Отопление рекуперация тепла. Рекуперация в системах вентиляции. Анализ систем рекуперации и экономическая целесообразность их применения. Кассеты из гигроскопической целлюлозы

Система рекуперации тепла, производимого холодильными установками, дает возможность эффективно сэкономить на эксплуатационных расходах и поддерживать необходимый температурный режим в помещениях без помощи системы отопления.

Многие компании вынуждены искать способы снизить потребляемое количество электроэнергии, а высокая стоимость энергоресурсов делает этот поиск способом выживания на рынке. При этом торговое холодильное оборудование для центрального или выносного холодоснабжения в супермаркетах выделяет достаточно большое количество тепла, за счет которого появляются возможности для энергосбережения.

Не секрет, что одной из значительных статей расходов крупного продовольственного магазина является плата за электроэнергию, потребляемую холодильным и другим торговым оборудованием.

Многие компании сегодня вынуждены искать способы максимально снизить потребляемое количество электроэнергии, а высокая стоимость энергоресурсов, которая непрерывно движется вверх, делает этот поиск способом выживания на рынке. При этом холодильные установки для центрального или выносного холодоснабжения в супермаркетах выделяют достаточно большое количество тепла, которое в процессе конденсации хладагента чаще всего утилизируется в окружающую среду. Именно за счет этого тепла появляются возможности для энергосбережения в промышленности и торговле.

На Западе уже давно и повсеместно применяются системы рекуперации тепла, выделяемого холодильными установками. На отечественном рынке в последнее время также отмечается рост интереса к, такого рода, системам. Система рекуперации тепла актуальна для объектов, на которых одновременно с потребностью в холодоснабжении существует потребность в горячем водоснабжении или отоплении. Таким объектом вполне может являться супермаркет или гипермаркет.

Рост цен на энергоносители, стремление к снижению эксплуатационных расходов, а также вопросы экологической безопасности приводят к увеличению использования различных систем энергосбережения в области холодильной техники и систем кондиционирования. Для снижения энергозатрат при работе холодильного оборудования в современных супермаркетах наряду с использованием менее энергоемкого торгово-холодильного оборудования, а также специальных компонентов автоматики и электронных систем управления все более широкое распространение находят системы утилизации тепла. Температура нагнетаемых паров хладагента в холодильных контурах достаточно высока, что приводит к образованию большого количества теплоты, которое чаще всего сбрасывается в атмосферу. Использование систем рекуперации тепла позволяет использовать эту теплоту для нагрева различных теплоносителей (воздуха, воды и т. п.)

Холодильное оборудование магазина вырабатывает достаточно большое количество тепла, которое складывается из тепла, отведенного из охлаждаемого объема, и тепла, присоединенного в процессе сжатия хладагента в многокомпрессорном агрегате. Чаще всего это тепло сбрасывается в атмосферу. Система рекуперации тепла позволяет использовать это тепло для нагрева воды от +10 до +60 °С, используя около 20 % тепла, вырабатываемого холодильным оборудованием. Нагрузка на холодильные машины магазинов в течение года остается практически постоянной. Для низкотемпературной системы колебания нагрузки составляют около 10 %, а для среднетемпературной - около 20–25 %. Таким образом, в некоторых случаях система рекуперации тепла позволяет полностью отказаться от горячего водоснабжения на объекте.

ТЕХНОЛОГИЯ РЕКУПЕРАЦИИ

Суть системы рекуперации заключается в улавливании и эффективном использовании теплоты, которая обычно отводится на конденсаторе холодильной установки в атмосферу, При этом тепло может быть направлено на обогрев газов (атмосфера помещений), жидкостей и твердых тел. Любой пользователь холода должен понимать, что та энергия, которая отводится в атмосферу на конденсаторе, может быть использована. Это может быть обогрев помещений, расположенных в непосредственной близости от холодильных установок, обогрев технической воды, нагрев разного рода теплоносителей, использование теплоты в технологических процессах. Ряд ограничений, связанных в первую очередь с низкой потенциальностью данной энергии, возможно избежать, используя самое современное и эффективное теплообменное оборудование и автоматику, а также нестандартные решения.

Система рекуперации тепла - это, переводя на разговорный язык, возращение тепла обратно.В системах холодоснабжения образуется некоторое количество тепла в процессе сжатия компрессором паров хладагента, поступающего из испарительной системы. В дальнейшем этот нагретый и сжатый пар по трубопроводам поступает в конденсатор, где охлаждается и сжижается. И вот на этом участке и устанавливается дополнительный теплообменник, в который с одной стороны поступает горячий пар хладагента, а с другой в противоток нему - теплоноситель (вода, этиленгликоль, пропиленгликоль). В данном теплообменнике происходит передача тепла от пара к теплоносителю и аккумулирование этого тепла в баке-накопителе. Из бака-накопителя теплоноситель может расходоваться на различные хозяйственные нужды. Температуру носителя можно сделать любой, изменяя при выборе теплообменника его характеристики, обычно добиваются температуры +50...+60 °C.(схема 1)

В большинстве случаев теплоноситель используется:

Для подогрева холодной воды, идущей на санитарно-хозяйственные нужды;

Для подогрева воды в системах вентиляции и отопления;

На ледовых аренах для таяния снега;

В приточно-вытяжной вентиляции;

В любой системе отопления.

