Αερισμός προσαγωγής-απαγωγής με ανάκτηση θερμότητας: αρχή λειτουργίας, επισκόπηση πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων

Η εισαγωγή φρέσκου αέρα κατά την ψυχρή περίοδο καθιστά αναγκαία τη θέρμανσή του για τη διασφάλιση του σωστού μικροκλίματος στους εσωτερικούς χώρους. Για την ελαχιστοποίηση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξαερισμός παροχής-απαγωγής με ανάκτηση θερμότητας.

Η κατανόηση των αρχών λειτουργίας του θα επιτρέψει τη μέγιστη αποτελεσματική μείωση των απωλειών θερμότητας, διατηρώντας παράλληλα επαρκή όγκο αέρα αντικατάστασης. Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε αυτό το ζήτημα.

Εξοικονόμηση ενέργειας σε συστήματα εξαερισμού

Την περίοδο φθινοπώρου-άνοιξης, κατά τον αερισμό των χώρων, σοβαρό πρόβλημα αποτελεί η μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εισερχόμενου και του εσωτερικού αέρα. Το ψυχρό ρεύμα κατευθύνεται προς τα κάτω και δημιουργεί δυσμενές μικροκλίμα σε κατοικίες, γραφεία και χώρους παραγωγής ή απαράδεκτη κατακόρυφη βαθμίδα θερμοκρασίας σε αποθήκη.

Μια διαδεδομένη λύση στο πρόβλημα είναι η ενσωμάτωση αερόθερμου στην προσαγωγή αέρα, με τη βοήθεια του οποίου θερμαίνεται το ρεύμα. Ένα τέτοιο σύστημα απαιτεί κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ ο σημαντικός όγκος του θερμού αέρα που εξέρχεται προς τα έξω οδηγεί σε σημαντικές απώλειες θερμότητας.

Ο αέρας που εξέρχεται με έντονο ατμό αποτελεί ένδειξη σημαντικών απωλειών θερμότητας, που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του εισερχόμενου ρεύματος.

Εάν οι αγωγοί προσαγωγής και απαγωγής αέρα βρίσκονται κοντά, τότε μέρος της θερμότητας του εξερχόμενου ρεύματος μπορεί να μεταφερθεί στο εισερχόμενο. Αυτό θα επιτρέψει τη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας από το αερόθερμο ή ακόμη και την πλήρη κατάργησή του. Η διάταξη που εξασφαλίζει την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ ρευμάτων αερίων διαφορετικής θερμοκρασίας ονομάζεται ανακτητής θερμότητας.

Τη θερμή περίοδο του έτους, όταν η θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα υπερβαίνει σημαντικά τη θερμοκρασία του δωματίου, ο ανακτητής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ψύξη του εισερχόμενου ρεύματος.

Διάταξη μονάδας με ανακτητή θερμότητας

Η εσωτερική διάταξη των συστημάτων εξαερισμού παροχής-απαγωγής με ενσωματωμένο ανακτητή θερμότητας είναι αρκετά απλή, επομένως είναι δυνατή η αυτόνομη αγορά και εγκατάσταση των επιμέρους στοιχείων τους. Σε περίπτωση που η συναρμολόγηση ή η αυτόνομη εγκατάσταση παρουσιάζει δυσκολίες, μπορεί κανείς να προμηθευτεί έτοιμες λύσεις, όπως τυπικές μονομπλόκ μονάδες ή προσαρμοσμένες προκατασκευασμένες κατασκευές κατόπιν παραγγελίας.

Το τυπικό διάγραμμα διάταξης συστήματος εξαερισμού προσαγωγής-εξαγωγής με εναλλάκτη θερμότητας τοποθετημένο σε ενιαίο περίβλημα μπορεί να συμπληρωθεί με άλλα εξαρτήματα κατά την κρίση του χρήστη.

