Теплообменники для отопления частного дома

Теплообменник для отопления частного дома | TEPLOOBMENNIC.RU

19 июня 2017 0:00

// Советы покупателям

Они играют достаточно важную роль в системе отопления. Это особенно актуально для того случая, когда речь идет об автономном отоплении, где применяются нагревательные котлы. В них теплоноситель подготавливается внутри такого теплообменника.

Основные разновидности теплообменников для отопления

На сегодняшний день известны две основные разновидности, которые бывают трубчатыми и пластинчатыми. Последнюю нельзя разобрать, так как при ее изготовлении элементы спаиваются между собой. Трубчатые представляют собой трубы внушительного диаметра, в которые ввариваются трубки меньшего диаметра.

Если же перед вами пластинчатый вид, то это указывает на то, что устройство состоит из нескольких пластин, которые обладают штампованными волнистыми каналами и поверхностью для прохождения теплоносителя. Пластины фиксируются прокладками из резины и стяжками.

Пластинчатые агрегаты выбираются наиболее часто, ведь они легко поддаются ремонту и обладают менее внушительными размерами. В трубчатых устройствах теплообмен происходит в трубе меньшего диаметра, которая располагается в большой трубе. Это позволяет использовать устройство при воздействии высокого давления, чего нельзя сказать о пластинчатой разновидности.

Преимущества паяного пластинчатого теплообменника

Существует огромное количество вариантов отопительной системы. Однако большинство из них имеют водяной обмен тепла. Это наиболее качественный, популярный и недорогой вариант, который позволяет поддерживать оптимальную температуру помещения регулярно. Такое устройство наиболее актуально для частного дома или квартиры.

Теплообменник для системы отопления частного дома чаще всего предусматривает устройство, которое имеет поверхностный контакт. В таком случае имеется агрегат, который подогревается изнутри и через поверхность.

Принцип работы наиболее полно раскрывается в отопительной системе, которая имеет газовые, твердотопливные или электрические котлы. От нагревательного устройства по всей системе отопления направляется горячая вода, которая нагревается в аппарате.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу устройства и увеличить срок его эксплуатации необходимо своевременно производить техническое обслуживание, прочистку и промывку агрегата.

Нужна консультация?

Инженеры компании помогут вам выполнить правильный расчет теплообменника для отопления и подобрать наиболее подходящую модель.

Свяжитесь с нами любым удобным для Вас способом и получите расчет в течение 20 минут.

Заполните форму в правой части страницы или позвоните по номеру +7 (804) 333-70-94 и проконсультируйтесь с нашим специалистом.

Поделиться

Назад к списку

Теплообменники для отопления частного дома

Отопление частного дома – это не просто тепло в помещении, а еще и комфорт. Для этого необходимо наличие качественного обогрева. В частном доме обогрев может быть как водяным, так и электрическим, люди отдают предпочтение использованию природного газа. Именно поэтому сегодня так популярны газовые котлы отопления. Чтобы оборудование работало эффективно, необходимо позаботиться о том, чтобы в системе отопления присутствовал теплообменник.

Если вам нужно провести отопление в частном доме, то, может возникнуть вопрос – какой лучше всего выбрать теплообменник. Этот элемент один из основных в системе отопления и потому от него во многом зависит качество работы всей системы. В этой статье мы расскажем о том, какие бывают теплообменники, какой из них лучше выбрать для вашего частного дома и почему.

Виды теплообменников, встречающихся в частых домах

Итак, теплообменники для частного дома бывают пластинчатыми (здесь выбор стоит между паяными и разборными пластинчатыми). Могут встретиться и трубчатые теплообменники.

Что такое пластинчатый теплообменник?

Пластинчатый теплообменник представляет собой конструкцию, состоящую из множества пластин, которые соединены между собой. При работе теплообменника пластины прижимаются друг к другу и образуют каналы, по которым циркулирует жидкость или пар. В зависимости от того, какая жидкость циркулирует в теплообменнике, он может быть предназначен для отопления, охлаждения или нагрева. Говоря о частных домах, речь идет об установке котла, который будет работать на природном или сжиженном газе. Водяные теплообменники, которые устанавливаются в систему отопления, выполняют одну очень важную функцию – они обеспечивают передачу тепла от теплоносителя к контуру ото.

Подходящие варианты:

• Теплообменник "ТИ025"
• Теплообменник "ТИ077"

Минимальная мощность под которую можно посчитать теплообменный аппарат на отопление - 5 кВт. Важным моментом является то, что для расчёта теплообменника мы рекомендуем проконсультироваться с инженером по расчёту и подбору теплообменного оборудования. Несмотря на то, что подбор теплообменника для частного дома -относительно несложная задача.

В частном доме часто встречается ситуация, когда горячее водоснабжение и отопление подключены напрямую к котлу. Теплообменника в таком случае в системе нет. Циркулирующая жидкость по внутреннему контуру отопления и водоснабжения дома может собирать налет и ржавчину и перегоняться опять в котел на догрев. Работа в таком режиме может сильно снизить срок службы отопительной системы частного дома (радиаторы, водопровод и т. п.). Если площадь дома от 150 м2, то такая проблема становится очень актуальной.

