Теплообменник для вентиляции водяной в частный дом
Воздушный теплообменник на вентиляцию – особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, ее принцип работы
Вентиляция помещений — это процесс подачи свежего воздуха с одновременным выводом отработанного. При этом, удаляемый воздух выводится в нагретом виде, а температура свежей приточной струи может быть как довольно высокой в летнее время, так и весьма низкой в морозы. Идея использовать температуру отработанного воздуха для нагрева приточного воздуха возникла давно, существуют устройства, позволяющие это осуществить с той или иной степенью эффективности. Про возможность сэкономить на отоплении до 25% при помощи рекуператора мы написали в этой статье.
Чаще всего, используется горячий воздух из сушилок, дымовых труб, топочных камеры различного оборудования. В бытовых целях может использоваться теплый вытяжной воздух. Использование устройства преследует цель нагрева свежего приточного воздуха до определенной температуры, которую позволяет достичь отдающая среда.
В зависимости от эффективности нагрева теплый воздух может использоваться для разных целей:
Подача неподготовленного воздуха в жилые или производственные помещения создаст условия для интенсивного вывода тепла, что отразится на расходах на обогрев. Если воздух на улице имеет температуру -20°С, а кратность воздухообмена в помещении равна 1, то весь объем будет ежечасно полностью меняться, вызывая необходимость быстро нагревать его для обеспечения комфортной обстановки. Такая ситуация весьма неэкономична и вынуждает искать способы подготовки приточной струи. Основным из них является рекуперация.
Неразумно терять тепловую энергию удаляемого отработанного воздуха попусту, ее можно и нужно обратить на подготовку поступающего вновь приточного воздуха. Эта задача стала актуальной не так давно, основная причина ее возникновения — широкое распространение пластиковых или алюминиевых окон и дверей, конструкция которых исключает наличие неплотностей, не пропускает воздух внутрь и делает вентиляцию помещений весьма актуальным вопросом.
Недостаточный воздухообмен в помещениях — это плохое самочувствие людей, намокание стеновых материалов, возникновение конденсата и прочие неприятности, избавиться от которых помогают правильно организованные приточная и вытяжная вентиляционная система. На этом этапе и появляется задача подготовки поступающего свежего воздуха, повышения его температуры, иначе вместе со свежестью в помещении появится и мороз. Придется перегружать отопительные системы, чтобы удержать температуру в помещениях на приемлемом уровне, что означает повышенную нагрузку на оборудование и чрезмерные расходы на отопление.
Системы вентиляции, использующие рекуперативные методики, нуждаются в эффективном теплообменнике и в устройствах принудительного перемещения потоков воздуха — вентиляторах. Наличие этого оборудования автоматически означает потребность в электроэнергии. При этом, сами по себе рекуператоры (теплообменники) никакой энергии не потребляют и действуют в пассивном режиме, т.е. процесс передачи энергии происходит самостоятельно, контактными методами.
Тем не менее, их работа имеет несколько особенностей, из которых самой серьезной и требующей участия является образование конденсата. Процесс начинается после подачи теплого воздуха на холодные участки оборудования и продолжается до момента нагрева металла до определенной температуры. Учитывая, что обработке подвергается внутренний воздух, насыщенный водяными парами от готовящейся пищи и дыхания людей, объемы конденсата довольно велики и создают определенные проблемы при эксплуатации рекуператоров. Производители предпринимают определенные шаги, устанавливая различные клапана или датчики обледенения, что в какой-то степени решает вопрос, но проблема в целом остается и требует постоянного внимания со стороны владельца.
В числе других, менее важных, но существующих особенностей рекуперационных систем, является потребность в бесперебойной подаче электроэнергии. Несмотря на то, что сами по себе рекуператоры не нуждаются на в какой энергии извне и действуют в пассивном режиме, вентиляторы, обеспечивающие циркуляцию потоков, требуют подключения и постоянной подачи энергии, без которой система просто остановится.
Кроме того, важным показателем стане соотношение стоимости оборудования и величины экономии на обогреве помещений. Поскольку одной из целей рекуперации является снижение расходов на отопление, то стоимость оборудования должна быть оправдана этой экономией в течение обозримого времени, иначе никакого экономического эффекта покупка оборудования не принесет.
