환기 시스템의 열 회수: 작동 원리 및 설계 옵션

환기 과정에서 실내의 배기 공기뿐만 아니라 열 에너지의 일부도 재활용됩니다. 겨울에는 이로 인해 에너지 비용이 더 높아집니다.

중앙 집중식 및 국소 환기 시스템의 열 회수를 통해 공기 교환을 손상시키지 않으면서 부당한 비용을 줄일 수 있습니다. 열 에너지를 회수하기 위해 다양한 유형의 열 교환기, 즉 회복 장치가 사용됩니다.

이 기사에서는 장치 모델, 설계 특징, 작동 원리, 장점 및 단점에 대해 자세히 설명합니다. 제시된 정보는 환기 시스템 배치를 위한 최적의 옵션을 선택하는 데 도움이 될 것입니다.

회수의 개념: 열교환기의 작동 원리

회복이란 라틴어에서 번역된 것으로 보상 또는 반환을 의미합니다. 열 교환 반응과 관련하여 회수는 동일한 공정에 적용할 목적으로 기술적 조치에 소비된 에너지의 부분 반환을 의미합니다.

안에 환기 시스템 회수 원리는 열 에너지를 절약하는 데 사용됩니다.

비유하자면, 더운 날씨에는 냉각이 회복됩니다. 따뜻한 유입 물질이 배기 폐기물을 가열하고 온도가 감소합니다.

에너지 회수 과정은 회수열 교환기에서 수행됩니다.이 장치에는 열교환 요소와 다방향 공기 흐름을 펌핑하는 팬이 포함되어 있습니다. 자동화 시스템은 프로세스를 제어하고 공기 공급 품질을 제어하는 ​​데 사용됩니다.

공급 및 배기 흐름이 별도의 구획에 있고 혼합되지 않도록 설계되었습니다. 열 회수는 열 교환기 벽을 통해 수행됩니다.

그것이 무엇인지 이해하고 이해하십시오. 회복과 함께 환기 공기 순환의 시각적 다이어그램이 도움이 될 것입니다.

배기 공기는 젖은 방(화장실, 욕실, 주방)의 후드를 통해 배출됩니다. 외부로 제거되기 전에 회복기를 통과하여 열의 일부를 남깁니다. 공급된 공기는 반대방향으로 이동하여 가열되어 거실로 유입됩니다(+)

환기시 회복기의 타당성

시스템의 효율성을 평가하고 장점과 단점을 비교하여 회복식 환기 설치의 타당성에 대해 이야기할 수 있습니다.

열의 일부는 외부로 유입되는 배기 공기에서 흡수되어 실내로 향하는 강제 신선한 제트기로 전달됩니다. 이를 통해 열 손실을 최대 70%까지 줄일 수 있습니다(+).

열 회수 사용의 필요성은 강제 공기 배출이 가능한 건물에서 가장 중요합니다. 일반적으로 혁신적인 단열 기술(샌드위치 패널, 가스 규산염 슬래브, 폼 블록으로 만든 주택)을 사용하여 세워진 저관성 건물입니다.

이러한 건물에서는 벽이 열을 잘 축적하지 못하고 자연적인 공기 교환이 효과적이지 않습니다.

그러나 공기 순환 문제는 벽돌과 콘크리트로 만들어진 "전통적인" 건물에서도 흔히 발생합니다.밀봉된 열 및 방음 PVC 창은 자연스러운 충동으로 순환을 차단합니다. 즉, 신선한 공기의 흐름이 멈추고, 환기 덕트의 통풍이 뒤집힌다 또는 0이 되는 경향이 있습니다.

"유로창" 문제에 대한 해결책은 강제 환기 장치를 구성하는 것입니다. 시스템은 공기 교환을 복원하지만 열 손실은 최대 60%까지 증가합니다. 그리고 여기서는 열 회수 없이는 더 이상 불가능합니다.

교환 과정의 효율성은 백분율로 표시되며 새로운 "흡입구"를 가열하기 위해 배출 공기에서 소비되는 열의 양을 나타냅니다.