В системе с теплообменником во внутренний контур заливается подготовленная вода или незамерзающая жидкость , которая не контактирует с котлом, а нагревается от жидкости , идущей по другому контуру теплообменника. Такая система отопления называется независимой.

Подробнее про пластинчатые теплообменники для отопления

Воздухо-воздушные теплообменники для более здоровых и энергоэффективных домов

Название

(AE1393, пересмотрено в мае 2018 г.)

Файл

Файл публикации: Теплообменники воздух-воздух

Резюме

Чтобы снизить расходы на отопление и охлаждение, строители использовали лучшие методы строительства и материалы, чтобы значительно уменьшить утечки воздуха в дом и из дома. В то время как «герметичный» дом снизит затраты на отопление и охлаждение, он также будет задерживать водяной пар и вредные частицы в доме.

Ведущий автор

Ведущий автор:

Рецензировано Кеннетом Хеллевангом, доктором философии, специалистом по специальности, инженером по развитию

Другие авторы

Карл Педерсен, бывший преподаватель энергетики

Доступность

Доступность:

Только Интернет

Разделы публикации

 Конденсация на окнах и другие проблемы с влажностью вероятны в обветренном доме без воздухообменников. Это проблема как для людей, так и для дома. Подача наружного воздуха и отвод воздуха из помещения (вентиляция) разбавляют или удаляют загрязняющие вещества и влагу из помещения. Вопрос в том, как вы удаляете влагу и загрязняющие вещества, сохраняя при этом нагретый или охлажденный воздух? Воздушный теплообменник решит эту проблему. Воздухообменники передают тепловую энергию воздуха в помещении поступающему свежему воздуху, удаляя влагу и загрязняющие вещества, но сохраняя тепло. В этой публикации описываются причины использования теплообменников типа «воздух-воздух», технология теплообменников, экономическая выгода от их установки и некоторые советы по выбору теплообменника, подходящего для вашего дома.

Почему важна вентиляция?

Раньше энергия была дешевле, чем теплоизоляция, и строители уделяли меньше внимания теплоизоляции дома. С течением времени и повышением цен на энергоносители домовладельцы начали сокращать расходы, утепляя чердаки, стены и подвалы, что остановило крупномасштабную передачу тепла.

В последнее время из-за высокой стоимости энергии и более качественных материалов домовладельцы и строители останавливают небольшие утечки воздуха вокруг дверей, окон, сантехники и даже пластин выключателей света. В некоторых домах эта естественная инфильтрация воздуха теперь заменяет воздух внутри каждые 4-10 часов, по сравнению с каждые 30 минут 40 лет назад. К сожалению, такое уменьшение поступления наружного воздуха в здание может привести к проблемам с качеством воздуха в помещении. Двумя наиболее распространенными проблемами качества являются избыточная влажность
и загрязняющие вещества.

Относительная влажность – это отношение количества водяного пара в воздухе к максимальному количеству водяного пара, которое воздух может содержать при определенной температуре. Точка росы – это температура, при которой относительная влажность составляет 100 процентов и образуется конденсат.

Теплый воздух способен удерживать больше водяного пара, чем холодный. В теплый летний день температура может достигать 85 градусов по Фаренгейту (°F) при 50-процентном уровне относительной влажности, что делает точку росы 71 °F.

По мере охлаждения воздуха температура приближается к точке росы, или точке, при которой водяной пар начинает осаждаться из воздуха. Например, при охлаждении воздуха при температуре 85 °F относительная влажность увеличивается, а при температуре 70 °F на холодных поверхностях образуется конденсат. Воздух при температуре 70 ° F и относительной влажности 40 процентов имеет относительную влажность около 80 процентов при охлаждении до 50 ° F. Воздух при температуре 20 ° F и относительной влажности 90 процентов имеет относительную влажность 23 процента при нагревании до 60 ° F. Грубо говоря, падение температуры на 20 °F снижает влагоудерживающую способность вдвое и удваивает относительную влажность.

В тесных домах деятельность человека, такая как принятие душа, сушка одежды и приготовление пищи, поднимает относительную влажность до проблематичного уровня, что приводит к образованию конденсата на окнах и высокой влажности, что может привести к росту плесени. Рекомендуемая относительная влажность для людей составляет около 50 процентов, чтобы свести к минимуму носовые кровотечения, сухость кожи и другие физические недомогания. Северный климат не может поддерживать такой уровень влажности зимой. Когда теплый влажный воздух соприкасается с прохладными поверхностями, влага конденсируется на поверхности, если она ниже точки росы.

Так же, как вода конденсируется на стакане воды со льдом, конденсат образуется на холодных поверхностях в доме. Это может произойти на окнах, дверях, полах и даже внутри стен. Постоянные влажные условия могут вызвать структурные повреждения и связанные с этим проблемы с гниением и плесенью. Идеальная влажность для северных равнин зимой составляет от 30 до 40 процентов, что является компромиссом между идеальными условиями для людей и строениями, в которых они обитают.

