Рекуператор теплообменник: Виды рекуператоров. Теплообменник пластинчатый, пластинчатый рекуператор и другие виды теплообменников, условия их работы и особенности.

Содержание

Рекуператор что это такое? Назначение, преимущества, устройство рекуператора воздуха

Тепло возвращается

Когда, как не зимой, мы вспоминаем теплые летние деньки и ждем возвращения тепла. Но, как говорил известный советский биолог Иван Владимирович Мичурин «мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее — наша задача». Этот лозунг, адресованный плодоводам, давно принят на вооружение производителями энергосберегающего оборудования, которые берут у природы максимум возможного, сводя к нулю наносимый ей урон. Сегодня в центре нашего внимания рекуператор — устройство, позволяющее возвращать тепло.

Recuperatio & ventilatio

В теплотехнике строительства темы рекуперации и вентиляции неразрывно связаны, потому что возврат тепла (recuperatio — «возвращение») происходит из нагретого в помещении и «выбрасываемого» в процессе вентиляции наружу воздуха.

В застройках советских времен вопрос организации вентиляции в жилых домах не стоял так остро, как сегодня.

Несовершенство оконных конструкций, с одной стороны, вынуждало население заклеивать окна зимой, но с другой обеспечивало естественную циркуляцию воздуха. С заменой окон на пластиковые или более совершенные деревянные тема вентиляции становится все более актуальной.

При использовании естественной вентиляции для достижения необходимой интенсивности циркуляции воздушных масс окна должны быть открыты круглосуточно, что недостижимо в холодное время года. Именно поэтому более правильным и рациональным подходом считается устройство принудительной вентиляции. Иногда, например, в производственных помещениях, без нее просто невозможно обойтись.

Современное жилищное строительство все больше разворачивается в сторону энергоэффективности, но зачастую в погоне за экономией владельцы коттеджей, загородных домов или квартир вкладывают массу средств в утепление и герметизацию жилья, забывая об обратной стороне — необходимости притока свежего воздуха в помещение. Обеспечить и грамотный воздухообмен, и энергоэффективность позволяет принудительно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.

Рекуператор — это…

По сути рекуператор воздуха представляет собой теплообменник, в котором выходящий из помещения нагретый воздух отдает большую часть своего тепла холодному воздуху, входящему с улицы. То есть выходящий воздух нагревает входящий.

«Рынок рекуператоров в нашей стране довольно молод и долгое время был ориентирован исключительно на производство крупных установок мощностью 3 000–20 000 куб. м для промышленного сектора, а также для крупных деловых комплексов и бассейнов, где механическая вентиляция всегда была необходима по нормам. Но чаще эти установки работали лишь на автоматическую подачу и удаление воздуха, а догревался он централизованными системами отопления. Что касается жилищного и коммерческого строительства (в т.ч. и малоэтажного), то еще пять лет назад «Яндекс. Поиск» не выдавал практически ни одного реального предложения по рекуператорам этого типа (кроме шведских роторных), и путь к поставщику был долог и тернист. Теперь ситуация постепенно меняется, и купить рекуператор больше не проблема» (Светлана Дувинг, http://green-city.

su).

РЕКУПЕРАТОР ПОДОГРЕВАЕТ ПОСТУПАЮЩИЙ В ПОМЕЩЕНИЕ ХОЛОДНЫЙ ВОЗДУХ ЗА СЧЕТ ТЕПЛА, ПОЛУЧАЕМОГО ОТ ВЫТЯЖНОГО ВОЗДУХА. А ЛЕТОМ НАОБОРОТ – ОХЛАЖДАЕТ ПРИТОЧНЫЙ ВОЗДУХ. И ВСЕ ЭТО ПРАКТИЧЕСКИ БЕЗ ЗАТРАТ!

Важнейшая характеристика рекуператора определяется эффективностью рекуперации, или КПД. Зная КПД рекуператора, можно определить, насколько подогреется уличный воздух. Это зависит не только от КПД, но и от температур — наружной и внутренней.

t (после рекуператора) = (t (внутри помещения) — t (на улице)) x K (КПД рекуператора) + t (на улице)

Например, при КПД, равном 77%, температуре внутри помещения 20°C, на улице — 0°C температура рекупирируемого воздуха составит 15,4°C.

Приятный сюрприз — рекуператор способен не только нагревать приточный воздух, но и охлаждать его. Летом, когда в помещении работает кондиционер, при помощи рекуператора можно добиться того, чтобы с улицы поступал уже охлажденный воздух.

t (после рекуператора) = t (на улице) + (t (внутри помещения) — t (на улице)) x K (КПД рекуператора)

То есть при уличной температуре в 35°C и температуре в помещении 21°C рекуператор остудит поступающий воздух до 24°C.

Казалось бы, есть отопительный котел для обогрева, кондиционер для охлаждения, зачем еще один прибор, который все равно не сможет полностью обеспечить необходимый климат в помещении? Ответ прост: рекуператору для подогрева и охлаждения воздуха не нужен энергоноситель. Поэтому использование рекуператора — это в первую очередь реальная экономия средств.

Коэффициент полезного действия рекуператоров может колебаться в широком диапазоне: от 30 до 96%. Естественно, чем он выше, тем выше энергосберегающие свойства прибора. КПД рекуператора во многом определяется его конструкцией.

СУЩЕСТВУЕТ ПЯТЬ ОСНОВНЫХ ТИПОВ КОНСТРУКЦИЙ РЕКУПЕРАТОРОВ ВОЗДУХА. ИЗ НИХ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫМИ ЯВЛЯЮТСЯ ПРИБОРЫ ПЛАСТИНЧАТОГО ТИПА.

Видовое разнообразие

Несмотря на казалось бы небольшую распространенность рекуператоров, по принципу устройства выделяют несколько видов приборов:

1. Пластинчатые рекуператоры
2. Роторные рекуператоры
3. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем
4. Камерные рекуператоры
5. Тепловые трубы

Пластинчатый рекуператор — самый простой тип устройства. Теплообменник прибора представляет собой кассету, оснащенную множеством тонких листов, которые могут быть выполнены из различных материалов: оцинкованной стали, алюминиевой фольги, пластика или специальной бумаги. Листы могут быть как гладкими, так и гофрированными.

В состав рекуперационной системы пластинчатого типа входят:

• основной блок с пластинами;
• вентилятор;
• система отвода конденсата, неизбежно образующегося на пластинах;
• специальный перепускной клапан, регулирующий интенсивность воздушных потоков.

Важной положительной конструктивной особенностью пластинчатого рекуператора является полное отсутствие подвижных деталей. КПД пластинчатых рекуператоров достаточно высок и зависит от вида используемых пластин:

• Алюминиевые пластины или теплообменники из оцинкованной стали пользуются достаточно высокой популярностью из-за относительно невысокой стоимости. Однако они регулярно нуждаются в использовании режима оттаивания.
• Пластиковые теплообменники обладают более высоким коэффициентом полезного действия, но и стоят значительно дороже.
• Пластины из специальной бумаги также отличаются высокой эффективностью, но такие теплообменники нельзя применять в помещениях с высоким уровнем влажности (бассейны, автомойки, некоторые промышленные помещения), поскольку конденсат довольно легко преодолевает стенки кассеты. Используются также и рекуператоры с двойной бумажной кассетой. Их КПД существенно выше, за счет дополнительного прогрева воздуха, но они также боятся большого уровня влажности воздуха.

Объективности ради нужно сказать, что в двадцатиградусные морозы пластинчатый рекуператор обмерзнет и заметно снизит свою эффективность. Для того, чтобы КПД рекуператора оставался на высоком уровне, поступающий наружный воздух должен быть не ниже –5… – 7°С. А так как на большей части территории России температура значительные периоды времени ниже этих отметок, то для сохранения КПД рекуператора требуется использование дополнительного оборудования, которое позволяет догревать воздух до нужных температур.

Следующий по популярности тип рекуператора — роторный. Основная часть данного прибора — роторный теплообменник, вращающийся с определенной скоростью. Вращаясь, теплообменник нагревается в зоне вытяжного канала, а затем охлаждается в зоне приточного канала. В итоге тепло из вытяжного воздуха передается в приточный. Также возвращается часть влаги в результате конденсации из вытяжного воздуха и испарения в потоке приточного воздуха с улицы. Роторные рекуператоры обладают более высоким КПД, чем пластинчатые. Кроме того, их можно применять при более низких температурах, вплоть до —20… —25°С, без установки дополнительных устройств.

Вместе с тем роторные рекуператоры имеют ряд недостатков. Первый — это передача вытяжного воздуха в приток. В микроканалах роторного рекуператора поочередно проходят то вытяжной, то приточный потоки воздуха — часть вытяжного воздуха попадает в приток. Для минимизации этого явления на роторные рекуператоры устанавливаются продувочные сектора, где микроканалы рекуператора продуваются приточным воздухом, который сразу отправляется обратно в вытяжку, но при таком действии снижается общий КПД.

Сложная конструкция роторного теплообменника включает в себя сам ротор, ремень, привод ротора. Чем больше составляющих, тем чаще техобслуживание и вероятность выхода из строя. Это второй недостаток роторных систем. Ну и наконец, привод роторного рекуператора потребляет электроэнергию, то есть снижает экономию ресурсов, ради которой, собственно, и используется рекуператор.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем устроены совершенно иначе. Вода или водно-гликолевый раствор циркулируют 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 отсутствует риск передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный. Передача тепла может регулироваться изменением скорости циркуляции теплоносителя. Такой тип рекуператора оптимально подходит для модернизации уже существующих раздельных систем вентиляции.

Но и этот тип устройства имеет недостаток — довольно невысокий КПД. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем позволяют вернуть от 25 до 55% тепла.

ВАЖНЕЙШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕКУПЕРАТОРА – КПД, ИЛИ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕКУПЕРАЦИИ – ПОКАЗЫВАЕТ, КАКОЙ ПРОЦЕНТ ТЕПЛА ПРИБОР МОЖЕТ ИЗВЛЕЧЬ ИЗ ВЫТЯЖНОГО ВОЗДУХА. ДЛЯ РЕКУПЕРАТОРОВ NIBE ЭТОТ ПОКАЗАТЕЛЬ ДОСТИГАЕТ 96%.

Отличительной особенностью камерных рекуператоров является наличие заслонки, разделяющей камеру теплообменника на две части. Высокий КПД (70–80%) достигается благодаря возможности изменения направления воздушного потока путем движения заслонки. К недостаткам камерных рекуператоров можно отнести небольшое смешивание потоков, передачу запахов и наличие подвижных деталей.

И наконец, завершают типологию рекуператоров приборы, состоящие из закрытой системы трубок, заполненных фреоном. При нагревании удаляемым воздухом фреон испаряется. Когда приточный холодный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Эффективность такого типа рекуператоров составляет 50–70%.

