Energiesparende Technologien sind nicht nur für diejenigen von Interesse, die vom Zustand des Ökosystems verwirrt sind, sondern auch für diejenigen, die einfach nur Menschen retten wollen. Wir werden Ihnen sagen, welche Vorteile die Rekuperationseinheiten versprechen, wie sie funktionieren und welche Besonderheiten die Installation eines solchen Systems bei Ihnen zu Hause hat.
Über das Prinzip der Erholung
Der Begriff Erholung kommt vom lateinischen Wort für Austausch, Übertragung von etwas. Im Zusammenhang mit der Belüftung bedeutet dieses Konzept die Übertragung von Wärme von der Abluft auf die Zuluft, ohne die beiden Ströme zu vermischen. Das Interesse an Rekuperationsgeräten wurde zunächst hauptsächlich von Innovationstrends und den Aussichten auf Umweltsicherheit bestimmt. Später wurde klar, dass dies ein wirklich effektiver Weg ist, um die Energieeffizienz eines Gebäudes zu optimieren..
Funktionsprinzip des Luftrekuperators
Das Prinzip der Rückwärmeübertragung hat einen quantitativen Ausdruck. Die Wärmeübertragungseffizienz steigt mit zunehmenden Temperaturunterschieden. Aufgrund der fehlenden Vermischung von Strömungen ist es offensichtlich, dass der volle Betrieb der Vorrichtung nur mit einem ausreichend hohen Verhältnis der Fläche des thermischen Kontakts zur Luftmasse möglich ist, die durch den Rekuperator strömt.
Im Wesentlichen und im Prinzip des Betriebs ist jeder Rekuperator ein Economizer, der Abfälle von minderwertiger Energie sammelt und für nützliche Arbeiten leitet. Die Wärmerückgewinnung zeichnet sich nicht durch einen hohen Wirkungsgrad aus, aber in gut isolierten Gebäuden gehören Wärmelecks durch Lüftung zu den Hauptverlusten. Daher ist ihre Reduzierung die wichtigste Aufgabe, um einen möglichst geringen Wärmehaushalt zu gewährleisten..
Technologische Lösungen
Wärmerückgewinnungsgeräte verfügen über zahlreiche technische Implementierungen, darunter sowohl lokale Lüftungsgeräte als auch Geräte für die Installation in zentralisierten Systemen. In einem bestimmten Modell bemühen sich Entwickler, über jede Kleinigkeit nachzudenken, da bei solchen Geräten eine Erhöhung eines der Indikatoren zwangsläufig zu einer Verschlechterung anderer Parameter führt..
Um beispielsweise Zeit zu haben, um maximale Wärme abzugeben, muss die Abluft einen möglichst langen Weg zurücklegen, was zwangsläufig den gesamten aerodynamischen Widerstand des Lüftungssystems erhöht. Es stellt sich heraus, dass für den korrekten Betrieb eines hocheffizienten Rekuperators entweder ein Beschleunigungsabschnitt von sehr langer Länge oder eine erzwungene Luftbewegung mit der daraus resultierenden Abhängigkeit von der Stromversorgung erforderlich ist.
Je nach Gerät und Funktionsprinzip werden Platten-, Rohr- und Rotationsrekuperatoren unterschieden – dies sind die drei beliebtesten Typen, die aufgrund der Einfachheit des Designs für den Einsatz im zivilen Bereich geeignet sind..
Plattenrekuperatoren sind Tanks mit einem komplexen Labyrinth von Trennwänden, entlang derer sich zwei Luftströme in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Dies ist die einfachste Art der Konstruktion, die am häufigsten in Haushaltsrekuperatoren verwendet wird. Der Hauptnachteil ist die Erhöhung des aerodynamischen Widerstands am Installationspunkt.
Rohrrekuperatoren sind komplexer, tatsächlich stellen sie einen großen Kanal dar, in dem mehrere Rohre mit kleinerem Durchmesser verlegt werden. Um eine mit einer Plattenstruktur vergleichbare Wärmekontaktfläche zu erreichen, ist eine Verlängerung der Kanäle erforderlich, was zu einer Erhöhung des Materialverbrauchs führt und sich negativ auf die Abmessungen und Kosten der Vorrichtung auswirkt. Aber es gibt auch einen positiven Aspekt: Die Turbulenzen der Luft, die sich durch das Rohrsystem bewegt, fördern eine effizientere Wärmeübertragung, ohne den Abgasstrom zu verlangsamen..
Rotationsrekuperatoren verwenden ein Arbeitsmedium für den Wärmeaustausch – einen Satz dünner rotierender Scheiben, die sich beim Durchgang durch einen warmen Kanal erwärmen und in einem kalten abkühlen. Der Nachteil solcher Rekuperatoren sind die technologischen Lücken zwischen den Scheiben, die zwar unbedeutend sind, aber dennoch zu einer teilweisen Vermischung der Strömungen führen.
