Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung für ein Privathaus

Das Thema Steigerung der Energieeffizienz wird bei der Planung und Sanierung privater Wohngebäude zwingend berücksichtigt. Ein Lüftungsgerät in einem Lüftungssystem ist eine der effektivsten Lösungen, um Energiekosten zu sparen.

Arten von Lüftungssystemen

Der Luftwechsel in Wohn- und Wirtschaftsräumen, in der Küche und im Bad ist Voraussetzung für ein gesundes Mikroklima.

Die Belüftung ist natürlich und erzwungen.

Im ersten Fall kommen reine Luftströme von außen und werden durch physikalische Zugprozesse in einem Hochrohr in die Atmosphäre abgeführt.

Im Winter dringt kalte Luft durch Fenster, Türen, Zuluftkanäle in das Haus ein und verlässt die auf Raumtemperatur erwärmten Räume – so werden bis zu 15 % der Energie für die Beheizung der Straße verschwendet.

Zwangssysteme verwenden Ventilatoren, die in den Luftzufuhr- oder Abluftkanälen installiert sind, um Strömungen zu zirkulieren.

In der Zu- und Abluft werden beide Prozesse forciert.

Das Funktionsprinzip von Systemen mit Rekuperation

Die Belüftung mit Rekuperation funktioniert nach einem einfachen Schema:

1. An einem für Installation und Wartung bequemen Ort ist ein Rekuperator installiert - ein Wärmetauscher, an den die Ein- und Auslasslüftungskanäle angeschlossen sind.
2. Warme Raumluft aus dem Raum erwärmt die kalte Außenluft.
3. Erwärmte Reinluftmassen werden ins Haus geblasen.
4. Dann wird der Vorgang wiederholt.

Es wurde experimentell nachgewiesen, dass bei einer Temperatur der Abluft von 23 ° C und der von außen eintretenden Luft -20 ° C in den besten Mustern von Rekuperatoren die einströmenden Ströme auf 18 ° C erwärmt werden. Auf diese Weise werden Energieeinsparungen erzielt.

Kalte und verschmutzte Luft im Rekuperator vermischt sich nicht - saubere Luft von der Straße gelangt in das Gebäude.

Um die Effizienz bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen zu steigern, wurden verschiedenste Rekuperatormodelle entwickelt.

Design-Merkmale

Wärmetauscher werden nach verschiedenen Kriterien klassifiziert:

• technische Eigenschaften;
• Art der Platzierung;
• Körpermaterial und interne Elemente;
• das Handlungsprinzip;
• Entwurf von Arbeitselementen;
• das zur Wärmeübertragung verwendete physikalische Medium;
• Automatisierungs- und Steuerungsschema.

Die Auswahl erfolgt nach einer gründlichen Analyse aller Merkmale.

Ort der Installation der Ausrüstung

Berücksichtigen Sie bei der Wahl des Installationsorts für die Haupteinheit des Rekuperators, wo die Ventilatoren oder Pumpen installiert sind. Das vom Gerät erzeugte Geräusch kann sehr störend sein.

Sie installieren keine Rekuperatoren über Schlafzimmern und Kinderzimmern.

Nach der Installationsmethode werden Boden- und Hängegeräte unterschieden, die Wahl wird durch die Oberfläche beeinflusst. Wenn keine festen Hauptwände vorhanden sind, ist es besser, ein Modell zu wählen, das auf dem Boden installiert wird.

Abgehängte Geräte können hinter Zwischendecken versteckt werden, aber solche Lösungen eignen sich für Industriegebäude. Die vom Ventilator und vom Gehäuse erzeugten Schwingungen werden von der Gebäudestruktur übertragen und verstärkt.

Der Wärmetauscherkörper kann horizontal oder vertikal sein. Dies hat keinen Einfluss auf die technischen Eigenschaften, ermöglicht jedoch die Auswahl eines Modells für den bequemen Anschluss von Luftkanälen. Je weniger Ecken und Kurven, desto weniger Lärm durch Luftströmungen und weniger Energie wird für die Bewegung von Luftmassen durch Ventilatoren aufgewendet.

Typische Bauschemata

Alle Rekuperatoren werden konventionell in Modelle mit direkter Wärmeübertragung und Geräte mit Zwischenwärmeträger unterteilt.