NIBE выбирает пластинчатый

Вошедший в состав концерна NIBE в 2011 году датский завод Genvex был основан в 1974 году в Копенгагене. Именно тогда, в мае 1974 года, заводом была выпущена первая пассивная система утилизации тепла. За 40 лет развития Genvex существенно расширил линейку производимой продукции, однако системы вентиляции и рекуперации остаются ведущим направлением деятельности компании.

Разработанный в Дании рекуператор NIBE GV-HR110, который компания ЭВАН предлагает на российском рынке, это прибор пластинчатого типа с высочайшим КПД, достигающим 96%. В комплект поставки NIBE GV-HR110 входит противоточный теплообменник, энергосберегающие вентиляторы с загнутыми вперед лопастями, бесколлекторные электродвигатели, фильтр на всасывание и на откачку воздуха, контейнер для отвода конденсата, панель управления для полного контроля за системой.

В противоточном теплообменнике вытяжка и приток движутся в противоположных направлениях, при этом достигается максимальная площадь теплообмена и, соответственно, высокий КПД. Дополнительно NIBE GV-HR110 может быть укомплектован электрическим теплообменником для догрева воздуха с целью предотвращения обмерзания прибора при низких наружных температурах.

Рекуператор NIBE выпускается в двух модификациях: NIBE GV-HR110–250 (для домов площадью до 180 кв. м) и NIBE GV-HR110–400 (для домов площадью до 380 кв. м).


NIBE GV-HR110

КПД рекуператора (эффективность теплопередачи) — величина непостоянная и зависит от температуры приточного воздуха, температуры вытяжного воздуха, скорости воздушного потока и даже влажности в помещении. Зависимость КПД рекуператора NIBE GV-HR110 от скорости воздушного потока проиллюстрирована на рис. 1.

Рис. 1. Эффективность рекуперации тепла согласно сертификату EN 308 при равномерном потоке на стороне приточного и вытяжного воздуха*, при следующих условиях:

• температуре приточного воздуха 5°С
• температуре вытяжного воздуха 25°С
• влажности вытяжного воздуха
*без учета возможного обледенения при низких наружных температурах

По различным оценкам от 50 до 70% утечек тепла из помещения приходится на вентиляцию. Можно утеплять фасады, ставить энергосберегающие окна, оптимизировать отопительную систему, но все усилия будут сведены на нет открытыми форточками. Применение рекуператоров, кардинально снижающих вентиляционные теплопотери, это совершенно необходимый элемент энергоэффективного строительства.

Ekocoil | Пластинчатые рекуператоры

ООО Инженерное Оборудование и Системы:

Адрес: 111024, г. Москва, 2-я улица Энтузиастов, дом 5, корпус 3, территория ОАО «Московского Завода Компрессор».
Метро: Авиамоторная / МЦК: Андроновка.
Телефон/Факс офиса: +7(495)540-70-75, +7(926)834-90-16.
Телефон/Факс склада: +7(495)231-21-64.
Электронная почта: [email protected]
Часы работы офиса: Пн-Пт с 09-30 до 18-30 (без обеда).
Часы работы склада: Пн-Пт с 09-30 до 17-00 (без обеда).
ОГРН: 1157746242774

Проезд (10-15 минут пешком от метро / МЦК):

 

Без автотранспорта от станции метро «Авиамоторная»: выход из метро к платформе электричек «Новая» (прямо по подземному переходу от дверей метро и почти сразу же наверх по ближайшей лестнице слева), далее пешком до данной платформы (пройти под автомобильным мостом), перейти через железнодорожные пути по надземному переходу к «1-ой улице Энтузиастов», далее по «2-ой улице Энтузиастов» до главной проходной ОАО «Московского Завода Компрессор».

В помещении справа от шлагбаума, предъявив паспорт, попросить пропуск для пешехода в ООО «Инженерное Оборудование и Системы», далее по территории завода согласно схеме на пропуске. Выход пешком с территории ОАО «Московского Завода Компрессор» осуществляется через ту же (главную) проходную (необходимо сдать на проходной вышеуказанный пропуск, с проставленной в ООО «Инженерное Оборудование и Системы» печатью).

Без автотранспорта от станции МЦК «Андроновка»: пешком по прямой улице вдоль железнодорожных путей до «2-ой улицы Энтузиастов», далее по «2-ой улице Энтузиастов» до главной проходной ОАО «Московского Завода Компрессор».

В помещении справа от шлагбаума, предъявив паспорт, попросить пропуск для пешехода в ООО «Инженерное Оборудование и Системы», далее по территории завода согласно схеме на пропуске. Выход пешком с территории ОАО «Московского Завода Компрессор» осуществляется через ту же (главную) проходную (необходимо сдать на проходной вышеуказанный пропуск, с проставленной в ООО «Инженерное Оборудование и Системы» печатью).

На автотранспорте: из центра: с «Шоссе Энтузиастов» съезд на «1-ую улицу Энтузиастов». Со стороны МКАДа направо под мост по «Проезду Энтузиастов» на «1-ую улицу Энтузиастов». Далее по «2-ой улице Энтузиастов» до шлагбаума главной проходной ОАО «Московского Завода Компрессор». В помещении справа от шлагбаума, предъявив документы, попросить пропуск для машины в ООО «Инженерное Оборудование», далее по территории согласно схеме на пропуске.

Выезд автомашины с территории ОАО «Московского Завода Компрессор» осуществляется через вторую проходную завода, которая выходит на «1-ую улицу Энтузиастов». От здания ООО «Инженерное Оборудование и Системы» к ней указывают путь таблички с надписью «Выезд». Необходимо сдать на второй проходной завода вышеуказанный пропуск на машину, с проставленной в ООО «Инженерное Оборудование и Системы» печатью.

Важно: администрация ОАО «Московского Завода Компрессор» не допускает на территорию завода машины каршеринга. Справа от главной проходной завода расположена парковка для автотранспорта.

ООО Инженерное Оборудование и Системы:

Адрес: 197110, Россия, Санкт-Петербург, Левашовский пр., дом 12, литер А, офис 215.
Телефон / Факс: +7(812)320-13-40, +7(812)602-04-69.
Электронная почта: [email protected]
Часы работы: Пн-Пт с 09-00 до 18-00.

Проезд:

От ст. метро Петроградская (15 мин пешком) направо по Каменоостровскому проспекту, мимо Дк Ленсовета до площади Шевченко, далее налево через площадь, до Левашовского пр. Пройти 1000м по левой стороне улицы до дома №12 , ориентир — на фасаде вывеска «супермаркет, компьютеры».

От ст. метро Чкаловская (10 мин пешком) направо по Чкаловскому пр. до пересечения с ул. Пудожская, повернуть налево, идти перекрестка с ул. Лодейно-Польской, далее направо до т-образного перекрестка, угловое здание по правую сторону (на фасаде вывеска «супермаркет, компьютеры»).

Склад: адрес тот же, въезд во двор через ворота со стороны Газовой ул. Для выписки пропуска на въезд необходимо заранее сообщить номер машины.

ООО Инженерное Оборудование и Системы:

Адрес: 630091, Россия, Новосибирск, улица Бориса Богаткова, дом 63/2.
Телефоны: +7(913)916-29-07, +7(913)913-32-50.
Электронная почта: [email protected]
Часы работы: Пн-Пт с 09-00 до 18-00.

ООО Инженерное Оборудование и Системы:

Адрес: 344037, Россия, Ростов-на-Дону, 24-я линия, дом 20.
Телефоны: +7(958)574-41-91, +7(863)253-65-22, +7(863)253-68-54.
Электронная почта: [email protected]
Часы работы: Пн-Пт с 09-30 до 18-30.

Приточная вентиляция с подогревом воздуха за счет рекуперации

Рекуперация в вентиляции – это процесс передачи некоторых свойств удаляемого воздуха входящему потоку. Поступающий с улицы воздух необходимо подогревать, либо охлаждать, в зависимости от времени года. С этими задачами успешно справляется рекуператор Marley, при этом экономится энергия, расходуемая на отопление или кондиционирование.

Особенность работы рекуператора заключается в том, что выходящий из помещения воздух оставляет свое тепло в теплообменнике, а входящий с улицы свежий воздух поглощает это тепло и попадает в помещение уже подогретым. При необходимости охладить поступающий внутрь поток, происходит обратный процесс.

Существуют различные типы рекуператоров, каждый со своими особенностями, вариантами применения, плюсами и минусами.

Централизованная вентиляция с подогревом за счет рекуперации.
Пластинчатый рекуператор.

Пластинчатый рекуператор так же называют перекрестно-точным. Он имеет простую конструкцию без движущихся частей. Состоит этот рекуператор из пластин, между которыми, чередуясь, проходят потоки воздуха. Направления входящих и выходящих потоков могут быть разными. Параллельные потоки идут в одном направлении, противоточные – навстречу друг другу, перекрестные направлены перпендикулярно. Пластины изготавливают из металлической фольги, тонкого картона, целлюлозы, пластика. Различные материалы придают рекуператору определенные свойства. Металлические рекуператоры имеют хорошую теплопроводность, но достаточно тяжелы, что усложняет их монтаж. Их легко обслуживать, они прекрасно моются и чистятся, но подвержены коррозии. Рекуператор с картонными пластинами более легкий, но боится повышенной влажности, от которой деформируется, плохо чистится. Однако он способен передавать не только тепло, но и влагу из потока в поток. Целлюлозный теплообменник рекуператора сходен по свойствам с картонным. Пластиковые рекуператоры используют для небольших бытовых установок, по своим характеристикам они похожи на металлические, но более легкие.

Пластинчатые рекуператоры имеют коэффициент эффективности 50-70%, это относительно высокий показатель. Простота конструкции, компактность, отсутствие подвижных элементов – делают их применение и обслуживание несложными. К недостаткам пластинчатых рекуператоров можно отнести необходимость отвода образующегося конденсата и возможность его обмерзания.

Роторный рекуператор.

Роторный рекуператор разделен на две части – вытяжную и приточную. Между ними находится собственно ротор, вращающийся барабан, внутренняя полость которого заполнена металлической фольгой или проволокой, играющей роль теплообменника. В процессе вращения ротор поглощает тепло из выходящего потока и передает его входящему. Роторный рекуператор обладает эффективностью 75-90%. Его часто применяют для воздухообмена помещений с повышенной влажностью, поскольку его теплообменник – ротор – негигроскопичен. Ему, так же как и пластинчатому рекуператору, требуется отвод конденсата, но при этом проблема промерзания зимой не стоит, поскольку ротор, вращаясь, не позволяет образовываться наледи. Основным недостатком роторного рекуператора считают то, что они достаточно громоздкие, а вращающийся механизм подвержен износу.

Камерный рекуператор.