Im Allgemeinen haben alle Designs eine primitive Vorrichtung, was sich auf die Effizienz auswirkt. Daher ergänzen viele Hersteller die klassische Vorrichtungsschaltung mit einigen interessanten Lösungen. Es wird viel Arbeit geleistet, um Materialien zu finden, die gut verarbeitet werden können und die Wärme so gut wie möglich übertragen. Bei Plattenrekuperatoren werden die Wände gewellt oder Rippen darauf installiert, röhrenförmige Wärmetauscher bestehen aus dünnwandigen Nichteisenmetallen.
Eine der interessantesten Lösungen ist die Installation von Peltier-Elementen. Aufgrund des positiven COP ist ihre Anzahl buchstäblich unbegrenzt. Das gleiche Prinzip wird bei Rekuperatoren in Kombination mit einem Luftheizsystem angewendet: Wärmepumpen in solchen Anlagen haben einen viel breiteren Betriebstemperaturbereich und einen erhöhten Leistungszuwachs..
Die fortschrittlichsten Rekuperatoren verfügen über ein Dual-Flow-Umkehrsystem. Dem kälteren Teil des Wärmetauschers wird zunächst warme Abluft zugeführt, wo aufgrund des großen Temperaturunterschieds eine signifikante Steigerung der Wärmeübertragungseffizienz beobachtet wird. Dabei entsteht auch Kondensat, das erwärmt und in der Vorratskammer in den Verdampfer überführt wird. Dies trägt dazu bei, die Entfeuchtung der Luft während des Erhitzens auszugleichen. Außerdem trägt Wasser als Träger latenter Wärme zu einer noch intensiveren Energieübertragung bei. Einige Punkte sind bis ins kleinste Detail durchdacht: So werden die Motoren speziell am Anfang des Auspuffs und am Ende des Versorgungskanals platziert und mit hochwertigen Lamellen für eine vollständige Rückführung der parasitären Wärme versorgt.
Definition der Leistung
Für einen Rekuperator als Teil der Belüftung sind drei Parameter am wichtigsten: reduzierter aerodynamischer Widerstand, zulässiger Durchfluss und Wirkungsgrad, ausgedrückt als Wärmewiedergewinnung auf die gesamte Energiemenge, die in der Luft bei der Betriebsdeltatemperatur enthalten ist. Dieses Verhältnis ist nicht konstant: Je kälter die Zuluft ist, desto effizienter arbeitet der Rekuperator im Allgemeinen und die Abhängigkeit dieser Änderungen ist nicht linear. Daher ist es so wichtig, die Diagramme der Änderungen der Hauptmerkmale in Abhängigkeit von anderen Bedingungen zu beachten..
Q = S v 3600
Wo:
- Q – Durchsatz des Lüftungskanals, m3/ h;
- S – Kanalquerschnittsfläche in m2;;
- v – Strömungsgeschwindigkeit, m / s.
K.t = (T.3 – T.1) / (T.2 – T.1)
Wo:
- K.t – Wirkungsgrad des Rekuperators in Bezug auf die Temperatur;
- T.1 – Außentemperatur ° C;
- T.2 – Lufttemperatur im Raum, ° С;
- T.3 – Zulufttemperatur, ° С.
Das Anfangskriterium – die zulässige Durchflussmenge – wird durch die Parameter des Lüftungssystems bestimmt. Natürlich kann der Luftaustausch nicht niedriger sein als die von SNiP festgelegten Normen: 3 m3/ h m2 oder 30 m3/ h für jede Person mit einer Raumbereitstellungsrate von weniger als 20 m3/ Person In diesem Fall sollte die Gesamtfrequenz des Luftaustauschs pro Stunde mindestens 0,35 betragen. Wenn die Parameter des Lüftungssystems im Moment nicht der Norm entsprechen, wird der Rekuperator gemäß den gesetzlichen Anforderungen ausgewählt und das Lüftungssystem anschließend verfeinert..
Wenn die Kapazität des Rekuperators mit forcierter Luftbewegung die Kapazität des Lüftungssystems um mehr als 50% übersteigt, wird das übermäßige Geräusch durch die Installation eines Schalldämpfers beseitigt. Es ist auch zu beachten, dass die Lüfterleistung am Zufuhrkanal höher ist als am Abzugskanal. Die Differenz muss entsprechend der Anzahl der zusätzlichen Punkte für die natürliche Luftentfernung ausgewählt werden.
Es gibt keine spezifischen Anforderungen an die Energieeffizienz der Anlage. Im Allgemeinen ist dieser Parameter wichtig, um die Rentabilität des Kaufs zu bestimmen. Sie können den bedingten Wirkungsgrad des Geräts mithilfe von Online-Rechnern und Daten des Herstellers abschätzen. Die Differenz der Zulufttemperaturen wird als Referenzpunkt herangezogen. Darüber hinaus müssen Sie die Einschränkungen der Luftfeuchtigkeit und der Temperaturunterschiede beachten. Aufgrund der Diskrepanz zwischen diesen Indikatoren kann der Rekuperator im Winter einfrieren.