Определение эффективности системы необходимо производить перед приобретением или изготовлением системы, поскольку оградить себя от ненужных расходов и траты времени всегда полезно. Следует учитывать КПД устройства, его стоимость, чтобы сопоставить размер экономии и затрат. Так, пластинчатые теплообменники для частных домов малоэффективны и значительно уступают другим конструкциям.
Теплообменник для вентиляции используется для регулировки температуры воздуха, который втягивается в помещение из улицы. Воздух может нагреваться или охлаждаться, проходя через специальный прибор. Большим спросом пользуется теплообменник для вентиляции водяной, который прост в эксплуатации, экономичен и обеспечивает нормальные условия проживания в доме.
В зависимости от способа стабилизации температуры различают четыре вида устройств:
- Водяной. Для выработки тепла используется вода из системы отопления или специального прибора – калорифера;
- Электрический. Для выработки тепла используется сеть электроэнергии в доме;
- Грунтовый. Для выработки тепла или холода используется природная температура земли;
- Рекуператор. Для выработки тепла используются выходящие из дома газы.
Грунтовые устройства могут быть канальными или бесканальными. Канальные устройства являют собой комплекс подземных труб, которые втягивают воздух. Бесканальные устройства подразумевают прохождение воздуха через специальную нишу под землей. Традиционно используют гравий, который способен долго сохранять стабильную температуру. Теплообменник для вентиляции водяной и подземный канальный являются наиболее распространенными на территории России и стран СНГ.
Особенности водяного теплообменника
В водяных устройствах может быть от двух до четырех рядов для приточной вентиляции. Чем больше рядов в системе, тем лучше стабилизируется температура, из-за большей площади стенок, к которым соприкасается втягиваемый воздух. Но в четырехрядных теплообменниках меньше места для отопительной воды. Поэтому можно увеличить размер смесителя.
Недостатком водяных устройств является невозможность регулировки температуры втягиваемого воздуха. Подогрев воздушного потока напрямую зависит от нагрева системы отопления или калорифера. Для того, чтобы была возможность регулировать температуру воздуха, используют трехходовой кран.
Регулировка температуры трехходовым краном
Трехходовый смеситель направляет жидкость по малому или большому кругу. Кран может работать в трех режимах:
- Рециркуляция (большой круг);
- Циркуляция без смешивания (малый круг);
- Смешивание пополам.
Если большой круг достаточно прогрелся, систему можно остановить. Это указанно на инструкциях приборов. При нагретом помещении циркуляция происходит по малому кругу. Площадь теплоотдачи значительно уменьшается, что уменьшает интенсивность прогрева.
Трехходовые краны можно купить двух видов:
- Механический (ручной). Регулировка круга проводимости жидкости производится переключением рычага;
- Автоматический (с сервоприводом). Поток жидкости проходит через сервопривод, который меняет направление теплоносителя пультом, работающим от стандартной сети электропитания 220В.
В кране с сервоприводом задается температура, и устройство автоматически регулирует нагрев жидкости и воздуха в системе. Все большую популярность набирают теплообменники для вентиляции водяные, отечественного производства. На них также можно установить отечественные краны.
Проблемы в работе водяных теплообменников
Водяные теплообменники являются довольно уязвимыми элементом системы вентиляции. Большой проблемой является поломка калорифера. Он может выйти из строя, если:
- Температура воздуха на улице значительно ниже нуля. В таком случае калорифер замерзает и не может полноценно нагревать жидкость;
- Неправильная эксплуатация. Нельзя часто менять путь жидкости в системе;
- Система была подключена неправильно. Утечка воздуха или жидкости непременно приведет к поломке.
Установку теплообменника лучше доверить профессионалам. Монтаж элементов системы – дело не для новичка. Чтобы система работала бесперебойно, автоматика и защита должны быть настроены правильно.
Замена воздуха в помещении при разнице температур внутри и снаружи всегда грозит дискомфортом, а порой и вообще неприемлема. Поэтому изготовление теплообменников для вентиляции в некоторых случаях крайне необходимо для создания цивилизованных условий.
Подземный грунтовый теплообменник для системы вентиляции
Примечание. Электрический, грунтовый или водяной теплообменник для вентиляции предназначается для стабилизации температуры втягиваемого воздуха. Так, проходя через нагретый или охлаждённый прибор, воздушный поток может нагреваться или охлаждаться, в зависимости от температурного режима агрегата.
- Как мы уже говорили, есть три типа теплообменников по способу поддержания их температуры – это:
- электрический (преобразует электроэнергию в тепло или холод);
- водяной (использует температуры жидкого теплоносителя в отопительной системе или калорифере);
- грунтовый (использует естественную температуру верхнего слоя земной поверхности).
