自然換気とムレーターハウスプロジェクトの例での熱交換器による換気
両方のタイプの換気の評価は、自然換気（Murator M93a）バージョンと熱回収（Murator EM93a）バージョンで提供される家の設計の例に示されています。 Muratorコレクションのハウス「AutumnDream」は155平方メートルあります。 mの居住空間と現代の一軒家の典型的なレイアウト。家の暖房用に、これは固形燃料ボイラーであり、暖炉もあるので、選択した換気システムに関係なく、2つの煙突を構築する必要があります。熱回収を伴う換気の使用は節約すると言われています 煙突-私たちの例 は、これが常に当てはまるとは限らないことを示しています。
機械的換気を備えた変形では、家の住宅部分からしっかりと分離されたボイラー室は自然に換気されるため、ボイラーの動作が熱交換器の動作に干渉することはありません。ガレージには自然換気もあります。暖炉の空気は、特別なケーブルによって外部から直接燃焼室に供給されます。密閉ドア付きのカートリッジが装備されています。自然換気バージョンでは、空気は各部屋の窓のファンから供給され、2つの煙突の換気ダクトを通ってキッチン、パントリー、衛生エリア、ワードローブ、ランドリールームから出ます。
回復を伴う給気システム
熱回収を備えたエアハンドリングユニットは、個人の住宅所有者の間でますます人気が高まっています。そして、特に寒い季節には、そのメリットは非常に高いです。
ご存知のように、生活空間に必要な換気を提供する方法はたくさんあります。これは空気の自然な循環であり、主に部屋の換気によって行われます。しかし、すべての熱がすぐに居住区を離れるので、冬にこの方法を使用することは単に不可能であることを認めなければなりません。
しかし、空気循環が自然にしか行われない家では、これ以上効率的なシステムがない場合、寒い天候では、部屋はそれぞれ必要な量の新鮮な空気と酸素を受け取らないことがわかります。すべての家族の幸福に悪影響を及ぼします。
そして、ここでの最良の選択肢は、換気システムの熱回収です。理想的には、水分回収も提供できるユニットを購入することが望ましいです。
「回復」の概念の背後に隠されているもの
簡単に言えば、回復は「保存」という言葉と同じです。熱回収は、熱エネルギーを蓄えるプロセスです。これは、部屋を出る空気の流れが内部に入る空気を冷やしたり加熱したりするためです。概略的には、リカバリプロセスは次のように表すことができます。
熱回収を伴う換気は、混合を避けるために熱交換器の設計上の特徴によって流れを分離する必要があるという原則に従って行われます。しかしながら、例えば、回転式熱交換器は、給気を排気から完全に隔離することを可能にしない。
空気復熱装置とは何ですか
その設計により、空対空熱交換器は、出力空気量の熱回収のためのユニットであり、熱または冷気を最も効率的に使用することができます。
なぜ熱回収換気を選ぶのか
熱回収に基づく換気は、非常に高い効率を持っています。この指標は、熱交換器が実際に生成する熱と、蓄えることしかできない最大熱量との比率によって計算されます。
回転式熱交換器はどのように配置されていますか？
この装置は円筒形であり、主要な要素であるアルミニウムローターで構成されており、平らで波形のプレートで構成されています。アルミローターは亜鉛メッキ鋼製のハウジングで覆われています。
ロータリーエアレキュペレーター
また、この装置には、回転用ベルト付きの駆動機構、スラストベアリング、ローター自体の回転を制御するセンサー（センサー）、シールテープが含まれています。後者は気団を隔離するように設計されています。
動作原理
デバイスの動作原理は非常に簡単です。デバイスは、Vベルトドライブを使用することで動作します。製品が高温で動作する場合、電気モーターは熱交換器の本体の外側に取り付けられます。この場合も、ベルトの代わりにチェーンを使用します。
回転式熱交換器の内部では、熱は加熱されたガスから冷たいガスに伝達されます。これを担当するのは、小さな金属板でできている回転ローターシリンダーです。続いて、高温ガスがこれらのプレートを加熱し、次にプレートが冷却ガス流に入り、その後、熱エネルギーがプレートに伝達されます。
