열회수를 통한 공급 및 배기 환기 : 작동 원리, 장점 및 단점 검토
추운 기간 동안 신선한 공기를 공급하면 올바른 실내 미기후를 보장하기 위해 공기를 가열해야 합니다.에너지 비용을 최소화하기 위해 열 회수가 가능한 공급 및 배기 환기를 사용할 수 있습니다.
작동 원리를 이해하면 충분한 양의 대체 공기를 유지하면서 열 손실을 가장 효과적으로 줄일 수 있습니다. 이 문제를 이해하려고 노력합시다.
기사 내용:
환기 시스템의 에너지 절약
가을-봄 기간에 실내를 환기할 때 들어오는 공기와 내부 공기 사이의 온도 차이가 크다는 것이 심각한 문제입니다. 차가운 흐름이 급격하게 흘러 주거용 건물, 사무실 및 공장에 불리한 미기후를 생성하거나 창고에 허용할 수 없는 수직 온도 구배를 생성합니다.
문제에 대한 일반적인 해결책은 공급 환기에 통합하는 것입니다. 공기 히터, 흐름이 가열되는 도움으로. 이러한 시스템에는 에너지 소비가 필요하며, 외부로 빠져나가는 상당한 양의 따뜻한 공기로 인해 상당한 열 손실이 발생합니다.
공기 입구 및 출구 채널이 근처에 있으면 나가는 흐름의 열을 들어오는 흐름으로 부분적으로 전달할 수 있습니다.이렇게 하면 히터의 에너지 소비가 줄어들거나 완전히 제거됩니다. 서로 다른 온도의 가스 흐름 사이의 열 교환을 보장하는 장치를 회복기라고 합니다.
따뜻한 계절에는 외부 공기 온도가 실내 온도보다 훨씬 높을 때 복열 장치를 사용하여 유입되는 공기를 식힐 수 있습니다.
회복기를 갖춘 장치 설계
공급 및 배기 환기 시스템의 내부 구조 통합 회복기 매우 간단하므로 요소별로 독립적으로 구매하고 설치할 수 있습니다. 조립이나 자체 설치가 어려운 경우 표준 모노블록 또는 개별 조립식 구조 형태로 기성 솔루션을 구매하여 주문할 수 있습니다.
주요 요소 및 해당 매개변수
열 및 소음 차단 기능이 있는 본체는 일반적으로 강판으로 만들어집니다. 벽면 설치의 경우 기기 주변의 균열을 발포할 때 발생하는 압력을 견뎌야 하며, 팬 작동으로 인한 진동도 방지해야 합니다.
다양한 방에 공기 흡입 및 흐름이 분산된 경우 하우징에 연결 공기 덕트 시스템. 흐름을 분배하기 위한 밸브와 댐퍼가 장착되어 있습니다.
공기 덕트가 없는 경우 공기 흐름을 분산시키기 위해 방 측면의 공급구에 그릴이나 디퓨저를 설치합니다. 도로측 흡입구에는 외부형 공기 흡입 그릴을 설치하여 새, 대형 곤충, 이물질이 환기 시스템으로 유입되는 것을 방지합니다.
공기 이동은 두 개의 축 또는 원심 작용 팬에 의해 제공됩니다. 회복 장치가 있는 경우, 이 장치에서 발생하는 공기 역학적 저항으로 인해 충분한 양의 자연적인 공기 순환이 불가능합니다.
복열 장치의 존재에는 두 흐름의 입구에 미세 필터를 설치하는 것이 포함됩니다. 이는 먼지와 그리스 침전물로 인해 얇은 열교환기 채널이 막히는 정도를 줄이는 데 필요합니다. 그렇지 않은 경우 시스템이 완벽하게 작동하려면 예방 유지 관리 빈도를 높여야 합니다.
하나 이상의 복열 장치가 공급 및 배기 장치의 주요 공간을 차지합니다. 그들은 구조의 중앙에 장착됩니다.
해당 지역에 일반적으로 심한 서리가 내리고 외부 공기를 가열하는 회복기의 효율성이 부족한 경우 히터를 추가로 설치할 수 있습니다. 또한 필요한 경우 가습기, 이온화 장치 및 기타 장치를 설치하여 실내에 유리한 미기후를 조성합니다.
최신 모델에는 전자 제어 장치가 포함되어 있습니다. 복잡한 수정에는 대기 환경의 물리적 매개변수에 따라 작동 모드를 프로그래밍하는 기능이 있습니다. 외부 패널은 매력적인 외관을 가지고 있어 어떤 인테리어에도 잘 어울립니다.