환기 열회수 효율 표시기:

• 0% - 창문 열기 - 따뜻한 공기가 대기로 제거되고 차가운 공기가 유입되어 실내 온도가 낮아집니다.
• 100% - 공급 공기가 "배기" 온도까지 가열됩니다. - 기술적으로 구현이 불가능합니다.
• 30-90% - 허용 가능한 매개변수로, 회수 효율이 60% 이상이면 양호한 것으로 간주되며, 효율이 80% 이상이면 열 전달이 우수합니다.

시스템의 효율성은 복열기 유형, 공간 크기 및 공기 흐름에 따라 달라집니다. 어쨌든 회수 환기를 사용하는 것은 효율이 30%라도 없는 것보다 수익성이 더 높습니다. 에너지 자원을 크게 절약하는 것 외에도 열 "재생"은 실내의 전반적인 미기후를 개선합니다.

열교환기 사용의 단점:

1. 에너지 의존성. 난방 장치를 설치한 후 전기 소비량이 절감액보다 훨씬 적다면 기후 제어 장비 구입이 정당합니다.
2. 응축. 온도차로 인해 열교환기 벽에 습기가 응결될 수 있습니다. 겨울철에는 결빙 가능성이 있으며, 이로 인해 효율이 급격히 떨어지거나 복열기의 고장이 발생할 수 있습니다.
3. 시끄러운 일. 일부 모델에서는 작동 중에 윙윙거리는 소리가 납니다.낮에는 이러한 단점이 특별히 눈에 띄지 않으면 밤에는 소음으로 인해 불편함이 발생합니다. 단열 성능이 향상된 회복기는 조용하게 작동합니다.

높은 초기 투자는 종종 에너지 효율적인 환기에 대한 주요 주장입니다.

5~8년 내에 성과를 거둘 수 있는 시스템에 자금을 투자하는 것이 좋습니다. 예를 들어 팬을 주기적으로 교체하는 등 단지를 유지하려면 추가 비용이 발생해야 한다는 점을 고려해야 합니다.

다양한 유형의 열교환기의 특징

회복기의 설계에 따라 냉각수의 흐름 패턴, 환기 시스템의 효율성, 에너지 소비 등급 및 장비 비용이 결정됩니다. 플레이트형, 회전형, 히트 파이프, 챔버 장치 및 중간 냉각수가 있는 모델 등 5가지 유형의 열 교환기가 사용됩니다.

플레이트 회복기 - 디자인의 단순성

열 교환기의 기본은 많은 평행 공기 덕트가 있는 밀봉된 챔버입니다. 채널은 칸막이(강철 또는 알루미늄으로 만들어진 열전도판)로 구분됩니다.

파도 모양의 플레이트(60-70개)가 하나의 블록으로 그룹화되어 형성된 채널이 서로 십자형으로 위치합니다. 생성된 난류로 인해 열 전달이 향상됩니다(+).

가스 흐름은 서로를 향해 이동하고 회복기 카세트에서 교차하지만 혼합되지는 않습니다. 열 교환은 서로 다른 측면에서 플레이트의 동시 냉각 및 가열로 인해 수행됩니다.

교차 열 교환기의 장점:

• 장비 설치 및 구성의 용이성;
• 기단 접촉 배제;
• 저렴한 비용과 컴팩트한 크기;
• 마찰과 움직이는 부품이 없습니다.

효율성 비율은 40~70% 범위에서 다양합니다.

플레이트 모델의 가장 큰 단점은 배기 덕트에 응축수가 침전되고 겨울철에 얼음이 형성된다는 것입니다. 장치의 성에를 제거하기 위해 유입되는 흐름의 방향이 열 교환기를 우회하도록 방향이 바뀌고, 나가는 따뜻한 흐름이 플레이트의 얼음을 녹입니다.

"제상" 모드에서는 에너지가 절약되지 않으며, 들어오는 공기를 가열하는 데 최대 5kW의 공기 히터가 사용됩니다. 평균 효율 값이 20%(+) 감소합니다.

문제를 해결하는 방법에는 두 가지가 있습니다.

1. 들어오는 공기 흐름을 얼음 형성이 배제되는 온도로 예열합니다.
2. 흡습성 셀룰로오스로 만든 플레이트가 있는 회복기. 이 물질은 배기 공기 덩어리에서 수분을 흡수하여 새로 들어오는 흐름으로 전달합니다.