Измерение влажности дома

Использование гигрометра  (рис. 1) или измеритель относительной влажности для проверки конструкции на предмет относительной влажности. Гигрометры могут иметь либо циферблат, либо цифровое считывание. Цифровые гигрометры не всегда более точны. В продаже имеются более дорогие модели, которые, как правило, должны иметь более высокую степень точности. Более дорогие гигрометры обычно имеют точность в пределах 5 процентов от фактической относительной влажности. Все гигрометры требуют калибровки для повышения уровня их точности. При покупке гигрометра проверьте рабочий диапазон, потому что электронные гигрометры могут иметь минимальный уровень относительной влажности, который они могут считывать, например 20 процентов.

Фото:

Карл Педерсен

Рис. 1. Примеры измерителей относительной влажности, также известных как гигрометры.

Для калибровки гигрометра приобретите герметичный контейнер, по крайней мере, в три раза превышающий размер гигрометра. Примеры включают пластиковый пакет с застежкой-молнией, контейнер для хранения продуктов с плотно закрывающейся крышкой или кофейную банку с оригинальной крышкой. Поместите чашку с водой в герметичный контейнер вместе с глюкометром на четыре-шесть часов или до тех пор, пока капли воды не станут видны на внутренней поверхности контейнера. Когда капли начинают скапливаться на краю герметичной емкости, это указывает на уровень относительной влажности 100 процентов. Показание гигрометра должно быть не менее 95 процентов, а предпочтительно 100 процентов,  Рисунок 2 . Обратите внимание на чтение.

Фото:

Карл Педерсен

Рис. 2. Калибровочный тест, 100-процентная влажность.

Теперь добавьте поваренную соль в чашку с водой, помешивая, пока вода не перестанет растворять соль. Соль должна оставаться на дне чашки. Затем поместите чашку обратно в герметичный контейнер с глюкометром и снова оставьте на два-три часа. Соль снижает способность воды к испарению и, следовательно, уровень влажности. Солевой раствор должен давать показания влажности 75 процентов, но допустимы показания от 70 до 80 процентов,  Рисунок 3 .

Фото:

Карл Педерсен

Рис. 3. Калибровочный тест с солевым раствором, влажность 75 процентов.

 Сравните два показания. Если они оба отличаются на одинаковую величину, вы можете откалибровать свой гигрометр на эту величину. Обратитесь к руководству пользователя для получения конкретных инструкций по калибровке вашего устройства. Если ваш блок не имеет возможности калибровки, то вы можете настроить показания мысленно.

Загрязнители в домах

Различные загрязняющие вещества присутствуют в разных количествах в разных домах. Примеры включают двуокись углерода и монооксид от газовых приборов, газ радон из почвы вокруг фундамента, формальдегид от строительных материалов и твердых частиц, таких как плесень и табачный дым. В таблице 1 перечислены некоторые основные источники загрязняющих веществ внутри и снаружи помещений. Некоторые из наиболее распространенных загрязнителей заслуживают обсуждения в связи с их созданием и возможными проблемами со здоровьем человека.

Углекислый газ и угарный газ, образующиеся в результате сжигания топлива, могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Старые приборы обычно производят самые высокие уровни угарного газа из-за неправильного сжигания, утечек и отсутствия достаточного количества свежего воздуха для полного сгорания. Хотя двуокись углерода вызывает проблемы только при высоких уровнях, ее присутствие обычно указывает на присутствие угарного газа. Высокий уровень углекислого газа вызывает сонливость и указывает на плохую вентиляцию. Угарный газ вызывает головные боли и усталость при низких концентрациях и может вызвать потерю сознания или смерть при высоких концентрациях. Обеспечить подачу наружного воздуха для любого топочного устройства и регулярный воздухообмен облегчают проблемы.

Радон проникает в строение через отверстия для доступа к трубопроводу, трещины в полу и другие отверстия в почву и возникает в результате распада природных радиоактивных материалов в почве. Радон может вызывать рак легких в высоких концентрациях. Вентиляция подвальных помещений и подвалов свежим воздухом может уменьшить проблему, но предпочтительным методом является вентиляция слоя гравия под цокольным полом  (рис. 4) . Для определения уровня радона необходимо провести тест на радон.

Фото:

https://www.epa.gov

Рисунок 4. Удаление радона

Другие опасные вещества, передающиеся по воздуху в быту, связаны со строительными материалами и чистящими средствами. Формальдегид, распространенный промышленный химикат, присутствует во многих строительных материалах и предметах домашнего обихода. Газообразный формальдегид может покидать материалы и попадать в окружающую среду в течение всего срока службы материала, но большая часть газа уходит в течение первого года. Формальдегид вызывает раздражение слизистых оболочек носа, горла и глаз. Его нужно вывести наружу. Сегодня использование формальдегида в строительных материалах ограничено.