Die erste Klasse umfasst Wärmetauscher:

• Kammer;
• drehbar;
• lamellarer Quer- und Gegenstrom;
• röhrenförmig.

Geräte mit Zwischenwärmeträger verwenden Freon oder Wasser-Glykol-Flüssigkeit.

Kammer

Das Gerät besteht aus zwei isolierten Kammern. Die Ströme werden automatisch durch eine bewegliche Klappe gesteuert.

In der ersten Stufe wird warme Luft in die Kammer Nr. 1 geleitet, während die Wände erhitzt werden. Nach einer gewissen Zeit ändert der Dämpfer automatisch den Luftstrom - der Straßendämpfer wird in die beheizte Kammer geleitet und heizt dort auf, und der Raumdämpfer zu diesem Zeitpunkt in die Kammer Nr. 2.

Der Vorgang wiederholt sich zyklisch beim Aufwärmen und Abkühlen der Fächer. Der Wirkungsgrad der Geräte überschreitet 50 - 60 % nicht.

Rotary

Der Wärmetauscher im Lüftungsgerät mit Rotationsrekuperator sind die am Rad befestigten Platten. Die Welle dreht sich langsam in der Trommel, die Achse fällt mit den Luftströmen zusammen. Die Trommel ist in zwei Teile geteilt, auf denen sich die Wohnungsluft bewegt, auf der anderen Straßenluft. Das Laufrad des Rades, das sich im ersten Segment bewegt, erwärmt sich. Außerdem bewegen sich die erhitzten Flügel durch Rotation zu einem anderen Teil der Trommel, wo sie Wärme an die Straßenluft abgeben.

Die Regeleinrichtung ermöglicht es Ihnen, den Heizbetrieb in der warmen Jahreszeit abzuschalten. Die Installationseffizienz beträgt etwa 80%.

Der Nachteil des Modells ist die technische Unmöglichkeit, die Strömungen vollständig zu trennen - ca. 5% der Luftmassen werden vermischt. Die Besonderheit erlaubt nicht die Verwendung von Geräten dieser Art in Räumen, in denen SNiP maximal zulässige Verschmutzungswerte festgelegt hat.

Lamellen

Modelle werden in zwei Arten hergestellt: Gegenstrom und Querstrom, der Name hängt von der Richtung der Luftbewegung ab.

Aluminiumplatten sammeln und geben Wärme ab, wodurch schmale Führungskanäle gebildet werden.

Das Herstellungsschema ermöglicht eine Vermischung von Luftmassen von ca. 0,1 %, was als Grundlage für die Betrachtung des Gerätes als dicht dient.

Der Wirkungsgrad von Gegenstrom-Rekuperatoren hängt direkt von den geometrischen Abmessungen ab. Sperrige Geräte sind mit hohen Kosten verbunden und werden selten für Privathäuser verwendet.

Bei Kreuzstromwärmetauschern durchqueren die Luftströme das Gerät senkrecht.

Kreuz-Gegenstrom-Rekuperatoren sind bei kleinen Abmessungen am effizientesten. Eine große Anzahl von Bauteilen verringert die mechanische Festigkeit, daher werden solche Einheiten nur bei geringen Druckverlusten eingesetzt.

Röhrenförmig

Konstruktiv aus einem Rohr mit großem Durchmesser, in dem sich viele Rohre mit kleinerem Querschnitt befinden.

Warme Ströme, die durch dünne Rohre strömen, heizen sie auf. Von den Wänden wird ein Strom von Straßenluft erwärmt, der über ein Gebläse ins Haus geleitet wird.

Belüftung mit Freon-Rekuperator

Freon-Rekuperatoren gehören zur Klasse der Geräte mit Zwischenwärmeträger.

Die Arbeit basiert auf zwei physikalischen Prinzipien:

• eine Änderung des Aggregatzustands von Freon während der Heiz-Kühl-Zyklen - das Kühlmittel, das sich abkühlt, geht in einen flüssigen Zustand über und wird beim Erhitzen in eine Gasfraktion umgewandelt;
• die Eigenschaft eines Gases, aufgrund eines anderen spezifischen Gewichts höher zu sein als eine Flüssigkeit.

Das Design besteht aus einem Satz ringförmiger Rohre, die mit Freon-Kältemittel gefüllt sind.

