يصمم أصحاب المنازل الأكثر تفكيرًا نظامين للتهوية في مبانيهم في وقت واحد: نظام الجاذبية (الطبيعي) والميكانيكي مع استرداد الحرارة (قسري). في هذه الحالة ، يكون نظام التهوية الطبيعية طارئًا ويعمل في حالة حدوث أعطال في تشغيل وحدة مناولة الهواء ويستخدم بشكل أساسي في فترة غير ساخنة. يجب أن نتذكر أنه أثناء تشغيل نظام التهوية الميكانيكية ، يجب إغلاق قنوات التهوية بالجاذبية بإحكام. خلاف ذلك ، ستفقد فعالية التهوية القسرية.
أنواع وحدات استعادة الحرارة
يعد استرداد الحرارة في نظام تهوية الإمداد ظاهرة جديدة نسبيًا ولم ينتشر بعد. هناك عدة أنواع من الأجهزة ومجموعة كبيرة من الطرز لكل نوع. تؤدي تهوية الإمداد والعادم مع تسخين الهواء واسترداده الوظائف التالية:
- استرجاع الحرارة؛
- اقتصاد الوقود؛
- تقليل تكلفة المعدات ؛
- ضمان المعايير البيئية ؛
- تقليل تكاليف النقل ؛
- تقليل تكلفة تنظيف الغاز ؛
- تقليل تكلفة نظام التدفئة.
الروتاري (الأسطوانة)
المبادل الحراري مناسب للمناطق ذات المناخ القاسي. الحلة مصنوعة من رقائق الألومنيوم. بواسطة الحركات التدريجية ، تنتقل الحرارة من الهواء المستخرج إلى الهواء المزود:
- يتم نقل الحرارة إلى الهواء المزود ؛
- تيارات الخلط أقل من 0.1٪ ؛
- يعود الهواء الدافئ والمرطب.
تجف الغرف بدرجة أقل. صافي الطاقة 92٪.
جهاز التعافي الصفيحي
مصممة للمناطق ذات الظروف الجوية المعتدلة. يتم فصل التيارات العكسية لجهاز استرداد الألواح بواسطة رقائق الألومنيوم.
- يتم نقل الحرارة إلى الهواء المزود ؛
- التكثيف يتشكل ؛
- يتطلب تصريف المياه.
تسخن حرارة هواء العادم عبر ألواح الألمنيوم الهواء المزود. تتكثف الرطوبة على ألواح المبادل الحراري الذي يأتي من المبنى.
أثناء التسخين ، تكون كفاءة المبادل الحراري صفرية ، ولا يحدث استرداد للحرارة. تنخفض الكفاءة الإجمالية لوحدة مناولة الهواء. يستعيد النظام ما يصل إلى 95٪ من الحرارة.
أنابيب حرارية
يتم إنتاج هذا النوع كأنبوب مغلق بإحكام من مادة ذات توصيل حراري جيد. يسكب الفريون بالداخل. يوضع جهاز التعافي عموديًا في القناة (يجوز تثبيته بدرجة صغيرة). يتم وضع الطرف السفلي في الغطاء ، والطرف العلوي في تهوية الإمداد.
يتدفق الهواء الدافئ عبر القناة السفلية أسفل الأنبوب. يغلي الفريون ، تدخل الأبخرة إلى الجزء العلوي وتلتقي بهواء الإمداد ، مما يؤدي إلى امتصاص الحرارة من الفريون. يستقر المكثف في قاع الأنبوب وتتكرر الدورة. ميزة: لا توجد أجزاء متحركة. العيب: أداء ضعيف ، يعمل النظام على الفريون.
جهاز وسيط للحرارة
يستخدم الماء أو محلول خاص كحامل حرارة.
- يتم ربط اثنين من المبادلات الحرارية بواسطة خطوط الأنابيب ؛
- واحد منهم في القناة التي تجذب الهواء وتتلقى الحرارة ؛
- تمر الحرارة عبر المبرد إلى المبادل الحراري الثاني ، الموجود في قناة هواء الإمداد ، حيث يتم التسخين.