Этот рекуператор состоит из двух камер, разделенных заслонкой. Воздушные потоки – входящий и выходящий – проходят каждый через свой отсек. После нагрева камеры выходящего потока, заслонка меняет свое положение, и потоки меняются местами. Через нагретую камеру начинает поступать воздух в помещение, увеличивая свою температуру. Эффективность этого вида рекуператора высока – 70-85%. Недостатком его является некоторое перемешивание воздуха при смене положения заслонки.

Рекуператор с промежуточным теплоносителем.

Работа такого рекуператора основана на использовании теплоносителя, которым может быть вода или ее раствор, например гликолевый. Вода циркулирует между двумя теплообменниками, которые стоят отдельно друг от друга. Обычно теплообменники устанавливают в вентиляционных каналах, один – в приточном, другой – в вытяжном. Выходящий теплый воздух нагревает теплообменник, и водный раствор в нем. А тот, циркулируя, передает тепло входящему потоку.

Коэффициент эффективности рекуператора с промежуточным теплоносителем невелик, не более 50%. Но при его использовании совершенно исключается смешивание потоков. Такие рекуператоры применяют на производстве, в лабораториях.

Рекуператор на базе тепловых трубок.

Рекуператор с тепловыми трубками тоже использует теплоноситель. В данном случае это газ, имеющий свойства хладагента, обычно фреон. Им наполнены металлические ребристые трубки. Они герметичны, устанавливают их вертикально или под наклоном. Фреон стекает в нижнюю часть, через которую проходит теплый поток. Воздух нагревает трубки, в результате чего фреон закипает, переходит в газообразную фазу и поднимается вверх, забирая с собой тепло. В верхней части трубки обдуваются холодным потоком. Тепло передается воздуху, фреон конденсирует и стекает вниз. Конструкция таких рекуператоров проста, не имеет подвижных частей, но коэффициент эффективности невысок – не более 70%.

Перечисленные выше виды рекуператоров применяются в качестве элементов центральных систем вентиляции.

Децентрализованная вентиляция с подогревом за счет рекуперации.

Для частных домов, квартир и небольших офисов в последние годы широкое распространение получили децентрализованные системы вентиляции с рекуперацией тепла. Компактные приточно-вытяжные установки не требуют проектирования и проведения строительно-монтажных работ, не влияют на высоту потолка и не занимают место в комнатах – вся система устанавливается внутри стены. Монтаж осуществляется за несколько часов без нанесения вреда отделке помещений.

Новая модель Marley MEnV-180

Рекуператор Marley MEnV-180 оснащен высокоэффективным (85%) керамическим теплообменником, что позволяет эксплуатировать устройство при низких температурах – до -30 градусов!

Неоспоримым преимуществом компактных рекуператоров является отсутствие расходов на сервисное обслуживание. Промывка теплообменника и очистка фильтров осуществляются пользователем. Периодичность обслуживания рекуператора Marley – шесть месяцев. О необходимости обслуживания напомнит контрольная лампа.

Если Вы живете вблизи от трассы, или магистрали, желательно обслуживать воздушный фильтр рекуператора чаще, чем один раз в полгода. Очистка или замена фильтров рекуператора Marley MEnV-180 осуществляется из помещения и занимает не больше 15 минут.
Немаловажно, что сменные фильтры компания «МАРЛЕЙ-РУС» предоставляет своим клиентам совершенно бесплатно на протяжении трех лет!

Рекуператоры воздуха. Виды и принцип работы

С развитием технологий энергосбережения на рынке систем вентиляции и кондиционирования особую популярность получили рекуператоры воздуха – устройства для передачи тепловой энергии от вытяжного воздуха к приточному. В рамках данной статьи мы расскажем о принципе работы, видах и устройстве рекуператоров, их преимуществах и недостатках и критериях подбора.

Что такое рекуператор и каковы его функции

Рекуператор – это устройство, которое предназначено для передачи тепловой энергии от вытяжного выбрасываемого воздуха к приточному воздуху, подаваемому в помещение. В данном случае под тепловой энергией понимается как тепловая, так и холодильная, то есть вытяжной воздух может отдавать приточному как своё тепло, так и свой холод, соответственно, нагревая или охлаждая его.

Основной функцией рекуператора является получение полезной энергии от  удаляемого воздуха из помещения. Эта функция дополняется условием: потоки не должны смешиваться, то есть приточный воздух не должен хоть сколько-нибудь значительно загрязняться отработанным вытяжным воздухом.  В системах вентиляции и кондиционирования такое получение энергии актуально как зимой, так и летом.

В зимнее время задачей рекуператора является осуществление «бесплатного» нагрева приточного воздуха за счёт вытяжного. Для этого холодный поток воздуха с улицы и тёплый вытяжной поток воздуха из помещения подаются в теплообменник, где вытяжной воздух нагревает приточный. Так как вытяжной воздух всё равно был бы выброшен на улицу, можно говорить о том, что данный нагрев происходит «бесплатно».

Для вентиляционной установки такой нагрев позволяет существенно сэкономить на мощности электрического или водяного калорифера. Предположим, температура подаваемого в помещение воздуха зимой должна составлять +18 °С, а наружная температура составляет -26 °С. Таким образом, мощность нагревателя в системе без рекуператора следовало бы рассчитывать исходя из нагрева на 18-(26)=44°С.

При использовании рекуператора приточный воздух может быть нагрет за счёт вытяжного воздуха, например, до температуры +10 °С. В этом случае мощность нагревателя следовало бы рассчитывать исходя из нагрева всего на 18-10=8 °С. Так как мощность нагревателя прямо пропорциональна разнице температур, то рекуператор позволил бы сэкономить (44-8)/44 = 82% мощности вентустановки.

Виды, устройство и принцип работы рекуператоров

Какого бы вида он ни был, рекуператор по своей сути – это теплообменник. Это может быть один теплообменник, в котором приточный и вытяжной потоки воздуха обмениваются теплом через тонкие стенки, или два теплообменника. Во втором случае в первом теплообменнике вытяжной воздух отдаёт своё тепло некоторому промежуточному теплоносителю, а во втором теплообменнике этот промежуточный теплоноситель отдаёт своё тепло приточному воздуху.

Выделим основные виды рекуператоров и рассмотрим каждый из них в отдельности:

  • Роторный рекуператор
  • Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор
  • Рекуператор с промежуточным теплоносителем
  • Камерный рекуператор
  • Фреоновый рекуператор

Роторный рекуператор

Роторные рекуператоры DANTEX имеют одни из самых высоких показателей эффективности на рынке. Они представляют собой большое колесо (ротор), ось вращения которого совпадает с линиями движения воздуха, а расположена она между потоками таким образом, что половина ротора находится в зоне вытяжного воздуха, а вторая половина – в зоне приточного воздуха.

Ротор не является сплошным и представляет собой набор соединенных между собой пластин. Воздух может свободно проходить между пластинами, в буквальном смысле, сквозь ротор.

 

Роторный рекуператор

Медленно вращаясь, некоторая часть ротора сначала контактирует с вытяжным воздухом, который её нагревает. Спустя некоторое время эта часть ротора переходит в зону приточного воздуха, где нагревает его, отдавая накопленное ранее тепло. Сразу после этого она вновь переходит в зону вытяжного воздуха и нагревается. Цикл замыкается.

Во время перехода из зоны вытяжного воздуха в зону приточного и обратно, ротор между пластинами увлекает за собой некоторое количество воздуха, то есть, наблюдается смешивание потоков. Однако на практике смешивание потоков в роторных рекуператорах DANTEX настолько мало, что им обычно пренебрегают (составляет около 5%).

Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор

Ещё один вид рекуператоров, предназначенных для применения в моноблочных приточно-вытяжных установках – это перекрестно-точные рекуператоры на базе пластинчатого теплообменника.

В отличие от роторных, данные аппараты не имеют движущихся частей. Они представляют собой пластинчатый теплообменник, по каналам которого движется приточный и вытяжной потоки воздуха. Эти каналы чередуются. Таким образом, каждый поток вытяжного воздуха через стенки контактирует с двумя потоками приточного воздуха, а каждый поток приточного – с двумя потоками вытяжного.

 

Приточно-вытяжные установки с пластинчатым рекуператором

Перекрестно-точные рекуператоры DANTEX спроектированы таким образом, чтобы максимизировать площадь контакта между потоками. Именно этим и объясняется высокая эффективность теплообмена и, как следствие, высокая эффективность рекуперации тепла (до 70%).

Помимо обычных перекрестно-точных, в вентустановках DANTEX также применяются гексагональные рекуператоры. Они представляют собой смесь перекрестно-точного и противоточного теплообменников. Противоточные аппараты имеют более высокую эффективность, поэтому такой симбиоз идёт на пользу, и эффективность рекуперации вырастает до 77%.

 

Гексагональные пластинчатые рекуператоры в приточно-вытяжных установках

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Третий вид рекуператоров – аппараты с промежуточным теплоносителем. Такие установки имеют два ключевых преимущества. Во-первых, они позволяют реализовать принципы рекуперации для раздельных и даже удалённых друг от друга приточных и вытяжных установок. Во-вторых, ими могут быть дополнены существующие системы вентиляции, которые изначально не предполагали рекуперацию тепла.

Итак, рекуператор с промежуточным теплоносителем представляет собой два теплообменника, устанавливаемых, соответственно, в приточной и вытяжной системах вентиляции, которые соединены трубопроводами с теплоносителем.

 

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Зимой вытяжной воздух нагревает теплоноситель. Далее он при помощи насоса перекачивается в теплообменник приточной установки, где отдаёт своё тепло, нагревая приточный воздух. После этого он вновь направляется в теплообменник вытяжной установки.

Расстояние, на которое может перемещаться теплоноситель, практически не ограничено, поэтому вентустановки могут находиться на значительном удалении друг от друга, например, одна в подвале здания, а вторая – на кровле. Не стоит забывать, что увеличение трассы теплоносителя требует установки более мощного насоса, повышает стоимость трубопроводов и их монтажа, а также повышает потери тепла. Таким образом, чрезмерное увеличение трассы ведёт к удорожанию системы и снижению её эффективности. Тем не менее, в рамках здания такие системы достаточно широко распространены и окупают себя.

Камерный рекуператор

В рекуператорах камерного типа роль теплопередающей поверхности играет стенка камеры. При помощи специальной заслонки траектория движения вытяжного воздуха регулируется таким образом, что он проходит через одну половину камеры и нагревает её, а приточный воздух – через другую половину камеры.

Вскоре заслонка поворачивается, и теперь приточный воздух проходит через первую (нагретую) половину камеры, за счёт чего нагревается сам. В свою очередь вытяжной воздух проходит через вторую (остывшую) половину камеры и нагревает её. Далее заслонка возвращается в прежнее положение, и процессы повторяются.

Фреоновый рекуператор

Во фреоновых рекуператорах задействованы сразу два физических явления – смена агрегатного состояния вещества, и тот факт, что жидкость имеет более высокую плотность, нежели пар, вследствие чего жидкость всегда оказывается в нижней части ёмкости. Рассмотрим эти явления более подробно.