Βασικά στοιχεία και οι παράμετροί τους

Το περίβλημα με θερμομόνωση και ηχομόνωση κατασκευάζεται συνήθως από λαμαρίνα χάλυβα. Σε περίπτωση επιτοίχιας τοποθέτησης, πρέπει να αντέχει την πίεση που δημιουργείται κατά τον αφρισμό των κενών γύρω από τη μονάδα, καθώς και να αποτρέπει τους κραδασμούς από τη λειτουργία των ανεμιστήρων.

Σε περίπτωση κατανεμημένης λήψης και προσαγωγής αέρα σε διάφορους χώρους, στο περίβλημα συνδέεται σύστημα αεραγωγών. Αυτό εφοδιάζεται με βαλβίδες και αποσβεστήρες για τη διανομή των ροών.

Ελλείψει αεραγωγών, στο στόμιο προσαγωγής από την πλευρά του δωματίου τοποθετείται σχάρα ή διαχύτης για τη διανομή της ροής αέρα. Στο στόμιο προσαγωγής από την πλευρά του δρόμου, τοποθετείται εξωτερική σχάρα εισαγωγής αέρα για την αποφυγή εισόδου πτηνών, μεγάλων εντόμων και υπολειμμάτων στο σύστημα εξαερισμού.

Την κίνηση του αέρα εξασφαλίζουν δύο ανεμιστήρες αξονικού ή φυγοκεντρικού τύπου. Παρουσία εναλλάκτη θερμότητας, η φυσική κυκλοφορία αέρα σε επαρκή όγκο είναι αδύνατη λόγω της αεροδυναμικής αντίστασης που δημιουργεί αυτό το εξάρτημα.

Η παρουσία εναλλάκτη θερμότητας προϋποθέτει την εγκατάσταση φίλτρων λεπτής καθαρισμού στην είσοδο και των δύο ροών. Αυτό είναι απαραίτητο για τη μείωση της έντασης απόφραξης των λεπτών καναλιών του εναλλάκτη από σκόνη και λιπαρές εναποθέσεις. Διαφορετικά, για την ομαλή λειτουργία του συστήματος θα πρέπει να αυξηθεί η συχνότητα των προληπτικών εργασιών.

Τα φίλτρα λεπτής καθαρισμού πρέπει να αλλάζονται ή να καθαρίζονται περιοδικά. Διαφορετικά, η αυξημένη αντίσταση στη ροή αέρα θα προκαλέσει βλάβη των ανεμιστήρων.

Ένας ή περισσότεροι εναλλάκτες θερμότητας καταλαμβάνουν τον κύριο όγκο της συσκευής προσαγωγής-εξαγωγής. Τοποθετούνται στο κέντρο της κατασκευής.

Σε περίπτωση ισχυρών παγετών τυπικών για την περιοχή και ανεπαρκούς απόδοσης του εναλλάκτη θερμότητας για τη θέρμανση του εξωτερικού αέρα, μπορεί να εγκατασταθεί επιπλέον θερμάστρα (καλοριφέρ). Επίσης, κατά περίπτωση, τοποθετούνται υγραντήρας, ιονιστής και άλλες συσκευές για τη δημιουργία ευνοϊκού μικροκλίματος στον χώρο.

Τα σύγχρονα μοντέλα προβλέπουν την ύπαρξη ηλεκτρονικής μονάδας ελέγχου. Οι σύνθετες παραλλαγές διαθέτουν λειτουργίες προγραμματισμού τρόπων λειτουργίας ανάλογα με τις φυσικές παραμέτρους του αέρα. Οι εξωτερικές πάνελ έχουν ελκυστική εμφάνιση, χάρη στην οποία μπορούν να ενσωματωθούν καλά σε κάθε εσωτερικό χώρο.