В качестве примера рассмотрим использование теплоты перегрева, выделяемой ЦХМ, для организации горячего водоснабжения (ГВС) в супермаркете с торговой площадью 1200 м2, Хладоснабжение на объекте осуществляется двумя многокомпрессорными холодильными агрегатами. Система утилизации тепла состоит из двух (для средне- и низкотемпературных контуров) кожухотрубных теплообменников с центробежными насосами и теплоизоляционного бака-аккумулятора (накопительный водонагреватель). Холодная вода с температурой около +10°С из водопровода поступает в аккумуляторный бак, откуда с помощью циркуляционных насосов подается в теплообменники, где за счет нагнетающих паров хладагента нагревается до +55...+60°С, после чего распределяется по потребителям.

Холодопроизводительность среднетемпературной установки - 94 кВт при температуре кипения -10°С, низкотемпературной - 26 кВт при температуре кипения -35°С и температуре конденсации +40°С. Теплота перегрева, выделяемая работающими централями, составит соответственно 31,4 и 13,8 кВт. Суммарная теплота, которую можно использовать для нагрева воды, 45,2 кВт. В результате расчетов получаем, что общий объем воды, который можно нагреть в рекуператорах от +10 до +55°С, равно 0,24 кг/с. Если учесть коэффициент рабочего времени, частоту и продолжительность периодов оттайки и прочее - получаем около 600 л/ч, что позволит обеспечить супермаркет с торговой площадью 1200 м2 горячей водой для технических нужд.

В случае использования для получения этого же количества горячей воды водонагревающих элементов годовая потребность в электроэнергии составит 274363,2 кВт·ч. В то время как достаточно простой анализ показывает, что несущественные затраты на дополнительное оборудование на начальном этапе позволят в дальнейшем получать экономическую выгоду от тепла, выделяемого уже существующим оборудованием, а не выбрасывать его в окружающую среду. Система утилизации тепла проста в монтаже и эксплуатации, и единственным необходимым условием является наличие центральной системы холодного водоснабжения. А период окупаемости составит не более 1,5 лет.

Наша компания устанавливает системы рекуперации. Система рекуперации тепла состоит из теплообменника или нескольких теплообменников, подключаемых параллельно, и теплового пункта. В состав теплового пункта входят бак-аккумулятор, разборный пластинчатый теплообменник, свой циркуляционный насос, балансировочный клапан, клапан аварийного сброса давления, термометр. Теплообменник устанавливается в линии нагнетания холодильной установки и обеспечивает нагрев промежуточного теплоносителя (воды) от +35 до +65°С. Контур промежуточного теплоносителя подсоединяется к теплообменнику, входящему в состав теплового пункта, который в свою очередь обеспечивает нагрев воды от +10 до +60°С для нужд ГВС.

Каждый теплообменник комплектуется термостатическим клапаном AVTA или WVTS, который поддерживает постоянную температуру промежуточного теплоносителя при изменении производительности холодильной установки, гарантируя, таким образом, температуру воды на выходе из системы рекуперации +60°С.

Подбор комплектующих системы рекуперации тепла предпочтительнее осуществлять исходя из потребностей конкретного объекта. В этом случае капитальные затраты на комплектующие будут минимальны и сроки окупаемости системы рекуперации составят от полугода до двух лет.

Стоимость систем рекуперации в настоящий момент достаточно высока, Если сравнить по цене бойлер с электрообогревом и аналогичное устройство, нагревающее воду горячими парами хладагента, то обычный электронагреватель окажется дешевле в 3-4 раза, но он регулярно будет потреблять далеко не бесплатную электроэнергию. А если допустить, что на объекте дефицит электричества? Мы тут же получаем огромное количество положительных эмоций от системы рекуперации: экономия электричества, горячая вода без затрат на обогрев, снижение электрической нагрузки. Как правило, рекуперация окупается за 1-2 года (только экономия электроэнергии) при сроке службы 7-10 лет.

Инженеры нашей компании имеют большой опыт проектирования подобных систем, а монтажники уже не раз собирали их на объектах. Только индивидуальный подход и высокий профессионализм сделают системы рекуперации доступными и по-настоящему эффективными.

нагрев технической воды.

В современных торговых центрах и супермаркетах, где в большом количестве имеются и точки общепита, и системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования, применение систем рекуперации тепла может быть оправданно, если на объекте имеется собственная котельная с возможностью приготовления горячей воды для всех перечисленных выше потребителей, Прямая экономия на энергоносителе для этой котельной будет при этом очевидной .

Принятие решения об использовании рекуперации носит в каждом случае индивидуальный характер но в любом случае оно несёт лишь положительные эмоции принявшему решение.

Выстроить энергоэффективный дом — мечта каждого застройщика. Многие полагают, что для достижения этой цели достаточно утеплить периметр здания и снабдить его современными окнами. Но так ли просто решается этот вопрос? Оказывается, нет. Только утеплением ограждающих конструкций и установкой герметичных оконных блоков невозможно обеспечить комфортное проживание и полноценное энергосбережение здания. Почему то многие забывают принять в расчет еще необходимость использования вентиляции — приточно-вытяжных установок (ПВУ).

