Vấn đề nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng nhất thiết phải được xem xét khi thiết kế và đại tu các tòa nhà dân cư tư nhân. Bộ phận xử lý không khí trong hệ thống thông gió là một trong những giải pháp hiệu quả nhất để tiết kiệm chi phí năng lượng.
- Các loại hệ thống thông gió
- Nguyên lý hoạt động của hệ thống có phục hồi
- Các tính năng thiết kế
- Nơi lắp đặt thiết bị
- Các phương án xây dựng điển hình
- Buồng
- Quay
- Lamellar
- Hình ống
- Thông gió với bộ thu hồi freon
- Bộ thu hồi ống dẫn với chất mang nhiệt trung gian
- Các yếu tố chính của hệ thống thông gió
- Điều hòa vi khí hậu
- Quy tắc lựa chọn
Các loại hệ thống thông gió
Thay đổi không khí trong khu dân cư và các phòng tiện ích, trong nhà bếp và trong phòng tắm là điều kiện tiên quyết để duy trì một vi khí hậu lành mạnh.
Thông gió là tự nhiên và cưỡng bức.
Trong trường hợp đầu tiên, các luồng không khí sạch từ bên ngoài và bị loại bỏ vào khí quyển do các quá trình vật lý của lực đẩy trong một đường ống cao.
Vào mùa đông, không khí lạnh xâm nhập vào nhà qua cửa sổ, cửa ra vào, ống dẫn cung cấp và làm nóng cơ sở bằng nhiệt độ phòng - do đó có tới 15% năng lượng bị lãng phí để sưởi ấm đường phố.
Hệ thống cưỡng bức sử dụng quạt được lắp đặt trong ống cấp không khí hoặc ống xả để lưu thông các dòng chảy.
Trong quá trình cung cấp và thông gió thải, cả hai quá trình đều bị cưỡng bức.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống có phục hồi
Hệ thống thông gió có phục hồi hoạt động theo một sơ đồ đơn giản:
- Ở một nơi thuận tiện cho việc lắp đặt và bảo trì, một bộ thu hồi nhiệt được lắp đặt - một bộ trao đổi nhiệt, nơi kết nối các ống thông gió đầu vào và đầu ra.
- Không khí trong phòng ấm áp từ trong phòng làm nóng không khí lạnh từ bên ngoài vào.
- Các khối không khí sạch được sưởi ấm được thổi vào nhà.
- Sau đó, quá trình được lặp lại.
Thực nghiệm đã được xác minh rằng ở nhiệt độ của không khí thải là 23 ° C và không khí đi vào từ bên ngoài -20 ° C, trong các mẫu tốt nhất của bộ thu hồi nhiệt, các dòng vào được làm nóng đến 18 ° C. Bằng cách này, tiết kiệm năng lượng đạt được.
Không khí lạnh và ô nhiễm trong thiết bị thu hồi không trộn lẫn - không khí sạch từ đường phố đi vào tòa nhà.
Để tăng hiệu quả trong các điều kiện hoạt động khác nhau, nhiều kiểu máy thu hồi đã được phát triển.
Các tính năng thiết kế
Bộ trao đổi nhiệt được phân loại theo các tiêu chí khác nhau:
- đặc điểm kỹ thuật;
- phương pháp xếp đặt;
- vật liệu cơ thể và các yếu tố bên trong;
- nguyên tắc hành động;
- thiết kế các yếu tố làm việc;
- môi trường vật lý được sử dụng để truyền nhiệt;
- sơ đồ tự động hóa và điều khiển.
Sự lựa chọn được đưa ra sau khi phân tích kỹ lưỡng tất cả các tính năng.
Nơi lắp đặt thiết bị
Khi chọn vị trí lắp đặt bộ phận chính của bộ thu hồi nhiệt, hãy tính đến nơi lắp đặt quạt hoặc máy bơm. Tiếng ồn do thiết bị tạo ra có thể rất đáng lo ngại.
Máy thu hồi điện không được lắp đặt phía trên phòng ngủ và phòng trẻ em.
Theo phương pháp lắp đặt, thiết bị sàn và mặt dây chuyền được phân biệt, sự lựa chọn bị ảnh hưởng bởi bề mặt. Nếu không có các bức tường chính vững chắc, tốt hơn là chọn một mô hình được lắp đặt trên sàn.
Các thiết bị treo có thể được giấu sau trần giả, nhưng các giải pháp như vậy phù hợp với các tòa nhà công nghiệp. Rung động tạo ra bởi quạt và vỏ được kết cấu tòa nhà truyền và khuếch đại.