Αντιμετώπιση του προβλήματος εμφάνισης συμπυκνώματος

Η ψύξη του εισερχόμενου αέρα από τον χώρο δημιουργεί προϋποθέσεις για αποδέσμευση υγρασίας και σχηματισμό συμπυκνώματος. Σε περίπτωση υψηλής ταχύτητας ροής, ένα μεγάλο μέρος της δεν προλαβαίνει να συσσωρευτεί στον ανακτητήρα και εξέρχεται προς τα έξω. Με αργή κίνηση του αέρα, ένα σημαντικό μέρος του νερού παραμένει στο εσωτερικό της συσκευής. Επομένως, πρέπει να εξασφαλιστεί η συλλογή της υγρασίας και η απομάκρυνσή της εκτός του περιβλήματος του συστήματος τροφοδοσίας-εξαγωγής.

Η στοιχειώδης συσκευή για τη συλλογή και απομάκρυνση του συμπυκνώματος είναι ένας δίσκος που βρίσκεται κάτω από τον ανακτητήρα με κλίση προς την οπή αποχέτευσης.

Η απομάκρυνση της υγρασίας γίνεται σε κλειστό δοχείο. Τοποθετείται μόνο εντός του χώρου για να αποφευχθεί η κατάψυξη των καναλιών εκροής σε αρνητικές θερμοκρασίες. Δεν υπάρχει αλγόριθμος αξιόπιστου υπολογισμού του όγκου νερού που λαμβάνεται κατά τη χρήση συστημάτων με ανακτητήρα, επομένως προσδιορίζεται πειραματικά.

Η εκ νέου χρήση του συμπυκνώματος για ύγρανση του αέρα δεν είναι επιθυμητή, καθώς το νερό απορροφά πολλούς ρύπους, όπως ο ανθρώπινος ιδρώτας, οι οσμές κ.λπ.

Μπορείτε να μειώσετε σημαντικά τον όγκο του συμπυκνώματος και να αποφύγετε τα προβλήματα που σχετίζονται με την εμφάνισή του, οργανώνοντας ένα ξεχωριστό σύστημα εξαγωγής από το μπάνιο και την κουζίνα. Ακριβώς σε αυτούς τους χώρους ο αέρας έχει τη μεγαλύτερη υγρασία. Εάν υπάρχουν πολλαπλά συστήματα εξαγωγής, η ανταλλαγή αέρα μεταξύ της τεχνικής και της οικιστικής ζώνης πρέπει να περιοριστεί με την εγκατάσταση βαλβίδων αντεπιστροφής.

Σε περίπτωση ψύξης του εξερχόμενου ρεύματος αέρα σε αρνητικές θερμοκρασίες, εντός του ανακτητήρα το συμπύκνωμα μετατρέπεται σε πάγο, γεγονός που προκαλεί μείωση της ενεργού διατομής ροής και, κατά συνέπεια, μείωση του όγκου ή πλήρη διακοπή του εξαερισμού.

Για περιοδική ή εφάπαξ απόψυξη του ανακτητήρα, εγκαθίσταται ένα bypass – μια παράκαμψη για τη ροή του αέρα τροφοδοσίας. Κατά τη διέλευση της ροής παρακάμπτοντας τη συσκευή, σταματά η μεταφορά θερμότητας, θερμαίνεται ο εναλλάκτης θερμότητας και ο πάγος μετατρέπεται σε υγρό. Το νερό ρέει στο δοχείο συλλογής συμπυκνώματος ή εξατμίζεται προς τα έξω.

Η αρχή λειτουργίας του bypass είναι απλή, επομένως σε περίπτωση κινδύνου σχηματισμού πάγου, είναι σκόπιμο να προβλεφθεί μια τέτοια λύση, καθώς η απόψυξη του ανακτητήρα με άλλες μεθόδους είναι δύσκολη και χρονοβόρα.

Κατά τη διέλευση της ροής μέσω του bypass, δεν υπάρχει θέρμανση του αέρα τροφοδοσίας μέσω του ανακτητήρα. Επομένως, κατά την ενεργοποίηση αυτής της λειτουργίας, απαιτείται αυτόματη ενεργοποίηση του θερμαντήρα.

