání přítoku;
- automatický provoz;
- skoková změna rychlosti otáčení ventilátoru;
- sledování kvality vzduchu pomocí různých senzorů;
- ovládání z chytrých telefonů (tabletů) a osobních počítačů.
Je také nutné vzít v úvahu formát a účel prostor. Z proudění vzduchu těží například ložnice a obývací pokoje. Pro kuchyň a hygienické prostory je ale nejcennější odsávání odpadu. Tato okolnost nám umožní vyhodnotit optimální charakteristiky návrhu. V kancelářských a obslužných budovách, v profesionální kuchyni, se do popředí dostává přebytečné teplo; Tělocvičny se musí potýkat se zvýšeným šířením vlhkosti.
Pro vybavení škol a dalších vzdělávacích, kulturních institucí a školek rekuperátory je nutné zohlednit počet osob, úroveň vlhkosti a celkové množství zanášecích látek.
V soukromých domech si nemusíte vůbec komplikovat život a omezovat se na výběr nejjednodušších deskových systémů. Jsou vhodné i do bytů, je však potřeba dbát na nosnost stěny. Nejlepší je zaměřit se na reverzibilní zařízení.
Dalším důležitým kritériem je plocha. Ovlivňuje optimální výkon a propustnost zařízení. Nadměrně výkonný přístroj bude pouze zdrojem neoprávněných výdajů. Kromě hodinové spotřeby vzduchu na osobu nebo 1 m1 je nutné počítat s ukazatelem oxidu uhličitého. Nakonec se budete muset rozhodnout, zda bude výměník namontován na stěnu, na podlahu nebo na střechu.
Mnoho moderních stavebních technologií vyžaduje vzduchotěsné a parotěsné uzavírací konstrukce. Pro účinné větrání a odvod vodní páry z místností s utěsněnými stěnami a okny s dvojitým zasklením je nutné nucené přívodní a odtahové větrání. Zároveň ale prudce narůstají tepelné ztráty, což je při moderních energetických tarifech velmi drahé. Větrání zajišťuje až 30 % energetických ztrát v celkové bilanci.
Rekuperace tepla je v tomto případě klíčem k pohodlné výměně vzduchu s minimálními tepelnými ztrátami. Rekuperace tepla v přívodním a odtahovém větrání není novým fenoménem, ale u nás zatím není rozšířena. Z technického hlediska je rekuperace nejběžnějším procesem výměny tepla. Samotné slovo „obnovení“ je latinského původu a znamená „návrat toho, co bylo vynaloženo“. Rekuperátory větracího tepla vracejí část tepla zpět do místnosti výměnou tepla mezi příchozími a odchozími toky. Opačný proces nastává v horkém počasí, kdy odcházející studená klimatizace ochlazuje přicházející teplý proud vzduchu. V tomto případě by se to mělo nazývat zotavení z chladu.
V USA a Kanadě, dávno před příchodem rekuperačního zařízení, aby vzduch v místnosti nebyl v zimě příliš studený a v létě příliš teplý, přišli s použitím zemního výměníku tepla, který byl později nazývaná „kanadská studna“. Jeho myšlenkou je, že venkovní vzduch před vstupem do areálu prochází potrubím přiváděného vzduchu zakopaným v zemi a získává hodnotu teploty blízkou +10°C – konstantní teplotu půdy v hloubce 2 m nebo více. Kanadská studna ve skutečnosti není rekuperátor, ale snižuje náklady na energii na vytápění a klimatizaci. Větrání místností v tradičním schématu s kanadskou studnou je přirozené, ale může být i vynucené.
Rekuperace – zachování tepla. Proud odcházející z místnosti ohřívá (ochlazuje) vzduch přiváděný do místnosti jednotkou přívodu a odvodu. Nejčastěji proces probíhá tak, že oba proudy vzduchu jsou konstrukčně odděleny, aby nedocházelo k míšení. V rotačním výměníku tepla je však možné, aby proud výfukových plynů vstoupil do přívodního proudu.
Obecně řečeno, „rekuperátor vzduchu“ je zařízení, ve kterém se rekuperuje teplo výfukových plynů. Mezi chladícími kapalinami probíhá trvale výměna tepla přes dělicí stěnu, navíc směr pohybu proudění vzduchu v ní je konstantní.
Jednou z nejdůležitějších vlastností rekuperátorů je jejich účinnost, respektive účinnost rekuperace (efektivita rekuperace). Vypočítává se z poměru maximálního možného množství přijatého a ve skutečnosti přijatého tepla za výměníkem. Účinnost rekuperátorů se pohybuje od 30 do 96 %. Tento koeficient závisí na typu rekuperátoru, rozdílu teplot a rychlosti pohybu vzduchu výměníkem.
Existuje pět hlavních typů rekuperátorů vzduchu: deskové (kovové a propustné pro vlhkost), rotační, komorové, rekuperátor s mezilehlým chladivem a tepelnými trubicemi. Úkol vytvořit účinné a levné výměníky tepla, zejména rekuperátory, je v současné době aktuální na celém světě. Jedním ze způsobů, jak tento problém vyřešit, je zvýšení intenzity přenosu tepla u zařízení, a to především díky vývoji jejich teplosměnných ploch. Například pro zvětšení teplosměnných ploch trubkových výměníků tepla se široce používají spirálově žebrované trubky. Ale i s žebry mají trubkové rekuperátory nedostatečně vysokou účinnost, významné rozměry, hmotnost a cenu.