Thân bộ trao đổi nhiệt có thể nằm ngang hoặc dọc. Điều này không ảnh hưởng đến các đặc tính kỹ thuật, nhưng nó cho phép bạn chọn một mô hình để kết nối các ống dẫn khí một cách thuận tiện. Càng ít góc và rẽ, càng ít tiếng ồn từ các luồng không khí và ít năng lượng hơn được sử dụng để chuyển động các khối không khí bởi quạt.
Các phương án xây dựng điển hình
Tất cả các thiết bị thu hồi nhiệt thường được chia thành các mô hình truyền nhiệt trực tiếp và thiết bị có vật mang nhiệt trung gian.
Lớp đầu tiên bao gồm các bộ trao đổi nhiệt:
- buồng;
- quay;
- dòng chảy chéo và dòng chảy ngược;
- hình ống.
Trong các thiết bị có chất mang nhiệt trung gian, chất lỏng freon hoặc nước-glycol được sử dụng.
Buồng
Thiết bị bao gồm hai buồng cách ly. Các dòng chảy được điều khiển tự động bằng một cánh đảo gió có thể di chuyển được.
Ở giai đoạn đầu, không khí ấm được dẫn vào buồng số 1, trong khi các bức tường được làm nóng. Sau một thời gian nhất định, van điều tiết sẽ tự động thay đổi luồng không khí - van điều tiết đường phố được dẫn đến buồng được làm nóng và nóng lên ở đó, và van điều tiết trong phòng tại thời điểm này đến buồng số 2.
Quá trình lặp lại theo chu kỳ khi các ngăn nóng lên và nguội đi. Hiệu suất của các thiết bị không vượt quá 50 - 60%.
Quay
Bộ trao đổi nhiệt trong bộ xử lý không khí với bộ thu hồi quay là các tấm được gắn vào bánh xe. Trục quay chậm trong trống, trục trùng với các luồng khí. Trống được chia thành hai phần, một phần là không khí căn hộ di chuyển, trên không khí đường phố khác. Cánh quạt của bánh xe, chuyển động trong đoạn đầu tiên, nóng lên. Hơn nữa, bằng cách quay, các cánh quạt được nung nóng di chuyển đến một phần khác của trống, nơi chúng tỏa nhiệt ra không khí đường phố.
Thiết bị điều khiển cho phép bạn tắt chế độ sưởi ấm vào mùa ấm. Hiệu suất cài đặt khoảng 80%.
Nhược điểm của mô hình là không thể tách biệt hoàn toàn các dòng chảy về mặt kỹ thuật - khoảng 5% khối lượng không khí bị trộn lẫn. Đặc thù không cho phép sử dụng các thiết bị loại này trong các phòng mà SNiP đã thiết lập các giá trị ô nhiễm tối đa cho phép.
Lamellar
Các mô hình được sản xuất theo hai loại: dòng ngược và dòng chéo, tên gọi phụ thuộc vào hướng chuyển động của không khí.
Các tấm nhôm tích tụ và giải phóng nhiệt, từ đó các kênh dẫn hẹp được hình thành.
Sơ đồ chế tạo có thể đạt được sự trộn lẫn các khối lượng không khí ở mức khoảng 0,1%, làm cơ sở để coi thiết bị là kín.
Hiệu quả của bộ thu hồi dòng ngược trực tiếp phụ thuộc vào kích thước hình học. Thiết bị cồng kềnh có giá thành cao và ít được sử dụng cho nhà riêng.
Trong bộ trao đổi nhiệt dòng chảy chéo, các dòng khí đi qua thiết bị theo phương vuông góc.
Bộ thu hồi dòng ngược dòng là hiệu quả nhất với kích thước nhỏ. Một số lượng lớn các bộ phận làm giảm độ bền cơ học, do đó, các bộ phận như vậy chỉ được sử dụng khi giảm áp suất nhỏ.
Hình ống
Được cấu tạo từ một ống có đường kính lớn, bên trong có nhiều ống tiết diện nhỏ hơn.
Các dòng ấm đi qua các ống mỏng làm chúng nóng lên. Một luồng không khí đường phố được làm nóng từ các bức tường, được đưa vào nhà nhờ quạt thổi.
Thông gió với bộ thu hồi freon
Bộ thu hồi Freon thuộc loại thiết bị có chất mang nhiệt trung gian.
Công việc dựa trên hai nguyên tắc vật lý:
- sự thay đổi trạng thái tập hợp của freon trong các chu trình làm nóng - làm lạnh - chất làm mát, nguội đi, chuyển thành trạng thái lỏng và chuyển thành phần khí khi được làm nóng;
- tính chất của chất khí cao hơn chất lỏng do trọng lượng riêng khác nhau.