Χαρακτηριστικά διαφορετικών τύπων ανακτητών θερμότητας

Υπάρχουν αρκετές δομικά διαφορετικές παραλλαγές υλοποίησης της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ ψυχρού και θερμαινόμενου ρεύματος αέρα. Κάθε μία έχει τα δικά της διακριτικά χαρακτηριστικά, τα οποία καθορίζουν τον κύριο σκοπό για κάθε τύπο ανακτητήρα θερμότητας.

Πλακοειδής ανακτητής σταυρωτής ροής

Η βάση της κατασκευής του πλακοειδούς ανακτητήρα αποτελείται από λεπτότοιχα πάνελ, συνδεδεμένα εναλλάξ, ώστε να επιτρέπουν την εναλλαγή ρευμάτων διαφορετικής θερμοκρασίας μεταξύ τους υπό γωνία 90 μοιρών. Μία από τις τροποποιήσεις αυτού του μοντέλου είναι η συσκευή με πτερυγιωτούς αγωγούς για τη διέλευση του αέρα. Διαθέτει υψηλότερο συντελεστή ανταλλαγής θερμότητας.

Η εναλλακτική δίοδος του θερμού και ψυχρού ρεύματος αέρα μέσω των πλακών επιτυγχάνεται με την κάμψη των άκρων των πλακών και τη στεγανοποίηση των συνδέσεων με πολυεστερική ρητίνη.

Τα πάνελ ανταλλαγής θερμότητας μπορούν να κατασκευαστούν από διάφορα υλικά:

• ο χαλκός, ο ορείχαλκος και τα κράματα με βάση το αλουμίνιο έχουν καλή θερμική αγωγιμότητα και δεν υπόκεινται σε σκουριά·
• το πλαστικό από πολυμερές υδρόφοβο υλικό με υψηλό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας έχει χαμηλό βάρος·
• η υγροσκοπική κυτταρίνη επιτρέπει στο συμπύκνωμα να διαπερνά την πλάκα και να επιστρέφει στο χώρο.

Μειονέκτημα είναι η πιθανότητα σχηματισμού συμπυκνώματος σε χαμηλές θερμοκρασίες. Λόγω της μικρής απόστασης μεταξύ των πλακών, η υγρασία ή ο πάγος αυξάνουν σημαντικά την αεροδυναμική αντίσταση. Σε περίπτωση παγώματος, απαιτείται διακοπή της εισερχόμενης ροής αέρα για την απόψυξη των πλακών.

Τα πλεονεκτήματα των πλακοειδών ανακτητήρων είναι τα εξής:

• χαμηλό κόστος·
• Μεγάλη διάρκεια ζωής·
• μεγάλο διάστημα μεταξύ προληπτικής συντήρησης και ευκολία εκτέλεσής της·
• μικρές διαστάσεις και βάρος.

Αυτός ο τύπος ανακτητήρα είναι ο πιο διαδεδομένος για κατοικίες και γραφεία. Χρησιμοποιείται επίσης σε ορισμένες βιομηχανικές διεργασίες, όπως για τη βελτιστοποίηση της καύσης καυσίμου σε φούρνους.

Τύπος τυμπάνου ή περιστροφικός

Η αρχή λειτουργίας του περιστροφικού ανακτητήρα βασίζεται στην περιστροφή του εναλλάκτη θερμότητας, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχουν στρώσεις κυματοειδούς μετάλλου υψηλής θερμοχωρητικότητας. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το εξερχόμενο ρεύμα, ο τομέας του τυμπάνου θερμαίνεται και στη συνέχεια αποδίδει θερμότητα στον εισερχόμενο αέρα.

Ο λεπτοκυψελωτός εναλλάκτης θερμότητας του περιστροφικού ανακτητήρα είναι επιρρεπής σε απόφραξη, επομένως πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην ποιοτική λειτουργία των φίλτρων λεπτής καθαρισμού.