Для сохранения внутреннего тепла помещения необходимо приточно-вытяжную вентиляцию оснастить теплообменником — рекуператором воздуха , который будет утилизировать тепло исходящего из помещения потока воздуха, отдавая его приточному. Такие системы широко используются в Западной Европе, обеспечивая строительство зданий с уровнем теплопотерь в 5-10 раз меньшим по сравнению с обычным жилым фондом. За счет утилизации тепла вытяжного воздуха экономят до 70% затрат на отопление и таким образом окупаются в кратчайшие сроки, как правило, это 3-5 лет.

Малогабаритные приточно-вытяжные системы с рекуперацией тепла типа АВТУ, которые разработаны специально для использования в жилых и других небольших помещениях. Они подают в здание свежий, подогретый, очищенный от уличной пыли воздух.

Энергия вентиляционных выбросов в современных зданиях достигает 50% общего уровня теплопотерь, поэтому энергоэффективным называется здание, в котором помимо утепления ограждающих конструкций и установки герметичных оконных групп, используется энергия, возвращаемая в помещение путем утилизации тепла вентиляционных выбросов.

Длительность отопительного сезона в энергоэффективных зданиях можно сократить более чем на месяц.

Принцип действия ПВУ

Заключается в следующем. Нагретый воздух забирается посредством воздухозаборников в наиболее влажных помещениях (кухня, ванная, туалет, хозяйственное помещение и т. п.) и через воздуховоды удаляется наружу здания. Однако прежде чем покинуть здание, он проходит через теплообменник рекуператора, где оставляет часть тепла. Этим теплом нагревается забираемый снаружи холодный воздух (он также проходит через тот же теплообенник, но уже в другом направлении) и подается внутрь (гостиная, спальни, кабинеты и т. д.). Таким образом, внутри помещения происходит постоянная циркуляция воздуха.

Принцип действия приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла

Приточно-вытяжная установка с рекуператором может быть различной мощности и размеров — это зависит от объемов вентилируемых помещений и их функционального назначения. Самая простая установка представляет собой изолированный термически и акустически и заключенный в стальной корпус набор взаимосвязанных между собой элементов: теплообменник, два вентилятора, фильтры, иногда подогревающий элемент, система удаления конденсата (блок автоматики, элементы электросхемы и воздуховоды в данном контексте не рассматриваются).

Организация воздухообмена в помещениях жилого коттеджа

Через теплообменник в процессе работы установки проходят два потока воздуха — внутренний и наружный, которые при этом не смешиваются. В зависимости от конструкции теплообменника рекуператоры бывают нескольких типов.

Наиболее дальновидные домовладельцы проектируют в своих зданиях сразу две системы вентиляции: гравитационную (естественную) и механическую с рекуперацией тепла (принудительную). Система естественной вентиляции в этом случае является аварийной и служит на случай неполадок в работе приточно-вытяжной установки и используется в основном в неотапливаемый период. При этом следует помнить, что во время эксплуатации системы механической вентиляции воздуховоды гравитационной должны быть плотно закрыты. В противном случае эффективность принудительной вентиляции будет потеряна.

Пластинчатые рекуператоры

Удаляемый и приточный воздух проходят с обеих сторон ряда пластин. При этом в пластинчатых рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата. Поэтому они должны быть оборудованы отводами для конденсата. Конденсатосборники должны иметь водяной затвор, не позволяющий вентилятору захватывать и подавать воду в канал.

Принцип действия приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла

Из-за выпадения конденсата существует серьезный риск образования льда, а потому необходима система размораживания. Рекуперация тепла может регулироваться посредством перепускного клапана, контролирующего расход проходящего через рекуператор воздуха. В пластинчатом рекуператоре отсутствуют подвижные части. Он характеризуется высокой эффективностью (50-90%).

Пластинчатый рекуператор

Хорошо зарекомендовали себя установки такого типа от производителя т.м. Naveka — Node1 . Они имеют алюминиевый рекуператор, дренажную систему для слива конденсата и систему защиты от обмерзания рекуператора. А так-же самые тихие в своём классе вентиляторы, электрический или водяной нагреватель, встроенную автоматику и пульт дистанционного управления с настройкой режимов и расписания работы.

Роторные рекуператоры

Тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Это открытая система, а потому здесь велик риск того, что грязь и запахи могут перемещаться из удаляемого воздуха в приточный, чего в некоторой степени можно избежать, если правильно разместить вентиляторы. Уровень рекуперации тепла может регулироваться скоростью вращения ротора. В роторном рекуператоре риск обмерзания невысок. Роторные рекуператоры имеют подвижные части. Они также характеризуются высокой эффективностью (75-85%).

Роторный рекуператор

Данное решение удачно реализовано у производителя т.м. Naveka в установках серии Node3 . Установки имеют систему защиты от обмерзания, встроенную автоматику и пульт ДУ. В исполнении Vertical — установки имеют теплошумоизоляцию из минеральной не горючей ваты толщиной 50 мм, и возможность наружного (уличного) монтажа и эксплуатации.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем

В этой конструкции теплоноситель (вода или водно-гликолиевый раствор) циркулирует между двумя теплообменниками, один из которых расположен в вытяжном канале, а другой — в приточном. Теплоноситель нагревается удаляемым воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Теплоноситель циркулирует в замкнутой системе, и не существует риска передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный. Передача тепла может регулироваться изменением скорости циркуляции теплоносителя. Эти рекуператоры не содержат подвижных частей и имеют невысокую эффективность (45-60%).