결로 문제 해결
방에서 나오는 공기를 냉각하면 습기 방출과 결로 형성을 위한 전제 조건이 생성됩니다. 유속이 높은 경우에는 대부분 복열기에 축적될 시간이 없어 외부로 배출됩니다.공기의 움직임이 느리면 물의 상당 부분이 장치 내부에 남아 있습니다. 따라서 수분이 하우징 외부로 수집되어 제거되도록 보장할 필요가 있습니다. 공급 및 배기 시스템.
수분은 밀폐된 용기로 제거됩니다. 영하의 온도에서 유출 채널이 얼지 않도록 실내에만 배치됩니다. 복열 장치가 있는 시스템을 사용할 때 받는 물의 양을 신뢰할 수 있게 계산하는 알고리즘이 없으므로 실험적으로 결정됩니다.
응축수를 공기 가습을 위해 재사용하는 것은 바람직하지 않습니다. 물은 사람의 땀, 냄새 등 많은 오염 물질을 흡수하기 때문입니다.
욕실과 주방에 별도의 배기 시스템을 구성하면 응축수 양을 크게 줄이고 발생과 관련된 문제를 피할 수 있습니다. 공기의 습도가 가장 높은 곳은 바로 이 방입니다. 배기 시스템이 여러 개인 경우 체크 밸브를 설치하여 기술 구역과 주거 구역 간의 공기 교환을 제한해야 합니다.
배기 공기 흐름이 복열기 내부의 음의 온도로 냉각되면 응축수가 얼음으로 변하여 흐름의 개방 단면이 감소하고 결과적으로 부피가 감소하거나 환기가 완전히 중단됩니다.
복열 장치의 주기적 또는 일회성 제상을 위해 바이패스가 설치됩니다. 즉, 공급 공기 이동을 위한 바이패스 채널입니다. 흐름이 장치를 우회하면 열 전달이 중지되고 열 교환기가 가열되어 얼음이 액체 상태로 변합니다. 물은 응축수 수집 탱크로 흘러 들어가거나 외부에서 증발합니다.
흐름이 바이패스를 통과할 때 복열기를 통해 공급 공기가 가열되지 않습니다. 따라서 이 모드가 활성화되면 히터가 자동으로 켜져야 합니다.
다양한 유형의 회복기의 특징
차가운 공기 흐름과 가열된 공기 흐름 사이의 열 교환을 구현하기 위한 구조적으로 다른 여러 가지 옵션이 있습니다. 각각은 각 유형의 회복기의 주요 목적을 결정하는 고유한 특징을 가지고 있습니다.
판 직교류 회복기
플레이트 회복기의 설계는 서로 다른 온도의 흐름이 90도 각도로 교대로 통과하는 방식으로 번갈아 연결된 얇은 벽 패널을 기반으로 합니다. 이 모델의 변형 중 하나는 공기 통로용 핀 채널이 있는 장치입니다. 열전달 계수가 더 높습니다.
열교환 패널은 다양한 재료로 만들 수 있습니다.
- 구리, 황동 및 알루미늄 기반 합금은 열전도율이 좋고 녹이 슬지 않습니다.
- 열전도율이 높고 무게가 가벼운 소수성 고분자 소재로 만들어진 플라스틱;
- 흡습성 셀룰로오스는 응축물이 플레이트를 통과하여 다시 실내로 유입되도록 합니다.
단점은 저온에서 응축이 형성될 가능성이 있다는 것입니다.플레이트 사이의 거리가 작기 때문에 습기나 얼음으로 인해 공기 역학적 항력이 크게 증가합니다. 결빙되는 경우 접시를 따뜻하게 하기 위해 유입되는 공기 흐름을 차단해야 합니다.
플레이트 회복기의 장점은 다음과 같습니다.
- 저렴한 비용;
- 긴 서비스 수명;
- 예방 유지 보수와 구현 용이성 사이의 오랜 기간;
- 작은 크기와 무게.
이러한 유형의 회복기는 주거용 및 사무실 건물에서 가장 일반적입니다. 예를 들어 용광로 작동 중 연료 연소를 최적화하기 위해 일부 기술 프로세스에도 사용됩니다.
드럼 또는 회전식
회전식 복열기의 작동 원리는 열교환기의 회전을 기반으로 하며, 그 내부에는 열용량이 높은 주름진 금속층이 있습니다. 나가는 흐름과의 상호 작용의 결과로 드럼 부분이 가열되고, 이로 인해 들어오는 공기에 열이 방출됩니다.