교차 열교환기를 선택할 때 플레이트의 작동 특징을 고려해야 합니다.

그 특성은 제조 재료에 따라 다릅니다.

1. 알루미늄 호일 – 가격은 저렴하지만 겨울에는 성능이 제한됩니다. 또한 공기 건조로 인해 주거용 건물에는 권장되지 않습니다. 알루미늄 "충전"을 사용한 수정은 욕조 및 수영장에 가장 적합한 옵션입니다.
2. 플라스틱 파티션 - 금속 제품과 가격은 비슷하지만, 작동 효율성이 향상된 점이 다릅니다.
3. 셀룰로오스 열교환기 – 동파를 방지하고 실내 수분함량을 정상적으로 유지합니다.

히그로셀룰로오스 복열기는 주거용 건물의 환기에 가장 경제적이고 최적입니다.

회전식 회복기 – 높은 시스템 효율성

열 교환기는 주름진 금속 층으로 채워진 원통 형태로 제공됩니다. 드럼 유닛이 회전하면 따뜻한 공기와 차가운 공기가 번갈아 각 구획으로 유입됩니다.

회전식 회복기 설계: 회전 샤프트와 두 개의 공기 채널.로터의 한 부분은 "작동"에 의해 가열되고, 드럼은 회전하며 열은 인접한 채널(+)에 집중된 차가운 물질로 방향이 전환됩니다.

열 전달 효율은 로터의 회전 속도에 따라 결정되며 작동 효율은 조정될 수 있습니다.

회전식 회복기에 대한 주장:

• 열 반환 최대 65-90%;
• 능률 전력 소비;
• 부분적인 수분 보충 – 가습기 없이도 가능합니다.
• 회수 기간 – 최대 4년.

높은 효율성에도 불구하고 드럼형 열교환기는 유사한 설비 중에서 선두주자가 되지 못했습니다.

환기 시스템의 단점:

1. 오염된 공기를 공급원에 추가합니다. 배기 및 공급 질량은 마이크로 채널을 통해 교대로 순환하므로 "작동"의 약 3-8%가 다시 반환됩니다. 드럼은 종종 나가는 공기의 냄새를 전달합니다.
2. 디자인의 복잡성. 로터의 회전 부품은 정기적인 유지 관리와 주기적인 교체가 필요합니다. 움직이는 요소는 작동 중에 소음과 진동을 발생시킵니다.
3. 높은 가격. 회전식 모델의 가격은 플레이트 제품보다 높습니다. 이는 드럼 열교환기 설계에 복잡한 메커니즘을 사용했기 때문입니다.
4. 큰 크기. 설치는 넓은 환기실에서 수행됩니다.

부피가 크기 때문에 회전 장치는 주로 산업 기업에서 사용됩니다.

공기 흐름의 혼합을 최소화하기 위해 회전식 열교환기에 중간 섹터가 추가됩니다. 여기서 마이크로채널에 신선한 공기가 불어져 후드로 다시 유입됩니다. 회로의 단점은 효율 감소(+)

결합형 열교환기 - 글리콜 모델

설계 특징으로 인해 중간 냉각수가 있는 회수 장치는 종종 결합형 열 교환기 또는 빙하 장치라고 불립니다. 이는 가장 유연한 열 회수 시스템 중 하나입니다. 열교환기 하나는 공급 덕트를 절단하고 두 번째 열교환기는 배기 덕트를 절단합니다.

배관 다이어그램에는 순환 펌프, 팽창 탱크, 공기 밸브, 컨트롤러, 온도 센서, 안전 밸브, 압력 표시기 (+)가 포함됩니다.

작동 원리. 글리콜 성분은 열 교환기 사이를 순환합니다. 가열된 배기 흐름으로 인해 냉각수의 온도가 상승하고 열에너지가 신선한 공기로 전달됩니다. 폐쇄형 시스템은 다가오는 기단의 혼합을 제거합니다.