Die Rohre verlaufen durch die Kanäle des Lüftungsgeräts, und der Abluftkanal muss immer niedriger sein als der Zuluftkanal. Warme Luft erwärmt den unteren Teil der Rohre, Freon kocht und steigt in den oberen Hohlraum auf, durch den kalte Straßenluft strömt. In der oberen Kammer gibt das Freon im Rohr Wärme ab, während es sich abkühlt, in die flüssige Fraktion übergeht und durch das Rohr nach unten geht.

Vorteile des Freon-Systems:

• fehlende Kompressoren zum Pumpen von Kühlmittel, was eine hohe Zuverlässigkeit des Geräts bedeutet;
• völliges Fehlen einer Vermischung von sauberer und verschmutzter Luft, die durch das Abdichten der Übergangsstellen der Rohre durch die Wände der Kammern erreicht wird.

Kanalrekuperator mit Zwischenwärmeträger

Das Gerät besteht aus zwei Wärmetauschern, die über weite Strecken verteilt werden können.

Das Gerät eignet sich für den Umbau von Lüftungsanlagen, deren Konstruktion ursprünglich nicht auf die Möglichkeit des Wärmeaustauschs ausgelegt war.

Arbeitsalgorithmus:

1. Die Luft im Abluftkanal strömt durch einen Wärmetauscher, der aus Rohren besteht, durch die eine Flüssigkeit aus Ethylenglykol zirkuliert.
2. Das Kühlmittel wird mittels einer Umwälzpumpe in den gleichen Kühler gepumpt, der im Zulaufkanal installiert ist.
3. Die Flüssigkeit überträgt Wärme an die durch den Kühlergrill strömende Zuluft.
4. Der Pumpvorgang erfolgt kontinuierlich.

Um den Grad der Wärmeübertragung zu regulieren, werden Ventile zwischen den Transportrohren installiert. Im Prinzip ähnelt dies dem Schema zur Regulierung der Wärmeübertragung von Heizkörpern.

Bei jeder Ausführung von Rekuperatoren bildet sich Kondensat im Gerät. Zur Beseitigung muss ein Sammelbehälter und ein Weg zur weiteren Entsorgung außerhalb des Hauses oder in die Kanalisation vorgesehen werden.

Die Hauptelemente von Lüftungssystemen

Die Lüftung mit Wärmerückgewinnung im Privathaus besteht nicht nur aus einer Wärmetauschereinheit.

Das System beinhaltet:

• Schutzgitter;
• Luftkanäle;
• Ventile;
• Ventilatoren;
• filtert.
• Automatisierungs- und Kontrollorgane.

Die Gitter verhindern, dass große Gegenstände, Vögel und Nagetiere versehentlich in das System gelangen, was zu Unfällen führen kann. Diese Option ist möglich, wenn ein Fremdkörper auf das Lüfterrad fällt. Die Folge kann sein:

• verformte Klingen und erhöhte Vibration (Geräusch);
• Blockieren des Lüfterrotors und Verbrennung der Motorwicklungen;
• unangenehmer Geruch von toten und verwesenden Tieren.

Der Gesamtquerschnitt der Gitteröffnungen sollte nicht wesentlich kleiner sein als der Querschnitt der Luftkanäle, dies führt zu einer Leistungsminderung des Gesamtsystems.

Luftkanäle und Formstücke (Bögen, T-Stücke, Adapter) werden gleichzeitig gekauft, sie versuchen, Produkte von einem Hersteller zu beziehen. Der Größenunterschied führt zu Fugenspalten, Strömungsstörungen und Turbulenzen.

Für die Belüftung mit Rekuperator werden keine gewellten Luftkanäle verwendet, die im Betrieb einen Widerstand gegen Luftströmungen und erhöhte Geräusche verursachen.

Luftventile werden benötigt, um die Parameter der Luftbewegung temporär zu verändern, zum Beispiel um den Einlasskanal in einer besonders frostigen Zeit zu verschließen, wenn der Rekuperator die Erwärmung der Luft nicht auf die erforderliche Temperatur verkraftet.

Filter sind in allen Lüftungsmodellen mit Rekuperation installiert. Sie schützen die Geräte vor Straßenstaub und Baumflusen, die die Wärmetauscher schnell verstopfen.