Во фреоновом рекуператоре между потоками вытяжного и приточного воздуха расположены кольцеобразные трубки с хладагентом. Поток вытяжного воздуха всегда должен быть ниже приточного и контактировать с нижней частью трубок. В них накапливается жидкий хладагент, который забирает тепло из вытяжного воздуха, выкипает и поднимается наверх, в зону приточного воздуха. Там он отдаёт своё тепло, конденсируется и опускается вниз.

 

Фреоновый рекуператор

Эффективность рекуператора

Важнейшей характеристикой рекуператора является его эффективность. Она показывает, как сильно рекуператор смог нагреть приточный воздух относительно идеального варианта. За идеальный вариант при этом принимается случай, когда приточный воздух нагрет до температуры вытяжного воздуха. На практике такой вариант недостижим, и нагрев происходит до некой промежуточной температуры Tп. Формула эффективности выглядит следующим образом:

K=  (T_П-Т_Н)/(T_В-Т_Н ), где:

  • ТП – температура приточного воздуха после рекуператора, °С,
  • ТН – температура наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С,
  • ТВ – температура вытяжного воздуха до рекуператора, °С.

Данная формула учитывает изменение явного тепла в потоках воздуха. Однако у потоков может меняться и относительная влажность, и тогда лучше прибегать к расчёту эффективности рекуператора по полному теплу. Формула схожа по виду с предыдущей, но отталкивается от энтальпий потоков воздуха:

K=  (I_П-I_Н)/(I_В-I_Н ), где:

  • IП – энтальпия приточного воздуха после рекуператора, °С,
  • IН – энтальпия наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С,
  • IВ – энтальпия вытяжного воздуха до рекуператора, °С.

Первая формула позволяет быстро оценить эффективность рекуперации. Для более точных результатов следует использовать вторую формулу.

Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов

Преимущество рекуператоров очевидно – они позволяют существенно сэкономить на нагреве приточного воздуха зимой и охлаждении приточного воздуха летом.

Среди недостатков рекуператоров выделяют следующие:

  • Они создают дополнительное аэродинамическое сопротивление в сети. Действительно, как любой другой элемент в сети вентиляции, рекуператоры имеют некоторое сопротивление, которое следует учитывать при выборе вентилятора. Впрочем, это сопротивление не велико (обычно не более 100 Па), и к существенному увеличению мощности вентилятора не приводит.
  • Рекуператоры повышают как стоимость вентиляционной установки, так и стоимость её обслуживания. Как и любое другое решение, направленное на повышение энергоэффективности системы, рекуператоры стоят определенных денег и требуют регулярного технического обслуживания. Однако опыт многократно доказал, что затраты на рекуперацию тепла гораздо ниже получаемой выгоды.
  • Роторные, камерные и в гораздо меньшей степени пластинчатые рекуператоры имеют один недостаток, который может быть критичным на некоторых объектах – в них возможны перетечки потоков воздуха. В этом случае опасность представляет перетекание вытяжного воздуха в приточный. Такие перетечки нежелательны в системах вентиляции чистых помещений и не допустимы, например, в инфекционных отделениях больниц и операционных. Причиной служит опасность перетекания вирусов, которые попали в вытяжку из какого-либо помещения, в приточный поток воздуха с последующим распространением по всем помещениям объекта. Как результат, на таких объектах применяют рекуператоры с промежуточным теплоносителем или фреоновые рекуператоры.
  • Рекуператоры увеличивают габариты вентиляционной установки. В первую очередь это касается пластинчатых рекуператоров, так как они представляют собой воздухо-воздушные теплообменники и имеют достаточно крупные размеры. Кроме того, это касается рекуператоров с промежуточным теплоносителем ввиду наличия двух отдельных теплообменников, двух линий трубопроводов и узлов обвязки возле каждого из теплообменников.

Выбор типа рекуператора

При выборе типа рекуператора следует учитывать несколько факторов:

  • Возможность совмещения приточной и вытяжной установки в одном корпусе
  • Габариты установки
  • Желаемая эффективность
  • Возможность небольших перетечек
  • Цена

В прежние годы большое распространение имели рекуператоры с промежуточным теплоносителем. Сегодня их всё чаще заменяют роторными. В небольших приточно-вытяжных установках (для квартиры, коттеджа или маленького офиса или магазина) применяются пластинчатые перекрестно-точные рекуператоры. Наконец, на объектах, где перетекание вытяжного воздуха в зону притока не допустимо, предпочтение следует отдавать рекуператорам с промежуточным теплоносителем или фреоновым рекуператорам.

ПВУ с рекуперацией тепла и влаги: виды рекуператоров

Наша компания производит приточно-вытяжные системы вентиляции с применением высокоэффективных энтальпийных рекуператоров, благодаря которым удалось добиться стабильной рекуперации с высоким КПД в сложных климатических условиях.

Необходимо отметить, что энтальпийные рекуператоры TURKOV являются единственными, производимыми в Российской Федерации.

Энтальпийный рекуператор предназначен для передачи приточному воздуху тепла и влаги от отработанного. Помимо влаги из вытяжного воздуха переносится и часть тепла, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия рекуператора.

Влагопроизводительность рекуператора зависит от температуры наружного воздуха. Выполненная из полимерной мембраны рабочая область пропускает молекулы водяного пара из увлажнённого вытяжного воздуха и передает сухому приточному.

В рекуператоре не происходит смешивания приточного и вытяжного потоков воздуха.
Молекулы воды проходят через мембрану благодаря диффузии из-за разницы концентрации водяного пара по обе стороны мембраны, размеры ячеек которой настолько малы, что пройти через неё может только водяной пар – для прочих веществ, загрязняющих воздушный поток, мембрана оказывается надёжной преградой.

Обладая свойством губки, пластина рекуператора позволяет ему впитывать влагу без выпадения на поверхности пластин конденсата.

Корпуса приточно-вытяжного вентиляционного оборудования, выпускаемого компанией, неизменно совершенствуется, улучшая свойства теплоизоляции и шумопоглощения.
Благодаря использованию полипропилена, удалось добиться кардинального снижения уровня низкочастотного шума.

Наша компания предлагает широчайший спектр вентиляционного оборудования с рекуперацией, способного удовлетворить потребностям помещений самого разного назначения и масштаба.

Основные отличия приточно-вытяжных систем вентиляции TURKOV

Помимо энтальпийных рекуператоров приточно-вытяжная вентиляция может быть оборудована и другими типами рекуперативных устройств, с кратким обзором которых мы и предлагаем вам ознакомиться:

О рекуперации в системе приточно-вытяжной вентиляции

Этот процесс определяет возврат некоторого количества тепла для повторного подогрева воздуха, поступающего в помещение. Возвращение осуществляется через теплообменник рекуператора, когда часть тепла передаётся из удаляемого воздуха поступающему свежему потоку. А в жаркий период лета теплообменник уменьшает проникновение в комнату вместе с приточным воздухом высокой температуры окружающей среды.

В теплообменниках вытяжной и приточный воздух протекает порознь, имея разную температуру. Холодный воздух, соприкасавшийся с тёплой поверхностью стенки, нагревается. Воздушный поток с повышенной температурой, контактируя с холодной поверхностью, охлаждается.

Основные характеристики рекуператоров

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией применяется на промышленных и общественных объектах, а также на жилых сооружениях. Показатели, по которым различают вентиляционные установки с рекуперацией следующие:

  • по имеющейся мощности.
  • по конструкции теплоносителя.
  • существующие типы могут быть трубчатыми, пластинчатыми и ребристыми.
  • по используемому материалу для передачи тепла. Эту функцию выполняет воздух или жидкость.
  • по ходу движения энергоносителя, направление которого может быть прямым, поперечным или противоточным.
  • от места установки на объекте. Если рекуператор обслуживает помещения всего здания, его называют центральным. К децентрализованным устройствам причисляют те, которые смонтированы для обслуживания отдельных комнат или офисов.

Основные составляющие конструкцию рекуператора такие:

  • корпус для закрепления комплектующих узлов агрегата, обеспечения их сохранности и работоспособности.
  • теплообменник, выполняющий обмен тепла между различными носителями энергии.
  • блок вентиляторов — для перемещения потоков воздушных масс по вытяжке и притоку.
  • нагревательные элементы, поддерживающие необходимую температуру.
  • многоступенчатые фильтры с разной степенью очистки воздуха, задерживающие загрязнения, примеси, запахи.
  • блок автоматики с программируемыми элементами управления процессов рекуперации.
  • контроллер с панелью отображения реального режима работы по таймеру с функцией диагностики узлов, датчиков.
  • воздушные заслонки разной формы с ручным или электрическим приводом, регулирующие пропускную способность воздухопровода.
  • клапана с резиновыми уплотнителями, имеющие ту же функцию что и воздушные заслонки.
  • шумоглушители для поглощения исходящего звука от работающего устройства.

Основные виды рекуператоров

Характеристика роторного типа.

Они занимают широкий сегмент применения в промышленности и в коммунальном хозяйстве. Имея большую поверхность теплообменника, устройства такого вида достаточно эффективны. Возможность регулирования скорости оборотов ротора, позволяет выбирать требуемый оптимальный режим. КПД у него меньше, чем у пластинчатого рекуператора. Объясняется это повышенным потреблением электроэнергии для его оптимальной работы. К недостаткам относятся: большой габарит рекуператора, контроль над вращающимся ротором и частичное попадание воздуха из вытяжной струи в поступающий приток. По этой причине ограничивается использование роторных теплообменников во влажных и токсичных средах.

Конструкция роторного рекуператора и его работа.

Основным узлом является набор теплообменных дисков с лопастями, образующих цилиндрической формы ротор. Вращаясь, он проталкивает потоки воздуха. И в то же время, как теплообменник нагревает его или охлаждает. Диски, количество которых может изменяться, состоят из ячеек, изготовленных из гофрированного листового материала. При монтаже вал барабана ориентируют горизонтально, выдерживая параллельность к направлению движения потоков воздуха. Вращаясь, он прогоняет попеременно сначала нагретый воздух, затем втягивает приточный, передавая ему часть тепла. Структура устройства технически сложная, повышающая его стоимость. При его установке требуется квалифицированный монтаж и умелое эксплуатационное обслуживание.

Характеристика пластинчатого рекуперативного устройства.

Работая по приточно-вытяжной системе, оно предназначено для вентиляции и сбережения тепловой энергии. Основной характеристикой является его эффективность (КПД). Тепловой коэффициент подсчитывают по такой формуле. Разницу температур в помещении после притока и наружного воздуха разделяют на разницу температур удаляемого и наружного воздуха.

