Именно поэтому в некоторых ситуациях полностью исключить возможность образования инея в рекуператорах невозможно, и в таких случаях крайне важно принять дополнительные меры, направленные на его предотвращение.
Рекуператоры воздуха. Виды и принцип работы
С учетом динамичного развития технологий, направленных на энергосбережение, на рынке систем вентиляции и кондиционирования весьма значимую популярность приобрели рециркуляторы воздуха. Эти устройства предназначены для эффективной передачи тепловой энергии от вытяжного воздуха к приточному. В данной статье мы подробно рассмотрим принцип работы, классификации и конструкции рециркуляторов воздуха, их преимущества, возможные недостатки, а также важные аспекты, касающиеся выбора таких устройств.
Рециркулятор — это целенаправленно разработанное устройство, которое используется для передачи тепловой энергии от вытяжного воздуха к приточному. Здесь под тепловой энергией подразумевается как энергия, связанная с нагревом, так и с охлаждением. Это значит, что отработанный воздух может передавать как тепло, так и холод воздуху, который поступает в помещение, что позволяет соответственно изменять его температуру.
Ключевая задача регенератора заключается в том, чтобы извлечь максимально возможное количество полезной энергии из вытяжного воздуха, уводимого из помещения. Следует также отметить важное условие, при котором воздушные потоки не должны смешиваться, что означает, что приточный воздух не должен значительно загрязняться вытяжным воздухом. Такое разделение является особенно актуальным в системах вентиляции и кондиционирования как в зимний, так и в летний период.
В зимний период основная цель регенератора состоит в том, чтобы «бесплатно» нагревать приточный воздух за счет теплого вытяжного воздуха из здания. Холодный наружный воздух смешивается с теплым вытяжным воздухом, проходя в теплообменник, где теплый воздух передает свое тепло поступающему воздуху. Учитывая, что отработанный воздух в любом случае выводится наружу, можно говорить о том, что данное отопление действительно является «бесплатным» по своей сути.
Использование такого типа отопления в вентиляционных установках позволяет существенно экономить электроэнергию или ресурсы, использующиеся для нагрева воды. Допустим, температура приточного воздуха на входе зимой составляет +18°C, а наружного воздуха — -26°C. Следовательно, эффективность отопления в системе, где не применяются циркуляционные насосы, будет основана на разнице температур 18 — (-26) = 44°C.
При использовании системы рециркуляции, приточный воздух может нагреваться вытяжным воздухом, допустим, до температуры +10°C. Кроме того, мощность отопления в этом случае следует рассчитывать исходя из разницы температур лишь на уровне 18 — 10 = 8°C. Поскольку мощность нагрева напрямую зависит от разницы температур, регенератор экономит (44 — 8) * 100 / 44 = 82 % энергии, требуемой для нагрева в системе вентиляции.
Виды, устройство и принцип работы рекуператоров
Независимо от своего типа, каждая рециркуляционная установка фактически представляет собой теплообменник. Это может быть либо один теплообменник, в котором потоки приточного и вытяжного воздуха обмениваются теплом через тонкие стены, либо два отдельных теплообменника. В этом последнем варианте отработанный воздух в первом теплообменнике передает свою теплоту промежуточному теплоносителю, который затем во втором теплообменнике передает тепло приточному воздуху.
- Роторный теплообменник
- Пластинчатый теплообменник с поперечным потоком
- Регенератор с промежуточным теплоносителем
- Камерный мелиоратор
- Утилизатор фреона
Роторный теплообменник
Роторные теплообменники производства компании DANTEX обладают одним из самых высоких коэффициентов полезного действия (КПД) на современном рынке. Эти устройства состоят из большого колеса (ротора), ось вращения которого располагается параллельно потокам воздуха и установлен между ними таким образом, что половина ротора находится в области вытяжного воздуха, тогда как другая половина — в области приточного воздуха.