Die Ventilatoren können in die Rekuperatoreinheit eingebaut oder in Kanäle eingebaut werden. Bei der Berechnung muss die benötigte Leistung des Gerätes ermittelt werden.

Beim Ventilatorkauf kann man nicht sparen – billige, minderwertige Produkte sind nicht für den Dauerbetrieb ausgelegt.Wenn die Ventilatoren verschleißen, machen sie Geräusche, führen zu Vibrationen der Lüftungskomponenten, was beim Aufenthalt in Räumen zu Unbehagen führt.

Mikroklimaregulierung

Der Rekuperator ist ein integraler Bestandteil des gesamten Zu- und Abluftsystems. Der Systembetrieb kann nicht einmalig konfiguriert und während der gesamten Betriebsdauer nicht geändert werden.

Die Modi werden je nach Jahreszeit, Lufttemperatur und Windstärke, den gewünschten Klimaparametern in den Räumen geändert.

Zu den Kontrollsystemen gehören:

• Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Rauchmelder in Räumen und im Gerät installiert. Durch Befehle von Sensoren werden Lüfter und andere Steuergeräte ein- oder ausgeschaltet.
• Aktuatoren und deren Antriebe, die den Betrieb von Ventilen, Klappen, Schiebern steuern.
• Geräte zur Steuerung des Betriebs von Lüftern, Pumpen, Drehzahl von Rotorplatten.
• Controller von Steuergeräten, die die Situation im Haus analysieren, Spannungsregler für einen stabilen und genauen Betrieb der Geräte.
• Notstromaggregate bei Stromausfällen.

Die Hauptfunktionen von Steuerungssystemen:

• Zulufttemperaturregelung unter Berücksichtigung von Mikroklimaparametern, äußeren Bedingungen, Sensormesswerten;
• Überwachen und Ändern der Temperaturintensität der Ströme vor und nach dem Wärmetauscher;
• Luftqualitätsmanagement, einschließlich CO2-Gehalt;
• Frostschutz des Rekuperators;
• Lüftersteuerung;
• Abschalten der Zuluft im Brandfall und Einschalten der Rauchabzugsanlage;
• Überwachung des Status und Bereitstellung von Informationen über den Status von Filtern.

Schalttafeln werden individuell unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen, der Gebäudegröße und der Anforderungen der Grundstückseigentümer erstellt.

Auswahlregeln

Das Hauptkriterium bei der Auswahl einer Anlage ist ihre Leistung. Es ist sehr schwierig, Berechnungen selbst durchzuführen, daher ist es besser, sich an Spezialisten zu wenden.

Parameter, die bei der Auswahl wichtig sind:

• Effizienzkoeffizient, der angibt, wie die Temperatur der Ströme umverteilt wird, anstatt Wärmeeinsparungen. Die reellen Zahlen nähern sich 65-80%. Behauptungen über 90% und mehr sind nichts anderes als Marketingtricks. Etwa 15 % der Wärme gehen durch die Lüftung verloren, daher können die Zahlen von etwa 50 % Energieeinsparungen nicht stimmen.
• Gehäusematerial und -dicke - Dünne Metallgeräte sind Vibrationen und erhöhten Geräuschen ausgesetzt.
• Zuverlässige Angaben über die Lüfterleistung, diese sollte mit einem Spielraum von ca. 20 % gewählt werden. Bei der in den Pässen angegebenen maximalen Leistung hört der Ventilator auf, den für die Luftzirkulation erforderlichen Druck zu erzeugen.
• Zusammensetzung und Eigenschaften von Automatisierungssystemen, Betriebsdauer bei Stromausfall.
• Zusätzliche Automatisierungsmöglichkeiten zur Steuerung von Klimaanlage, Luftbefeuchter, Elektroheizung (falls erforderlich).

Ein Lüftungsgerät mit Rekuperator, richtig ausgewählt und konfiguriert, reduziert die Energiekosten um 10-15%. Es hat keinen Sinn, mehr Einsparungen zu erwarten. Gleichzeitig wird der Komfort in einem Privathaus oder einer Privatwohnung spürbar gesteigert. Bauteile namhafter Firmen funktionieren bei richtiger Berechnung und Einhaltung der Einbauvorschriften lange und störungsfrei.