回転ドラムのコーティングの種類
回転ドラムのコーティングの種類に応じて、復熱装置の分類があります。現在、5種類の製品があります。
- 凝縮タイプ-この場合、アルミニウムドラムはローターとして機能します。このローターはコーティングがなく、気団の熱エネルギーのみを除去できますが、気団内の水分の熱を移動させることはできません。
- 吸湿性ビュー-この場合、ドラムは吸着特性を持つ特別な吸湿性コーティングで覆われています-ドラムは動作中に水分を収集し、その後、ストリームからストリームに転送し、その間に気団の水分と潜熱の両方が除去されます;
- 収着タイプ-この場合、シリカゲルコーティングを使用した吸湿性タイプの変更について話します-この吸着剤は、約800 m2 / gの大きな表面積を持ち、水分を吸収するための非常に強力な薬剤になります。
- エポキシタイプ-このようなコーティングは、処理された空気中の化合物の破壊的な影響からアルミニウムドラムをさらに保護する必要がある場合に使用されます（たとえば、室内の空気に塩素やアンモニアなどのさまざまな蒸気が含まれている場合） ）;
- 抗菌性の外観-この場合、ドラムは約600種類の病原性および非病原性微生物に耐えることができる抗菌コーティングで保護されています（通常、このようなコーティングはエンタルピーローターに必要です）。
アプリケーションの領域別のタイプ
現在、気団復熱装置には3つの主要なタイプがあり、操作の範囲と追加の「スタッフィング」が異なります。
製品タイプ：
- 標準ビュー。この場合、再生器がいくつかのセクター部分（4から12）に分割されていることが観察されます。このタイプの装置は、排気から余分な熱を取り除くために使用されます。また、このような装置は、露点温度未満の空気の流れを処理するときに水分を移動させます。
- 高温ルック。このタイプの装置は、初期温度が約+250度に達する加熱された空気の流れを取り除くために使用されます。
- エンタルピービュー。このデバイスは、完全な熱エネルギーを除去するために使用されますが、これに加えて、デバイスは水分も伝達します。
空気復熱装置の動作原理
制御方式
エアハンドリングユニットのすべての構成要素は、ユニットの操作システムに適切に統合され、適切な量でそれらの機能を実行する必要があります。すべてのコンポーネントの動作を制御するタスクは、自動化されたプロセス制御システムによって解決されます。インストールキットにはセンサーが含まれており、それらのデータを分析し、制御システムが必要な要素の動作を修正します。制御システムにより、エアハンドリングユニットの目標とタスクをスムーズかつ適切に実行し、ユニットのすべての要素間の相互作用の複雑な問題を解決できます。
換気制御パネルプロセス制御システムの複雑さにもかかわらず、技術の開発により、最初のタッチからユニット全体を使用することが明確で快適になるように、ユニットから一般の人にコントロールパネルを提供することが可能になります。耐用年数。
例。熱回収効率の計算：電気または給湯器のみを使用する場合と比較して、熱回収熱交換器を使用する場合の効率を計算します。
500 m3/hの流量の換気システムを考えてみましょう。モスクワの暖房シーズンの計算が行われます。 SNiPa 23-01-99「建設気候学と地球物理学」から、1日の平均気温が+ 8°C未満の期間の期間は214日であり、1日の平均気温が+未満の期間の平均気温であることがわかっています。 8°Cは-3.1°Cです。
必要な平均熱出力を計算します。通りからの空気を快適な温度20°Cに加熱するには、次のものが必要です。
N = G * Cp * p(in-ha） *（t内線-t結婚した ）= 500/3600 * 1.005 * 1.247 * = 4.021 kW
単位時間あたりのこの熱量は、いくつかの方法で給気に伝達できます。
- 電気ヒーターによる給気暖房;
- 電気ヒーターによる追加の加熱を伴う、熱交換器を介して除去された供給熱媒体の加熱。
- 水熱交換器等での外気の加熱
