Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

Содержание

Рекуперация тепла в системах вентиляции

Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

Рекуперация тепла – это вид принудительной вентиляции помещений. В последнее время, довольно часто применяется в обустройстве климат-систем в крупных, производственных сооружениях, офисных и жилых зданиях. Система рекуперации позволяет владельцам недвижимости максимально оптимизировать теплопотери.

С ее помощью происходит подогрев холодного воздуха, который уже в теплом виде, принудительно поступает в систему вентиляции.
Рекуператор воздуха способен оптимально уравновесить температуру внутренних помещений в здании, сделать воздух в них более свежим.

В зимние холода такие устройства не позволят потерять тепло, а летом не станут препятствовать проникновению горячего, жаркого воздуха.

Особенности процесса рекуперации тепла в системах вентиляции

Что же означает на практике рекуперация тепла и почему такой способ вентилирования становится популярным в России? Первостепенной задачей установленных систем вентиляции, оснащенных функцией рекуперации тепла, является охлаждение теплого воздуха перед его выводом наружу, использование тепловой энергии, полученной во время этого процесса, на подогрев вновь поступаемых воздушных масс, которые входят в здание с улицы.

Типовая конструкция рекуператоров содержит в себе теплообменник, оборудованный двумя камерами, пропускающими вытяжной и приточный воздух. Такие системы позволяют не только обновлять, вентилировать воздух в зданиях, они существенно сокращают потери дорогостоящего, в наше время, тепла.

Факт! Рекуператоры способны сохранить более 2/3 тепла, уходящего из помещения. С ними вы сможете вторично использовать тепловую энергию за 1 технологический цикл, что позитивно будет сказываться на издержках по содержанию помещений. Конденсат, образованный из-за перепадов температур, будет в автоматическом режиме удаляться из корпуса рекуператора.

Вопрос о применении метода рекуперации тепла в климатических системах достаточно актуален в зимнее время. Для этого их нужно оборудовать теплотехническим блоком, который станет производить возвратно-поступательный теплообмен холодного и теплого потока воздуха.

Подобные типы теплообменников для эксплуатирования в системах вентиляции имеют свои конструктивные технологические особенности и полезные рабочие характеристики.

Рекуператор тепла: технические нюансы выбора теплообменников

Для начала, следует знать, что рекуперация – это современный способ повышения энергоемкости зданий и сооружений, в которых работают или живут люди, находятся растения и животные. Остановимся на самых важных преимуществах приточно-вытяжных, рекуперационных установок, которые могут успешно и продолжительно функционировать в ваших помещениях:

  1. быстрое удаление застоявшегося воздуха, имеющего высокий % содержания примесей CO2 (углекислого газа);
  2. приток оптимального количества свежего воздуха;
  3. устранение излишков влажности и неприятных запахов;
  4. значительная экономия тепла;
  5. удаление пыли, аллергенов и вредных микроорганизмов, которые могут содержаться в воздухе основных и подсобных помещений.

Подогрев воздушных масс, осуществляемый посредством теплообменников, может быть как центральным, который рассчитан на обслуживание всего здания, так и локального значения: будет поддерживать вентиляцию одного, конкретного помещения.

Рекуператор, по своей сути, является устройством, которое включено в структуру общей вентсистемы здания. Это теплообменник, имеющий в обязательном порядке вентиляторы, как правило, их 2 штуки: для прокачивания вытяжного (удаляемого из помещения) атмосферного воздуха, и для свежего, подаваемого воздуха.

Данное оборудование может быть укомплектовано дополнительными приспособлениями, которые призваны помогать автоматизации, упрощению работы климатической техники, улучшению качественного состава подаваемого воздуха, или же предотвращению попадания вредных частиц. Если проще выразиться, такие механизмы забирают тепло от воздуха, который выводится из помещений, и возвращает его воздуху, попадающему в помещение.

В летний период процесс рекуперации происходит наоборот: поступающий воздух будет охлаждаться более прохладным, выводимым воздушным потоком. Это возможно при одном условии: наличии в доме кондиционера. Здесь, по-факту, сохраняется экономия энергии, потому что идет автономный, тепловой подогрев воздуха перед его подачей во внутренние помещения дома.