Thiết kế là một tập hợp các ống hình khuyên chứa đầy chất làm lạnh freon.
Các đường ống đi qua các ống dẫn của bộ phận thông gió, và ống xả phải luôn thấp hơn ống cấp. Không khí ấm làm nóng phần dưới của các ống, freon sôi và đi vào khoang trên, qua đó không khí lạnh đi qua. Trong buồng trên, freon trong ống tỏa nhiệt, trong khi nó tự lạnh đi, chuyển thành phần chất lỏng và đi xuống ống.
Ưu điểm của hệ thống Freon:
- thiếu máy nén để bơm chất làm mát, có nghĩa là độ tin cậy của thiết bị cao;
- hoàn toàn không có sự trộn lẫn của không khí sạch và ô nhiễm, điều này đạt được bằng cách bịt kín các điểm chuyển tiếp của các ống qua thành của các buồng.
Bộ thu hồi ống dẫn với chất mang nhiệt trung gian
Thiết bị bao gồm hai bộ trao đổi nhiệt có thể tỏa ra trên một khoảng cách xa.
Thiết bị này thích hợp cho việc tái thiết hệ thống thông gió, thiết kế ban đầu không được thiết kế cho khả năng trao đổi nhiệt.
Thuật toán làm việc:
- Không khí trong ống xả đi qua một bộ trao đổi nhiệt bao gồm các ống mà chất lỏng ethylene glycol lưu thông qua đó.
- Chất làm mát được bơm bằng bơm tuần hoàn vào cùng một bộ tản nhiệt được lắp đặt trong ống cấp.
- Chất lỏng truyền nhiệt cho không khí cấp đi qua tấm tản nhiệt.
- Quá trình bơm diễn ra liên tục.
Để điều chỉnh mức độ trao đổi nhiệt, giữa các ống vận chuyển được lắp đặt các van. Về nguyên tắc, điều này tương tự như sơ đồ điều chỉnh sự truyền nhiệt của bộ tản nhiệt sưởi ấm.
Với bất kỳ thiết kế nào của bộ thu hồi, nước ngưng tụ trong thiết bị. Để loại bỏ nó, phải cung cấp một thùng thu gom và một đường dẫn để xử lý thêm bên ngoài ngôi nhà hoặc vào hệ thống nước thải.
Các yếu tố chính của hệ thống thông gió
Thông gió thu hồi nhiệt trong nhà riêng không chỉ bao gồm một khối trao đổi nhiệt.
Hệ thống bao gồm:
- lưới bảo vệ;
- ống dẫn khí;
- các van;
- người hâm mộ;
- bộ lọc.
- cơ quan tự động hóa và điều khiển.
Các tấm lưới ngăn các vật lớn, chim và động vật gặm nhấm vô tình xâm nhập vào hệ thống, có thể gây tai nạn. Tùy chọn này có thể thực hiện được khi có vật lạ rơi vào cánh quạt. Hậu quả có thể là:
- lưỡi dao bị biến dạng và tăng độ rung (tiếng ồn);
- kẹt rôto quạt và cháy cuộn dây động cơ;
- mùi khó chịu từ động vật chết và thối rữa.
Tổng tiết diện của các khe hở lưới tản nhiệt không được nhỏ hơn đáng kể so với tiết diện của các ống dẫn khí, điều này dẫn đến giảm hiệu suất của toàn bộ hệ thống.
Các ống dẫn khí và phụ kiện (uốn cong, tees, bộ điều hợp) được mua cùng lúc, họ đang cố gắng mua sản phẩm từ một nhà sản xuất. Sự khác biệt về kích thước dẫn đến các khoảng trống tại các khớp nối, sự gián đoạn của dòng chảy và sự hỗn loạn.
Các ống dẫn khí dạng sóng không được sử dụng để thông gió với bộ thu hồi khí, tạo ra cản trở luồng không khí và tăng tiếng ồn trong quá trình vận hành.
Van không khí là cần thiết để thay đổi tạm thời các thông số chuyển động của không khí, ví dụ, chúng có thể được sử dụng để đóng kênh đầu vào trong khoảng thời gian đặc biệt lạnh giá khi bộ thu hồi không thể đối phó với việc làm nóng không khí đến nhiệt độ cần thiết.
Bộ lọc được lắp đặt trong tất cả các mô hình thông gió có phục hồi. Chúng bảo vệ thiết bị khỏi bụi đường và lông tơ của cây, chúng nhanh chóng làm tắc nghẽn các bộ trao đổi nhiệt.