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Камерные рекуператоры

В таком рекуператоре камера разделяется на две части заслонкой. Удаляемый воздух нагревает одну часть камеры, затем заслонка изменяет направление воздушного потока таким образом, что приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры. При этом загрязнение и запахи могут передаваться из удаляемого воздуха в приточный. Единственная подвижная часть рекуператора — заслонка. Агрегат характеризуется высокой эффективностью (80-90%).

Камерный рекуператор

Тепловые трубки

Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом. Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Передача загрязнений в данной конструкции исключена. Рекуператор не имеет подвижных частей, но имеет сравнительно низкую эффективность (50-70%).

Рекуператор канального типа на основе тепловых трубок

Наибольшее распространение на практике получили пластинчатые и роторные рекуператоры. Причем существуют модели рекуператоров, в которых могут быть установлены последовательно два пластинчатых теплообменника. Они отличаются высокой эффективностью.

Двухступенчатая рекуперация двумя роторами

Объем тепла, забираемого посредством теплообменника, зависит от ряда факторов, в частности, температуры внутреннего и наружного воздуха, его влажности, скорости воздушного потока. Чем больше разница температур внутри и снаружи помещения, чем больше влажность, тем больше будет эффект от работы рекуператора. Кстати, большинство установок имеют возможность монтажа на летний период вместо обычного теплообменника так называемой летней кассеты , что позволяет обеспечивать приток воздуха без процесса рекуперации. Кроме того, в ряде случаев можно изменить направление потоков воздуха внутри установки, благодаря чему они минуют теплообменник.

Основные характеристики и особенности типов теплообменников

Вентиляторы

Движение воздуха обеспечивают вентиляторы — приточный и вытяжной, хотя можно встретить системы с интегрированным приточно-вытяжным вентилятором, который работает от одного двигателя. В простых моделях вентиляторы имеют три уровня оборотов: нормальный, пониженный (используется для работы ночью или в отсутствие жильцов, если это дом или квартира) и максимальный (используется, когда нужен самый высокий уровень воздухообмена). Некоторые современные модели вентиляторов имеют гораздо больше степеней скорости, что позволяет лучше удовлетворить потребности пользователей системы в разных степенях интенсивности вентиляции.

Работой вентиляторов можно управлять автоматически. Панели управления, как правило, устанавливаются внутри помещений в местах, удобных для пользования ими. Временные программаторы обеспечивают установление режима скорости вращения вентиляторов в течение дня или недели. Кроме того, некоторые продвинутые модели могут быть интегрированы в систему «умного дома» и управляться центральным компьютером. Работа рекуператора также может зависеть от уровня влажности в помещениях (для этого необходим монтаж соответствующих датчиков) и даже уровня углекислого газа.

Поскольку система вентиляции должна работать круглые сутки, высокое качество вентиляторов является чрезвычайно важной особенностью приточно-вытяжной установки.

Фильтры

Воздух, забираемый снаружи, обязательно должен подаваться в помещение, только пройдя через фильтр. Обычно в рекуператорах устанавливают фильтры, задерживающие частицы размером до 0,5 мкм. Такой фильтр соответствует классу EU7 по DIN или F7, согласно евростандартам. Таким образом, фильтр задерживает пыль, споры грибов, пыльцу растений, сажу.

Эта особенность приточно-вытяжной установки должна быть оценена по достоинству аллергиками. Одновременно в вытяжной системе также установлен фильтр перед теплообменником. Правда, его класс несколько ниже — EU3 (G3). Он защищает теплообменник от загрязнений, которые вместе с воздухом удаляются из помещений. Фильтры производятся из синтетических материалов, они могут быть как одно-, так и многоразовыми. Материал последних должен быть легким в чистке. Такие фильтры можно вытряхивать и стирать. Некоторые модели рекуперационных установок имеют датчики загрязнения фильтров, которые в определенный момент сигнализируют о необходимости замены или чистки фильтра.

Нагревательные элементы

Конечно, ситуация, когда приточный воздух нагревается за счет удаляемого тепла, была бы идеальной. Но в ряде случаев достичь этого нельзя. К примеру, если за окном -25°С, то температуры удаляемого воздуха, какой бы ни была эффективность теплообменника, будет недостаточно, чтобы согреть приточный воздух до комфортной температуры. В этой связи рекуператоры оборудуются электрической системой дополнительного подогрева подаваемого в помещения воздуха. Как показывает практика, подогрев приточного воздуха нужен уже в том случае, если снаружи температура менее -10’С.

Нагревательный элемент также управляется автоматически и включается в зависимости от программы, если отобранного тепла недостаточно для подогрева приточного воздуха в соответствии с заданными параметрами. Он монтируется обычно вместе с теплообменником. Мощность и размеры нагревательных элементов зависят от мощности всей установки.

Случается, что при большой влажности воздуха и сильном морозе на теплообменнике образуется конденсат, который может замерзать . Чтобы избежать данного явления, существует несколько технических решений.

Например, приточный вентилятор может работать с перерывами (включаться каждые полчаса на пять минут), и работает тогда вытяжной вентилятор, а теплый воздух, проходя через теплообменник, защищает его от образования наледи.

Второе, довольно распространенное решение, заключается в направление части потока холодного воздуха мимо теплообменника. Существует ряд других способов, вплоть до использования электрического нагревателя, который частично подогревает поступающий снаружи воздух перед теплообменником. Образующийся конденсат должен не собираться внутри агрегата, а удаляться через систему трубопроводов либо непосредственно в канализацию, либо в иное предусмотренное проектом место.