Преимущества рекуператоров по типам конструкций

Рекуператоры бывают следующих типов:

  • пластинчатые: конструктивно, представляют собой камеру, разделенную на параллельные каналы, между которыми стоит пластинчатая перегородка, имеющая повышенные теплопроводные свойства;
  • роторные: содержат вращающуюся пластину, которая установлена между притоком и вытяжки воздуха, теплообмен происходит за счет вращающегося ротора и полученной разницы температур воздушных масс, данный тип теплообменника способен возвращать до 80% тепла обратно в здание;
  • камерные: воздух в данном виде теплообменника разделяется специальной камерой, тепло проходит через заслонку, которая поступательно регулирует направление в движении воздуха;
  • рекуператоры с промежуточным носителем: процесс работы в нем схож с пластинчатым типом, представляет замкнутый, трубчатый контур, где циркулируется вода ( водно-гликолевый раствор), смешивание воздушных потоков в нем абсолютно исключено;
  • тепловые трубки: действие происходит через запаянные металлические трубки, внутри которых залита жидкость, имеющая низкую температуру кипения (фреон), данный вид теплообменника расположен вертикально: один из его концов располагается в вытяжном канале, а другой в приточном.

Для справки! Производители рекомендуют обратить внимание на такую важную характеристику современных, рекуператационных установок, как коэффициент эффективности рекуперации. Этот показатель формулирует пропорцию между максимально возможным, полученным теплом и тепловой энергией, полученной по факту.

Теоретически, эффективность эксплуатации рекуператоров может меняться в, достаточно, приличных пределах: от 30 до 90 %. В практической действительности, данная характеристика напрямую зависит от цены, бренда производителя и вида рекуператора.

Безусловно, что вентиляцию в домах можно содержать в правильной функциональности и без использования рекуператоров, за счет улучшения естественно-вытяжной системы вентилирования. Но эффект будет проявляться только в зимний сезон. Отрицательная сторона здесь следующая: тепло из дома будет уходить, а воздух, поступающий извне, потребует прогрева.

Вывод напрашивается сам собой: чтобы снизить тепловые потери здания и не затрачивать большие суммы на отопление, хозяевам помещений нужно рационально использовать тепло, которое выходит из помещений. В этом может помочь только монтаж принудительно-вытяжной вентиляции воздуха, действующей через рекуператационную установку.

Для этого прокладывают сеть приточных и вытяжных воздуховодов + вентиляторы. По воздуховодам будет принудительно подаваться воздух в каждую комнату, процесс не будет зависеть от погодных условий. Теплообменник ставят в месте пересечения свежих и «отработанных» масс воздуха.

Долговременное эксплуатирование таких устройств, как рекуператоры, будет способствовать стабильному сокращению текущих расходов на отопление, с ними вы обеспечите комфортные, экологически чистые условия пребывания людей в промышленном и жилом секторе.

Источник: https://proventilation.ru/ventilyatsiya/rekuperatsiya-tepla-v-sistemah-ventilyatsii

Воздушный теплообменник на вентиляцию – особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, ее принцип работы

Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

Вентиляция помещений — это процесс подачи свежего воздуха с одновременным выводом отработанного. При этом, удаляемый воздух выводится в нагретом виде, а температура свежей приточной струи может быть как довольно высокой в летнее время, так и весьма низкой в морозы.

Идея использовать температуру отработанного воздуха для нагрева приточного воздуха возникла давно, существуют устройства, позволяющие это осуществить с той или иной степенью эффективности. Про возможность сэкономить на отоплении до 25% при помощи рекуператора мы написали в этой статье.

Что такое воздушный теплообменник и для чего он используется

Воздушный теплообменник (иное название — теплообменник воздух-воздух) — это устройство, осуществляющее обмен тепловой энергии между горячим и холодным потоками воздуха.

Чаще всего, используется горячий воздух из сушилок, дымовых труб, топочных камеры различного оборудования. В бытовых целях может использоваться теплый вытяжной воздух. Использование устройства преследует цель нагрева свежего приточного воздуха до определенной температуры, которую позволяет достичь отдающая среда.