計算1：熱は電気ヒーターによって給気に伝達されます。モスクワの電気代S=5.2ルーブル/（kW * h）。換気は24時間体制で機能し、暖房期間の214日間、この場合の金額は次のようになります。1\ u003d S * 24 * N * n \ u003d 5.2 * 24 * 4.021 * 214 \ u003d 107,389.6ルーブル/（加熱期間）
計算2：最新の復熱装置は高効率で熱を伝達します。復熱装置に、単位時間あたりに必要な熱の60％だけ空気を加熱させます。次に、電気ヒーターは次の量の電力を消費する必要があります：N（el.load） = Q-Q河川 \ u003d 4.021-0.6 * 4.021 \ u003d 1.61 kW
暖房期間の全期間にわたって換気が機能する場合、電気の量を取得します。2 = S * 24 * N（el.load） * n = 5.2 * 24 * 1.61 * 214 = 42,998.6ルーブル/（加熱期間）計算3：給湯器を使用して外気を加熱します。モスクワの1Gcalあたりの工業用温水からの推定熱コスト：Sg.w.\u003d1500ルーブル/gcal。 Kcal \ u003d 4.184 kJ暖房には、次の量の熱が必要です。Q（GV） = N * 214 * 24 * 3600 /（4.184 * 106）= 4.021 * 214 * 24 * 3600 /（4.184 * 106）= 17.75 Gcal：C3 = S（GV） * Q（GV） \ u003d 1500 * 17.75 \ u003d 26,625ルーブル/（加熱期間）
その年の暖房期間の給気の暖房費を計算した結果：
| 電気ヒーター | 電気ヒーター+復熱装置 | 湯沸かし器 |
|---|---|---|
| RUB 107,389.6 | RUB 42,998.6 | 26625ルーブル |
上記の計算から、最も経済的なオプションは温水回路を使用することであることがわかります。また、給排気換気システムに回生熱交換器を使用する場合、電気ヒーターエアを使用する場合と比較して、給気を加熱するために必要な金額が大幅に削減されるため、給気を加熱するためのエネルギーコストを削減できます。したがって、空気、換気システムの操作のための現金コストが削減されます。除去された空気の熱を利用することは、最新の省エネ技術であり、利用可能なあらゆる種類のエネルギーが最大限に活用される「スマートホーム」モデルに近づくことができます。
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仕様
熱回収器は、熱およびノイズ絶縁材料で覆われ、鋼板でできているハウジングで構成されています。デバイスのケースは十分な強度があり、重量や振動の負荷に耐えることができます。ケースには流入と流出の開口部があり、デバイスを通る空気の動きは、通常は軸方向または遠心式の2つのファンによって提供されます。それらの設置の必要性は、熱交換器の高い空力抵抗によって引き起こされる空気の自然循環の大幅な減速によるものです。落ち葉や小鳥、機械的な破片の吸い込みを防ぐため、街路側の吸気口には吸気グリルを設置しています。同じ穴ですが、部屋の側面から、空気の流れを均等に分配するグリルまたはディフューザーも装備されています。分岐システムを設置する場合、エアダクトが穴に取り付けられます。
さらに、両方のストリームの入口には、システムをほこりやグリースの落下から保護する細かいフィルターが装備されています。これにより、熱交換器のチャネルが詰まるのを防ぎ、機器の寿命を大幅に延ばします。ただし、フィルターの取り付けは、フィルターの状態を常に監視し、クリーニングし、必要に応じて交換する必要があるため、複雑になります。そうしないと、目詰まりしたフィルターが空気の流れに対する自然な障壁として機能し、その結果、フィルターに対する抵抗が増加し、ファンが破損します。
ファンとフィルターに加えて、復熱装置には、水または電気の発熱体が含まれています。各ヒーターには温度スイッチが装備されており、家を出る熱が入ってくる空気の加熱に対応できない場合に自動的にオンにすることができます。ヒーターの電力は、部屋の容積と換気システムの動作性能に厳密に応じて選択されます。ただし、一部のデバイスでは、発熱体は熱交換器を凍結から保護するだけで、流入する空気の温度には影響しません。