لا تختلط التيارات مع بعضها البعض ، ولكن الناقل الحراري الوسيط يقلل الكفاءة بنسبة تصل إلى 50٪. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن زيادة الكفاءة باستخدام المضخة.ميزة الناقلات الحرارية الوسيطة هي أنه يمكن تركيب المبادلات الحرارية على مسافة من بعضها البعض. يتم التثبيت رأسياً وأفقياً.
مبادل حراري أرضي
يتم تقليل تكلفة تشغيل النظام بنسبة 5-10٪. في حالة عدم وجود مبادل حراري أرضي ، يدخل الهواء الداخل إلى نظام الاسترداد مباشرة من الشارع. يتم وضع أنبوب بمبادل حراري أرضي على عمق حوالي مترين في الأرض. تظل درجة حرارة الهواء الأقل من درجة التجمد للتربة ثابتة دائمًا في منطقة + 10 درجة مئوية.
ينتقل الهواء عبر الأنبوب الموجود في الأرض ويدخل في استرداد الحرارة. من الأسهل بكثير تعويض الاختلافات في درجات الحرارة. يتم تشغيل عناصر التسخين بشكل أقل ، ويصبح توفير الحرارة أكبر.
يجب عمل المبادل الحراري الأرضي حسب المشروع. اعتمادًا على مساحة المنزل ، يتم تحديد نظام الاسترداد ، والذي يأخذ حجمًا معينًا من الهواء من الشارع ويمرره عبر المبادل الحراري الأرضي بالكامل ، ويسخنه. من المهم استشارة مصمم متمرس. هو الذي سيكون قادرًا على حساب طول القناة وعمقها.
أنواع
سخانات المياه ، حسب قسم عناصر التسخين ، مستطيلة ومستديرة. تتميز سخانات المياه المستطيلة بنقل حرارة أعلى ويتم تركيبها في أنظمة التهوية الصناعية.
في المقابل ، الكهرباء أسهل في التركيب والتوصيل.
الاختلافات بين سخانات المياه
سخانات المياه المستخدمة في الحياة اليومية أكثر إحكاما وخفيفة الوزن وأقل قوة. تسمح ميزات التصميم الخاصة بهم بالتثبيت في مجموعة متنوعة من الأماكن ، بما في ذلك أسقف المباني - الشيء الرئيسي هو توفير الوصول المجاني للخدمة.
المواصفات التي يجب الانتباه إليها عند الاختيار
- الأجهزة المعدنية فعالة في التشغيل حتى -10 درجة مئوية. في درجات الحرارة المنخفضة ، ينخفض الأداء بشكل ملحوظ. نتيجة لذلك ، يتم استخدام عناصر التسخين المسبق الكهربائية ؛
- عند الاختيار ، يجب أن تدرس سمك العلبة ، مادة الجسور الباردة. يخضع سمك 3 سم لعزل إضافي عندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية إلى أقل من -5 درجة مئوية. سيتعين عليك مضاعفة استخدام المواد العازلة إذا كان الإطار مصنوعًا من الألومنيوم ؛
- انتبه بشكل خاص لقيم التدفق الحر للمراوح. قد يحدث أن الرأس قد يكون غائبًا تمامًا عند 500 متر مكعب. يكتشف المستهلكون هذا ، كقاعدة عامة ، عندما يفشل جهاز التعافي ؛
- إضافة كبيرة عندما يمكن توصيل وظائف إضافية بالنظام التلقائي. بفضل الأتمتة المحسنة ، يتم تقليل تكاليف التشغيل وزيادة تشغيل الجهاز بالكامل ؛
- المؤشر الرئيسي لتحديد جهاز التعافي الذي يجب اختياره هو ضغط التهوية والطاقة. يتم إجراء حساب أولي لمقدار الهواء الذي يجب أن يدخل المنزل في ساعة واحدة.