Τα πλεονεκτήματα των περιστροφικών ανακτητήρων είναι τα εξής:

• αρκετά υψηλή απόδοση σε σύγκριση με ανταγωνιστικούς τύπους·
• επιστροφή μεγάλης ποσότητας υγρασίας, η οποία ως συμπύκνωμα παραμένει στο τύμπανο και εξατμίζεται κατά την επαφή με τον εισερχόμενο ξηρό αέρα.

Αυτός ο τύπος ανακτητή χρησιμοποιείται σπανιότερα για κατοικίες σε διαμερισματικό ή εξοχικό αερισμό. Συχνά εφαρμόζεται σε μεγάλα λεβητοστάσια για την επιστροφή θερμότητας σε κλιβάνους ή για εκτεταμένους χώρους βιομηχανικής ή εμπορικής-ψυχαγωγικής χρήσης.

Ωστόσο, αυτός ο τύπος συσκευών έχει σημαντικά μειονεκτήματα:

• σχετικά περίπλοκη κατασκευή με κινούμενα μέρη, που περιλαμβάνει ηλεκτροκινητήρα, τύμπανο και ιμαντοκίνηση, η οποία απαιτεί συνεχή συντήρηση;
• αυξημένο επίπεδο θορύβου.

Μερικές φορές για συσκευές αυτού του τύπου συναντάται ο όρος “αναγεννητικός εναλλάκτης θερμότητας”, που είναι πιο σωστός από τον όρο “ανακτητής”. Αυτό συμβαίνει επειδή ένα μικρό μέρος του εξερχόμενου αέρα επιστρέφει λόγω της μη στεγανής εφαρμογής του τυμπάνου στο περίβλημα της κατασκευής.

Αυτό επιβάλλει πρόσθετους περιορισμούς στη δυνατότητα χρήσης συσκευών αυτού του τύπου. Για παράδειγμα, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μολυσμένος αέρας από κλιβάνους θέρμανσης ως φορέας θερμότητας.

Σύστημα σωλήνων και κελύφους

Ο ανακτητής σωληνωτού τύπου αποτελείται από λεπτότοιχους σωλήνες μικρής διαμέτρου τοποθετημένους σε μονωμένο περίβλημα, μέσω των οποίων εισέρχεται ο εξωτερικός αέρας. Μέσω του περιβλήματος γίνεται η απομάκρυνση της θερμής αέριας μάζας από τον χώρο, η οποία θερμαίνει την εισερχόμενη ροή.

Η απομάκρυνση του θερμού αέρα πρέπει να γίνεται μέσω του περιβλήματος και όχι μέσω του συστήματος σωλήνων, καθώς είναι αδύνατο να αφαιρεθεί το συμπύκνωμα από αυτούς.

Τα κύρια πλεονεκτήματα των σωληνωτών ανακτητών είναι τα εξής:

• υψηλή απόδοση, χάρη στην αρχή της αντίθετης ροής του φορέα θερμότητας και του εισερχόμενου αέρα;
• απλότητα κατασκευής και απουσία κινούμενων μερών εξασφαλίζει χαμηλά επίπεδα θορύβου και σπάνια ανάγκη συντήρησης;
• Μεγάλη διάρκεια ζωής·
• η μικρότερη διατομή μεταξύ όλων των τύπων συσκευών ανάκτησης.

Οι σωλήνες για συσκευή αυτού του τύπου είναι είτε από ελαφρά κράματα μετάλλων είτε, σπανιότερα, από πολυμερή. Αυτά τα υλικά δεν είναι υγροσκοπικά, επομένως, σε περίπτωση σημαντικής διαφοράς θερμοκρασίας των ροών, είναι πιθανός ο σχηματισμός έντονου συμπυκνώματος στο περίβλημα, το οποίο απαιτεί κατασκευαστική λύση για την απομάκρυνσή του. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι η μεταλλική πλήρωση έχει σημαντικό βάρος, παρά τις μικρές διαστάσεις.