В зависимости от эффективности нагрева теплый воздух может использоваться для разных целей:

  • воздушное отопление помещений

  • подогрев свежей струи для снижения расходов на отопление

  • Подача неподготовленного воздуха в жилые или производственные помещения создаст условия для интенсивного вывода тепла, что отразится на расходах на обогрев.

    Если воздух на улице имеет температуру -20°С, а кратность воздухообмена в помещении равна 1, то весь объем будет ежечасно полностью меняться, вызывая необходимость быстро нагревать его для обеспечения комфортной обстановки.

    Такая ситуация весьма неэкономична и вынуждает искать способы подготовки приточной струи. Основным из них является рекуперация.

    Что такое рекуперация

    Рекуперация — это процесс возврата (повторного использования) тепловой энергии отработанного воздуха к вновь поступающему приточному.

    Неразумно терять тепловую энергию удаляемого отработанного воздуха попусту, ее можно и нужно обратить на подготовку поступающего вновь приточного воздуха.

    Эта задача стала актуальной не так давно, основная причина ее возникновения — широкое распространение пластиковых или алюминиевых окон и дверей, конструкция которых исключает наличие неплотностей, не пропускает воздух внутрь и делает вентиляцию помещений весьма актуальным вопросом.

    Недостаточный воздухообмен в помещениях — это плохое самочувствие людей, намокание стеновых материалов, возникновение конденсата и прочие неприятности, избавиться от которых помогают правильно организованные приточная и вытяжная вентиляционная система.

    На этом этапе и появляется задача подготовки поступающего свежего воздуха, повышения его температуры, иначе вместе со свежестью в помещении появится и мороз.

    Придется перегружать отопительные системы, чтобы удержать температуру в помещениях на приемлемом уровне, что означает повышенную нагрузку на оборудование и чрезмерные расходы на отопление.

    Важно! Рекуперация теплоты позволяет удержать часть тепловой энергии внутри, что снижает расходы и позволяет эксплуатировать отопительные системы в штатном режиме.

    Особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла

    Системы вентиляции, использующие рекуперативные методики, нуждаются в эффективном теплообменнике и в устройствах принудительного перемещения потоков воздуха — вентиляторах.

    Наличие этого оборудования автоматически означает потребность в электроэнергии. При этом, сами по себе рекуператоры (теплообменники) никакой энергии не потребляют и действуют в пассивном режиме, т.е.

    процесс передачи энергии происходит самостоятельно, контактными методами.

    Конденсат

    Тем не менее, их работа имеет несколько особенностей, из которых самой серьезной и требующей участия является образование конденсата. Процесс начинается после подачи теплого воздуха на холодные участки оборудования и продолжается до момента нагрева металла до определенной температуры.

    Учитывая, что обработке подвергается внутренний воздух, насыщенный водяными парами от готовящейся пищи и дыхания людей, объемы конденсата довольно велики и создают определенные проблемы при эксплуатации рекуператоров.

    Производители предпринимают определенные шаги, устанавливая различные клапана или датчики обледенения, что в какой-то степени решает вопрос, но проблема в целом остается и требует постоянного внимания со стороны владельца.

    Постоянная подача энергии

    В числе других, менее важных, но существующих особенностей рекуперационных систем, является потребность в бесперебойной подаче электроэнергии.

    Несмотря на то, что сами по себе рекуператоры не нуждаются на в какой энергии извне и действуют в пассивном режиме, вентиляторы, обеспечивающие циркуляцию потоков, требуют подключения и постоянной подачи энергии, без которой система просто остановится.

    Экономия

    Кроме того, важным показателем стане соотношение стоимости оборудования и величины экономии на обогреве помещений. Поскольку одной из целей рекуперации является снижение расходов на отопление, то стоимость оборудования должна быть оправдана этой экономией в течение обозримого времени, иначе никакого экономического эффекта покупка оборудования не принесет.