الانتعاش والتهوية
يجدر الانتباه بشكل خاص إلى حقيقة أنه في أنظمة التهوية التي تحتوي على جزء من هواء العادم ، يتم أيضًا استخراج جزء من الحرارة من الغرفة. وهذه الطاقة الحرارية هي التي تعود.
تُستخدم هذه الأنظمة بشكل فعال في المصانع الكبيرة وفي ورش العمل الكبيرة ، لأنه من أجل ضمان درجة الحرارة المثلى لمثل هذه المباني في فصل الشتاء ، تحتاج إلى تعريض نفسك لتكاليف كبيرة. تتيح هذه التركيبات أيضًا إمكانية التعويض بشكل كبير عن هذه الخسائر وتقليل التكاليف.
حتى في منزل خاص ، ستكون أنظمة التهوية مع استعادة الحرارة مناسبة جدًا اليوم. حتى في المنزل الفردي ، يتم إجراء التهوية دائمًا وعندما يدور الهواء ، تتم إزالة الحرارة أيضًا من أي غرفة بنفس الطريقة. توافق على أنه من المستحيل ببساطة إغلاق المبنى بالكامل وبالتالي تجنب أي فقد للحرارة.
عملية الانتعاش
اليوم ، يجب استخدام هذه الأنظمة حتى في منزل خاص للأسباب التالية:
- لإزالة الهواء بسرعة مع خليط كبير من ثاني أكسيد الكربون ؛
- لتدفق الكمية المطلوبة من الهواء النقي إلى أماكن المعيشة ؛
- للقضاء على الرطوبة العالية في الغرف ، وكذلك القضاء على الروائح الكريهة ؛
- لتوفير الحرارة
- وأيضاً لإزالة الأتربة والكائنات الدقيقة الضارة التي قد تحتويها.
أجهزة التعافي على الأسطح
تُستخدم وحدات التهوية هذه في منشآت ذات مساحة عمل كبيرة. يقومون بتصفية وتسخين وتزويد المبنى بالهواء. يتم تنظيم درجة حرارة الهواء بواسطة سخان مجرى الهواء أو مبرد. يتم تنفيذ تدفقه جزئيًا أو كليًا من خلال هيكل لوحة جهاز التعافي.
صفة مميزة
يتم تثبيت أنظمة تهوية الإمداد والعادم على أسقف المباني من خلال الفتحات الموجودة فيها. تقوم أجهزة الاسترداد باستخراج الهواء المستخدم الذي تم تجميعه من السقف وإطلاقه في الغلاف الجوي ، ويتم نقل حرارته إلى الطائرة القوية القادمة. يتم توجيه مصدر الهواء مباشرة إلى السقف أو توجيهه إلى منطقة العمل. يمكن أن يكون جهاز التعافي وحدة متكاملة في مخطط التهوية العام للمنشأة بأكملها. الجهاز سهل التشغيل.
تصميم
نماذج الوحدات مصنوعة من طاقة مختلفة ، والتي تقاس بحجم الهواء المار بالمتر المكعب في الساعة. قاعدة الجهاز عبارة عن هيكل لوحة إطار مصنوع من مقاطع الألمنيوم. السماكة المثلى لألواح المبادل الحراري حوالي 0.2 مم. لعزل الصوت والحرارة ، تم تغطية جدران العلبة بالصوف المعدني. أجهزة الاسترداد مجهزة بأقسام كهربائية ومائية وغازية للتدفئة. الكفاءة المحققة حوالي 65٪. تركيب تهوية العرض والعادم لا يسبب أي صعوبات. للقيام بذلك ، من الضروري عمل نافذة في السقف وتقوية الهيكل - "زجاج" من أجل التوزيع الصحيح للحمل. تركيب جهاز التعافي على السطح لا يشغل الحجم المفيد للمبنى.
جدوى جهاز التعافي في التهوية
من الممكن التحدث عن استصواب ترتيب التهوية الاستشفائية من خلال تقييم كفاءة النظام ومقارنة مزاياه بالعيوب.