Устройство пользуется повышенным спросом заказчиков. Недостатком является появление на пластинах со стороны выхода следов обмерзания. Это объясняется тем, что пластина теплообменника имеет разную температуру с удаляемым воздухом. Поэтому образуется конденсат. Понижение внешней температуры, ускоряет наращивание слоёв обледенения. Обмёрзшие пластины создают сопротивление для проходящей струи воздуха. Из-за этого уменьшается производительность вентиляции, рекуперация замедляется до полной остановки устройства. Работа возобновляется после оттаивания пластин. Степень обмерзания регулирует специальный клапан. При возникновении слоя льда клапан открывается, и входящий воздух некоторое время поступает без подогрева. Вытяжной тёплый воздух направлен на размораживание ледяного слоя, а образовавшиеся влажные потёки сливаются в дренажную ёмкость и в канализацию. В таком режиме расход энергии на работу рекуператора снижается до минимума.
Об устройстве рекуператора и его работа. Состоит он из корпуса, изготовленного из алюминиевого, оцинкованного листа с антикоррозийным покрытием. Стенки внутри корпуса покрыты слоем изоляционного материала. Приточный и вытяжной воздух проходят через встроенные фильтры.

Сравнивая с роторным устройством – потоки воздуха в пластинчатом рекуператоре чётко разграничены. Вытяжной и приточный каналы разделены пластинами. На аэродинамические характеристики и КПД влияет выбранное расстояние между пластинами теплообменника.

Узлы для обмена теплом изготовлены из меди, алюминия или стальных листов. Алюминиевый теплообменник отличается повышенной теплопередачей и устойчивый к коррозии. Для изготовления используют также пластиковые или очень редко целлюлозные материалы. Пластиковые теплообменники имеют малый вес, небольшую производительность и используются для бытовых условий. Бумажные теплообменники редко применяются, но они хорошо трансформируют влагу и тепло. Влага не удаляется в атмосферу, а поступает в комнату вместе с входящим воздухом. Количество набора пластин, разделяющих потоки, может быть разным. Оптимальное расстояние выдерживают от 5 до 9 мм. Регулируя подбором количества кассет, уменьшают появление конденсата. Тепловой элемент оттаивания уменьшает КПД, забирая на своё функционирование часть электроэнергии. Конструкция легко монтируется, надёжна в эксплуатации и небольшой стоимости.

Рекуператоры, монтируемые на крышах

Эти вентиляционные агрегаты используют на объектах с большим рабочим пространством. Они фильтруют, подогревают и подают в здание воздух. Температуру воздуха регулируют канальным нагревателем или охладителем. Его приток осуществляется частично или в полном объёме через пластинчатую конструкцию рекуператора.

Характеристика.

Устанавливают такие приточно-вытяжные системы вентиляции на кровельных перекрытиях зданий через проделанные в них отверстия. Рекуператоры вытягивают собираемый под потолком использованный воздух и выбрасывают в атмосферу, а его тепло передаётся мощной входящей струе. Подачу воздуха направляют сразу под потолок или направляют в рабочую зону. Рекуператор может быть составным узлом в общей схеме вентилирования всего объекта. Устройство простое в эксплуатации.

Конструкция.

Модели агрегатов изготавливают разной мощности, которую измеряют объёмом проходящего воздуха в кубических метрах за час. Основанием устройства служит каркасно-панельная конструкция из алюминиевых профилей. Оптимальная толщина листов теплообменника около 0,2 мм. Для звуковой и тепловой изоляции стенки корпуса заложены минеральной ватой. Рекуператоры комплектуют для подогрева электрическими, водяными и газовыми секциями. Достигаемая эффективность — около 65%. Монтаж приточно-вытяжной вентиляции не вызывает каких-либо трудностей. Для этого необходимо выполнить в кровле окно и укрепить конструкцию — «стакан» для правильного распределения нагрузки. Установка рекуператора на крыше не занимает полезный объём здания.

Рекуператор с водяной циркуляцией

Характеристика.

Тепловым энергоносителем является вода или антифриз, поступающий в приточное устройство из отдельно размещённого вытяжного теплообменника. Работа рекуператора с водяной циркуляцией сходственна с течением водяного обогрева. Полезность действия пластинчатого теплообменника с водяной циркуляцией достегает 50—65%.
Приточно-вытяжную вентиляцию с рекуператорами такого типа применяют редко, когда есть возможность собрать теплообменную магистраль. Работа этой системы требует частого контроля. Слабым местом является наличие насоса, обеспечивающего циркуляцию теплообменного вещества. А также дополнительных узлов, регулирующих работу системы. Они увеличивают расход электроэнергии. При большом удалении приточного и вытяжного теплообменников применять такой вариант нецелесообразно. Рекуператор выполняет только функцию теплообмена без трансформации влаги.

Конструкция.

Основными узлами приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуперацией тепла являются два теплообменника. Они установлены отдельно в приточном и вытяжном воздуховоде. Соединяют их изолированным гибким трубопроводом. Он допускает более лёгкий выбор места размещения узлов и монтажа системы. Рекуператор с водяной циркуляцией комплектуют насосом, расширительным баком, контроллером, индикатором давления. Температурными датчиками. Воздушными, предохранительными и управляющими клапанами. При устройстве единой системы рекуперации возможны соединения нескольких теплоносителей. Разные пути вытяжки и притока воздуха обеспечивают работу рекуператора без образования следов обледенения. Исключён перенос загрязнений выходящим воздухом входному потоку.

Подбор приточно-вытяжной вентиляционной установки

Существуют специальные программы выбора вентиляционных установок. Используя компьютер, и в соответствии с предъявляемыми требованиями, подбирают оборудование с учётом производительности, расхода воздуха, подходящей комплектации. Программа смоделирует установку с необходимыми габаритами и характеристиками. Реально можно проанализировать оптимальное соединение узлов и составляющих элементов. Выполнение программы не требуют специального обучения. Подбор приточно-вытяжной вентиляционной установки облегчён демонстрацией на мониторе результата выбора. Указывают только её состав, заложив необходимую информацию с предлагаемых вариантов. Выбор ведётся автоматически, согласно введённым заказчиком данных. Дальше, как в игровом конструкторе, убирают или дополняют требуемые узлы. Например, добавить секцию водяного подогрева, указав её параметры. Или включить другие элементы регулировки и комплекты автоматики.

Кратко о монтаже рекуператора

До установки приточно-вытяжной системы вентиляции выполняют первичный проект монтажа. Примерно оценивают рамки стоимости будущей работы. Изучив все особенности объекта, условия заказчика и возможности исполнителя, устанавливают точную цену. Потом составляют подробный проект с согласованной окончательной ценой.

Монтируют рекуператоры на стенах, потолках, крышах на полу. Располагают их, в каком угодно положении и на внешней стороне здания. Монтажный проём в стене выполняют диаметром до 250 мм алмазным инструментом. Рабочий модуль устройства находится в стене. На торце размещают вентиляционные решётки. Отверстие в стене располагают под наклоном около 3 градусов к фундаменту здания. Наружный патрубок должен выходить за поверхность стены не менее 5 см.

Монтаж крышного рекуператора выполняют по специальному проекту на несущей части перекрытия. Его устанавливают в круглую или квадратную конструкцию, изготовленную из оцинкованной стали. Или же в железобетонный стакан, закладываемый при строительстве здания. Его размер по диаметру 700—1450 мм. Перед монтажом рекуператора предварительно закрепляют кожух, защищающий от попадания в каналы посторонних предметов.

Для перемещения воздуха прокладывают два воздуховоды. Первый — главный, приточный. Он большего диаметра. Служит для забора и разделения потоков воздуха каждому потребителю. Второй — меньшего диаметра для отвода использованной атмосферы. С целью бесшумной эксплуатации и предотвращения образования конденсата трубопроводы полностью изолированы. Укрепляя трубы за подвешенным потолком, они «съедают» размер комнаты по высоте на 20 см. Большая протяжённость воздухопроводов, создаёт увеличенное сопротивление потоку воздуха. В таком случае устройство комплектуют дополнительными вентиляторами, поддерживающими необходимый напор.

Список вопросов по выбору приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

Заказчику необходимо.

  1. Получить от менеджера или продавца информацию о производителе оборудования. Продолжительностью существования фирмы, её положение на рынке сбыта и отзывы покупателей.
  2. Уточнить производительность рекуператора в месте его установки. В соответствии с размерами, планировкой помещения или дома. Информацию можно получить от специалистов компании.
  3. Определить сопротивление воздушного потокам после монтажа установки, с учётом размеров и сгибов воздуховода. Расчёт выполняется проектировщиком.
  4. Выбор типа и мощности рекуператора, учитывая расход воздуха и сопротивлением трубопроводов. Выполняет проектировщик.
  5. Определение класса (энергопотребление) рекуператора. Заказчик получает ответ на вопросы: расходы на эксплуатацию системы, количество сэкономленной энергии, расчёт расходов на отопительный сезон.
  6. Проверить наличие сертификата и срок действия гарантии. Она выдаётся на комплектующие узлы рекуператора и всей приточно-вытяжной системы вентиляции. Чем лучшее качество комплектующих узлов — тем дороже будет стоить устройство.
  7. Сравнить паспортный КПД с реальным коэффициентом. Он зависит от:
    – разницы температуры воздуха в помещении и наружной среды;
    – типа кассеты теплообменника;
    – влажности воздуха;
    – правильной компоновки системы и её размещение на объекте.

КПД для разных типов рекуператоров.

  • Для бумажного пластинчатого теплообменника он составит 60—70%. При промерзании установки её размораживает сама система, снижая при этом производительность. Наивысший показатель достигают при отсутствии функции оттаивания и дополнительного подогрева поступающего воздуха.
  • Для алюминиевого пластинчатого теплообменника КПД составит до 63%. Иногда производительность уменьшается до 45%. Это связано с частым процессом оттаивания теплообменника. Образование на поверхности льда устраняют увеличением расхода электроэнергии.
  • В роторном рекуператоре КПД регулирует «автоматика». Она реагирует на показания датчиков температуры, размещённых снаружи и в помещении. Однако, при появлении ледового наслоения КПД снижается.

Ориентировочная характеристика некоторых бытовых рекуператоров.

Из всего вышеизложенного можно увернно сказать:

Очевидно, что приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией компании от TURKOV находится на самом острие современных инженерных технологий.

Ещё раз напомним основные отличительные особенности приточно-вытяжных установок вентиляции TURKOV и пригласить в наш каталог для знакомства с подробными описаниями оборудования:

Остались вопросы?

Звоните 8 (800) 200 98 28!