Quạt có thể được lắp vào bộ thu hồi nhiệt hoặc lắp đặt trong ống dẫn. Khi tính toán phải xác định công suất yêu cầu của thiết bị.
Bạn không thể tiết kiệm khi mua quạt - các sản phẩm giá rẻ, chất lượng thấp không được thiết kế để hoạt động lâu dài.Khi quạt bị hao mòn, chúng phát ra tiếng ồn, dẫn đến rung lắc các bộ phận thông gió, gây khó chịu khi ở trong phòng.
Điều hòa vi khí hậu
Bộ thu hồi khí là một phần không thể thiếu của hệ thống cung cấp và thông gió thải tổng thể. Hoạt động của hệ thống không thể được cấu hình một lần và không được thay đổi trong toàn bộ thời gian hoạt động.
Các chế độ được thay đổi tùy theo mùa, nhiệt độ không khí và sức gió, các thông số khí hậu mong muốn trong phòng.
Hệ thống điều khiển bao gồm:
- Các đầu báo nhiệt độ, độ ẩm, khói được lắp đặt trong phòng và bên trong thiết bị. Quạt và các thiết bị điều khiển khác được bật hoặc tắt bằng lệnh từ cảm biến.
- Bộ truyền động và bộ truyền động của chúng điều khiển hoạt động của van, bộ giảm chấn, van cổng.
- Các thiết bị điều khiển hoạt động của quạt, máy bơm, tốc độ quay của các tấm rôto.
- Bộ điều khiển các thiết bị điều khiển phân tích tình hình trong nhà, bộ điều chỉnh điện áp để thiết bị hoạt động ổn định và chính xác.
- Bộ nguồn dự phòng trong trường hợp mất điện.
Chức năng chính của hệ thống điều khiển:
- cung cấp kiểm soát nhiệt độ không khí, có tính đến các thông số vi khí hậu, điều kiện bên ngoài, các chỉ số cảm biến;
- giám sát và thay đổi cường độ nhiệt độ của dòng chảy trước và sau thiết bị trao đổi nhiệt;
- quản lý chất lượng không khí, bao gồm cả hàm lượng CO2;
- bảo vệ chống đóng băng của bộ thu hồi;
- điều khiển quạt;
- tắt hệ thống thông gió của nguồn cung cấp trong trường hợp hỏa hoạn và bật hệ thống hút khói;
- giám sát trạng thái và đưa ra thông tin về trạng thái của các bộ lọc.
Bảng điều khiển được tạo riêng lẻ, có tính đến các điều kiện hoạt động, kích thước của tòa nhà và yêu cầu của chủ sở hữu bất động sản.
Quy tắc lựa chọn
Tiêu chí chính khi chọn một nhà máy là hiệu suất của nó. Rất khó để tự tính toán, vì vậy tốt hơn hết bạn nên liên hệ với các chuyên gia.
Các thông số quan trọng khi chọn:
- Hệ số hiệu quả, cho biết nhiệt độ của các luồng được phân phối lại như thế nào, chứ không phải là mức tiết kiệm nhiệt. Con số thực đang tiếp cận 65-80%. Các tuyên bố khoảng 90% và cao hơn không hơn gì các tuyên bố tiếp thị. Khoảng 15% nhiệt bị thất thoát qua hệ thống thông gió, vì vậy con số tiết kiệm 50% năng lượng không thể đúng.
- Chất liệu và độ dày của vỏ - Các thiết bị kim loại mỏng có thể bị rung và tăng tiếng ồn.
- Thông tin đáng tin cậy về hiệu suất của quạt, nó nên được chọn với biên độ khoảng 20%. Ở mức công suất tối đa được ghi trong hộ chiếu, quạt sẽ ngừng tạo ra áp suất cần thiết để lưu thông không khí.
- Thành phần và đặc điểm của hệ thống tự động hóa, khoảng thời gian có thể hoạt động khi mất điện.
- Bổ sung khả năng tự động hóa để điều khiển điều hòa không khí, tạo ẩm không khí, sưởi điện (nếu cần).
Một đơn vị thông gió với bộ thu hồi nhiệt, được chọn và cấu hình chính xác, sẽ giảm 10-15% hóa đơn năng lượng. Không có ích gì khi mong đợi tiết kiệm nhiều hơn. Đồng thời, sự thoải mái trong một ngôi nhà riêng hoặc căn hộ sẽ tăng lên đáng kể. Các thành phần từ các công ty nổi tiếng hoạt động lâu dài và không gặp sự cố với tính toán chính xác và tuân thủ các quy tắc lắp đặt.