К твердым частицам относятся более крупные частицы, переносимые по воздуху, такие как споры плесени и табачный дым, упомянутые ранее. Сюда также входят вирусные и бактериальные организмы, перхоть домашних животных, пыль и многое другое. Из-за большого разнообразия предметов физические недуги варьируются от простуды до аллергии и болезней легких. Некоторые частицы могут быть отфильтрованы, а другие могут быть выброшены только наружу.

Воздухо-воздушный теплообменник Эксплуатация и конструкция

Одним из способов минимизировать проблемы с качеством воздуха и влажностью в доме, не открывая окна, является установка механической системы вентиляции с использованием воздухо-воздушного теплообменника. Теплообменник типа «воздух-воздух» приводит в тепловой контакт два воздушных потока с разной температурой, передавая тепло от отработанного внутреннего воздуха к поступающему снаружи в течение отопительного сезона. Типичный теплообменник показан на  9.0054 Рисунок 5 .

Рис. 5. Типичные характеристики воздухо-воздушного теплообменника.

Летом теплообменник может охлаждать, а в некоторых случаях и осушать горячий наружный воздух, проходящий через него и поступающий в помещение для вентиляции. Теплообменник воздух-воздух удаляет избыточную влажность и вымывает запахи и загрязняющие вещества, образующиеся в помещении.

Теплообменники обычно классифицируют по способу прохождения воздуха через устройство. В противоточном теплообменнике потоки горячего и холодного воздуха движутся параллельно в противоположных направлениях. В поперечном блоке потоки воздуха текут перпендикулярно друг другу. В агрегате с осевым потоком используется большое колесо. Воздух нагревает одну сторону колеса, которое отдает тепло потоку холодного воздуха при медленном вращении. Блок с тепловыми трубками использует хладагент для передачи тепла. Другие единицы доступны для специализированных приложений. В небольших сооружениях, таких как дома, обычно используются противоточные или перекрестные теплообменники.

Большинство теплообменников воздух-воздух, устанавливаемых в северных климатических условиях, представляют собой вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV). Эти агрегаты рекуперируют тепло из отработанного воздуха и возвращают его в здание. Недавние достижения в области технологий также увеличили использование вентиляторов с рекуперацией энергии (ERV). В прошлом ERV в основном использовались в климате с более высокой влажностью, когда нагрузка на охлаждение была больше, чем на отопление.

Основное различие между ними заключается в том, что HRV рекуперирует только тепло, а ERV рекуперирует тепло и влажность. У ERV были проблемы с более низкой эффективностью из-за перенасыщения внутренних осушающих колес в течение длительных периодов высокой влажности, но при правильной установке и обслуживании они могут создать более здоровое жилое пространство и большую экономию энергии. Кроме того, большинство ERV, продаваемых сегодня, представляют собой ERV пластинчатого типа, которые не содержат адсорбционного колеса. Проконсультируйтесь с подрядчиком по отоплению/охлаждению, чтобы определить, какие системы HRV или ERV будут наиболее полезными в ваших обстоятельствах.

В общей конструкции теплообменника воздух-воздух используется ряд пластин, называемых сердечником, уложенных друг на друга вертикально или горизонтально. Идеальная плита обладает высокой теплопроводностью, высокой коррозионной стойкостью, способностью поглощать шумы, низкой стоимостью и малым весом. Общие материалы пластин включают алюминий, различные типы пластиковых листов и современные композиты.

Первоначально в теплообменниках использовались алюминиевые пластины. Возникли проблемы с коррозией во влажной среде, создаваемой конденсатом, и плохими звуковыми характеристиками. Пластмассы решили проблему коррозии и некоторые проблемы со звуком, но проводимость не была такой же, как у алюминия, а стоимость была выше. В современных высокотехнологичных теплообменниках используются композитные материалы, отвечающие всем критериям.

В дополнение к сердцевине установка состоит из изолированного контейнера, элементов управления оттаиванием для предотвращения замерзания влаги на сердцевине и вентиляторов для перемещения воздуха. Все теплообменники нуждаются в изоляции для повышения эффективности и уменьшения образования конденсата снаружи устройства. Различные типы механизмов разморозки с датчиками внутри устройства доступны для управления процессом разморозки. Вентиляторы перемещают воздух, чтобы обеспечить необходимый воздушный поток и скорость вентиляции.

Противоточные теплообменники состоят из плоских пластин. Как  На рис. 6  показано, что воздух входит в любой конец теплообменника. Тепло передается через пластины более холодному воздуху. Чем дольше воздух проходит в агрегате, тем больше теплообмен. Процент рекуперации тепла – это КПД агрегата. Эффективность обычно составляет около 80 процентов. Как правило, эти блоки длинные, неглубокие и прямоугольные, с воздуховодами на любом из длинных концов.

Рис. 6. Контр-теплообменник: Воздушные потоки текут в противоположных направлениях.