Обзор Рекуператоров

Использование рекуператоров тепла при работе ОСК

 На рынке России и Стран Таможенного Союза имеется большое количество предложений на окрасочно-сушильные камеры (ОСК), сильно различающихся по цене и качеству предлагаемого оборудования. При работе камер в режиме окраски (когда весь воздух, протекающий через объём камеры необходимо подогревать от наружной температуры до + 20 С) для нагрева воздуха используют различные источники тепла: газовые или дизельные горелки, водяные (паровые) батареи, теплоэлектронагреватели (ТЭНы). Уровень потребления тепловой мощности при нагреве воздушного потока: 10 000 куб.м/ч на 1 градус составляет более 0,37 кВт (и зависит от КПД теплообменника или нагревателя). Таким образом, для нормальной работы ОСК (скажем, для окраски автомобилей, с размерами: 7*4*3(h) м) при наружной температуре: минус 20 С он составит: более 400 кВт. Если же требуется окрашивать детали большего размера, то теплопотребление ОСК легко «перескакивает» за МВт. Поэтому, почти в каждое грамотное технико-коммерческое предложение на ОСК включена опция, обеспечивающая энергосбережение при работе камеры, а именно: рекуператор тепла. Слово «рекуператор» (от латинского «recuperatio») означает получение или возвращение чего-либо обратно. Воздушный рекуператор – это устройство, в котором посредством теплообмена происходит передача тепла от потока исходящего, уже нагретого воздуха, входящему холодному воздуху. При расчёте рекуператоров учитывают, что физические свойства воздуха приточного и вытяжного потоков: плотность, температура и влажность (а от влажности сильно зависит теплоемкость), различаются, особенно в зимнее время. Теплый воздух из помещения имеет значительно большую влажность, чем холодный воздух с улицы, а значит и теплоемкость именно поэтому при передаче тепла, наружный, более сухой, воздух нагреется больше, чем охладится вытяжной. (См. приложение, в конце статьи) Кроме того, на процессы теплопередачи влияют теплоты конденсации и парообразования.

Виды рекуператоров

1. По типу движения теплоносителя (воздуха) – прямоток или противоток.

2. По конструктивному исполнению и принципу действия (основные виды):

· роторный рекуператор;

· трубчатый рекуператор,

· пластинчатый рекуператор.

Роторный рекуператор

Этот тип рекуператора представляет собой закрытый корпус с установленным внутри него ротором (барабаном), приводимым в действие электромотором.Ротор вращается с определённой скоростью и попеременно оказывается в зоне действия тёплого или холодного воздушного потока. Таким образом, пластины ротора то нагреваются, то остывают. В результате накопленное тепло передаётся поступающему холодному уличному воздуху.Рекуператоры роторного типа имеют высокий КПД (до 85%), не обмерзают при низких температурах и употребляются в тех случаях, когда необходимо регулировать уровень влажности.



принцип действия роторного рекуператора (противоток)

К главным недостаткам рекуператора роторного типа относятся:

· сложная конструкция, состоящая из электромотора, ротора, приводного ремня и системы воздуховодов;

· повышенный уровень шума;

· наличие подвижных частей снижает надёжность системы и приводит к необходимости более частого технического обслуживания.

Потоки, проходящие через роторный рекуператор частично перемешиваются:


Воздух, который остается в ловушках внутренних каналов ротора передается при вращении другому потоку. Для удаления конденсата ротор оснащен чистящим сектором, расположенным в нижней части

Как правило, совместно с вентагрегатами ОСК применяются рекуператоры пластинчатого типа, с эффективностью от 0,4 до 0,7, в зависимости от толщины и способа крепления пластин, размеров и ширины каналов (расстояний между пластинами).

Трубчатый рекуператор

Трубчатые конструкции рекуператоров в работе ОСК не используются, однако широко применяются в теплообменниках типа «воздух-воздух» (например, в агрегатах ОСК) для нагрева приточного воздуха.

Пластинчатый рекуператор


Рекуператор может представлять собой моноблок, а также быть составлен из нескольких параллельных моноблоков. (при этом эффективность больше, падение давления на рекуператоре – меньше, но возрастает стоимость и громоздкость).

Эффективность таких рекуператоров – средняя, и КПД достигает 60%. Этот вид представляет монолитную кассету из штампованных листов алюминия, с чередующимися воздушными каналами, выходы которых расположены друг к другу под прямым углом. Каналы, идущие в разных направления, не сообщаются друг с другом, что обеспечивается их герметизацией*.

________________________________________________________________________

*- Герметик может быть прокладкой, а может быть – клеем. Во втором случае рекуператор становится неразборным, что сильно затрудняет его чистку, т.к. расстояние между пластинами (ширина каналов) составляет всего несколько миллиметров: от 3 до 12-15. Загрязнённый рекуператор теряет свою эффективность.


Такая конструкция обладает простотой в изготовлении и обслуживании.

Она позволяет увеличить время контакта сред с разными температурами, обеспечить большую площадь контакта агентов.

Тёплый воздух, проходя через кассету, нагревает пластины, которые в свою очередь – за счёт быстрого теплообмена, передают энергию холодному потоку.

Стоит помнить о том, что при эксплуатациях таких теплообменников зимой образуется конденсат. При отрицательных температурах воздушного потока конденсат в пластинчатых блоках рекуператора может замерзать: при этом падает эффективность и перекрывается доступ воздуху.

Чем меньше зазор между пластинами, и чем они тоньше, тем больше теплообмен между воздушными потоками. Соответственно, увеличивается КПД установки.

Однако уменьшение толщины зазоров приводит к увеличению скорости образования конденсата. Это, в свою очередь, вызывает закупорку каналов у теплообменника и вызывает падение КПД рекуператора. Чтобы бороться с этим явлением, дополнительно подогревают холодный входящий воздух электрическими калориферами или отключают входящий приток и продувают теплообменник только тёплым воздухом.

Несмотря на указанный недостаток, пластинчатые рекуператоры обладают следующими немаловажными преимуществами, делающими такой тип рекуператоров наиболее распространённым:

– компактность,

– сравнительно низкая цена,

– простота конструкции,

– отсутствие движущихся частей.

Вот основные параметры пластинчатых рекуператоров.

1.    Падение давления. При прохождении воздуха через довольно узкие каналы (между платинами) рекуператора, ему оказывается сопротивление, вследствие чего на рекуператоре происходит падение давления, и после него воздух движется с меньшей скоростью, чем до него. Обычно производители указывают максимально допустимые, с точки зрения энергоэффективности рекуператора, значения падения давления на нём, для заданной величины воздушного потока. Как правило, допустимое, экономически оправданное падение давления составляет не более 200 – 250 Па.

2.    Максимально возможная разность давлений в каналах. Эти параметры обусловлены механической прочностью рекуператора и составляют, как правило, порядка: 2000-2500 Па, для разности давлений внутри и снаружи рекуператора и порядка: 1000 – 1500 Па, для разницы между давлениями во входном и выходном плечах рекуператора. При превышении этих пределов возможна поломка рекуператора.

3.    Температуры эксплуатации. Как правило, интервал рабочих температур обусловлен герметизирующими и клеящими материалами, применёнными в конструкции, и составляет, как правило: минус 30 (40) – плюс 90 (100) С.

4.    Эффективность энергосбережения. Рассчитывается по специальной программе, учитывающей, в том числе: изменения плотности и влажности воздуха от температуры.

5.    Изоляция от перетекания воздуха между каналами входа и выхода. Перетекание сильно влияет на эффективность и проверяется специальными тестами Производителя.

6.    Пригодность к очистке и восстановлению эффективности.

Рекуператор необходимо периодически чистить от пыли (и от опыла краски). Чистка может быть механическая или химическая. Если рекуператор – неразборный, то возможна только его химическая чистка. Наличие пыли (или налёта краски) на пластинах рекуператора сильно снижает его эффективность.

Если наружная температура достаточно высока, и в помещении находятся дополнительные источники тепла, то может происходить процесс нарастания температуры в помещении. В этом случае необходимо управление рекуперацией тепла: регулируемую часть притока приходится пускать в обход рекуператора (обводной канал – байпас – для притока в обход рекуператора, с необходимыми заслонками – опция), либо выключать рекуператор из вентиляционной схемы установки.

Кроме того, пластинчатый рекуператор должен:

– иметь каналы для вывода конденсата,

– быть устойчивым к реагентам, применяемым при его чистке,

– быть устойчивым и сохранять прочность при замерзании конденсата.

Примеры расчётов пластинчатых рекуператоров.

 

Температура, С

Относительная

влажность,%

«Тёплое плечо», вход

20

50

«Тёплое плечо», выход

7,9

94,5

«Холодное плечо», вход

-5

80

«Холодное плечо», выход

9,6

26,7

Пример расчёта рекуператора.(Здесь не учтено изменение плотности воздуха!)



 

 

Грунтовый теплообменник для вентиляции

Одним из способов повышения эффективности механической вентиляции является оснащение ее грунтовым теплообменником.


В этой системе еще до того, как воздух достигнет рекуператора, он проходит через грунтовый теплообменник, который охлаждает его летом и нагревает зимой.

Механическая вентиляция с рекуперацией позволяет добывать тепло из воздуха, удаляемого из дома. Оснащение его дополнительным элементом – грунтовым теплообменником – повышает его эффективность. Благодаря этому воздух, поступающий в рекуператор, становится прохладнее летом и теплее зимой.

Использование грунтового теплообменника повышает эффективность механической вентиляции с рекуперацией и повышает тепловой комфорт во внутренних помещениях, а также снижает затраты на отопление. Его работа обходится намного дешевле, чем кондиционер (но он не может полностью заменить его). Использование грунтового теплообменника означает, что в систему очистки воздуха всегдапоступает воздух с плюсовой температурой, что предотвращает замерзание конденсата. Следовательно, нет необходимостиразмораживать рекуператор, что повышает его эффективность.

Грунтовый теплообменник является относительно простой установкой. Он состоит из внешней и внутренней части. Внешняя часть находится в земле – обычно ниже глубины замерзания земли; на уровне около 1,5-2 м, где температура постоянна в течение всего года. Он также может быть установлен на менее глубокую поверхность, но тогда он должен быть теплоизолирован.

Наиболее благоприятные условия для его работы обеспечивают влажные и суглинистые почвы. Сухие и песчаные почвы накапливают энергию хуже. Внутренняя часть располагается рядом с рекуператором. Установка грунтового теплообменника лучше всего спланировать и осуществить как можно раньше во время строительства дома. Его реализация в более позднее время тоже возможна, но это будет более сложная задача и потребуется больше работы.

Типы грунтовых теплообменников


В простейшем варианте наземный теплообменник состоит из трубы, проложенной на соответствующей глубине. Этот тип установки называется диафрагмальным. Труба должна иметь такой диаметр, который обеспечит свободный поток необходимого количества воздуха, а также должна быть уложена с уклоном, который позволит конденсату, образовавшемуся летом, стечь.

Одна труба для вентиляции частного дома среднего размера должна быть длиной 30-50 м. Если это условие выполнить проблематично, более короткие трубы можно проложить параллельно. Конденсатная скважина и воздухосборник являются частью трубчатого теплообменника.