Η απλότητα της κατασκευής του σωληνωτού ανακτητή καθιστά αυτόν τον τύπο συσκευών δημοφιλή για αυτοκατασκευή. Ως εξωτερικό περίβλημα χρησιμοποιούνται συνήθως πλαστικοί σωλήνες αεραγωγών, μονωμένοι με αφρό πολυουρεθάνης.

Διάταξη με ενδιάμεσο θερμοφορέα

Μερικές φορές οι αγωγοί προσαγωγής και απαγωγής αέρα βρίσκονται σε κάποια απόσταση μεταξύ τους. Αυτή η κατάσταση μπορεί να προκύψει λόγω τεχνολογικών χαρακτηριστικών του κτιρίου ή υγειονομικών απαιτήσεων για αξιόπιστο διαχωρισμό των ροών αέρα.

Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιείται ένα ενδιάμεσο μέσο μεταφοράς θερμότητας, το οποίο κυκλοφορεί μεταξύ των αεραγωγών μέσω ενός μονωμένου σωλήνα. Ως μέσο για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας χρησιμοποιείται νερό ή ένα υδατογλυκολικό διάλυμα, η κυκλοφορία του οποίου εξασφαλίζεται από τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας.

Ο ανακτητής θερμότητας με ενδιάμεσο μέσο μεταφοράς θερμότητας αποτελεί μια ογκώδη και ακριβή συσκευή, της οποίας η χρήση δικαιολογείται οικονομικά για χώρους με μεγάλες επιφάνειες.

Σε περίπτωση που υπάρχει δυνατότητα χρήσης άλλου τύπου ανακτητή, είναι προτιμότερο να μην εφαρμόζεται σύστημα με ενδιάμεσο μέσο μεταφοράς θερμότητας, καθώς παρουσιάζει τα ακόλουθα σημαντικά μειονεκτήματα:

• χαμηλό βαθμό απόδοσης σε σύγκριση με άλλους τύπους συσκευών, γι' αυτό και δεν χρησιμοποιούνται σε μικρούς χώρους με χαμηλή ροή αέρα·
• σημαντικό όγκο και βάρος ολόκληρου του συστήματος·
• ανάγκη για πρόσθετη ηλεκτρική αντλία κυκλοφορίας υγρού·
• αυξημένο θόρυβο από τη λειτουργία της αντλίας.

Υπάρχει μια τροποποίηση αυτού του συστήματος, όπου αντί για εξαναγκασμένη κυκλοφορία του υγρού εναλλαγής θερμότητας χρησιμοποιείται ένα μέσο με χαμηλό σημείο βρασμού, όπως το φρέον. Σε αυτήν την περίπτωση, η κίνηση στο κύκλωμα είναι δυνατή με φυσικό τρόπο, αλλά μόνο εάν ο αγωγός τροφοδοσίας βρίσκεται πάνω από τον αγωγό εξαγωγής.

Ένα τέτοιο σύστημα δεν απαιτεί πρόσθετο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά λειτουργεί για θέρμανση μόνο σε σημαντική διαφορά θερμοκρασίας. Επιπλέον, απαιτείται ακριβής ρύθμιση του σημείου αλλαγής της φυσικής κατάστασης του υγρού εναλλαγής θερμότητας, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη δημιουργία της απαιτούμενης πίεσης ή ενός συγκεκριμένου χημικού μείγματος.

Βασικές τεχνικές παράμετροι

Γνωρίζοντας την απαιτούμενη απόδοση του συστήματος εξαερισμού και τον βαθμό απόδοσης της ανταλλαγής θερμότητας του ανακτητή, είναι εύκολο να υπολογιστεί η εξοικονόμηση στη θέρμανση του αέρα για έναν χώρο σε συγκεκριμένες κλιματικές συνθήκες. Συγκρίνοντας το πιθανό όφελος με το κόστος αγοράς και συντήρησης του συστήματος, μπορεί κανείς να επιλέξει τεκμηριωμένα υπέρ ενός ανακτητή ή μιας τυπικής θερμάστρας αέρα.