給湯器の要素はより経済的です。これは、銅コイルを通って移動する冷却剤が家の暖房システムから銅コイルに入るという事実によるものです。コイルからプレートが加熱され、空気の流れに熱が放出されます。給湯器調整システムは、給水を開閉する三方弁、速度を増減するスロットル弁、温度を調整するミキシングユニットで表されます。給湯器は、長方形または正方形のセクションを持つエアダクトのシステムに設置されています。
電気ヒーターは、断面が円形のエアダクトに設置されることが多く、スパイラルが発熱体として機能します。スパイラルヒーターを正しく効率的に動作させるには、気流速度が2 m / s以上、気温が0〜30度、通過するマスの湿度が80％を超えないようにする必要があります。すべての電気ヒーターには、動作タイマーと、過熱した場合にデバイスをオフにするサーマルリレーが装備されています。
標準的な要素のセットに加えて、消費者の要求に応じて、空気イオナイザーと加湿器が復熱装置に取り付けられ、最新のサンプルには、電子制御ユニットと、外部に応じて動作モードをプログラミングする機能が装備されていますおよび内部条件。計器盤は美的外観を備えており、熱交換器を換気システムに有機的に適合させ、部屋の調和を乱すことはありません。
復熱装置の価格
復熱装置を探して、3から1万ルーブルの費用がかかる装置に出会うでしょう。
もっと支払うことで何が得られますか？おそらく評判の良いブランドの製品ですが、これはデバイスが私たちの期待に応えることを保証するものではありません。その実装の詳細に注意してください。たとえば、ボディの気密性、剛性、優れた断熱性と遮音性は非常に重要です。
この点で、最も安い製品はより高価な製品よりも明らかに劣っています。
熱交換器は通常、一年中中断することなく動作するため、できれば評判の良いメーカーの高品質のファンを使用してください。それらは耐久性があるだけでなく、静かでエネルギーを節約する必要があります。たまたま、デバイスは魅力的な価格で提供されており、電力を大量に消費するため、そのコストによって熱回収による節約が半分以上削減されます。もちろん、この節約の大きさは、主に熱交換器の効率に依存します。
売り手が述べたその価値は信頼できるのだろうか。未知のブランドの製品に関しては、この方向で研究が行われていないことがよくあります。熱のほぼ90％を回収できる復熱装置はほとんどなく、最も高価な装置の1つです。主張されている効率が90％の安価な製品は、実際にはほぼ半分の量を復元します。
熱交換器を凍結から保護する方法は、効率に大きな影響を与えます。より高価なデバイスでは、この目的のために最新の制御システムが使用されます。これにより、負の温度で熱回収の効率が低下します。もちろん、地上ベースの熱交換器を作成する場合、これにお金を払っても意味がありません。しかし、それからあなたは私たちがそれをする材料（最も高価なのは抗菌コーティングを施した特別なパイプです）と地質条件または私たちの小さなスペースに関連する困難に応じて、4からほぼ1万ルーブルの追加費用に備える必要があります直面するだろう。
さまざまなモデルの機器の操作で考慮する必要があること
個人の家の各空気回収システムには、独自の長所と適用分野があります。
回復期の民家の換気システムは、温度と湿度の指標を維持するだけでなく、悪臭を排除することも含みます。市場にはさまざまなモデルがあり、機能特性や取り付け方法が異なります。
たとえば、換気装置に設置された換気フードを使用すると、すす、臭い、グリースを取り除くことができます。同時に、きれいな空気が部屋に入り、脂っこいほこりが家具に付着しません。このような条件は、幸福に有益な効果をもたらし、施設の清掃を容易にします。
平板熱交換器
熱交換器の設計は、金属板による分離により、空気の流れが混ざらないようになっています。このシンプルなエンジニアリングソリューションは、より効率的な熱伝達を提供します。そのような機器を作成するために大規模な投資は必要ありません。可動部品がないため、このようなデバイスは比較的長持ちします。現在、そのようなデバイスの効率は60〜65％に達します。