Другой тип грунтового теплообменника представляет собой систему без мембраны. В этой версии воздух не проходит черезподземную трубу, но имеет прямой контакт с правильно подготовленной почвой. Нагревает или охлаждает, протекающий через слой гравия воздух. Почвенный теплообменник без мембраны состоит из траншеи глубиной 80 см, заполненной очищенным гравием. С одной стороны, гравий накапливает энергию, с другой – он является фильтром, который очищает воздух.

Воздух подается в гравий через воздухосборник и горизонтально проложенную дренажную трубу. С другой стороны раскопок располагают трубу, воздух которой всасывается дальше. Гравийный теплообменник регенерирует медленнее, чем трубчатый – температура гравия изменяется под воздействием протекающего воздуха, и для его стабилизации требуется больше времени, чем в случае мембранным теплообменника.

Пластинчатый теплообменник – это другой тип безмембранного теплообменника. В этом случае вместо гравийного слоя выкладываются специальные плиты с зазорами, через которые проходит воздух. Плиты размещены на песчано-гравийном слое, теплоизолируются сверху и покрываются грунтом. Воздух, который проходит через этот тип теплообменника, имеет прямой контакт с землей.

Пластинчатый теплообменник меньше, но занимает площадь, в несколько раз большую, чем гравийный. В результате поверхность теплообмена становится большой, что гарантирует высокую эффективность установкиданного типа. Пластинчатый теплообменник эффективно восстанавливается.

Промежуточный фактор также может быть использован в грунтовом теплообменнике. Мы говорим тогда о гликолевом теплообменнике, который имеет трубчатую структуру. При таком расположении воздух проходит через нагреватель, питаемый раствором гликоля, который получает тепло от земли или охлаждается под его воздействием. Гликоль циркулирует в катушке и передает энергию воздуху, поступающему в дом. В этой системе нет воздухосборника, но перед входом в рекуператор установлен гликолевый воздухообменник.

Регенерация теплообменника


В результате получения энергии из земли температура последнего изменяется. Если энергия не пополняется быстро, разница температур уменьшается, поэтому эффективность установки снижается. Грунтовый теплообменник должен успеть восстановиться. Поэтому стоит отсоединять теплообменник, когда разница в температуре воздуха до и после него невелика, а также снизить интенсивность вентиляции, когда дом пуст. Это позволяет более энергии дольше сохраняться.

Современные грунтовые теплообменники работают автоматически; приточная установка втягивает воздух, если температура достигает определенного уровня. Рекуператоры, взаимодействующие с грунтовыми теплообменниками, должны быть оборудованы байпасом для вытяжного воздуха из помещений. Когда байпас открыт, обработанный воздух обходит теплообменник и направляется прямо к пусковой установке. Благодаря этому он не нагревает входящий воздух без необходимости летом.

Что такое Рекуператор – Теплообменник

Рекуператор – это тип теплообменника, который имеет отдельные пути потока для каждой жидкости вдоль их собственных каналов, а тепло передается через разделительные стенки. Тепловая инженерия

Рекуператор – теплообменник

В целом, теплообменники , используемые для регенерации, можно классифицировать как регенераторы или рекуператоры .

  • Регенератор – это тип теплообменника, в котором тепло от горячей текучей среды периодически накапливается в теплонакопительной среде перед передачей холодной текучей среде.Он имеет единый путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.
  • Рекуператор – это тип теплообменника, имеющий отдельных путей потока для каждой жидкости вдоль своих каналов, а тепло передается через разделительные стенки. Рекуператоры (например, экономайзеры) часто используются в энергетике для повышения общей эффективности термодинамических циклов. Например, в газотурбинном двигателе. Рекуператор передает часть отработанного тепла в выхлопных газах сжатому воздуху, таким образом предварительно нагревая его перед входом в камеру сгорания.Многие рекуператоры выполнены в виде противоточных теплообменников .

Регенерация тепла

В теории паровых турбин значительное увеличение теплового КПД паровой турбины может быть достигнуто за счет уменьшения количества топлива , которое необходимо добавить в котел. Это может быть выполнено путем передачи тепла (например, частично расширенного пара) от определенных секций паровой турбины, температура которого обычно намного выше температуры окружающей среды, питательной воде.Этот процесс известен как регенерация тепла , и для этой цели можно использовать регенераторов тепла . Иногда инженеры используют термин экономайзер , который представляет собой теплообменник, предназначенный для снижения энергопотребления, особенно в случае предварительного нагрева жидкости .

Как видно из статьи «Парогенератор», питательная вода (вторичный контур) на входе в парогенератор может иметь температуру около ~ 230 ° C (446 ° F) , а затем нагревается до температуры кипения эта жидкость (280 ° C; 536 ° F; 6,5 МПа) и испарилась.Но конденсат на выходе из конденсатора может иметь температуру около 40 ° C , поэтому регенерация тепла в типичном PWR значительна и очень важна:

  • Регенерация тепла увеличивает тепловой КПД, поскольку большая часть теплового потока в цикле происходит при более высокая температура.
  • Регенерация тепла вызывает снижение массового расхода через ступень низкого давления паровой турбины, таким образом повышая КПД изэнтропической турбины низкого давления. Обратите внимание, что на последней стадии расширения пар имеет очень высокий удельный объем.
  • Рекуперация тепла приводит к повышению качества рабочего пара, так как стоки расположены по периферии корпуса турбины, где более высокая концентрация капель воды.

Анализ теплообменников

Теплообменники обычно используются в промышленности, и правильная конструкция теплообменника зависит от многих переменных. При анализе теплообменников часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор .Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона. Кроме того, инженеры также используют среднюю логарифмическую разницу температур ( LMTD ) для определения движущей силы температуры для передачи тепла в теплообменниках.

Специальная ссылка: Джон Р. Том, Книга технических данных III. Росомаха Tube Inc. 2004.

& nbsp;

& nbsp;

Ссылки:

Теплопередача:
  1. Основы тепломассообмена, 7-е издание.Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
  2. Тепло- и массообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
  3. Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости. Справочник Министерства энергетики США, Том 2 от 3 мая 2016 г.

Ядерная и реакторная физика:

  1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
  2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
  3. У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
  4. Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
  5. W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
  6. G.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
  7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
  8. Министерство энергетики США, ядерной физики и теории реакторов. Справочник по основам DOE, тома 1 и 2. Январь 1993 г.
  9. Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

Advanced Reactor Physics:

  1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, пересмотренное издание (1989), 1989, ISBN: 0-894-48033-2.
  2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
  3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
  4. Э. Льюис, У. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

Надеемся, что эта статья, Рекуператор – Теплообменник , вам поможет. Если это так, даст нам на боковой панели.Основная цель этого сайта – помочь общественности узнать интересную и важную информацию о теплотехнике.

Рекуператоры – обзор | Темы ScienceDirect

6.5.3 Рекуператоры тепла

Рекуператоры тепла – это оборудование, которое позволяет утилизировать часть энергии кондиционированного воздуха внутри помещений, оборудованных системой механической вентиляции. Они состоят из теплообменника, который обеспечивает тепловой контакт отработанного воздуха внутри помещения с наружным воздухом для обновления.Зимой подогревают снаружи холодный воздух, а летом дают ему остыть; у них также есть фильтры, улучшающие качество воздуха. Таким образом, можно рекуперировать значительную часть энергии, используемой для нагрева или охлаждения воздуха в помещении, которая была бы полностью потеряна без рекуператора. Обычно они поставляются в виде коробок с некоторыми мундштуками, которые устанавливаются в системе вентиляции, включая вентиляторы для нагнетания и возврата, см. Рис. 6.25.

Рисунок 6.25. Внешний вид рекуператора тепла.

Есть три типа рекуператоров: с перекрестным потоком, , в котором горячий и холодный воздух циркулируют в перпендикулярных направлениях друг к другу, так что они пересекаются, с параллельным потоком и с роторным потоком , который имеет ротор с высокой теплоотдачей. инерция, которая вращается, приводимая в движение двигателем.

Технический кодекс устанавливает в своем Основном документе механическую или гибридную систему вентиляции жилых помещений. Следовательно, если вентиляция гибридного типа, размещение рекуператоров не может быть рассмотрено, так как приток не проходит через решетки и воздуховоды.Однако в третичном секторе, в тех местах, где поток воздуха, выбрасываемый наружу, превышает 0,5 м 3 / с, RITE требует наличия блоков рекуперации тепла.

Рассмотрим рекуператор тепла, в котором мы используем 0 и 1 для состояний всасываемого воздуха на входе и выходе рекуператора и 2 и 3 для состояний вытяжного воздуха также на входе и выходе рекуператора. Использование V˙ для объемного расхода воздуха, который вводится в здание, который, как мы предполагаем, совпадает с расходом, который удаляется (рекуператор уравновешен), где ρ 0 , ρ i – плотности внешнего и внутреннего воздуха соответственно, и, учитывая, например, некоторые зимние условия, из баланса энергии можно записать уравнение

(6.85) V˙ϱi (h3 − h4) + W˙v = V˙ρ0 (h2 − h0) + Q˙l

, где мощность вентиляторов W˙v используется для преодоления потерь напора, а Q˙l – тепловые потери, которые приблизительно можно считать незначительными.

Работа рекуператора характеризуется его эффективностью , ASHRAE 1993 [48], которая, как мы знаем, определяется как теплообмен по отношению к максимуму, который можно было бы обменять. Учитывая, что коэффициент теплоемкости для двух воздушных потоков одинаков, эффективность рекуператора составляет

(6.86) ε = T1 − T0T2 − T0

Эффективность меняется от часа к часу, поскольку внешняя температура меняется, поэтому более привлекательно определить среднюю сезонную эффективность , которая будет равна

(6,87) ε¯ = ∑i = 1HεihiH

, где h i – количество часов, в которых эффективность составляет ε i , а H – общее количество часов в периоде, например , отопления.Обращаясь теперь к определению эффективности, если мы примем во внимание, что рекуператор является адиабатическим, поскольку уменьшение энтальпии вытяжного воздуха совпадает с увеличением энтальпии воздуха для обновления, то его энергоэффективность будет равна единице. Теперь мы также можем определить КПД, считая энергию воздуха в помещении единственно доступной, поскольку энергия в состоянии 3 является частью потерь, это

(6,88) η = V˙ρ0 (h2 − h0) V˙ρih3 + W˙v = 1 − V˙ρih4 + Q˙lV˙ρih3 + W˙v

Как и для эффективности, наиболее интересным значением является средняя сезонная эффективность , которая рассчитывается аналогичным образом.