- Кроме того, подземные агрегаты тоже могут быть разными, то есть, канальными и бесканальными. Канальные установки подразумевают систему труб (каналов), закопанных под землю, через которые проходит втягиваемый воздух.
- А вот для бесканальной установки трубы нужны только для всаывания воздуха с поверхности и втягивания его в помещение — термообработка происходит в специальной нише, обычно заполненной гравием, но об этом ниже.
Примечание. Существует ещё один вид теплообменника — это рекуператор, что в переводе с латыни буквально означает получающий обратно или возвращающий. Это поверхностная установка, которая использует теплоту исходящих из помещения газов. То есть, втягиваемый воздух соприкасается с выталкиваемым потоком через тонкую стенку, поддерживая, таким образом, постоянную температуру.
В систему теплоснабжения может быть врезан двух-, трёх- или четырёхрядный водяной теплообменник для приточной вентиляции — именно такими их выпускает наша промышленность (возможно, что где-то есть и другие варианты). Большее количество рядов способствует увеличению площади для соприкосновения всасываемого воздуха с жидким теплоносителем (через стенку).
Но чем больше труб для воздуха, тем меньше места остаётся для пропускания жидкого теплоносителя, следовательно, здесь нужно либо существенно увеличивать размеры смесителя, либо находить золотую середину.
Т1 и Т2 — подающая и обратная труба системы отопления; Р1 и Р2 — измерители жидкостного давления в отопительной сети; 1 — смесительный узел (УСВК); 2 — водяной калорифер; 3 — трёхходовой клапан; 4 — насос для циркуляции; 5 — запорный вентиль; 6 — подающая и обратная труба от системы отопления к калориферу; 7 — обратный клапан; 8 — балансирующий вентиль; 9 — фильтр грубой очистки
Основная проблема теплообменников такого типа состоит в невозможности регулировать температуру всасываемого воздуха — она полностью зависит от нагрева калорифера, но выход есть. Для того чтобы была возможность регулировать температуру потока, устанавливают трёхходовой кран, который направляет жидкий теплоноситель по большому или по малому кругу.
А также может вообще останавливать его движение при достаточном нагреве большого круга, как того требует инструкция. То есть, если датчик показывает, что помещение нагрелось достаточно, то теплоноситель направляется на малый круг, таким образом, циркуляция продолжается, хотя площадь теплоотдачи практически аннулируется.
Принцип работы трёхходового крана
- механическими, где управление потоком теплоносителя производится вручную;
- автоматическим, где поток направляет сервопривод, работающий от сети 220В (его цена, конечно, значительно больше).
Последний вариант позволяет выставить определённую температуру, и регулировка отопления будет происходить в автоматическом режиме, тем самым поддерживая не только температуру воды, но и температуру всасываемого воздуха, который проходит через смеситель.
Грунтовые (подземные) системы
Устройство грунтового канального теплообменника
Очень выгоден в финансовом отношении грунтовый теплообменник для вентиляции, так как вы тратите средства исключительно на его установку и материалы, а тепловая энергия достаётся вам бесплатно, от недр земли.
Чаще всего для прокладки такой системы используют поливинилхлоридные (ПВХ) трубы диаметром 200-250 мм. Они предназначены для прокладки канализации — относительно дешевы и их очень удобно монтировать благодаря раструбам и уплотнительным резинкам. Кроме того, укладка канализационных труб на поворотах не требует никаких сварочных работ или склеивания — такие перепады возможны благодаря фитингам (уголкам, тройникам, четверикам и редукциям).
При прокладке труб под землей необходимо придерживаться определённой глубины, которая зависит от уровня промерзания грунта в данном регионе. Например, если в вашей местности почва в зимнее время промерзает на глубину одного метра, то тёплой она будет на полметра ниже.
Следовательно, монтаж следует проводить на полутора- или двухметровой глубине, где температура не опускается ниже 10⁰C. Также необходимо соблюдать уклон, примерно, 2 см/1м погонный, чтобы дать возможность стекать попадающему внутрь конденсату.
А вот, если вы хотите установить такую систему для собственного дома, то можете сделать её бесканальной. То есть вместо труб, зарытых под землю, вы будете использовать нишу, заполненную щебнем, которая и будет служить местом подогрева всасываемого воздуха.