要素はアルミニウム合金で作られています。それらは腐食性の変化を受けず、高い熱伝達率を持っています。
ローターシステム
このような装置では、空気流絶縁体が細い毛のブラシであるため、空気流のわずかな部分が混合されます。ローターシステムはラメラシステムよりも広い面積を占めますが、効率も高くなります（最高のモデルでは最大86％）。回転するローターとそれを回転させるベルトは、デバイスの全体的な信頼性を低下させ、回復のためのエネルギー消費を増加させます。
オフィスビルの液体熱交換器
オフィスビルでの液体回収のスキーム
これらは高価なモデルですが、効率は同様の機器よりも高くありません。主なプラスの違いは、個々のブロックを互いに遠くに配置できることです。そのため、液体熱交換器は主に大型の商業ビルで使用されています。個人住宅地では、通常、家庭用のプレートまたは回転式空気復熱装置が使用されます。
ブリーザー
民家とブリーザーの空気回収システムは、目的が異なります。ブリーザーの直接の目的は、空気を加熱することです。熱交換工程がないため、気温を上げるために多くの電力が必要になります。
コンパクトレキュペレーターモデル
このモデルは、民家の熱交換器による局所換気です。その使用法は検討する価値があります。コンパクトなモデルは、さまざまな部屋の壁に設置できます。これらは個別に機能するため、すべてのデバイスの動作を構成および制御する集中型インストールに接続する必要はありません。
このようなモデルでは、ファンが組み込まれているため、2つの気流の同期運動が発生します。リモコンで作業の生産性が変わります。夜間は、デバイスをサイレントモードに設定できます。
凍結を防ぐために、暖かい空気の一部が通過する特別なチャネルが用意されています。ただし、この保護の有効性は-15ºСまでしか維持されません。抽出モードをアクティブにすると、熱交換器の表面から霜や氷を取り除くことができます。また、このモードは、窒息する煙やその他の汚染物質から室内の空気を浄化することに対処します。
内蔵のフィルターは、通りからのがれきの侵入から保護します。フィルターセルのサイズは、空気の流れに特別な障害を生じさせないように選択されていますが、昆虫や植物の毛羽の侵入を防ぎます。メンテナンスのため、熱交換器の内側に取り外し可能なカバーが取り付けられています。
復熱装置の種類
自分の手でデバイスを作るときは、そのタイプを決める必要があります。復熱装置にはいくつかの種類があります。
- ロータリー;
- ラメラ;
- 再循環水;
- チャンバー;
- フロン。
ロータリー
回転式熱交換器は、波形の鋼板で構成されています。外部的には、デザインは円筒形のコンテナです。回転ドラムは、暖かい流れと冷たい流れを交互に通過します。運転中、ローターが熱くなり、冷気に熱を放出します。回転装置は非常に経済的です。ローターの必要な回転数を設定し、出力を調整することができます。氷の地殻を形成しないので、このタイプを一年中使用できるという利点があります。
欠点には、全体的な設計が含まれます。大きな換気室が必要です。
ラメラー
プレート式熱交換器は、アルミニウム、プラスチック、特殊な紙のプレートで構成されています。一部のモデルでは、気流は互いに垂直に移動し、他のモデルでは反対方向に移動します。
設計にアルミ板を使用している場合、システムの効率が低いという特徴があります。これは、デバイスが頻繁にフリーズし、定期的な霜取りが必要になるためです。その利点は、その低コストです。アルミ板に加えて、亜鉛メッキ鋼の使用が許可されています。プラスチック製の熱交換器は、より大きなリターンがありますが、より高価でもあります。
素材が特殊紙の場合、そのような機器のリターンは高くなります。ただし、重大な欠点があります。デバイスは湿気の多い部屋では使用できません。得られた凝縮液は紙の層に浸透します。
再循環水
このタイプの特徴は、供給熱交換器と排気熱交換器の希釈です。不凍液または水の助けを借りて、熱エネルギーは排気から供給に伝達されます。