При строительстве индивидуальных домов возможно применение конструктивной схемы устройства системы принудительной вентиляции с забором воздуха на определенном расстоянии от дома и доставкой его к приточно-вытяжной установке посредством воздуховодов, находящихся в земле, ниже уровня промерзания грунта. За время прохождения по такому каналу температура воздуха будет увеличиваться, что снижает риск образования конденсата и наледи на теплообменнике и в целом повышает эффективность работы рекуператора.

Воздуховоды

Как мы уже отметили, монтаж приточно-вытяжной вентиляции гораздо легче выполнить в строящемся здании, чем в уже эксплуатирующемся . Следовательно, ее проектирование должно быть элементом всего строительного проекта. Обычно установка размещается на неиспользуемых чердаках (так легче обеспечить забор более чистого воздуха), в подвалах, котельных, хозяйственных и подсобных помещениях. Важно, чтобы это было сухое помещение с положительными температурами. Воздуховоды в неотапливаемое помещение должны быть теплоизолированными. Внутри помещений они обычно монтируются за подвесными потолками.

Алюминиевые или пластиковые гибкие воздуховоды

На практике используются различные типы воздуховодов. Наиболее удобные в монтаже — алюминиевые или пластиковые гибкие воздуховоды в виде трубы , армированные стальной проволокой. Трубы также могут быть утеплены минеральной ватой. Используются и воздуховоды прямоугольного или квадратного сечения. Вентиляционные решетки обычно монтируются в стенах или потолке. Специалисты рекомендуют в качестве наиболее удобного варианта использовать для притока воздуха анемостаты с регулируемым потоком, хотя наиболее часто для этих целей все же используются обычные решетки. Забор приточного воздуха должен производиться в местах, где он наименее подвержен загрязнениям.

В заключении несколько видео по применению приточно-вытяжных установок с рекуперацией тепла:

Устройство и принцип работы пластинчатого рекуператора воздуха.

Использование рекуператора воздуха, как основного средства для борьбы с образованием плесени и грибков в жилом помещении.

Рекуператор зачастую становится частью системы вентиляции. Однако не многие знают, что это за устройство и какие особенности оно имеет. Также немаловажным вопросом становится то, будет ли окупаться приобретение рекуператора, как он изменит работу системы вентилирование, можно ли создать подобный элемент своими руками. На этим и многие другие вопросы дадим ответы в нижеприведенной информации.

Необычное наименование дали обычному . Задача устройства заключается в отбирании части тепла с уже отработанного отведенного воздуха с помещения. Отобранное тепло передается потоку, который поступает из системы подачи чистого воздуха. Вышеприведенная информация определяет то, что цель использования подобной системы – экономия на обогреве дома. При этом следует отметить нижеприведенные моменты:

1. В летнее время система позволяет снизить расходы на кондиционировании работы.
2. Рассматриваемое устройство может работать в обе стороны, то ест забирать тепло в приточной и отводящей системе.

Принцип работы системы с рекуперацией тепла

Вышеприведенная информация определяет то, что рекуператор тепла устанавливается во многих системах вентиляции. Она не активная, многие варианты исполнения не потребляют энергию, не издают шум, имеют средний показатель эффективности. Устанавливались теплообменники на протяжении многих лет, но в последнее время у многих возникает вопрос, есть ли причины для того, чтобы усложнять систему вентиляции этим устройством, которое имеет довольно много проблем по причине работы в среде с различной температурой.

Потенциальных проблем, связанных с использованием подобного оборудования, практически нет. Некоторые решаются производителем, другие становятся головной болью покупателя. К основным проблемам можно отнести:

• Образование конденсата. Законы физики определяют то, что при прохождении воздуха с через холодную замкнутую среду происходит образование конденсата. Если температура окружающей среды ниже нуля, то ребра начнут обмерзать. Вся информация, приведенная в этом пункте, определяет существенное снижение эффективности работы устройства.
• Энергоэффективность. Все вентиляционные системы, работающие совместно с рекуператором, зависимы от энергии. Проводимый экономический расчет определяет то, что полезными будут лишь те модели рекуператоров, которые будут сберегать больше энергии, чем тратить.
• Период окупаемости. Как ранее было отмечено, устройство предназначено для экономии энергии. Важным определяющим фактором является то, сколько лет необходимо для того, чтобы покупка и установка рекуператоров окупилась. Если рассматриваемый показатель превышает отметки 10 лет, то смысла в установке нет, так как за это время другие элементы системы потребуют замены. Если расчеты показывают, что период окупаемости составляет 20 лет, то возможность установки устройства не следует рассматривать.

Возникновение конденсата на вент. системе

Вышеприведенные проблемы стоит учитывать при выборе теплообменника, которые существует несколько десятков видов.

Врезка: Важно: Существует несколько вариантов исполнения теплообменника. Рассматривая принцип работы устройства, следует учитывать, что он зависит от типа самого устройства. Пластинчатый тип устройства представляет собой устройство, в котором приточный и вытяжной канал проходят через общий корпус. Два канала разделены перегородками. Перегородка состоит из многочисленного количества пластин, которые зачастую изготавливаются из меди или алюминия. Важно отметить, что медный состав обладает большей теплопроводностью, нежели алюминий. Однако алюминий дешевле.