 В теплообменниках с перекрестным потоком также используются плоские пластины, но воздух течет под прямым углом (рис. 7) . Блоки имеют меньшую площадь основания и могут даже поместиться в окне, но теряют часть эффективности противотока. Эффективность обычно не превышает 75 процентов. Эти блоки часто имеют форму куба со всеми соединениями на одной грани куба. Подавляющее большинство теплообменников, используемых в жилых помещениях, используют конструкцию с поперечным потоком.

Фото:

Вентиляция RenewAire

Рис. 7. Теплообменник с поперечным потоком: потоки воздуха текут под прямым углом друг к другу.

Выберите модель, которая лучше всего соответствует вашим потребностям. Следует учитывать такие характеристики, как пространство, доступное для установки, необходимый обменный курс и желаемая эффективность. К сожалению, почти каждый производитель по-разному сообщает эти цифры. Например, скорость вентиляции зависит от сопротивления воздушному потоку. Вентилятор с расходом воздуха 150 кубических футов в минуту (куб. фут/мин) фактически может создавать такой поток только при очень низком давлении. Точно так же блок может иметь заявленную эффективность 85 процентов, но может быть не лучше, чем блок с эффективностью 80 процентов, в зависимости от температуры испытания.

Чтобы стандартизировать заявления производителей об эффективности, Институт домашней вентиляции (HVI) проводит испытания теплообменников типа «воздух-воздух» и другого вентиляционного оборудования. Испытания используются для создания спецификации воздухо-воздушного теплообменника. Этот лист, показанный на Рис. 8 , нормализует теплообменники к заданному набору давлений и температур, позволяя сравнивать эффективность и скорость воздушного потока между моделями. Показатели производительности вентиляции связывают скорость воздушного потока с заданным давлением, а энергетические характеристики связывают набор заданных температур наружного воздуха с различными типами эффективности.

Фото:

Институт домашней вентиляции

Рис. 8. Спецификация проекта рекуперации тепла.

Наиболее важной эффективностью является разумная эффективность рекуперации, так как большая часть теплообмена происходит во время этого типа процесса. Ощутимая эффективность рекуперации обеспечивает эффективность установки при определенных расходах воздуха (куб. фут/мин) и температурах. Эти числа можно сравнивать от одного блока к другому, чтобы обеспечить правильное сравнение при одинаковых скоростях воздушного потока.

Стоимость

Недорогой теплообменник может стоить всего 500 долларов. Топовая модель может стоить более 2000 долларов. Хотя некоторые из более дорогих теплообменников имеют более высокую эффективность, это не всегда так. Большая часть увеличения стоимости происходит из-за потребительских характеристик, таких как легко очищаемые сердцевины, усовершенствованные средства управления разморозкой и датчики для включения и выключения устройства. Эти функции, как правило, не влияют на общую эффективность, но могут быть полезны для облегчения работы.

Стоимость установки может составлять от 500 долларов США и выше, в зависимости от размера дома и требований системы. Установка может варьироваться от сращивания в исходную систему до полного воздуховода конструкции. Структура, в которой уже используются воздуховоды для отопления и/или охлаждения, скорее всего, уже имеет воздуховоды, обеспечивающие прохождение всего воздуха через теплообменник. Простое присоединение системы к концу подачи может быть всем, что требуется.

Во многих домах есть электрический плинтус или водяное отопление. Добавление теплообменника «воздух-воздух» к этим типам систем отопления требует определенных размышлений. Самая распространенная ошибка при самостоятельной установке – неправильная вентиляция всего дома  (Рисунок 9) . Проблема видна в левом верхнем углу Рисунок 9 . Воздушный поток от приточного к обратному воздуховоду никогда не попадает в большинство из трех помещений. Свежий воздух постоянно циркулирует через часть дома, рециркулируя эту часть дома без обмена воздухом в другой части дома. На рис. 10 показана более совершенная система вентиляции, обслуживающая все жилое пространство.

Рисунок 9. Простая система воздуховодов с теплообменом воздух-воздух не обеспечит надлежащую вентиляцию всей конструкции.

Рисунок 10. Несколько приточных и вытяжных вентиляционных отверстий обеспечивают полную вентиляцию всей конструкции.

 Теплообменники воздух-воздух также могут быть установлены в различных местах. На рис. 11 показана установка на чердаке, соединенная с разветвленной системой воздуховодов, отводящих застоявшийся воздух из кухни, ванной комнаты и подсобного помещения и распределяющих нагретый наружный воздух в спальни и гостиные. На рис. 12 показан блок, установленный в подвале, снова подключенный к системе воздуховодов.

Фото:

Расширение NDSU

Рисунок 11. Чердачная установка теплообменника.

Фото:

Расширение NDSU

Рис. 12. Установка теплообменника в подвале.

Техническое обслуживание теплообменника

Чтобы гарантировать правильную работу HRV, необходимо проводить регулярное техническое обслуживание. График технического обслуживания будет зависеть от конкретного установленного блока; обратитесь к руководству пользователя для получения конкретных инструкций.