يتم أخذ جزء من الحرارة من هواء العادم المسحوب إلى الخارج ونقله إلى النفاثات النفاثة القسرية الموجهة داخل الغرفة. هذا يسمح لك بتقليل فقد الحرارة حتى 70٪ (+)
تعتبر الحاجة إلى استخدام استرداد الحرارة أكثر أهمية في المباني التي تستخدم شفط الهواء القسري. كقاعدة عامة ، هذه هياكل منخفضة القصور الذاتي تم بناؤها باستخدام تقنيات العزل الحراري المبتكرة (منازل مصنوعة من ألواح الساندوتش ، ألواح سيليكات الغاز ، كتل الرغوة).
في مثل هذه المباني ، تتراكم الحرارة على الجدران بشكل سيئ ، ويكون تبادل الهواء الطبيعي غير فعال.
ومع ذلك ، فإن مشاكل دوران الهواء تعتبر نموذجية للمباني "التقليدية" المصنوعة من الطوب والخرسانة. إن وجود نوافذ PVC عازلة للحرارة والصوت يمنع الدورة الدموية مع دافع طبيعي - يتوقف تدفق الهواء النقي ، وتنقلب المسودة في قناة التهوية أو تميل إلى الصفر.
الحل لمشكلة "النوافذ الأوروبية" هو تنظيم التهوية القسرية. يستعيد النظام تبادل الهواء ، ولكن يزيد فقدان الحرارة بنسبة تصل إلى 60٪. وهنا لم يعد من الممكن الاستغناء عن الاسترداد الحراري.
يتم التعبير عن كفاءة عملية التبادل كنسبة مئوية ويوضح مقدار الحرارة المنفقة من هواء الاستخراج لتسخين "التدفق" الجديد
مؤشر كفاءة استرداد حرارة التهوية:
- 0% - نافذة مفتوحة - تتم إزالة الهواء الدافئ في الغلاف الجوي ، ويدخل الهواء البارد إلى الداخل ، مما يؤدي إلى خفض درجة الحرارة إلى الغرفة ؛
- 100% - يتم تسخين هواء الإمداد إلى درجة حرارة "إيقاف التشغيل" - من المستحيل تقنيًا تنفيذه ؛
- 30-90% - معامل مقبول ، الاسترداد بكفاءة 60٪ أو أكثر يعتبر جيداً ، كفاءة أعلى من 80٪ - تبادل حراري ممتاز.
تعتمد كفاءة النظام على نوع جهاز التعافي وحجم الغرفة ومعدل تدفق الهواء. على أي حال ، فإن استخدام التهوية الاستشفائية ، حتى بكفاءة 30 ٪ ، هو أكثر ربحية من عدم وجودها. بالإضافة إلى التوفير الكبير في الطاقة ، يعمل "تجديد" الحرارة على تحسين المناخ الداخلي العام.
عيوب استخدام المبادل الحراري:
- التقلب. شراء معدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء له ما يبرره إذا كان استهلاك الكهرباء أقل بكثير من المدخرات بعد تركيب جهاز التعافي.
- سقوط التكثيف. بسبب اختلاف درجة الحرارة ، يمكن أن تتكثف الرطوبة على جدران المبادل الحراري. في فصل الشتاء ، هناك إمكانية للتجمد ، وهو أمر محفوف بانخفاض سريع في كفاءة أو فشل جهاز التعافي.
- عمل صاخب. تنبعث بعض الطرز من همهمة أثناء التشغيل. إذا لم يكن هذا العيب ملحوظًا خلال النهار ، فإن الضوضاء تسبب عدم الراحة في الليل. أجهزة التعافي ذات العزل المحسن هادئة.
غالبًا ما يكون الاستثمار الأولي المرتفع هو الحجة الرئيسية ضد التهوية الموفرة للطاقة.