К особенностям рассматриваемого устройства можно назвать следующее:

1. Тепло из одного канала в другой передается при помощи теплопроводных пластин.
2. Принцип передачи тепла определяет то, что проблема появления конденсата возникает сразу поле включения теплообменника в систему.
3. Для того чтобы исключить вероятность появления конденсата устанавливается датчик обледенения термического типа. При появлении сигнала с датчика реле открывает специальный клапан – байпас.
4. При открытии клапана холодный воздух поступает в два канала.

Этот класс устройства можно отнести к низкой ценовой категории. Это связано с тем, что при создании конструкции используется примитивный метод передачи тепла. Эффективность подобного метода ниже. Важным моментом можно назвать то, что стоимость устройства зависит от его размеров и размеров самой приточной системы. Примером можно назвать размер канала 400 на 200 миллиметров и 600 на 300 миллиметров. Разница в цене составит более 10 000 рублей.

Схема вентиляции с рекуперацией

Конструкция состоит из следующих элементов:

• Два входных : один для свежего воздух, второй для отработанного.
• Из фильтра грубой очистки подаваемого воздуха с улицы.
• Непосредственно самого теплообменника, который находится в центральной части.
• Заслонки, которая необходима для подачи воздуха в случае обледенения.
• Клапан для слива конденсата.
• Вентилятора, которые отвечает за нагнетание воздуха в системе.
• Два канала с обратной стороны конструкции.

Размеры теплообменника зависят от того, какой мощности вентиляционная система и каких размеров воздуховоды.

Следующим типом конструкции можно назвать устройство с тепловыми трубками. Его устройство практически идентично предыдущему. Разница заключается лишь в том, что конструкция не имеет огромное количество пластин, которые пронизывают перегородку между каналами. Для этого используется тепловая трубка – специальное устройство, которое переносит тепло. Преимуществом системы можно назвать то, что на более теплом конце герметичной медной трубки испаряется фреон. Конденсат скапливается на более холодном конце. К особенностям рассматриваемой конструкции можно отнести:

1. Фитиль.
2. Контейнер.
3. Полость с паром.

Работа системы имеет следующие особенности:

• В системе есть рабочая жидкость, которая поглощает тепловую энергию.
• Пар распространяется от более теплой точки к холодной.
• Законы физики определяют то, что пар конденсируется обратно в жидкость и отдает сохраненную температуру.
• По фитилю вода снова оттекает к теплой точке, где снова образуется в пар.

Конструкция герметична и работает с высокой эффективностью. Преимуществом можно назвать то, что конструкция имеет меньшие размеры и более проста в эксплуатации.

Роторный тип можно назвать современным вариантом исполнения. На границе между приточным и вытяжным каналом находится устройство, которое имеет лопасти – они медленно вращаются. Устройство создано так, что пластины нагреваются с одной стороны и передают со второй при путем вращения. Это связано с тем, что лопасти расположены под определенным углом для перенаправления тепла. К особенностям роторной системы можно отнести следующее:

• Довольно высокий КПД. Как правило, пластинчатые системы и трубчатые имеют КПД не более 50%. Это связано с тем, что они не имеют активных элементов. При перенаправлении воздушного потока повысить КПД системы можно до 70-75%.
• Вращение лопастей также определяет решение проблемы с образованием конденсата на поверхности. Также решается проблема при низкой влажности в холодное время года.

Однако можно также выделить несколько недостатков:

• Как правило, чем сложнее система, тем она менее надежна. Роторная система имеет вращающийся элемент, который может выходить из строя.
• Если в помещении повышенная влажность, то использовать конструкцию не рекомендуется.

Также важно понимать, что камеры рекуператоров не имеют герметичного разделения. Этот момент определяет передачу запаха с одной камеры в другую. В целом роторная система напоминает своеобразный вентилятор довольно больших габаритных размеров с громоздкими лопастями. Для повышения эффективности работы системы устройство должно подключаться к источнику питания.

Промежуточного типа представляет собой классическую конструкцию, которая состоит из водяного отопления с конвекторами и насосами. Система используется крайне редко, по причине низкого КПД и сложности конструкции. Однако она практически не заменима в случае, когда приточный и вытяжной канал находятся на большом расстоянии друг от друга. Тепло передается через воду, которая используется на протяжении многих лет при создании подобных систем. Для обеспечения циркуляции воды в независимости от расположения устройств в системе установлен насос. Важно понимать, что конструктивные особенности в данном случае определяют малую надежность системы и необходимость проведения периодических осмотров.

Сравнительная таблица

Для того чтобы определиться с тем, нужно ли устанавливать систему перенаправления тепла, проводят исследования эффективности. Пример подобного расчета приведем на относительно небольшом частом доме. К особенностям подсчета можно отнести:

• Согласно проведенным подсчетам, через систему вентиляции уходит примерно 35% тепла. За среднее значение возьмем 30%, так современные вентиляционные системы имеют большую эффективности в плане экономии энергии.
• Средний показать потребляемой мощности составляет 500 ватт. Отметим, что этот показатель выбран с учетом расположения дома в Севастополе. Средняя температура в январе около 3,5 градуса Цельсия. Расход энергии в более холодном климате будет значительно выше.
• Если установлена пластинчатая конструкция рекуператора, то потребительская мощность будет ограничена на отметке 30 ватт.
• Показатель КПД системы находится на отметке 40%.