    Определение эффективности системы необходимо производить перед приобретением или изготовлением системы, поскольку оградить себя от ненужных расходов и траты времени всегда полезно.

    Следует учитывать КПД устройства, его стоимость, чтобы сопоставить размер экономии и затрат.

    Так, пластинчатые теплообменники для частных домов малоэффективны и значительно уступают другим конструкциям.

    Воздушный теплообменник на вентиляцию

    Теплообменник — это устройство, производящее непосредственную передачу тепловой энергии. Они бывают разных типов, с передачей тепла от одинаковых или разных видов среды (например, вода-воздух). Рассматриваемые нами теплообменники производят обмен энергией между исходящим нагретым и приточным холодным воздухом.

    Пластинчатый воздушный теплообменник

    Наиболее распространенным типом является пластинчатый воздушный теплообменник, представляющий собой набор из металлических пластин с высокой теплопроводностью, собранных в пачку с мелкими зазорами, через которые независимыми потоками пропускаются свежая и исходящая струи воздуха. Внутри устройства потоки разделены поочередно, что позволяет осуществлять эффективное уравнивание температур приточного и вытяжного воздуха.

    Высокая теплопроводность металлических пластин позволяет интенсивно отбирать тепло у вытяжной струи, активно нагревать приточный поток.

    Поскольку расстояния между пластинами весьма невелики, на обоих каналах устанавливаются воздушные фильтры, производящие очистку воздуха от взвесей, пыли, различных частиц, способных заполнить промежутки и нарушить режим работы теплообменника. Образующийся конденсат стекает в поддон, после чего удаляется по специальному каналу.

    Очистка воздуха, какой бы тщательной она ни была, недостаточна, требует периодической промывки пластин теплообменника и очистки их от жировых наслоений, накапливающихся в промежутках за определенное время.

    Основная особенность пластинчатых теплообменников состоит в полной независимости потоков друг от друга. Они не смешиваются, что позволяет использовать устройства такого типа в помещениях с вытяжным воздухом, имеющим вредные или неприятно пахнущие взвеси или примеси.

    Роторный рекуператор

    Второй, не менее распространенный тип теплообменника — роторный рекуператор.

    Он представляет собой приводной ротор из гофрированных металлических (чаще всего, алюминиевых) пластин, набранных в виде очень близко расположенных концентрических цилиндров. Ротор вращается при помощи электродвигателя с цепной передачей.

    Приточный, вытяжной потоки подаются одновременно на разные участки ротора таким образом, чтобы они проходили сквозь промежутки между гофрированными пластинами.

    Принцип действия заключается в нагреве пластин при прохождении зоны вытяжного воздуха и охлаждении с передачей энергии при прохождении сектора приточного потока. При этом, происходит частичное смешивание вытяжной и приточной струи.

    Эффективность таких теплообменников намного выше, чем пластинчатых, достигает 70%, но из-за некоторого поступления отработанного воздуха обратно в систему вентиляции, роторные рекуператоры не используются в помещениях с наличием вредных или имеющих резкий запах веществ.

    Оба типа теплообменников вполне справляются со своими функциями, широко распространены в системах вентиляции жилых или промышленных зданий. Тем не менее, существуют другие типы устройств, о которых следует поговорить особо.

    Другие виды воздушных теплообменников

    Существуют другие, очень интересные конструкции.

    Грунтовый теплообменник

    Например, грунтовый теплообменник. Он устроен настолько просто, что не хочется даже называть его техническим приспособлением. Суть его в погружении вентиляционной трубы, осуществляющей забор воздуха, в грунт на глубину около 2 м. Длина трубы должна быть достаточно большой, чтобы воздух, проходящий по ней, успевал изменить свою температуру.

    Смысл такого метода прост — на глубине 2 м температура почвы всегда имеет около 8-10° тепла. Если снаружи мороз 20°, то воздух, проходя по трубе, успеет нагреться до 0°, что сокращает расходы на его подготовку на 25%.

    Мало того, летний приточный воздух, взятый при температуре 25-30°, проходя под землей, отдаст часть тепла и поступит в систему вентиляции охлажденным, что снимает вопрос кондиционирования внутреннего воздуха помещений.