냉각수를 사용하는 열교환기 작동의 특징:

• 효율성 – 45-55%;
• 펌프를 사용한 효율성 조정 - 부동액 이동 속도가 선택됩니다.
• 공급 및 배기 덕트를 서로 원격으로 배치 가능(최대 800m)
• 회복기는 수직 또는 수평으로 설치됩니다.
• 심한 서리에서는 배기 열 교환기 표면이 얼고 얼음이 나타납니다. 부동액을 사용하면 해동하지 않고도 회복기를 작동할 수 있습니다.
• 시스템 투자 회수 기간 – 최대 2년
• 1개의 후드와 여러 유입의 조합 또는 그 반대의 조합이 허용됩니다.

배기량과 흡기량은 거의 같아야합니다. 이러한 회복 장치는 일반적으로 유입수가 독성이 있거나 심하게 오염된 경우, 하천의 혼합이 허용되지 않는 경우에 사용됩니다.

챔버 유닛 – 다양한 용도

구조적으로 챔버 열교환기는 움직이는 댐퍼로 내부가 나누어진 폐쇄형 상자입니다.오프닝 파티션은 회복기의 작동 방식을 결정합니다.

유출은 하나의 채널을 통과하고 유입은 두 번째 챔버로 들어갑니다. 열 교환기에서는 따뜻한 덩어리가 첫 번째 구획의 벽을 가열합니다. 잠시 후 댐퍼가 움직이며 공기 흐름의 방향이 바뀌게 됩니다.

결과적으로 유입은 첫 번째 공기 덕트의 따뜻한 벽을 따라 이동하고 "배기"는 두 번째 챔버의 표면을 가열합니다. 특정 시점에서 격막이 다시 돌아가고 주기가 반복됩니다.

챔버 열 교환 장치의 장점:

• 효율성 – 80-90%;
• 고품질 단열과 함께 난방 비용이 최소화됩니다.
• 설치 용이성 - 환기 장치의 매개변수를 선택할 때 전문가의 도움이 필요합니다.
• 습도 수준 유지;
• 시스템 정지는 제외됩니다.

챔버 열 교환기는 일년 중 오랜 기간 동안 실내와 실외 온도 사이에 심각한 불균형이 있는 지역에 탁월한 옵션입니다.

열 회수 장치의 단점은 다음과 같습니다.

• 움직이는 요소의 정기적인 유지 관리 필요성;
• 반대 기류가 부분적으로 혼합되어 냄새와 불순물이 건물 안으로 다시 유입될 수 있습니다.

혼합을 줄이기 위해 시스템에는 다음이 장착되어 있습니다. 필터 요소. 공기는 깨끗해 지지만 회복기의 효율은 떨어집니다.

히트파이프 - 폐쇄형 열교환 시스템

회복기는 프레온과 같이 쉽게 증발하는 물질로 채워진 많은 구리 또는 알루미늄 튜브로 구성됩니다. 관형 열교환기의 작동 원리는 물리적 과정(가열 시 물질의 상태 변화)을 기반으로 합니다.

히트 파이프는 수직으로 배치됩니다. 열 교환기의 하단은 배기 덕트에 있고 상단은 급기 덕트에 있습니다. 나가는 흐름은 튜브 끝을 따라 이동합니다. 프레온은 가열되고 끓고 증발합니다 (+)

가스가 상승하여 열 에너지를 유입구로 방출한 후 프레온이 응축되어 복열 장치 아래로 흐릅니다. 열주기는 원으로 반복됩니다.

관형 열교환기의 기술 및 작동 특성:

• 장치 효율성 – 최대 65%;
• 조용한 작동 움직이는 요소가 없기 때문에;
• 디자인의 단순성 유지 관리가 적습니다.
• 컴팩트함 - 작은 크기와 낮은 무게;
• 에너지 독립 – 냉각수는 자연적으로 순환합니다.

중요한 장점은 유입 공기 흐름과 환기 공기 흐름이 혼합되지 않는다는 것입니다.

히트파이프의 약점:

• 높은 수준의 효율성 좁은 온도 범위에서 달성됩니다. 갑작스런 과열로 인해 모든 프레온이 증발하고 가열이 충분하지 않으면 기화 강도가 느려집니다.
• 튜브의 강도가 낮음 – 형태의 변화나 감압으로 인해 장비의 성능이 저하됩니다.