Для этого вам опять-таки нужно знать глубину промерзания грунта в вашем регионе, чтобы, отступив от неё 0,5-1м вырыть котлован на 3,5-4м глубиной и где-то 80 см шириной. Яму заполняют гравием (чем крупнее фракция, тем лучше воздухообмен) именно на 3,5-4м, а остальное засыпают грунтом.
Для всасывания воздуха устанавливается вертикальная труба, а на выходе из каменного фильтра ещё одна труба для подачи в помещение. Примечательно, что ремонт теплообменников вентиляции, сделанных по такому типу, практически не требуется. А если вдруг и возникает такая необходимость, то это больше связано с очисткой или заменой всасывающей трубы, что не представляет особого труда.
Как видите, из всех перечисленных типов теплообменных систем легче всего своими руками соорудить бесканальный воздухопровод. Преимущество его состоит в том, что он фильтрует поток воздуха, но это же является и его недостатком, так как фильтр замедляет прохождение потока.
Теплообменник на дымоход для чиллера по принципу своего действия делится на 3 вида: смесительные, рекуперативные и регенеративные.
Каждый из таких типов водяного теплообменника обладает некоторыми особенностями, а поэтому хотелось бы рассмотреть данные варианты более детально.
Рекуперативные теплообменники. Именно такие устройства считаются наиболее распространенными. Здесь теплоносителям свойственно омывать стенку прибора со всех сторон и при этом обмениваться необходимым количеством теплоты. Процесс обмена теплом осуществляется на постоянной основе и обладает типичным стационарным характером.
Воздушный теплообменник, в основе которого лежит рекуператор подразделяется в зависимости от того, в каком направлении двигаются непосредственно теплоносители. В случае, когда наблюдается параллельное движение в одном и том же векторе, их принято считать прямоточными, и наоборот, в случае с противоположным движением, такое устройство называют противоточным рекуперативным теплообменником.
Существуют также теплообменники, где наблюдается перекрестный ток и перпендикулярная схема движения. Надо отметить, что это еще не все варианты теплообменника с рекуператором , так как имеются еще и устройства, с более сложной и нестандартной схемой движения.
Согласно особенностям конструкции рекуперативные теплообменники бывают с пластинчатыми и кожухотрубными типами поверхности. Также присутствуют данные приборы, в которых поверхность является вращающейся. Для них свойственно обладать высоким коэффициентом теплопередачи, что для водяного имеющего рекуператор крайне важно.
Регенеративные теплообменники. Суть работы такого типа устройства заключается в том, что одна и та же поверхность поддается обмыванию сначала горячими, а потом и холодными вариантами теплоносителя. Во время контакта с горячим теплоносителем, для стенки свойственно производить аккумуляцию тепла, после чего передавать ее уже холодному виду теплоносителя.
Такой воздушный прибор для чиллера внутри содержит специальную насадку. Как правило, такой элемент изготавливается из металла или кирпича, но иногда применяются и другие материалы.
Смесительные. В таком случае теплообменника 150 для чиллера характерным является явление перемешивания различных видов теплоносителей, так как во время функционирования прибора они вступают в непосредственный контакт между собой. В общем, процесс передачи тепла проходит в режиме стационара и сопровождается постоянным испарением ненужной жидкости.
Лучше всего смесительные варианты теплообменников 150 применять в тех случаях, когда можно быстро и легко разделить разные виды теплоносителей после того, как весь процесс передачи теплообмена завершиться. Например, среди подобных пар можно выделить воду и воздух.
В нынешнее время теплообменник на дымоход для чиллера применяется для любой системы, которая занимается охлаждением или нагревом жидкой среды. В общем, теплообменники марки 150 и другие достаточно широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, производственных предприятиях, где надо создать определенные условия для работы чиллера в частности и системы, в общем. Словом водяной теплообменник, имеющий рекуператор используется:
- на различных морских судах с целью опреснять типичную соленую воду;
- для системы отопления, водоснабжения;
- в процессе пастеризации хмельных напитков, а также молочных продуктов, соков и других продуктов питания, где есть такая необходимость во время производства;
- с целью осуществлять разного рода технологические процессы;
- для того чтобы охлаждать или наоборот нагревать разные продукты, изготовленные на основе нефти.
Многие предприятия предпочитают использовать водяной пластинчатый теплообменник 150, так как он является наиболее компактным, а соответственно наиболее удобным для монтажа. Кроме того, преимуществами такого теплообменника для всей системы является и то, что он работает с минимальными потерями давления и тепла и обладает высоким ККД.