Перед выполнением любого технического обслуживания убедитесь, что питание устройства отключено. Начните с фильтров. Очищайте или меняйте фильтры каждые один-три месяца, в зависимости от рекомендаций производителя. Моющиеся фильтры следует очищать, следуя рекомендациям производителя.

При замене фильтров пропылесосьте область вокруг фильтров. После очистки фильтров проверьте воздухозаборники, чтобы убедиться, что ничто не блокирует экраны и колпаки. Осмотрите поддон для конденсата и дренажную трубку. Чтобы убедиться, что трубка ничем не заблокирована, налейте немного воды в поддон возле слива. Если вода не сливается, трубку необходимо прочистить.

Не реже одного раза в год очищайте сердцевину теплообменника. Обязательно следуйте инструкциям в руководстве пользователя по надлежащей очистке и обслуживанию сердечника. Опять же, убедитесь, что питание отключено, прежде чем выполнять какое-либо техническое обслуживание. Помимо сердцевины, не реже одного раза в год следует чистить вентиляторы. Протирайте лезвия начисто и смазывайте двигатель только в том случае, если это рекомендовано производителем.

Теплообменник типа «воздух-воздух» рециркулирует тепло вентилируемого воздуха внутри помещения для нагрева поступающего свежего наружного воздуха, необходимого для поддержания здоровья жителей здания. Опасные уровни загрязняющих веществ, таких как химические вещества, твердые частицы, радон и даже избыток водяного пара, которые могут вызвать структурные повреждения и проблемы со здоровьем, удаляются. Существуют различные типы теплообменников для удовлетворения многих условий, необходимых домовладельцам, будь то установка, экологические или энергетические соображения.

В сегодняшних домах повышенной герметичности избыточная влажность, приводящая к конденсации влаги на окнах и другим проблемам с влажностью, вероятно, не будет иметь теплообменника. Теплообменники обеспечивают прямую и быструю окупаемость инвестиций и уверенность в том, что свежий воздух доступен для дыхания в любое время.

Фото:

Ширли Неймайер, Университет Небраски, Линкольн

Рисунок 13-А. Типовая установка теплообменника.

Фото:

Ширли Неймайер, Университет Небраски, Линкольн

Рисунок 13-Б. Фильтры в теплообменнике.

Экономическая эффективность теплообменников

Простой метод окупаемости, при котором экономия энергии оплачивает покупку и установку в расчетные сроки, показывает экономическую эффективность добавления системы.

В качестве руководства следующий набор уравнений показывает экономическую эффективность теплообменника воздух-воздух, установленного в доме с низким уровнем инфильтрации в Фарго, Северная Дакота. Для примера расчета существуют следующие условия:

• Площадь пола: 1500 квадратных футов ( ² футов)
• Количество спален: 3
• Скорость инфильтрации: 0,1 воздухообмена в час (ACH) или 90 10 часов для полного воздухообмена • Стоимость мазута за галлон  3,80 долл. США
• Стоимость электроэнергии за киловатт-час (кВтч):  0,10 долл. США

Стандартные рекомендуемые скорости вентиляции были установлены Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (стандарт ASHRAE 62.2- 2007). Эти стандарты не учитывают особые обстоятельства, такие как особая чувствительность или хобби, которые создают проблемы с качеством воздуха. Стандарты различаются в зависимости от здания, его использования и количества жильцов (стандарт ASHRAE 62.2-2007).

Преимущества включают в себя удаление влаги, снижение вероятности структурных повреждений, устранение вредных загрязнителей и снижение затрат на электроэнергию. Любая установленная система также повысит стоимость здания при перепродаже.

В частном доме количество спален определяет типичное количество жильцов.

В этом примере в доме с тремя спальнями уровень жильцов равен четырем, или количество спален плюс одна. Для определения расхода вентиляционного воздуха используется следующая формула:

Рекомендуемая скорость вентиляции = (0,01 x площадь пола, кв. фут) + 7,5 (количество спален + 1)

Пример вентиляции = (0,01 x 1500 кв. ) = 45 кубических футов в минуту

Расход вентиляционного воздуха часто выражается в кубических футах в минуту или кубических футах в минуту.

Рекомендуемая скорость вентиляции для этого дома составляет 45 кубических футов в минуту.

Использование теплообменника для нагревания этого воздуха до комнатной температуры компенсирует затраты на отопление, связанные с подогревом холодного воздуха до комнатной температуры. Точное количество энергии зависит, конечно, от разницы температур наружного и внутреннего воздуха.

Мерой этого является градусо-день отопления (ГДС).

Обычно HDD рассчитывается на основе средней разницы между 65 °F и среднесуточной температурой. Различные метеорологические агентства по всему штату имеют таблицы нормальных жестких дисков для данной области. В этом примере используется Fargo, Северная Дакота, с жестким диском 9000.