회전식 회복기의 장점은 다음과 같습니다.
- 경쟁 유형에 비해 상당히 높은 효율성;
- 드럼에 응축 형태로 남아 있으며 유입되는 건조한 공기와 접촉하면 증발하는 다량의 수분이 반환됩니다.
이 유형의 회복기는 아파트 또는 별장 환기를 위해 주거용 건물에 덜 자주 사용됩니다. 이는 대형 보일러실에서 열을 용광로로 반환하거나 대규모 산업 또는 상업 시설에 사용되는 경우가 많습니다.
그러나 이러한 유형의 장치에는 다음과 같은 중요한 단점이 있습니다.
- 지속적인 유지 관리가 필요한 전기 모터, 드럼 및 벨트 드라이브를 포함하여 움직이는 부품이 포함된 비교적 복잡한 설계;
- 소음 수준이 증가했습니다.
때때로 이러한 유형의 장치의 경우 "재생 열교환기"라는 용어를 접할 수 있는데, 이는 "복원기"보다 더 정확합니다. 사실 배기 공기의 작은 부분은 드럼이 구조물 본체에 느슨하게 끼워져 있기 때문에 다시 돌아옵니다.
이로 인해 이 유형의 장치를 사용하는 기능에 추가 제한이 적용됩니다. 예를 들어 난방 난로의 오염된 공기는 냉각수로 사용할 수 없습니다.
튜브 및 케이싱 시스템
관형 복열기는 외부 공기가 유입되는 절연 케이스에 위치한 작은 직경의 얇은 벽 튜브 시스템으로 구성됩니다. 케이싱은 실내에서 따뜻한 공기를 제거하여 들어오는 흐름을 가열합니다.
관형 회복기의 주요 장점은 다음과 같습니다.
- 냉각수와 유입 공기의 역류 이동 원리로 인한 높은 효율성;
- 설계가 단순하고 움직이는 부품이 없기 때문에 소음 수준이 낮고 유지 관리가 거의 필요하지 않습니다.
- 긴 서비스 수명;
- 모든 유형의 복구 장치 중에서 단면적이 가장 작습니다.
이러한 유형의 장치에 사용되는 튜브는 경합금 금속이나 덜 일반적으로 사용되는 폴리머를 사용합니다. 이러한 물질은 흡습성이 없으므로 유동 온도의 상당한 차이로 인해 케이싱에 강렬한 응축이 형성될 수 있으며 이를 제거하려면 건설적인 솔루션이 필요합니다.또 다른 단점은 금속 충전재가 작은 크기에도 불구하고 상당한 무게를 갖는다는 것입니다.
관형 회복기 설계의 단순성으로 인해 이러한 유형의 장치는 자체 생산에 널리 사용됩니다. 폴리우레탄 폼 쉘로 절연된 공기 덕트용 플라스틱 파이프는 일반적으로 외부 케이싱으로 사용됩니다.
중간 절삭유가 있는 장치
때로는 급기 및 배기 덕트가 서로 어느 정도 떨어져 위치하는 경우도 있습니다. 이러한 상황은 건물의 기술적 특징이나 공기 흐름의 안정적인 분리를 위한 위생 요구 사항으로 인해 발생할 수 있습니다.
이 경우 절연 파이프라인을 통해 공기 덕트 사이를 순환하는 중간 냉각수가 사용됩니다. 물 또는 물-글리콜 용액은 열에너지를 전달하기 위한 매체로 사용되며 작동을 통해 순환이 보장됩니다. 열 펌프.
다른 유형의 복열 장치를 사용할 수 있다면 중간 냉각수를 사용하는 시스템을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 그 이유는 다음과 같은 중요한 단점이 있기 때문입니다.
- 다른 유형의 장치에 비해 효율성이 낮으므로 이러한 장치는 공기 흐름이 낮은 작은 공간에는 사용되지 않습니다.
- 전체 시스템의 상당한 부피와 무게;
- 액체를 순환시키기 위한 추가 전기 펌프의 필요성;
- 펌프에서 소음이 증가했습니다.
열 교환 유체의 강제 순환 대신 프레온과 같이 끓는점이 낮은 매체를 사용하는 경우 이 시스템이 수정되었습니다.이 경우 자연스럽게 윤곽을 따라 이동할 수 있지만 공급 공기 덕트가 배기 덕트 위에 위치하는 경우에만 가능합니다.