Теплообменник для вентиляции
Для правильной работы системы необходимо подобрать такую модель теплообменника 150, чтобы она оказалась наиболее эффективной. Среди основных показателей такого устройства можно выделить – массу, габариты, степень тепловой производительности, отличия конструкции, условия теплообмена, физические и химические характеристики, рекуператор и его свойства, эстетическая привлекательность и другие.
Выбирая водяной теплообменник для чиллера надо учитывать следующие нюансы:
- Если наблюдается обмен двух газов и двух жидкостей, то лучше всего применить элементную модель теплообменника 150 для системы. Когда из-за габаритной конструкции нет возможности использовать такой вариант устройства, то можно выбрать кожухотрубчатый теплообменник.
- В случае, когда жидкость подогревается паром, желательно прибегнуть к использованию кожухотрубчатые приборы, в которых сначала пара доставляется в трубу, а потом уже и в пространство между трубами.
- Для предприятий, работающих в агрессивной среде – наиболее удачными вариантами считаются оросительные, рубашечные или погружные водяные аппараты для чиллера.
- В ситуации, когда условия теплообмена кардинально отличаются по разные стороны прибора, надо использовать плавниковые или ребристые трубчатые теплообменники для системы.
Показатели качества. Здесь необходимо обращать внимание на технический уровень. Различают относительный, абсолютный и перспективный. Наиболее эффективным для системы является теплообменник, имеющий рекуператор, где использован перспективный уровень. Но, для несложных систем вполне подойдут и первые два варианта теплообменников для чиллера.
Долговечность и надежность. Главными количественными показателями долговечности считаются период службы и технические характеристики. Если говорить о надежности, то такой показатель характеризуется свойством аппарата работать в нормальном режиме, не ломаясь, а в случае какой-то неполадки возможностью его отремонтировать в кратчайшие сроки.
Показатели эргономики и эстетики. Сегодня создаются такие водяные теплообменники, которые не только идеально работают, но и своим внешним видом не портят интерьер в том или ином помещении. Как правило, привлекательный внешний вид теплообменника 150 полностью соответствует экономичной и выгодной конструкции.
Наиболее важным аспектом в данном показателе является оттенок устройства. Таким образом, можно повлиять не только на эстетическую составляющую, но и на утомляемость сотрудника, а соответственно и на его трудоспособность.
Коэффициент полезного действия. Для любой системы важно чтобы рекуператор для чиллера работал с максимальной производительностью. Такой показатель рассчитывается достаточно легко – нужно количество теплоты, которое передается холодному типу носителя тепла от горячей части разделить на то количество теплоты, которое является максимально возможным для конкретного агрегата.
Для того чтобы теплообменник 150 работал как можно дольше и при этом не ломался за ним нужно ухаживать. Теплообменник своими руками почистить совсем не сложно, а главное – это четко соблюдать инструкцию. В первую очередь необходимо отключить полностью электрическое питание, чтобы в рекуператор и трубу не поступали никакие вещества.
Затем надо аккуратно снять крышку, защищающую элементы прибора, расположенные в его внутренней части. Теперь откручивается камера сгорания, и рекуператор на некоторое время теряет свою защиту. Если на протяжении долгого периода времени человек не чистил теплообменник 150, то ан его внутренних стенках будет большое количество пыли, которую нужно удались, например, с помощью пылесоса.
Теплообменник для вентиляции
Теперь можно приступать к чистке горелки с форсунками, расположенной снизу камеры. Для этого такую деталь теплообменника для чиллера нужно протереть влажной тряпкой. Здесь нужно действовать предельно аккуратно, так как если перестараться, то можно повредить некоторые детали и рекуператор не сможет уже полноценно функционировать.
Главной целью, которая преследуется на данном этапе, является добиться того, чтобы форсунки теплообменника 150 идеально пропускали потоки газа.
Промывать теплообменник для системы газового котла нужно как с внешней, так и с внутренней стороны. С такой целью используется обычная вода с применением химических средств, которые способны удалять накипь и ржавчину и теплообменник 150 на определенный период времени должен находиться в сосуде с этой водой.
Потом применяя сильный напор воды, остатки ненужных вещиц удаляются с теплообменника. В конечном итоге, система будет работать гораздо эффективнее
10 Апр 2019 admin 13