Следует учитывать, что ротор не является сплошной конструкцией: он состоит из множества соединенных между собой пластин. Воздух может свободно проходить между этими пластинами, что обеспечивает эффективную передачу тепла.
Процесс работы роторного рекуператора осуществляется за счет медленного вращения ротора. В результате, часть ротора, которая первоначально контактирует с вытяжным воздухом, нагревается. Через некоторое время эта часть ротора перемещается в зону вхождения приточного воздуха, где передает накопленное тепло. После этого ротор возвращается в область вытяжного воздуха и снова нагревается. Таким образом, процесс повторяется циклично.
Во время переходного момента из зоны вытяжного воздуха в зону притока и обратно через ротор смешивается определенное количество воздуха, попадая между пластинами, однако на практике это смешивание обычно оказывается незначительным, и в роторных теплообменниках DANTEX оно оценивается как пренебрежительно малое (около 5 %).
Пластинчатый теплообменник с поперечным потоком
Следующий тип рециркуляторов, ориентированных на применение в моноблочных системах приточно-вытяжной вентиляции, — это перекрестноточные рециркуляторы, основанные на использовании пластинчатого теплообменника.
В отличие от роторных теплообменников, данные устройства не имеют движущихся частей и состоят из пластинчатого теплообменника, к которому подведены соответствующие каналы для приточного и вытяжного воздуха. Эти каналы располагаются попеременно, что позволяет каждому потоку отработанного воздуха взаимодействовать через стены с двумя потоками приточного воздуха, в то время как каждый поток приточного воздуха взаимодействует с двумя потоками отработанного воздуха.
Системы перекрестной рециркуляции, разработанные DANTEX, имеют такую конструкцию, что площадь контакта между потоками воздуха максимально увеличена. Это позволяет достигать высокой эффективности теплообмена, что, в свою очередь, обеспечивает высокую эффективность рекуперации тепла (до 70 %).
Кроме обычных перекрестноточных агрегатов, в системах вентиляции DANTEX также используются шестигранные рекуператоры тепла. Эти устройства представляют собой гибрид перекрестноточных и противоточных теплообменников. Противоточные устройства обеспечивают значительно более высокий КПД, и такая комбинация дает высокие результаты, повышая эффективность регенерации до 77 %.
Эффективность рекуператора
Одним из наиболее важных параметров системы восстановления тепла является ее эффективность. Этот показатель демонстрирует, насколько эффективно рекуператор повышает температуру приточного воздуха по сравнению с теоретически идеальным вариантом, при котором приточный воздух нагревается до температуры вытяжного воздуха. На практике использование такого подхода не всегда целесообразно, поскольку нагрев происходит при промежуточной температуре Tn. Формула для определения производительности выглядит следующим образом:
- TP — температура всасываемого воздуха после теплообменника, °C,
- TH — температура наружного воздуха (приточного воздуха перед теплообменником), °C,
- TV — температура отработанного воздуха перед регенератором, °C.
Эта формула учитывает изменение явного тепла в воздушных потоках. Тем не менее, относительная влажность воздушных потоков также может изменяться, поэтому для более точной оценки лучше рассчитывать эффективность рекуператора с учетом общего количества тепла. В этом случае формула будет аналогична предыдущей, но основана на энтальпиях воздушных потоков:
- IP — энтальпия приточного воздуха после теплообменника, °C,
- IH — энтальпия наружного воздуха (приточный воздух перед теплообменником), °C,
- IB — энтальпия вытяжного воздуха перед рекуператором, °C.
Первая формула позволяет быстро оценить эффективность работы системы, в то время как для достижения более точных результатов следует применять вторую формулу.
Шум в системах минимизирован до приемлемого уровня. Использование простого и удобного пульта дистанционного управления делает эксплуатацию систем крайне комфортной. Эффективная и энергосберегающая вентиляция гарантирована в любое время года. При этом грязь и пыль снаружи не проникают в помещения.