    Нагрев воздуха внутри дымохода

    Другой, не менее интересный вариант — нагрев воздуха внутри дымохода. Удаляемый дым имеет довольно высокую температуру, что позволяет разместить внутри него трубку с приточным воздухом.

    Проходя через нее, поток нагреется, будет готов для использования для вентиляции или для воздушного отопления. Иногда трубка устанавливается снаружи дымохода, она плотно навивается на него для увеличения эффективности теплопередачи.

    Такую конструкцию лучше всего обкладывать снаружи кирпичом для защиты, сохранения тепла.

    Рекомендуемое оборудование

    Источник: https://RSVgroup.ru/otoplenie/vozdushnyj-teploobmennik-na-ventilyatsiyu.html

    Особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, ее принцип работы

    Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

    Рекуператор тепла 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.

    Принцип работы системы

    Необычное наименование дали обычному теплообменнику. 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.

    Проблемы с установкой системы

    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 высокой температурой 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.

    Варианты исполнения устройства

    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 воздуховода: 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.

    Теплоноситель 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

    Сравниваемые позицииСистема 1 (с двумя утилизаторами)Система 2 (с одним утилизатором)Разница
    Потребление электродвигателя ротора320+320 Вт320 Вт320 Вт
    Требуемая холодильная мощность332 500 Вт478 340 Вт145 840 Вт
    Потребляемая мощность на второй подогрев0 Вт151 670 Вт151 670 Вт
    Потребляемая мощность электродвигателей вентиляторов11+11 кВт11+11 кВт0

    Определение эффективности системы

    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%.

    Определение эффективности системы

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

    Изготовление устройства своими руками

    Существенно снизить расходы можно при самостоятельном изготовлении конструкции. Принцип ее работы довольно прост. Поэтому при использовании подручных материалов можно провести создание теплообменника. 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.

    Изготовление устройства своими руками

    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.

    Источник: http://79w.ru/ventilyaciya/osobennosti-sistemy-ventilyacii-s-rekuperaciej-tepla-ee-princip-raboty

    Предназначение установок рекуперации

    Задача рекуперации состоит в выравнивании температур приточного и вытяжного потоков, что приводит к кратному сокращению потерь тепла (или прохлады) в процессе постоянного воздухообмена.

    Таким образом, оптимальная температура в помещениях сохраняется без значительных энергозатрат, а покупка дорогостоящих вентиляционных систем оказывается выгоднее, чем приобретение более дешевых аналогов.

    Стоит отметить, что при своей очевидной полезности и универсальности (ведь каждый блок рекуперации, по сути, частично заменяет собой и отопительный элемент, и кондиционер), подобные установки могут быть еще и очень компактны. В результате их монтаж, обычно практикуемый в крупных цехах и на производствах, вполне осуществим и в частных домах или квартирах.

    Наконец, действуя в связке с классическими вентиляционными механизмами, рекуператоры помогают без существенных энерго- и теплопотерь:

    • быстро удалить сильно загрязненный примесями и углекислотой воздух;
    • так же быстро обеспечить приток свежих воздушных масс, получивших более половины тепла от удаляемых потоков без ущерба для чистоты;
    • обеспечить отсутствие неприятных запахов;
    • сохранить необходимый уровень влажности в помещениях;
    • не допустить проникновение в приточные массы запахов, бактерий и мелкой пыли.

    Виды рекуператоров

    Уже сегодня наиболее распространенным видом вентиляционных систем для жилых помещений являются устройства, оснащенные той или иной разновидностью централизованного теплообменника. Конструктивных решений для рекуператоров существует более сотни, однако все их можно объединить в следующие крупные группы:

    • пластинчатого типа;
    • роторного типа;
    • камерного типа;
    • с промежуточным теплоносителем;
    • в виде тепловых трубок.

    1. Теплообменники пластинчатого типа

    Этот тип рекуператоров является наиболее простым из всех существующих систем.

    Конструктивно он представляет собой камеру, состоящую из многочисленных каналов, разделенных параллельными перегородками в виде тонких плоских пластин.