Согласно проводимым расчетом на основании введенных данных период окупаемости составляет примерно 114 года. Поэтому приобретать пластинчатый теплообменник не имеет смысла для частного дома.

Существенно снизить расходы можно при самостоятельном изготовлении конструкции. Принцип ее работы довольно прост. Поэтому при использовании подручных материалов можно провести создание . Рекомендации по созданию рассматриваемой конструкции следующие:

1. Для начала проводится нарезание труб из алюминия на небольшие части. При выборе трубы следует отдавать предпочтение вариантам исполнения диаметром 10 миллиметров. При этом отметим, что чем больше толщина металла, тем больше труба вбирает в себя тепла.
2. Следующим шагом можно назвать вырезание двух пластин из листового алюминия. При выборе пластин следует обратить внимание на варианты исполнения толщиной 4 миллиметров. В этих пластинах проводится создание отверстий для ранее нарезанных труб.
3. В качестве соединительного элемента используется герметик, который невосприимчив к воздействию высоких или низких температур.

Принцип работы конструкции заключается в следующем:

• Рекуператор тепла установлен в качестве общего элемента в приточной и отводящей системе.
• К теплообменнику подключены две трубы с одной стороны, а также две с другой.
• Для того чтобы повысить эффективность конструкции устанавливаются вентиляторы.
• Вся система имеет корпус, который защищает механизмы от оказания воздействия с окружающей среды.
• Трубы выступают в качестве парораспределителя тепла.

Подобным образом создается простейшая конструкция для обмена теплом между двумя системами.

Выводы

В заключение отметим, что вышеприведенная информация позволяет рассчитать рентабельность установления системы теплообмена. Практически все конструкции имеют высокую надежность и не выходят из строя. Также их эффективность относительно небольшая, установка целесообразна только в больших вентиляционных системах.

При постройке дома необходимо выбрать и установить систему для рекуперации тепла в системах вентиляции. Существует несколько модификаций вентиляционного оснащения, которое выбирают в зависимости от его производителя. Оборудование природного импульса включает в себя нагнетательные клапаны для стен и окон, обеспечивающие поступление свежего воздуха в комнаты. Для удаления запахов из туалетных и ванных комнат, а также из кухонь устанавливают вытяжные воздуховоды.

Воздухообмен получается из-за разницы температур в комнате и за её пределами. В летнее время температуры выравниваются как внутри, так и снаружи комнат. То есть воздухообмен приостанавливается. В зимний период эффект проявляется более оперативно, но при этом потребуется больше энергозатрат для нагрева холодного уличного воздуха.

Составная вытяжка является системой с принудительной вентиляцией и с естественной циркуляцией воздуха. Недостатками являются:

К преимуществам можно отнести невысокую цену и отсутствие внешних природных факторов. Но при этом по качеству и функциональности аэрация не может считаться полноценной вентиляцией.

Для обеспечения комфортных условий в новых жилых домах устанавливают универсальные системы вынужденной аэрации. Системы с рекуператором обеспечивают поступление свежего воздуха нормальной температуры с одновременным удалением отработанного воздуха из помещений. Вместе с этим происходит теплоотвод из нагнетательного потока.

Экономия тепловой энергии с помощью приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором // FORUMHOUSE

В зависимости от типов рекуператоров и размеров помещений, в которых установлена вентиляция, происходит улучшение микроклимата более или менее эффективно. Но даже при установленной рекуперации при коэффициенте полезного действия всего лишь 30% экономия энергоресурсов будет значительной, а также происходит улучшение общего микроклимата в комнатах. Но имеются у теплообменников и недостатки:

• увеличение потребления электроэнергии;
• выделение конденсата, а зимой возникает обледенение, что может привести к поломке рекуператора;
• сильный шум при работе, доставляющий большие неудобства.

Теплообменные аппараты или теплоутилизаторы в системах вентиляции с усиленной теплошумоизоляцией работают очень тихо.

Рекуператоры направленного движения теплоносителей предполагают вентиляцию и утилизацию тёплого отработанного воздуха. Аппарат осуществляет перемещение воздуха в двух направлениях с одинаковой скоростью. С теплоутилизаторами повышается комфортность жизни в домах.

При этом значительно снижаются расходы на отопление и вентиляцию, соединяя оба серьёзных процесса в один. Такие аппараты можно использовать как в жилых, так и в производственных помещениях. Таким образом, экономия денежных средств составит приблизительно от тридцати до семидесяти процентов. Теплоутилизаторы можно разделить на две группы: теплообменники простого действия и тепловые насосы для увеличения запаса утилизируемой теплоты. Теплообменники можно использовать лишь в тех случаях, когда ресурсы источников больше ресурсов микроклимата, которому передаётся теплоэнергия.

Система вентиляции квартиры с рекуператором Ecoluxe EC-900H3.

Устройства, передающие тепло от источников к потребителям при помощи промежуточных рабочих тел, например, жидкостей, циркулирующих в замкнутых контурах, состоящих из циркуляционных насосов, трубопроводов и теплообменников, находящихся в нагреваемых и охлаждаемых камерах, называются рекуператорами с промежуточными теплоносителями . Такое оборудование широко применяется в разных теплообменниках и циркуляционных насосах при больших расстояниях между источником и потребителем тепла.