이러한 시스템은 추가 에너지 비용이 필요하지 않지만 상당한 온도 차이가 있을 때만 난방에만 작동합니다. 또한, 열교환 유체의 응집 상태가 변화하는 지점을 미세 조정하는 것이 필요하며, 이는 필요한 압력이나 특정 화학적 조성을 생성함으로써 달성할 수 있습니다.
주요 기술 매개변수
환기 시스템에 필요한 성능과 복열기의 열교환 효율을 알면 특정 기후 조건에서 실내 난방에 대한 절감액을 쉽게 계산할 수 있습니다. 잠재적인 이점을 시스템 구매 및 유지 관리 비용과 비교함으로써 회복기 또는 표준 공기 히터를 합리적으로 선택할 수 있습니다.
능률
회복기의 효율은 열 전달 효율로 이해되며 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
K = (티피 -티N) / (티V -티N)
여기서:
- 티피 - 실내로 들어오는 공기의 온도
- 티N – 외부 공기 온도;
- 티V – 실내 공기 온도.
표준의 최대 효율 값 공기 흐름 속도 특정 온도 체제는 장치의 기술 문서에 표시되어 있습니다. 실제 수치는 약간 적습니다.
플레이트 또는 관형 복열기를 자체 제작하는 경우 열 전달 효율을 최대화하려면 다음 규칙을 준수해야 합니다.
- 최고의 열 전달은 역류 장치와 교차 흐름 장치에 의해 제공되며, 최소한 두 흐름의 단방향 이동에 의해 제공됩니다.
- 열 전달 강도는 흐름을 분리하는 벽의 재질과 두께, 장치 내부의 공기 지속 시간에 따라 달라집니다.
회복기의 효율성을 알면 외부 및 내부 공기의 다양한 온도에서 에너지 효율성을 계산할 수 있습니다.
E(W) = 0.36 x P x K x (TV -티N)
여기서 P(m3/시간) – 공기 흐름.
고효율 회복 장치의 비용은 상당히 높으며 디자인이 복잡하고 크기가 큽니다. 때로는 들어오는 공기가 순차적으로 통과하도록 몇 가지 간단한 장치를 설치하여 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.
환기 시스템 성능
통과하는 공기의 양은 팬의 힘과 공기 역학적 저항을 생성하는 주요 구성 요소에 따라 달라지는 정압에 의해 결정됩니다. 원칙적으로 수학적 모델의 복잡성으로 인해 정확한 계산이 불가능하므로 표준 모노 블록 구조에 대한 실험 연구가 수행되고 개별 장치에 대한 구성 요소가 선택됩니다.
팬 전력은 설치된 모든 유형의 열교환기 처리량을 고려하여 선택해야 합니다. 이는 기술 문서에 단위 시간당 장치가 통과하는 권장 유량 또는 공기량으로 표시되어 있습니다. 일반적으로 장치 내부의 허용 공기 속도는 2m/s를 초과하지 않습니다.
그렇지 않으면 고속에서는 회복 장치의 좁은 요소에서 공기 역학적 저항이 급격히 증가합니다. 이는 불필요한 에너지 비용, 외부 공기의 비효율적인 가열 및 팬 수명 단축으로 이어집니다.
공기 흐름의 방향을 바꾸면 추가적인 공기역학적 항력이 생성됩니다. 따라서 실내 공기 덕트의 형상을 모델링할 때 파이프 회전 수를 90도만큼 최소화하는 것이 바람직합니다. 에어 디퓨저는 저항도 증가시키므로 복잡한 패턴의 요소를 사용하지 않는 것이 좋습니다.
더러운 필터와 그릴은 흐름을 크게 방해하므로 정기적으로 청소하거나 교체해야 합니다. 막힘을 평가하는 효과적인 방법 중 하나는 필터 전후 영역의 압력 강하를 모니터링하는 센서를 설치하는 것입니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
회전식 및 플레이트식 회복기의 작동 원리:
판형 회복기의 효율성 측정:
통합형 복열 장치를 갖춘 가정용 및 산업용 환기 시스템은 실내 열을 유지하는 데 있어 에너지 효율성이 입증되었습니다. 이제 이러한 장치의 판매 및 설치에 대한 다양한 제안이 기성품 및 테스트된 모델 형태와 개별 주문으로 제공됩니다. 필요한 매개변수를 계산하고 직접 설치할 수 있습니다.
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