    При этом последние выполняются из материалов, обладающих очень высокими теплопроводными свойствами, играя роль одновременно и накопителей, и выделителей тепла.

    Происходит это благодаря тому, что по одним каналам, расположенным «через один» друг от друга, отводится теплый отработанный воздух, а по размещенным между ними поступает свежий холодный. В результате пластины используются в качестве эффективного передатчика тепла, не позволяя при этом смешиваться воздушным массам.

    Преимущества:

    • простейший технологический принцип;
    • длительный срок службы (поскольку в рекуператоре отсутствуют движущиеся детали);
    • низкий уровень шума;
    • сравнительно хорошая эффективность.

    Недостатки:

    • неизбежная склонность к накоплению конденсата.

    Единственный недостаток пластинчатого теплообменника чаще всего компенсируют путем монтажа дополняющего его каплеуловителя.

    Более того, при отрицательных температурах накапливающаяся влага может превратиться в лед – из-за чего, во избежание выхода из строя рекуператора, требуется встраивать в него еще и систему разморозки.

    Таким образом, на первый взгляд простейшее и одновременно долговечное устройство превращается в достаточно усложненную систему, и потому используется не слишком часто.

    2. Теплообменники роторного типа

    Еще одной, довольно давно известной разновидностью рекуператоров являются конструкции роторного типа. Именно этот быстро вращающийся механизм занимает центральное место в системе, обеспечивая самую высокую эффективность среди всех теплообменников, использующих механический принцип действия – до 80-85% возврата тепла.

    Преимущества:

    • очень высокая энергоэффективность.

    Недостатки:

    • высокий уровень шума;
    • отсутствие герметичности между стенками канала и ротором (что приводит к частичному загрязнению поступающего воздуха из выводящихся отработанных масс, а также различных запахов).

    Именно последнее соображение является препятствием для лидирования на рынке этой разновидности рекуператоров – и если на производстве они достаточно широко распространены, то в качестве устройства сохранения тепла в жилых помещениях практически никогда не используются.

    3. Теплообменники камерного типа

    Еще один простейший вид рекуператоров, от пластинчатых отличающихся тем, что роль разделителя потоков выполняет сама камера. В то же время присутствующая я в ней заслонка служит для периодического перенаправления воздушных масс, за счет чего и достигается сбережение части тепла.

    Преимущества:

    • простота и дешевизна конструкции;
    • отсутствие накопления конденсата;
    • хорошая эффективность.

    Недостатки:

    • низкая износостойкость (связанная с постоянным движением деталей).

    4. Теплообменники с промежуточным носителем

    Данный тип теплообменников во многом схож с пластинчатыми разновидностями из-за идентичного принципа функционирования.

    Отличие состоит в том, что теплопередача организуется с помощью полой замкнутой спиральной трубки, заполняемой раствором воды и незамерзающего гликоля.

    Конденсат в этом случае не образуется, но эффективность существенно падает (хотя и может регулироваться в определенных пределах за счет изменения скорости циркуляции водно-гликолевого потока).

    Преимущества:

    • абсолютное отсутствие смешивания встречных потоков;
    • отсутствие конденсата и трущихся частей.

    Недостатки:

    • недостаточная, по современным меркам, эффективность (около 50%).

    5. Тепловые трубки

    Наиболее оригинальный, современный и эффективный тип теплообменников в системах вентиляции – так называемые тепловые трубки.

    Конструктивно представляют собой узкие, абсолютно герметичные цилиндрики, выполненные из теплопроводного металла и наполненные жидким фреоном (либо другой жидкостью с низкой точкой закипания).

    Монтируясь в виде вертикального стержня с одним концом в приточном канале, а вторым – в выводящем, тепловая трубка нагревается на втором конце, заставляя кипеть фреон и мгновенно переносить тепло в приточный канал.

    Достоинства:

    • отсутствие трущихся частей;
    • полная герметичность;
    • высокая скорость и КПД теплопередачи;
    • отсутствие шума.

    Недостатки – нет.