يُنصح بالاستثمار في نظام سيؤتي ثماره في غضون 5-8 سنوات. تجدر الإشارة إلى أنه سيتعين تحمل تكاليف إضافية للحفاظ على المجمع ، على سبيل المثال ، الاستبدال الدوري للمراوح
جهاز التعافي مع دوران الماء
صفة مميزة
حامل الطاقة الحرارية عبارة عن ماء أو مضاد للتجمد يتم توفيره لوحدة الإمداد من مبادل حراري منفصل للعادم. إن تشغيل جهاز تعافي دورة المياه مشابه لعملية تسخين المياه. تصل كفاءة عمل المبادل الحراري للوحة مع دوران الماء إلى 50-65٪. نادرًا ما يتم استخدام تهوية الإمداد والعادم مع أجهزة استرداد من هذا النوع عندما يكون من الممكن تجميع خط التبادل الحراري. يتطلب تشغيل هذا النظام مراقبة متكررة. نقطة الضعف هي وجود مضخة تقوم بتدوير المبادل الحراري. بالإضافة إلى العقد الإضافية التي تنظم عمل النظام. تزيد من استهلاك الطاقة. مع وجود مسافة كبيرة بين المبادلات الحرارية للتزويد والعادم ، فإنه من غير العملي استخدام هذا الخيار. يقوم جهاز التعافي فقط بوظيفة التبادل الحراري دون تحويل الرطوبة.
تصميم
الوحدات الرئيسية لنظام تهوية الإمداد والعادم مع استرداد الحرارة هما مبادلان حراريان. يتم تثبيتها بشكل منفصل في مجاري الهواء لتزويد واستخراج الهواء. قم بتوصيلهم بأنبوب مرن معزول. يسمح باختيار أسهل لموقع العقد وتثبيت النظام. تم تجهيز جهاز التعافي بدورة المياه بمضخة وخزان تمدد وجهاز تحكم ومؤشر ضغط. مجسات درجة الحرارة. صمامات الهواء والأمان والتحكم. عند تثبيت نظام استرداد واحد ، يمكن توصيل العديد من ناقلات الحرارة. تضمن مسارات العادم وتدفق الهواء المختلفة أن جهاز التعافي يعمل دون تشكيل آثار الجليد. يتم استبعاد نقل الملوثات عن طريق الهواء الخارج إلى تيار المدخل.
المبادلات الحرارية للوحة
أبسط التصاميم لأنظمة التهوية. يتكون المبادل الحراري على شكل غرفة ، مقسمة إلى قنوات منفصلة موازية لبعضها البعض. يوجد بينهما حاجز رفيع يشبه الصفيحة ، وله خصائص عالية في توصيل الحرارة.
يعتمد مبدأ التشغيل على تبادل حرارة تدفق الهواء ، أي هواء العادم الذي يتم إزالته من الغرفة ويتخلى عن حرارتها إلى هواء الإمداد الذي يدخل المنزل دافئًا بالفعل ، وذلك بفضل هذا التبادل.
تشمل مزايا هذه التقنية ما يلي:
التبادل الحراري مع جهاز التعافي
- تكوين جهاز بسيط ؛
- الغياب التام لأي أجزاء متحركة ؛
- كفاءة عالية في العمل.
حسنًا ، أحد أهم العوائق في تشغيل جهاز التعافي هذا هو تكوين المكثفات على اللوحة نفسها. عادة ، يجب تثبيت هذه المبادلات الحرارية بشكل إضافي مع فواصل قطيرات خاصة. هذه معلمة ضرورية ، لأنه في فصل الشتاء يمكن أن يتجمد المكثف ويوقف الجهاز. هذا هو السبب في أن بعض الأجهزة من هذا النوع تحتوي على أنظمة إزالة الجليد المدمجة.
مشاكل تثبيت النظام
لا توجد عمليا أي مشاكل محتملة مرتبطة باستخدام هذه المعدات. يتم تحديد بعضها من قبل الشركة المصنعة ، والبعض الآخر يصبح صداعًا للمشتري. تشمل المشاكل الرئيسية ما يلي:
- تشكيل التكثيف. تملي قوانين الفيزياء أن التكثيف يحدث عندما يمر الهواء ذو درجة الحرارة المرتفعة عبر بيئة مغلقة باردة. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة أقل من درجة التجمد ، فستبدأ الزعانف في التجمد. تحدد جميع المعلومات الواردة في هذه الفقرة انخفاضًا كبيرًا في كفاءة الجهاز.