Ve 30. letech minulého století se rozšířily deskové výměníky tepla. Tyto konstrukce používají trysku vyrobenou ze sady tenkostěnných plochých plechů. Potřebnou teplosměnnou plochu zajišťuje velké množství těchto plechů a buď musí mít zařízení velký objem, nebo musí být mezery mezi deskami velmi malé. Deskové typy rekuperátorů jsou stále hlavními konstrukcemi nízkoteplotních teplosměnných zařízení, a to i proto, že jejich účinnosti je obvykle dosaženo použitím hliníkových desek, ale proto se téměř nikdy nepoužívají pro vysokoteplotní procesy.
Při stavbě chaty se vždy vyplatí myslet na to, co všechno v ní zpříjemní a bude funkční, tedy větrání, kanalizace a plyn. Mnoho lidí tomu věří větrání chaty není tak důležitá jako její přítomnost v městském bytě, ale není tomu tak. Ve skutečnosti je větrání chatek důležitým faktorem, v jehož nepřítomnosti se každý, kdo žije v domě, bude cítit nepohodlí a je velmi zřejmé. Samotné větrání prostor nestačí, protože koupelny, pokud se nacházejí v domě, nemohou být větrány průvanem, což znamená, že je zde zaručena vlhkost a plísně. To alespoň odůvodňuje skutečnost, že větrání chaty by mělo probíhat i ve venkovském domě, přestože se používá pouze po určitou dobu. Ve skutečnosti nebude navrhování větrání vyžadovat dodatečné náklady, pokud k němu dojde během výstavby budovy; pak bude navrhování větrání dražší a bude vypadat extrémně nedbale. V tomto případě je nutné použít rekuperační systém, který zajistí ekonomické fungování ventilačních systémů.
Samotný koncept větracích systémů, které zajišťují pasivní ohřev čerstvého vzduchu, je zaměřen na snížení účtů za vytápění. Ale z hlediska vybavování energeticky účinných domů je rekuperace také ekologickým způsobem normalizace mikroklimatu. Výrobci vyrábějí speciální linky, které používají materiály, které jsou bezpečné a účinné z hlediska obnovy. Zejména nejnovější modely dostávají třístupňové výměníky tepla z neporézních ultratenkých membrán. Toto zařízení eliminuje potřebu elektrických ohřívačů vzduchu. Kromě rovnoměrného přenosu tepla taková zařízení efektivně pracují také s vlhkostí. Poskytují kompletní návrat vlhkosti do místnosti s úplným vyloučením kondenzátorů. Výsledkem je, že větrání s rekuperací eliminuje potřebu instalace drenážních systémů. Směrem k elektronickému plnění se vyvíjejí i napájecí a výfukové akumulátory tepla.
Aby bylo možné optimálně distribuovat toky, výrobci vybavují instalace schopností automaticky upravit polohu mezikanálových přepážek. Pokročilejší modely poskytují také nastavení rychlostních režimů, indikaci teplotních indikátorů a sledování stupně znečištění filtru pomocí alarmu. Moderní ventilace s rekuperací navíc poskytuje možnost ovládat externí ohřívač potrubí bez připojení zařízení třetích stran k procesu. To znamená, že v tomto případě je zajištěno dodatečné zahřívání vzduchu na optimální úroveň. Stejně jako všechny moderní ventilační systémy vyžadují modely s rekuperací zahrnutí čisticích zařízení do konstrukce. Vzhledem k tomu, že výměna tepla zahrnuje maximální konvergenci odcházejícího a vháněného proudění vzduchu, hrají v tomto případě filtry obzvláště důležitou roli.
V samotných vzduchovodech se nejčastěji používají filtry typu F7, které vylučují průchod částic o velikosti 0,5 mikronu. Hrubé filtry G3 jsou méně běžné, ale v závislosti na konstrukci může být takový doplněk vyžadován. Pro snadnou údržbu je regenerační systém často vybaven filtry vyrobenými z plastů a speciálních vláken – takové prvky lze snadno omýt a vytřepat. Jak již bylo uvedeno, moderní modely jsou také vybaveny indikátory, které určují okamžik výměny filtru. Provoz tradičních ventilačních systémů nedává ani náznakem funkce úspory energie. Zpravidla se jedná o energeticky náročné, masivní instalace, které významně přispívají ke zvýšení nákladů na údržbu domu.
Na tomto pozadí je rekuperace téměř revolučním přístupem k výrobě zařízení pro řízení klimatu, který zahrnuje racionální využití již tak odpadní tepelné energie. Pokud typický systém ohřívá vzduch při vstupu do místnosti pomocí topného zařízení, pak rekuperace umožňuje zpočátku zvýšit teplotu příchozích toků bez připojení speciálních ohřívačů. Takové instalace mají samozřejmě své nevýhody, ale výrobci proti nim bojují plodným bojem a vylepšují návrhy rekuperátorů.
Ale jako všechno nové, i rekuperátory se v ruských prostorech těžko prosazují. Existují i objektivní důvody: 1. Dlouhá období nízkých teplot a v důsledku toho námraza a pokles účinnosti rekuperátorů. 2. Nebyly vytvořeny žádné podniky na výrobu rekuperátorů, které by zohledňovaly zvláštnosti našeho klimatu. 3. V této oblasti pracuje málo specialistů. 4. Samotné budovy mají nízké ochranné faktory energetických ztrát, díky čemuž je použití rekuperátorů na obecném pozadí energetických ztrát neúčinné. 5. Děláme pouze první kroky v aplikaci technologií pro úsporu energie.