Чем отличается рециркуляция от рекуперации?
Процессы рециркуляции и рекуперации имеют принципиальные различия. Рециркуляция подразумевает, что воздух из помещения очищается и изменяет свою температуру, но затем возвращается обратно в помещение. Примером такого процесса могут служить кондиционеры с замкнутым контуром — они охлаждают воздух внутри здания, не обеспечивая достатительной вентиляции. При этом канальные кондиционеры могут использовать до 30 % свежего воздуха из внешней среды.
Рекуперация, с другой стороны, занимается передачей тепловой энергии от выходящих воздушных масс к входящим с тем, чтобы исключить их смешивание, что способствует полному обмену внутреннего воздуха. Данная система гораздо более полезна для здоровья жильцов и при этом более энергоэффективна.
Какие бывают рекуператоры?
Рекуператоры различаются по ряду характеристик, включая тип теплообменника, используемые материалы, схемы воздушного потока и уровень эффективности. Вот основные категории подобного оборудования:
- Пластинчатые теплообменники. В таких моделях теплообменники состоят из нескольких пластин, которые разделяют воздушные каналы входящего и исходящего воздуха. Толщина стенок (пластин) минимизирована, что способствует эффективной рециркуляции температуры, а их плотность предотвращает смешивание газовых масс.
- Вращающиеся рециркуляторы. Эти устройства включают один или два крупных вентилятора с лопастями внутри корпуса. Такая конструкция формирует барабан, вдоль которого два потока движутся в противоположных направлениях, осуществляя одновременно передачу тепла. Хотя данный тип регенератора показывает более высокий КПД, он больше подходит для торговли и бизнеса, поскольку допускает некоторую долю смешивания воздушных масс.
- Космические теплообменники. Эти устройства состоят из двух камер, где газовые массы имеют различную ориентацию. Нагревание происходит контактным путем через стены, что позволяет достичь КПД до 80 %, что делает их идеальным выбором для промышленных предприятий.
- С дополнительным теплообменником. Такие модели могут иметь не только обычные воздуховоды, но и специальный жидкостный теплообменник, который усиливает поглощение тепла, хотя и замедляет общий процесс.
- С тепловыми трубами. Данная конструкция преобразует воздух в пар с дополнительным нагревом, а затем конденсирует его обратно, что полностью уничтожает бактерии. Она идеально подходит для людей, страдающих от различных респираторных заболеваний, обеспечивая чистый и безопасный воздух.
Пластинчатые рециркуляторы также различаются по материалу изготовления самих пластин. Некоторые модели могут иметь внутренние стенки из алюминиевой фольги, тогда как наиболее эффективные устройства используют пластиковые пластины. Однако действительно высокоэффективные решения включают целлюлозные стенки сменных картриджей, что значительно улучшает показатели работы.
Можно ли рекуперировать влагу?
Одной из серьезных проблем, возникающих в процессе рекуперации, является необходимость сохранения влаги в помещениях. Из-за разницы температур между панелями и выходящим воздухом, последний имеет тенденцию конденсироваться на стенах, что иногда приводит к образованию льда. В этой связи система включает кратковременные отключения, чтобы дать возможность панелям разморозиться. Вода, образующаяся при этом, выводится через дренажную систему.
Чтобы рекуперировать влагу без использования дополнительных увлажнителей, мы рекомендуем выбирать модели с целлюлозным картриджем. Благодаря своей гигроскопичной структуре, такие устройства способны поглощать конденсат с панелей и передавать его обратно на сторону приточного воздуха, что способствует поддержанию оптимального уровня влажности в помещении. При этом, при выборе соответствующего типа регенератора и необходимой для его работы мощности, крайне важно учитывать площадь вашего дома или офиса, а также желаемую температуру в помещениях. Если вам потребуется помощь с точным расчетом или какие-либо другие рекомендации по вентиляции, мы всегда готовы предоставить свою поддержку и разъяснения.