    Источник: http://vs-ms.ru/rekuperacija-tepla-v-sistemah-ventiljacii.aspx

    Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы, разновидности, особенности

    Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

    Рекуперация тепла стала довольно часто использоваться в последнее время в системах вентиляции.

    Если рассматривать более подробно сам процесс, то сначала следует определиться и понять, что означает сам термин рекуперация.

    Рекуперация тепла в системах вентиляции означает, что пропускаемый воздух, который удаляется специальными установками, пропускается сквозь систему фильтров и подается обратно.

    Рекуперация и вентиляция

    Стоит обратить особое внимание на то, что в вентиляционных системах с долей отработанного воздуха вытягивается и часть тепла из помещения. И вот именно данная тепловая энергия и возвращается обратно.

    Данные системы эффективно применяется на больших производствах и в крупных цехах, поскольку, чтобы обеспечить оптимальную температуру для таких помещений зимой необходимо подвергнуть себя большим затратам. Данные установки же позволяют значительно компенсировать такие потери и сократить затраты.

    Даже в частном доме вентиляционные установки с рекуперацией тепла сегодня будут достаточно актуальны. Даже в индивидуальном доме всегда выполняется вентиляция и при циркулировании воздуха тепло точно также уходит из любого помещения. Согласитесь, что загерметезировать здание полностью и тем самым избежать всяких потерь тепла просто невозможно.

    Процесс рекуперации

    Сегодня данные системы стоит применять даже в частном доме по следующим причинам:

    • Для быстрого удаления воздуха с большой примесью углекислого газа;
    • Для притока необходимого количества свежего воздуха в жилые помещения;
    • Для устранения повышенной влажности в комнатах, а также устранения неприятных запахов;
    • Для экономии тепла;
    • А также для удаления пыли и вредных микроорганизмов, которые могут в ней содержаться.

    Системы приточного типа с рекуперацией

    Приточная установка с рекуперацией тепла начинает пользоваться все большим спросом среди частных домовладельцев. И ее достоинства, особенно в холодный период года, очень высоки.

    Как известно, обеспечить жилое помещение необходимой вентиляцией можно многими способами. Это и естественная циркуляция воздуха, которая в основном осуществляется за счет проветривания комнат. Но согласитесь, что использовать такой способ зимой просто невозможно, поскольку все тепло быстро покинет жилые помещения.

    Если же в доме, в котором циркуляция воздуха выполняется только естественным путем нет более эффективной системы, то получается, что в холода комнаты не получают нужного объема свежего воздуха и кислорода соответственно что в дальнейшем негативно сказывается на самочувствии всех членов семьи.

    Разумеется, в последнее время, когда практически все владельцы устанавливают пластиковые окна и двери, получается, что устраивать вентиляцию естественным способом просто неэффективно.

    Поэтому возникает необходимость в установке дополнительного оборудования, которое способно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха внутри помещений.

    И, конечно же, каждый владелец согласится с тем, что хотелось бы, чтобы любая система тратила электроэнергию экономно.

    И вот здесь самым оптимальным вариантом будет рекуперация тепла в системах вентиляции. В идеальном варианте желательно приобретать установку, которая могла бы обеспечить и рекуперацию влажности.

    Что представляет собой рекуперация влаги?

    В любом помещении должен всегда поддерживаться определенный уровень влажности, при котором каждый человек чувствует себя наиболее комфортно. Данная норма имеет величину от 45 до 65%. Зимой большинство людей сталкиваются с излишне сухим воздухом в помещении. Особенно в квартирах, когда отопление включают на полную и воздух становится очень сухим имеющим влажность около 25%.

    Кроме того, часто получается и так, что с такими перепадами влажности страдает не только человек. Но и полы с мебелью, как известно дерево имеет высокую гигроскопичность.

    Очень часто мебель и полы от слишком сухого воздуха пересыхают, и в дальнейшем получается, что полы начинают скрипеть, а мебель разваливаться.

    Данные установки в первую очередь будут поддерживать и необходимый уровень влажности в любом помещении, независимо от времени года.