- كفاءة الطاقة. جميع أنظمة التهوية التي تعمل جنبًا إلى جنب مع جهاز التعافي تعتمد على الطاقة. يحدد الحساب الاقتصادي الذي تم إجراؤه أن نماذج الاسترداد التي ستوفر طاقة أكثر من الإنفاق ستكون مفيدة فقط.
- فترة الاسترداد. كما ذكرنا سابقًا ، فقد تم تصميم الجهاز لتوفير الطاقة. أحد العوامل المحددة المهمة هو عدد السنوات التي يستغرقها شراء وتركيب أجهزة التعافي حتى يتم سدادها. إذا تجاوز المؤشر قيد النظر علامة 10 سنوات ، فلا فائدة من التثبيت ، لأنه خلال هذا الوقت ستحتاج عناصر أخرى من النظام إلى الاستبدال. إذا أظهرت الحسابات أن فترة الاسترداد هي 20 عامًا ، فلا ينبغي النظر في إمكانية تثبيت الجهاز.
يجب أن تؤخذ المشاكل المذكورة أعلاه في الاعتبار عند اختيار مبادل حراري ، والذي يوجد به عشرات الأنواع.
أنابيب حرارية
يجدر تسليط الضوء على نوع آخر من أجهزة التعافي. يعد استرداد الحرارة في المنزل باستخدام أنابيب الحرارة أمرًا فعالاً للغاية. هذه الأجهزة عبارة عن أنابيب مختومة مصنوعة من المعدن ، ولها خصائص عالية في توصيل الحرارة. يوجد داخل هذا الأنبوب سائل به درجة غليان منخفضة جدًا (يستخدم الفريون هنا عادة).
يتم دائمًا تثبيت مثل هذا المبادل الحراري في وضع عمودي ، حيث يقع أحد طرفيه في قناة العادم والآخر في قناة الإمداد.
مبدأ العملية بسيط. الهواء الدافئ المستخرج ، يغسل الأنبوب ، ينقل الحرارة إلى الفريون ، الذي يغلي ، يتحرك إلى أعلى ، مع الكثير من الحرارة. وهواء الإمداد الذي يغسل الجزء العلوي من الأنبوب يأخذ معه هذه الحرارة.
تشمل المزايا الكفاءة العالية والتشغيل الهادئ والكفاءة العالية. لذلك يمكنك اليوم التوفير بشكل كبير في تدفئة منزلك ، وإعادته جزئيًا.
تصنيع مبادل حراري عديم القيمة
مبادل حراري أرضي بدون مجرى
يشير المبادل الحراري الأرضي غير المرن إلى تصنيع حفرة يبلغ طولها حوالي 3-4 أمتار وعمق 80 سم. تمتلئ الحفرة بطبقة من الحصى ، والجزء العلوي مغطى بالخرسانة الرغوية. يتيح لك هذا التصميم الحصول على درجة حرارة داخل طبقة خاصة لن تختلف عن درجة الحرارة في الأرض على عمق 5 أمتار. بعد عمل الحفرة ، تحتاج إلى إزالة الأنبوب منه لتزويد الهواء النقي.
يتم تصنيع هذا الأنبوب الفرعي وفقًا لنفس المخطط المستخدم في المبادل الحراري للأنبوب. يجب أن ينتقل أنبوب آخر من طبقة خاصة إلى نظام تهوية المبنى. في مخطط بسيط ، يبدأ الهواء في الدوران. إنه ليس مرطبًا فحسب ، بل مطهّرًا أيضًا. ميزة التصميم هي زيادة الترشيح. الجانب السلبي هو كفاءة أقل من نظام الأنابيب.