Уравнения для определения количества сэкономленной энергии (БТЕ) ​​за год используют куб.фут/мин, HDD, рейтинг эффективности теплообменника (EF) и константу для удельной теплоемкости и удельного веса воздуха (25,92). Формула выглядит следующим образом:

Тепло, сэкономленное каждый год (Btu) = куб. футов в минуту x HDD x EF x 25,92

Btu – британские тепловые единицы

Cfm – расход вентиляционного воздуха в кубических футах в минуту

EF – КПД теплообменника

25,92 – постоянная для удельной теплоемкости и веса воздуха

При использовании 45 кубических футов в минуту и ​​9000 HDD тепловая энергия, сэкономленная теплообменником с 70-процентным КПД, составит:

Сэкономленная тепловая энергия = 45 x 9,000 x 0,70 x 25,92

Сэкономленная тепловая энергия = 7 348 320 БТЕ в год

Как упоминалось ранее, теплообменник нуждается в управлении разморозкой, чтобы предотвратить образование льда. Размораживание, как правило, осуществляется с помощью электрического резистивного нагревателя. Эту стоимость электроэнергии необходимо вычесть из стоимости энергосбережения. Стоимость можно определить по следующей формуле:

Стоимость разморозки = мощность, потребляемая устройством разморозки x часы работы x стоимость электроэнергии

Предполагая, что нагреватель мощностью 70 Вт (Вт), 500 часов работы в год при температурах ниже точки замерзания и 0,10 долл. США за кВтч, стоимость электроэнергии для работы антиобледенителя после преобразования ватт в киловатты (кВт) составляет:

Стоимость = 70 Вт x 500 часов в год x 1 кВт/1000 Вт x 0,10 долл. США/кВтч = 3,50 долл. США в год

быть известным.

Определение экономии топлива и периода окупаемости

Чтобы определить сэкономленные деньги, общая тепловая энергия, деленная на содержание Btu
и эффективность печи, дает галлоны сэкономленного топлива.

Если взять в качестве примера мазут, его содержание составляет 140 000 британских тепловых единиц на галлон, а типичная 9Печь на мазуте 0039 имеет КПД 65 процентов (0,65). Используя эти числа,
, мы можем определить экономию топлива каждый год.

Умножение этой суммы на стоимость жидкого топлива и вычитание тепла оттайки дает общую экономию.

Используя значения, рассчитанные ранее, и стоимость 3,80 доллара США за галлон мазута
, ежегодная экономия составит:

Учитывая затраты на покупку, установку и другие расходы в размере 1000 долларов США, простой метод окупаемости
показывает количество лет, в течение которых воздухо-воздушный теплообменник
окупается за счет сэкономленных затрат на отопление.

Энергетическая ценность обычных видов топлива для бытовых нужд

Дополнительную информацию об энергии можно получить в Службе распространения знаний NDSU

Рецензенты

Laney's Inc. , Фарго, Северная Дакота
Домашнее отопление, Фарго, Северная Дакота
RenewAire LLC, Мэдисон, Отопление и кондиционирование воздуха
One Hour Fargo, ND

Фото на обложке предоставлены Агентством по охране окружающей среды США ENERGY STAR Program и RenewAire Ventilation of Madison, Wisc.

Отказ от ответственности

Отчет был подготовлен как отчет о работе, спонсируемой агентством правительства Соединенных Штатов. Ни правительство Соединенных Штатов, ни какое-либо его агентство, ни кто-либо из их сотрудников не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, и не берет на себя никакой юридической ответственности или ответственности за точность, полноту или полезность любой информации, устройства, продукта или процесса. , или означает, что его использование не будет нарушать права частной собственности. Ссылка в настоящем документе на какой-либо конкретный коммерческий продукт, процесс или услугу по торговой марке, товарному знаку, производителю или иным образом не обязательно означает или подразумевает его одобрение, рекомендацию или поддержку со стороны правительства Соединенных Штатов или любого его учреждения.

Взгляды и мнения авторов, высказанные здесь, не обязательно отражают или отражают точку зрения правительства Соединенных Штатов или какого-либо его ведомства.

Эта публикация была написана Кеннетом Хеллевангом, инженером по развитию, и Карлом Педерсеном, бывшим преподавателем энергетики

Теплообменники: сбалансируйте качество тепла и воздуха в вашем доме

Перейти к содержимому

Когда вы пытаетесь вести более устойчивый образ жизни, вы часто сталкиваетесь с компромиссами. Стиральная машина, которая использует меньше всего воды, потребляет больше электроэнергии; ваша старая машина работает на ископаемом топливе, а в электромобилях используются токсичные батареи; большие холодильники работают более эффективно, но способствуют выбрасыванию пищевых продуктов. Трудно найти баланс между двумя вариантами. К счастью, теплообменники поддерживают баланс между энергоэффективностью и качеством воздуха в помещении (IAQ).

Может показаться нелогичным использовать машину для подачи свежего воздуха в дом, когда вы можете открыть окно. Но когда температура низкая (или очень высокая), для поддержания комфортной температуры важно держать дом закрытым. Старые дома позволяли воздуху просачиваться через стены, чердаки, дымоходы и окна, но воздух, который заменял его, должен был нагреваться. Даже в современных домах отопление и охлаждение составляют почти пятую часть углеродного следа Америки. Но изоляция и другие стратегии, которые делают ваш дом энергоэффективным, также задерживают воздух и влагу внутри дома.