Этот принцип используется в разветвлённой системе утилизации тепла и энергопотребителей с разными характеристиками. Работа теплоутилизатора с промежуточным теплоносителем состоит в том, что процесс в нём протекает в диапазоне водяного пара с изменением агрегатного состояния при постоянной температуре, давлении и объёме. Эксплуатация утилизаторов с тепловыми насосами отличается тем, что движение рабочей жидкости в них производится компрессором.

Эффективность рекуператора труба в трубе осенью. +6гр.Ц. на улице.

Аппараты смешанного действия

Для утилизации и для согревания приточного воздуха применяют обменники рекуператорного или контактного типа . Могут также устанавливаться аппараты смешанного действия, то есть один - рекуператорного действия, а второй - контактного. Желательно устанавливать промежуточные теплоносители безвредные, недорогие, не вызывающие коррозию в трубопроводах и теплообменниках. До недавнего времени в роли промежуточных теплоносителей выступали только вода или водные гликоли.

В настоящий момент их функции успешно выполняет холодильный агрегат, который работает как тепловой насос в комбинации с рекуператором. Теплообменники располагаются в приточных и вытяжных воздуховодах, а при помощи компрессора осуществляется циркуляция фреона, потоки которого переносят тепло из вытяжного воздушного потока в приточный и обратно. Всё зависит от времени года. Такая система состоит из двух и более , которые объединяет один холодильный контур, что обеспечивает синхронную работу установок в разных режимах.

Особенности пластинчатой и роторной конструкций

Самая простая конструкция у пластинчатого рекуператора. Основой такого теплообменника является герметическая камера с параллельными воздуховодами . Его каналы разделяются стальными или алюминиевыми теплопроводными пластинками. Недостатком этой модели является образование конденсата в вытяжных каналах и появление ледяной корки в зимнее время. При размораживании оборудования поступающий воздух идёт на теплообменник, а тёплые исходящие воздушные массы способствуют растапливанию льда на пластинах. Для предотвращения подобных ситуаций предпочтительнее использовать пластины из алюминиевой фольги, пластика или целлюлозы.

Роторные рекуператоры являются самыми высокоэффективными аппаратами и представляют собой цилиндры с гофрированными металлическими прослойками. При вращении барабанной установки в каждую секцию входит тёплый или холодный поток воздуха. Так как коэффициент полезного действия обуславливается темпом вращения ротора, таким аппаратом возможно управлять.

К достоинствам можно отнести возвращение тепла приблизительно 90%, экономичное расходование электричества, увлажнение воздуха, кратчайшие сроки окупаемости. Чтобы рассчитать эффективность рекуператора, необходимо измерить температуру воздуха и вычислить энтальпию всей системы по формуле: H = U + PV (U - внутренняя энергия; P - давление в системе; V - объём системы).

Слово «рекуперация» происходит от латинского слова “recuperation”, что в переводе означает возвращение, получение. В широком смысле данный термин нужно понимать так: в каждом технологическом процессе расходуются материалы или энергия. Рекуперация позволяет вернуть часть энергии для использования в том же процессе.
Рекуперация воздуха – это процесс отбора тепла от удаляемого воздуха и передача энергии воздуху нагнетаемому. Технологически процесс рекуперации осуществляется с использованием кондиционеров с рекуперационнымтеплообменником или систем приточно-вытяжной вентиляции. Теплообменник предназначен для того, чтобы входящий и исходящий потоки воздуха не смешивались между собой, а только обменивались тепловой энергией. Понятное дело, что используя системы рекуперации воздуха, воздух, находящийся в помещении можно не только нагревать, но и охлаждать – все зависит от направления теплового процесса. При этом тепло входящему воздуху нужно не отдавать, а наоборот, забирать у него. Важной характеристикой системы рекуперации является так называемый коэффициент эффективности, который математически выражается отношением реального полученного количества тепла к максимально возможной энергии. Данный коэффициент может варьироваться в широких пределах – от 30 до 90 процентов.
Существуют такие пять типов рекуператов: пластинчатые, роторные, с промежуточным теплоносителем, камерные рекуператоры, тепловые трубы. Пластинчатые рекуператоры состоят из ряда пластин, с обеих сторон которых проходит удаляемый и проточный воздух. Преимущество пластинчатых рекуператоров – высокая эффективность, 50-80% и небольшая цена. Недостатком таких рекуператоров является то, что на их пластинах может образоваться конденсат, а в зимнее время года наледь.
В роторных рекуператорах обмен тепла происходит с помощью специального ротора, который находится между входящим и исходящим потоками воздуха. Данная система является открытой, поэтому есть очень большой риск того, что грязь и запахи передадутся от удаляемого воздуха нагнетаемому. Эффективность таких рекуператоров достигает 90%.
Рекуператоры с промежуточным теплоносителем устроены так: теплоноситель (вода или водно-гликолевый раствор) движется от одного теплоносителя к другому, забирая тепло у исходящего воздуха и передавая его входящему потоку. Эффективность таких устройств невысока – 45-60%.
В камерных рекуператорах процесс теплообмена регулируется заслонкой в камере. Исходящий поток воздуха нагревает одну из частей камеры, а уже от стенок камеры получает тепло входящий воздух. Эффективность таких рекуператоров 70-80%.
Пятый вид рекуператоров – это «тепловые трубы». Основной частью такой системы являются трубки, в которых находится фреон. Удаляемый воздух нагревает фреон, который испаряется. Приточный воздух, проходя вдоль трубок, заставляет фреон конденсироваться – таким образом, происходит охлаждение воздушного потока.