このシステムには次のような利点があります。
- ストリームを混合する可能性はありません。
- 離婚した熱交換器は、設計段階での作業を容易にします。
- 複数の供給または排気フローを1つに結合する機能。
短所：
- ウォーターポンプの必要性;
- 復熱装置は熱交換しかできず、水分交換は不可能です。
商工会議所
両方のストリームが単一のチャンバーに送られます。パーティションで分割されています。一部を加熱した後、仕切りを回転させます。部屋を暖める加熱部分は、新鮮な空気を受け取り始めます。不利な点は、空気の流れが混ざり合う可能性が高く、汚染につながることです。
フロン
密閉されたチューブ内にあるフレオンの物理的特性に基づいています。パイプの始点では、空気がフレオンとともに加熱され、フレオンが沸騰して蒸発します。熱が伝わります。冷たい流れと接触しているフレオン蒸気は凝縮します。その後、サイクルが繰り返されます。
復熱装置-ヒートパイプ
このような熱交換器は、冷媒で汲み上げられたパイプラインの閉鎖系であり、排気による加熱の結果として蒸発し、冷たい供給空気と接触すると、再び凝縮して液体の凝集状態になります。効率指標は50〜70％の範囲です。
換気システムで使用される空気復熱装置は、暖房システムの負荷を大幅に削減することを可能にします。ただし、熱交換器を使用する場合でも、通常、換気システムに追加のセクションを使用する必要があります。給気を加熱するために電気発熱体または液体ヒーターを使用し、給気を所定の温度に冷却するためにセントラルエアコンまたはチラーを使用します。
換気システムで古典的なタイプの復熱装置を使用すると、排気熱の45％から再利用することが可能になります。
しかし、復興システムの開発は停滞しておらず、サービス施設内にそれを維持するための排気熱回収の方法と効率は絶えず改善されています。この開発の結果は、例えば、熱力学的熱回収を備えたシステム（空気から空気への熱ポンプがプレートまたは回転式熱交換器と組み合わせて使用される）であり、直接膨張熱変換器回路を使用し、排気および供給ダクト内のフレオン熱交換器の形式-従来のプレート（または回転式）熱交換器の後の排気設備。このようなシステムは、熱交換器で直接熱交換した後、排気から供給空気に伝達するためにさらに熱を取得することを可能にし、全体の効率を95〜100％にします。したがって、エネルギー資源をほとんど消費することなく、最も快適な、すなわち給気の設定温度を達成することが可能である。
熱力学的または能動的回復のもう1つの明白な利点は、追加の加熱および冷却セクションが不要になることです。
現在、ユニットはすでに開発され、製造されており、給排気換気装置、熱交換器を組み合わせています 空気およびヒートポンプ アクティブリカバリの場合は「air-air」と入力します。これらの給排気回復ユニットは、現代の建物や構造物の換気システムを編成するための優れたユニバーサルソリューションです。
熱回収を備えたエアハンドリングユニット（SHU）の全範囲は、その特性に応じて、家庭用、オフィス用、または産業用のあらゆる建物および施設の給排気換気システムのプロジェクトの実施に最適です。 「アクティブ」熱回収技術（ビルトイン冷却セクションまたは空対空ヒートポンプによる加熱）。検討対象の設備の工業用バージョンでは、大幅な省エネ効果が実証されています。
同時に、生産能力が大きいほど、または空気交換の要件が高いほど、節約量は大きくなります。多くの産業（冶金、化学製品、鍛冶屋）および吸引システムにおける空気交換の基準によれば、1時間に5回または10回の空気交換が必要であると言えば十分です。 PESデータを使用した産業用換気プロジェクトは、かなり迅速に成果を上げます。
家庭用エアハンドリングユニットはECクーラーを使用しており、空気圧とポンプ量が増加しているため、同一の非同期電気モーターと比較して、電気エネルギーの消費量が最大4分の1になります。
容量制御のための産業設備の範囲は、周波数変換器で完了します。
モデルには、オプションでインバーターと追加の熱交換器を装備することもでき、特定のプロジェクトの要件に完全に適合させます。