Συχνά οι κατασκευαστές εξοπλισμού προσφέρουν μια σειρά μοντέλων, στην οποία οι μονάδες εξαερισμού με παρόμοια λειτουργικότητα διαφέρουν ως προς τον όγκο ανταλλαγής αέρα. Για κατοικίες, αυτή η παράμετρος πρέπει να υπολογίζεται σύμφωνα με τον πίνακα 9.1. του ΣΠ 54.13330.2016.

Συντελεστής απόδοσης

Ως συντελεστής απόδοσης του ανακτητή θερμότητας ορίζεται η αποτελεσματικότητα μεταφοράς θερμότητας, η οποία υπολογίζεται με τον ακόλουθο τύπο:

K = (Τ_π – Τ_ν) / (Τ_β – Τ_ν)

Όπου:

• Τ_π – θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στο χώρο·
• Τ_ν – θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα·
• Τ_β – θερμοκρασία του αέρα στο χώρο.

Η μέγιστη τιμή απόδοσης σε τυπική ταχύτητα ροής αέρα και συγκεκριμένο καθεστώς θερμοκρασίας αναγράφεται στην τεχνική τεκμηρίωση της συσκευής. Η πραγματική της απόδοση θα είναι ελαφρώς μικρότερη.

Σε περίπτωση αυτοκατασκευής εναλλάκτη θερμότητας πλακοειδούς ή σωληνοειδούς τύπου για την επίτευξη μέγιστης αποδοτικότητας μεταφοράς θερμότητας, είναι απαραίτητο να τηρούνται οι ακόλουθοι κανόνες:

• Την καλύτερη ανταλλαγή θερμότητας παρέχουν οι αντιροϊκές συσκευές, στη συνέχεια οι σταυροροϊκές, και τη μικρότερη – με μονοκατευθυντική κίνηση και των δύο ροών.
• Η ένταση της ανταλλαγής θερμότητας εξαρτάται από το υλικό και το πάχος των τοιχωμάτων που διαχωρίζουν τις ροές, καθώς και από τη διάρκεια παραμονής του αέρα εντός της συσκευής.

Γνωρίζοντας την απόδοση του εναλλάκτη θερμότητας, μπορείτε να υπολογίσετε την ενεργειακή του αποδοτικότητα σε διάφορες θερμοκρασίες εξωτερικού και εσωτερικού αέρα:

E (W) = 0,36 × P × K × (T_β – Τ_ν)

όπου P (m³/h) – η ροή αέρα.

Ο υπολογισμός της αποδοτικότητας του εναλλάκτη θερμότητας σε χρηματικό ισοδύναμο και η σύγκριση με το κόστος αγοράς και εγκατάστασης για μια διώροφη μονοκατοικία συνολικής επιφάνειας 270 m² δείχνει τη σκοπιμότητα εγκατάστασης ενός τέτοιου συστήματος.

Το κόστος των εναλλακτών θερμότητας με υψηλή απόδοση είναι αρκετά μεγάλο, έχουν πολύπλοκη κατασκευή και σημαντικές διαστάσεις. Μερικές φορές μπορεί κανείς να παρακάμψει αυτά τα προβλήματα εγκαθιστώντας πολλές απλούστερες συσκευές, έτσι ώστε ο εισερχόμενος αέρας να διέρχεται διαδοχικά μέσα από αυτές.

Παροχή αέρα του συστήματος εξαερισμού

Ο όγκος του διερχόμενου αέρα καθορίζεται από τη στατική πίεση, η οποία εξαρτάται από την ισχύ του ανεμιστήρα και των κύριων στοιχείων που δημιουργούν αεροδυναμική αντίσταση. Κατά κανόνα, ο ακριβής υπολογισμός του είναι αδύνατος λόγω της πολυπλοκότητας του μαθηματικού μοντέλου, επομένως για τυπικές μονομπλόκ κατασκευές διεξάγονται πειραματικές έρευνες, ενώ για μεμονωμένες συσκευές γίνεται επιλογή εξαρτημάτων.