관형 열교환기는 개인 건축, 행정 및 사무실 건물, 소규모 산업 지역에서 사용됩니다.

회복 환기를 구성하는 방법

복구는 중앙 집중식 및 분산식 방법 중 하나로 배열됩니다. 첫 번째 경우 환기 흐름은 전체 방에서 열교환기를 통과하고 두 번째 경우에는 한 방에서 흐릅니다.

중앙 집중식 단지 - 공기 조화 장치

중앙 집중식 시스템은 환기 시스템의 건설 또는 주요 현대화 단계에 설치됩니다.

복열 장치가 내장된 강제 급배기 장치(PVU)가 선택됩니다. 주요 선택 기준은 구조물의 전체 공기량을 기준으로 한 단지의 전반적인 성능입니다 (+)

복열 장치가 있는 PVU는 창문이 밀폐된 집에서도 충분한 공기 교환을 보장합니다. 동시에 통풍이 발생하지 않고 공기 흐름이 고르게 분산됩니다.

복잡한 공기조화장치 다음을 갖춘 모노블록 유형:

• 팬 – 깨끗한 공기를 24시간 공급하고 이산화탄소로 포화된 제트를 배출합니다.
• 히터 - 유입 예열;
• 필터 – 먼지와 미세입자를 포착합니다.
• 회복기 — 다양한 유형의 설치를 사용할 수 있습니다.

일부 PVU의 기능은 지연 타이머, 전력 조절기, 습도 수준 센서 등으로 확장됩니다.

모노블록 모델의 본체는 소음 흡수 소재로 덮여 있어 PVU의 작동이 매우 조용합니다. 환기 장치의 수직, 수평 및 매달린 버전이 가능합니다.

생산된 회복형 모노블록 PVU는 다음과 같이 잘 입증되었습니다. "환풍구" (우크라이나), 단썸 (덴마크), "다이킨" (일본), "단텍스" (영국).

지역 단위 - 기존 환기 시스템에 추가

사용 중인 실내의 기단 순환을 복원하려면 열 회수 기능이 있는 분산형 공기 흡입구가 적합합니다.

건물 외관을 절단하거나 창문을 통해 장착됩니다. 그들의 주요 임무는 개선하는 것입니다. 환기 공급 집 안에서.

지역 회복 장치에는 팬과 판형 열 교환기가 장착되어 있습니다. 입구 "슬리브"는 흡음재로 절연되어 있습니다.소형 환기 장치의 제어 장치는 내부 벽에 있습니다.

복구 기능이 있는 분산형 환기 시스템의 특징:

• 능률 – 60-96%;
• 낮은 생산성 – 장치는 최대 20-35 평방미터 규모의 공간에서 공기 교환을 제공하도록 설계되었습니다.
• 적절한 가격 기존 벽 밸브부터 다단계 여과 시스템과 습도 조절 기능을 갖춘 자동화 모델에 이르기까지 다양한 장치 선택이 가능합니다.
• 설치의 용이성 – 시운전에 공기 덕트가 필요하지 않습니다. 벽 밸브를 설치 당신은 그것을 스스로 할 수 있습니다.

지역 회복기의 인기 제조업체: 프라나 (우크라이나), O.Ere (이탈리아), 눈보라 (독일), 통풍구 (우크라이나), 에어로바이탈 (독일).

벽 입구 선택을 위한 중요한 기준: 허용 벽 두께, 성능, 복열기 효율, 공기 채널 직경 및 펌핑 매체 온도

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

자연 환기 및 강제 복구 시스템의 작동 비교:

중앙 집중식 회복기의 작동 원리, 효율성 계산:

Prana 벽 밸브를 예로 사용한 분산형 열교환기의 설계 및 작동 절차:

열의 약 25~35%가 환기 시스템을 통해 실내로 나갑니다. 열 회수 장치는 손실을 줄이고 효과적으로 열을 회수하는 데 사용됩니다. 기후 장비를 사용하면 폐기물 덩어리의 에너지를 사용하여 들어오는 공기를 가열할 수 있습니다.

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