    Рекуператор

    Виды рекуператоров

    В индивидуальных жилых домах наиболее часто устанавливают системы вентилирования, имеющие централизованные теплообменники. Кроме того, сегодня можно выбирать из нескольких видов конструкций рекуперативной вентиляции, но более высоким спросом пользуются нижеперечисленные:

    1. Пластинчатые.
    2. Роторные.
    3. Камерные.
    4. Имеющие промежуточный теплоноситель.

    Самые простые конструкции для систем вентиляции. Теплообменник выполнен в виде камеры, разделенной на отдельные каналы, расположенные параллельно относительно друг друга. Между ними находится тонкая пластинчатая перегородка, которая имеет высокие теплопроводные свойства.

    Принцип действия основан на обмене теплом воздушных потоков, то есть отработанный воздух, который удаляется из помещения и отдает свое тепло приточному воздуху, который поступает внутрь дома уже теплым, благодаря такому обмену.

    К преимуществам такой технологии можно отнести:

    Теплообмен с помощью рекуператора

    • простую настройку устройства;
    • полное отсутствие каких-либо движущихся деталей;
    • высокую эффективность действия.

    Ну, и одним наиболее существенным недостатком в работе такого рекуператора является образование конденсата на самой пластине.

    Обычно такие теплообменники требуется дополнительно монтировать специальными каплеуловителями. Это необходимый параметр, поскольку в зимнее время конденсат может замерзнуть и остановить устройство.

    Именно поэтому в некоторых устройствах данного типа есть встроенные системы размораживания.

    Теплообменники роторного типа

    Здесь главную деталь берет на себя ротор, который располагается между воздуховодными каналами и нагревает воздух при помощи постоянного вращения. Вентиляция с рекуперацией тепла роторного типа имеет очень высокую эффективность работы. Такая система позволяет возвращать обратно в помещение около 80% тепла.

    А вот существенным недостатком является неполноценность работы системы относительно грязи, пыли и запахов. В конструкции между ротором и корпусом есть не плотности. Из-за них потоки воздуха могут смешиваться и поэтому все загрязнения могут вновь попасть обратно. И естественно уровень шума здесь на порядок выше, чем у пластинчатого теплообменника.

    Рекуперация и вентиляция

    Теплообменники камерного типа

    В рекуператоре данного типа воздушные потоки разделены непосредственно самой камерой. Обмен тепла происходит благодаря заслонке, которая периодически меняет направление потоков воздуха. Данная система обладает высокой эффективностью в работе. А к недостаткам можно отнести только наличие подвижных деталей внутри устройства.

    Теплообменники с промежуточным носителем

    Принцип работы данного устройства практически аналогичен работе пластинчатого рекуператора. Здесь теплообменником является замкнутый контур из трубки. В нем происходит постоянная циркуляция воды или водно-гликолевого раствора. Эффективность процессов теплообмена напрямую зависит от скорости циркуляции в замкнутом контуре жидкости.

    В таком устройстве смешение потоков воздуха полностью исключено. К минусам относится только недостаточная эффективность. Такое устройство способно вернуть примерно 50% забранного из помещения тепла.

    Тепловые трубки

    Стоит выделить и еще один тип рекуператоров. Рекуперация тепла в доме с использованием тепловых трубок достаточно эффективна. Такие устройства представляют собой запаянные трубки, изготовленные из металла, который обладает высокими тепло проводимыми свойствами. Внутри такой трубки находится жидкость, которая имеет очень низкую температуру кипения (обычно здесь используют фреон).

    Такой теплообменник всегда устанавливается в вертикальном положении, причем один из его концов расположен в канале вытяжки, а другой в приточном канале.

    Принцип действия прост. Вытягиваемый теплый воздух, омывая трубу, передает тепло фреону, который закипая, перемещается вверх, с большим количеством тепла. А приточный воздух, омывающий верх трубки забирает данное тепло с собой.

    К достоинствам можно отнести высокую эффективность, бесшумность работы и высокий коэффициент полезного действия. Так что сегодня можно значительно сэкономить на обогреве дома, частично возвращая его обратно.

    Источник: https://oventilyatsii.ru/rekuperaciya-tepla-v-sistemax-ventilyacii.html

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.