Rekuperatorsteuerung
Rekuperatoren dienen in der Regel als aktives Element eines Zwangsbelüftungssystems oder implizieren zumindest die Fähigkeit, die Intensität des Luftaustauschs zu regulieren. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Interaktion zwischen dem Rekuperator und den übrigen Komponenten herzustellen..
Im einfachsten Fall verfügt der Rekuperator nicht über Durchflussvorrichtungen, sondern ist mit einem einstellbaren Dämpfer ausgestattet. Abhängig vom Standort des Wärmetauschers muss das richtige Verhältnis zwischen der Wärmetauscherkapazität und der aktuellen Lüfterleistung sichergestellt werden. In einem Fall regelt die im Rekuperator eingebaute Steuereinheit die Lüfterdrehzahl, es ist jedoch auch möglich, dass eine SPS mit integriertem Proportionalregler verwendet wird, deren Einstellung empirisch erfolgt.
In einem anderen Fall dient der Rekuperator als einzige Vorrichtung zum Erzwingen der Strömung, und dementsprechend bestimmt nur die Geschwindigkeit seiner Lüfter die Luftaustauschrate. Für solche Geräte werden eine manuelle Modusumschaltung sowie interne Steuerungsalgorithmen bereitgestellt, die die Wärmeübertragung in Abhängigkeit von der aktuellen Temperaturdifferenz optimieren. Die in Bezug auf Ergonomie fortschrittlichsten Einheiten sind an das allgemeine Hausautomationssystem angeschlossen und passen die Leistung unabhängig von der Anzahl der Personen oder basierend auf Daten von Raumgasanalysatoren an.
Ort und Art der Installation
Rekuperatoren sind in Boden- oder abgehängten Deckeninstallationen erhältlich. Es gibt auch eine dritte Option – Punktwandrekuperatoren, die in jedem Raum neben der Straße montiert sind und keine zusätzliche Kommunikation erfordern..
Deckeninstallationsoptionen sind interessant für die Möglichkeit, die technische Ausstattung des Hauses im Hohlraum von abgehängten oder Spanndecken zu verstecken. Solche Geräte sind aufgrund der Anforderungen an die Kompaktheit etwas teurer, gleichzeitig sind keine zusätzlichen Bypass-Kanäle erforderlich, um sie anzuschließen. Ein offensichtlicher Nachteil dieser Art der Platzierung ist das erhöhte Geräusch aufgrund des geringen Abstands der laufenden Motoren von den Lüftungsgittern..
Bodenstehende (und an der Wand montierte) Rekuperatoren sind für die Installation in technischen Räumen vorgesehen. Ihre Leistung ist nicht durch Abmessungen begrenzt, sondern es ist ein hochwertiges Umreifungssystem erforderlich. Geräte dieser Kategorie werden in der Regel in Kombination mit Luftheizungs- und Klimaanlagen eingesetzt..
Installation des Rekuperators
Die Installation und der Anschluss des Rekuperators selbst sind durch seine mechanische Befestigung an der Kapitaloberfläche und die Verbindung mit den gemeinsamen Abgas- und Versorgungskanälen begrenzt. Danach werden die Fugen versiegelt und der Rekuperator selbst in einen Sonderfall versetzt, der gleichzeitig die Funktion des Wärmeschutzes und der Schallabsorption erfüllt.
Viel komplizierter ist die Situation bei der Auslegung von Lüftungssystemen, wenn diese die Installation eines Rekuperators vorsehen. Bei Kanalrekuperatoren müssen in jedem Wohnzimmer zwei Luftkanäle für die Luftansaugung und -versorgung verlegt werden. Gleichzeitig ist es wichtig, den freien Querschnitt der Lüftungsgitter zu berechnen und die richtigen Steckdosen auszuwählen, um zusätzliche Geräusche zu vermeiden..
In der Struktur der allgemeinen Belüftung im Haus sorgen Rekuperatoren nur für den Luftaustausch zwischen den Wohnräumen. Abluftkanäle aus Küche und Bad werden normalerweise unter Umgehung des Wärmetauschers angeordnet, da dieser empfindlich gegenüber schmutziger Luft und hoher Luftfeuchtigkeit ist. In einem solchen Fall kann die Installation einer zusätzlichen Luftfiltereinheit mit Fett und dispergierten Filtern empfohlen werden. Sie können sich auch für Mehrkanal-Rekuperatoren entscheiden, deren Design den Anschluss eines zusätzlichen Lüftungskreislaufs für technische Räume vorsieht.
Kann der Luftrekuperator in einem Privathaus effektiv die Luftqualität verbessern und gleichzeitig Energieeinsparungen ermöglichen? Wie funktioniert dieses Gerät und ist es in der Lage, sowohl Frischluftzufuhr als auch Luftaustausch zu gewährleisten? Gibt es verschiedene Größen oder Optionen für den Einsatz in unterschiedlich großen Wohnhäusern? Was sind die potenziellen Vorteile und Nachteile bei der Verwendung eines Luftrekuperators in einem Privathaus?