Некоторые виды изоляции непосредственно способствуют загрязнению воздуха в помещении, но в большинстве случаев изоляция просто предотвращает утечку загрязняющих веществ. Наиболее эффективным способом улучшения качества воздуха в помещении является уменьшение или устранение отдельных источников загрязнения. Но для внутренних загрязнителей, которые вы не можете контролировать, необходимо привнести в дом свежий воздух. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) устанавливает стандарт для жилой вентиляции на минимум 0,35 воздухообмена в час и не менее 15 кубических футов в минуту (куб. футов в минуту) на человека. Даже в доме со сквозняками при определенных условиях вентиляция может оказаться ниже стандарта.

В отличие от печного теплообменника, теплообменники типа «воздух-воздух» представляют собой простые устройства, которые сохраняют тепло в вашем доме, удаляя из него застоявшийся воздух, позволяя вам сохранять эффективность использования энергии и качество воздуха в помещении. Подключенный к вашей существующей системе HVAC, воздухо-воздушный теплообменник приводит в тепловой контакт два воздушных потока с разной температурой, так что тепло передается от выходящего внутреннего воздуха к входящему наружному воздуху в рамках существующей механической системы вентиляции вашего дома. Теплообменники могут утилизировать до 85% тепла выходящего воздуха и отфильтровывать твердые частицы из поступающего воздуха.

Большинство теплообменников воздух-воздух, установленных в северном климате, представляют собой вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV). Эти агрегаты рекуперируют тепло из воздуха в помещении, когда он выбрасывается из здания. Вентиляторы с рекуперацией энергии (ERV) представляют собой теплообменники, которые также переносят влагу. Исторически сложилось так, что лучше всего они работали в более жарком климате с более высокой влажностью. Последние достижения в области технологий сделали их полезными для более широкого диапазона климатических условий.

Теплообменники просто улучшают вентиляцию. Воздушные тепловые насосы действительно нагревают и охлаждают ваш дом. Они могут заменить системы отопления и охлаждения вашего дома; они могут обогревать определенные зоны в доме или работать в тандеме с существующей системой отопления. Домовладельцы обычно добавляют их к существующим системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, используя печь для сжигания топлива в качестве резерва в более экстремальных погодных условиях.

Используя два теплообменника (один снаружи агрегата и один внутри), воздушный тепловой насос передает тепло, а не сжигает топливо. Тепловые насосы могут доставлять до трех раз больше БТЕ, чем они потребляют, в то время как самый эффективный газовый котел не может производить столько тепловой энергии, сколько потребляет. Ранние версии технологии имели некоторые проблемы. Но последние достижения повысили их надежность и расширили климатический диапазон их полезности. Хотя трудно представить получение тепла из наружного зимнего воздуха, новые тепловые насосы могут обогревать дома более эффективно, чем масло, даже на северо-востоке США

Вы, наверное, уже знаете, нуждается ли ваш дом в изоляции. Ваш счет за отопление будет высоким, и в вашем доме будет сквозняк. Энергоаудит дома поможет вам расставить приоритеты в модернизации. После того, как вы достаточно загерметизируете свой дом, теплообменник поможет поддерживать качество воздуха в помещении.

Не всегда сразу видно, что в вашем доме плохая вентиляция. Большинство загрязнителей воздуха внутри помещений не имеют запаха. Но в тесных домах конденсат на окнах и другие проблемы с влажностью, такие как плесень, обычно являются наиболее заметными признаками плохой вентиляции. Если ваш дом был построен после 2000 года, он, вероятно, настолько герметичен, что вам нужен теплообменник для надлежащей вентиляции.

Если у вас нет новой эффективной системы отопления дома, рассмотрите возможность замены печи тепловым насосом вместо добавления теплообменника для вентиляции. И если вы живете в жарком климате, тепловой насос всегда будет хорошей идеей, потому что любой метод, который поддерживает прохладу, экологически лучше, чем использование кондиционера.

Автор Джемма Александер

Джемма Александер имеет степень магистра. в городском садоводстве и заднем дворе, заполненном местными растениями. Поработав в генетической лаборатории и на свалке, теперь она пишет об окружающей среде, искусстве и семье.

Learn more

• 
  Таблица расчета лестницы на второй этаж в частном доме
• 
  Точим цепь бензопилы сами
• 
  Кухня контемпорари
• 
  Как подключить проводные наушники к компьютеру
• Коронка по дереву для подрозетников
• 
  Шлифмашинка для стен и потолков
• 
  Пожарная сигнализация определение
• 
  Заделка пены после установки пластиковых окон снаружи
• 
  Плита электрическая 2 х конфорочная настольная индукционная
• 
  Хранение сыра
• 
  Как получить фиолетовый цвет из пластилина