Η ισχύς του ανεμιστήρα πρέπει να επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη την ικανότητα διέλευσης των εγκατεστημένων εναλλακτών θερμότητας οποιουδήποτε τύπου, η οποία στην τεχνική τεκμηρίωση αναφέρεται ως συνιστώμενη ταχύτητα ροής ή όγκος αέρα που διέρχεται από τη συσκευή ανά μονάδα χρόνου. Κατά κανόνα, η επιτρεπόμενη ταχύτητα αέρα εντός της συσκευής δεν υπερβαίνει την τιμή των 2 m/s.

Σε αντίθετη περίπτωση, σε υψηλές ταχύτητες στα στενά στοιχεία του εναλλάκτη θερμότητας, σημειώνεται απότομη αύξηση της αεροδυναμικής αντίστασης. Αυτό οδηγεί σε περιττή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, αναποτελεσματική προθέρμανση του εξωτερικού αέρα και μείωση της διάρκειας ζωής των ανεμιστήρων.

Το διάγραμμα της εξάρτησης της απώλειας πίεσης από την ταχύτητα ροής αέρα για πολλά μοντέλα αναθερμαντήρων υψηλής απόδοσης δείχνει μια μη γραμμική αύξηση της αντίστασης, επομένως είναι απαραίτητο να τηρείτε τις απαιτήσεις για τον συνιστώμενο όγκο αερισμού που αναφέρονται στην τεχνική τεκμηρίωση της συσκευής.

Η αλλαγή της κατεύθυνσης της ροής αέρα δημιουργεί πρόσθετη αεροδυναμική αντίσταση. Επομένως, κατά τη μοντελοποίηση της γεωμετρίας του αεραγωγού εντός του χώρου, είναι επιθυμητό να ελαχιστοποιήσετε τον αριθμό των στροφών των σωλήνων κατά 90 μοίρες. Οι διαχυτές για τη διάχυση του αέρα επίσης αυξάνουν την αντίσταση, επομένως είναι επιθυμητό να μην χρησιμοποιείτε στοιχεία με περίπλοκο σχέδιο.

Τα βρώμικα φίλτρα και σχάρες δημιουργούν σημαντικές παρεμποδίσεις στην κίνηση της ροής, επομένως πρέπει να καθαρίζονται ή να αντικαθίστανται περιοδικά. Ένας από τους αποτελεσματικούς τρόπους αξιολόγησης της απόφραξης είναι η εγκατάσταση αισθητήρων που παρακολουθούν τη διαφορά πίεσης σε σημεία πριν και μετά το φίλτρο.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Αρχή λειτουργίας του περιστροφικού και του αναθερμαντήρα πλακών:

Μέτρηση της απόδοσης του αναθερμαντήρα τύπου πλακών:

Τα οικιακά και βιομηχανικά συστήματα εξαερισμού με ενσωματωμένο αναθερμαντήρα απέδειξαν την ενεργειακή τους αποδοτικότητα στη διατήρηση της θερμότητας στους εσωτερικούς χώρους. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν πολλές προσφορές πώλησης και εγκατάστασης τέτοιων συσκευών, τόσο σε μορφή έτοιμων και δοκιμασμένων μοντέλων, όσο και κατά παραγγελία. Μπορείτε να πραγματοποιήσετε τον υπολογισμό των απαραίτητων παραμέτρων και να εκτελέσετε την εγκατάσταση μόνοι σας.

Εάν κατά την ενημέρωσή σας προέκυψαν ερωτήσεις ή βρήκατε ανακρίβειες στο υλικό μας, παρακαλώ αφήστε τα σχόλιά σας στο παρακάτω πλαίσιο.