С другой стороны, беря баланс эксергии в рекуператоре, мы имеем

(6,89) V˙ρi (b2 − b3) + W˙v = V˙ϱ0 (b1 − b0) + I˙rec

, где термин I˙rec охватывает эксергию, связанную с потерями тепла и внутренними эксергетическими деструкциями из-за термической и механической необратимости. Фактически, поскольку эксергия воздуха в состоянии 3 окончательно разрушается, она должна быть включена в понятие необратимости, а поскольку состояние 0 – это окружающий воздух, баланс эксергии дает

(6.90) V˙ρ2b2 + W˙v = V˙ρ0b1 + I˙T, rec

при эксергетическом КПД оборудования

(6,91) φ = V˙ρ0b1V˙ρ2b2 + W˙v = 1 − I˙ T, recV˙ρ2b2 + W˙v

Таким же образом, как для КПД и энергоэффективности, мы рассчитаем средний сезонный КПД по эксергии рекуператора.

Рекуператор – обзор | Темы ScienceDirect

6.4 Рекуператор

Добавление рекуператора в цикл позволяет повысить эффективность, снизить рабочее давление и упростить приемник.Рекуператор используется для предварительного нагрева воздуха, поступающего в солнечный ресивер, путем отбора тепла из отработанного воздуха турбины (см. Рис. 6.1). Теплообменники должны быть эффективными, безопасными, экономичными, простыми и удобными [36]. Для цикла часто бывает выгодно иметь большой рекуператор; однако рекуператор должен быть практичным. При проектировании теплообменника следует учитывать теплопередачу и потери давления, а также оптимизацию стоимости, веса и размера [37]. Рекуператор должен иметь высокую эффективность, компактность, срок службы 40 000 часов без обслуживания и низкие потери давления (<5%) [29].Эти критерии переводятся в рекуператор первичной поверхности из тонкой фольги, в которой проточные каналы формируются с штамповкой, складыванием и сваркой боковых краев в автоматическом режиме [29,38,39]. В солнечных установках компактный противоточный рекуператор [18,40,41] с несколькими каналами потока часто проектируется как неотъемлемая часть микротурбины. При использовании нескольких проточных каналов необратимость теплообменника может быть уменьшена за счет замедления жидкости, проходящей через теплообменник [18].

Рассматривается противоточный пластинчатый рекуператор, показанный на рис.6.4 [22]. Показаны каналы длиной L reg и соотношением сторон a / b . Эффективность рекуператора моделируется с использованием обновленного метода ε-NTU (эффективность – количество единиц передачи) [42]. Этот метод учитывает потери тепла в окружающую среду при расчете эффективности рекуператора, поскольку рекуператор работает при очень высокой средней температуре. Согласно исх. [42], эффективность горячей и холодной стороны может быть рассчитана по формуле.(6.14) и уравнение. (6.15) и приведенные ниже уравнения.

Рисунок 6.4. Геометрия рекуператора [20–22].

(6,14) εh = {1 − ΘX = 1, Crh <1Crh (1 − ΘX = 1), Crh> 1}

(6,15) εc = {1 − ΘX = 0Crh, Crh <11 − ΘX = 0 , Crh> 1}

(6.16) ΘX = 0 = (NTUh (χc + χh) + Crh − 1Crh) (Crh − 1) + (χh + Crhχc) (1 − eNTUh (Crh − 1)) (Crh− 1) (eNTUh (Crh − 1) −1Crh)

(6.17) ΘX = 1 = NTUh (χc + χh) + (ΘX = 0−1) Crh + 1

(6.18) Crh = m˙hcp0, hm ˙ccp0, c

(6.19) NTUh = UAm˙hcp0, h

(6.20) χh = Q˙loss, hUA (Th, in-Tc, in)

(6.21) χc = Q˙loss, cUA (Th, in-Tc, in)

Скорость потерь тепла с горячей и холодной стороны рекуператора рассчитывается по формуле. (6.22) и уравнение. (6.23) и следующие уравнения.

(6,22) Q˙потери, h = Q˙потери, верх, hn + Q˙потери, сторона, h

(6.23) Q˙потери, c = Q˙потери, низ, cn + Q˙потери, сторона , c

(6.24) Q˙loss, вверху, h = (T9 + T10) / 2 − T∞1 / hhaL + tins / kinsaL + 1 / houtaL

(6.25) Q˙loss, side, h = ( T9 + T10) / 2 − T∞1 / hhbL + tins / kinsbL + 1 / houtbL

(6.26) Q˙loss, снизу, c = (T3 + T4) / 2 − T∞1 / hcaL + tins / kinsaL + 1 / дом

(6.27) Q˙loss, сторона, c = (T3 + T4) / 2 − T∞1 / hcbL + tins / kinsbL + 1 / houtbL

Что такое теплообменник?

Теплообменники передают энергию в виде тепла от одной среды (например, газа или жидкости) к другой. Они используются в промышленности, в автомобилях и дома, в том числе в холодильниках и накопительных обогревателях. Теплообменники, специально разработанные для рекуперации тепла от отходов, выхлопных газов и жидкостей и последующего его повторного использования путем передачи его непосредственно в другую среду, известны как рекуператоры.Recair производит сердечник для вентиляторов с рекуперацией тепла воздух-воздух.

Как это работает?

В рекуперативном теплообменнике воздух-воздух входящий и выходящий потоки воздуха разделены твердой перегородкой (т. Е. Стенкой воздуховода). При наличии разницы в температуре между двумя воздушными потоками тепло от более теплого воздушного потока будет передаваться через барьер более холодному воздушному потоку в соответствии со вторым законом термодинамики. Это означает, что тепло будет перемещаться из более горячего региона в более холодный регион.Таким образом, тепло от теплого несвежего воздуха, выходящего из здания, передается прохладному свежему воздуху, поступающему в здание, или наоборот.

Как узнать, что теплообменник работает нормально?

При установке системы вентиляции с рекуперацией тепла большинство людей хотят быть уверенными в том, что они не будут чувствовать холодных или горячих сквозняков: т.е. воздух, выходящий из теплообменника в дом, должен иметь более или менее такую ​​же температуру, как и воздух уже в доме.Но люди могли требовать большего. Тот факт, что теплообменник подает воздух более или менее правильной температуры, не означает, что он работает на 100% эффективно. Если он не рекуперирует столько тепла, сколько возможно, это не экономит вам столько денег, сколько могло бы! В течение всего срока службы теплообменника даже самые незначительные улучшения эффективности могут привести к значительной экономии ваших счетов за электроэнергию. Вот почему Recair постоянно стремится сделать свою продукцию максимально эффективной, чтобы все тепло передавалось от отработанного воздуха к поступающему, при этом отработанный воздух, выходящий из теплообменника, имеет ту же температуру, что и наружный воздух, а свежий воздух. попадание в комнату той же температуры, что и воздух внутри.

Как Recair достигает максимальной производительности?

Чтобы достичь этого идеала, мы работали с нашим отделом исследований и разработок, чтобы понять, каким условиям должен соответствовать теплообменник, чтобы обеспечить максимально возможную тепловую эффективность для обоих потоков воздуха. Благодаря научным испытаниям мы обнаружили, что максимально эффективный теплообменник должен соответствовать определенным критериям.

Ядра Ядра Продукция
Критерии максимума
производительность
Как Recair соответствует
Два воздушных потока должны быть в чисто противотоке (т.е.д, с потоками, движущимися в противоположных направлениях). Воздушные потоки во всех ядрах Recair находятся в противотоке.
Массовые потоки воздуха должны быть в идеальном балансе (т.е. масса воздуха, проходящего в каждом направлении в течение заданного периода времени, должна быть одинаковой). Recair рекомендует производителям блоков HRV обеспечить выполнение этого условия, чтобы сердечники Recair, установленные в их блоках, могли обеспечить превосходную производительность.
Не должно быть утечки ни между воздушными потоками, ни между любым из воздушных потоков и внешней стороной теплообменника. Recair показывают незначительную утечку (в среднем <0,5%), что делает их одними из лучших на рынке.
Для обеспечения максимального контакта двух воздушных потоков (через стенки воздуховода) площадь поверхности, доступная для теплообмена, должна быть как можно большей. Благодаря своей уникальной конструкции с треугольными каналами сердечники Recair имеют на большую площадь теплообмена на , чем другие изделия аналогичного размера (теплообменная емкость , > 50% выше, чем у квадратных каналов, при той же потере давления ).
Для максимальной теплоотдачи распределение воздушных потоков должно быть равномерным. Небольшие треугольные каналы сердечников Recair обеспечивают противоток с равномерным распределением потока .
Все тепло должно передаваться непосредственно через стенку воздуховода : тепло не должно проводиться по длине стенки воздуховода. Для ограничения теплопроводности стенки воздуховодов в сердечниках Recair изготовлены из полистирола – материала с низкой теплопроводностью.
Для удобства использования теплообменник должен быть как можно более компактным. Recair обеспечивают наилучшее соотношение между теплообменной поверхностью и внутренним объемом.
Для обеспечения экономической целесообразности затраты на материалы, производство, установку и использование должны быть минимальными. Recair экономична, требует мало материалов, легка в транспортировке и проста в обращении.
Слишком избегайте сквозняков: разница температур между поступающим свежим воздухом и воздухом в помещении не должна превышать 1,5 ° C. При разнице температур внутри и снаружи в 30 ° C только ядро ​​Recair достигает достаточной эффективности (> 95%, включая тепло вентилятора) для достижения этой цели.

Если приведенная выше информация заинтересовала вас и вы хотите узнать больше, пожалуйста, заполните нашу контактную форму.

ТЕПЛООБМЕННИКИ ДЛЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН

ТЕПЛООБМЕННИКИ ДЛЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН | Решения Flex Energy

Мощность: надежная, чистая и простая.

Каждое из представленных ниже приложений уникально, но имеет общие процессы.Каждый из них может использовать высокотемпературные теплообменники для значительного повышения их эффективности.

ГАЗ ТУРБИНА

Использование рекуператора, специального противоточного рекуператора энергии, расположенного в каналах подачи и выпуска воздуха системы обработки воздуха газовой турбины. Рекуператоры могут почти вдвое повысить эффективность небольших газовых турбин (микротурбин), таких как Flex Turbine ® , а также могут значительно повысить эффективность больших газовых турбин.

КОМБИНИРОВАННЫЙ ТЕПЛО И МОЩНОСТЬ

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) использует отходящее тепло от выработки электроэнергии в полезных целях. Большинство, если не все существующие системы производства электроэнергии, производят отходящее тепло в качестве побочного продукта. Системы когенерации улавливают и перерабатывают это ценное тепло и используют его для отопления или охлаждения. Этот процесс увеличивает эффективность системы и снижает потребление альтернативных видов топлива.

ХРАНЕНИЕ БИОГАЗА И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Накопление биогаза и тепловой энергии набирает популярность по мере того, как мир продвигается к использованию более возобновляемых и экологически чистых источников энергии.Теплообменники передают тепло, создаваемое системами хранения биогаза и тепловой энергии, технологиям, вырабатывающим электроэнергию, таким как газовые турбины. Вместо сжигания дополнительных видов топлива газовые турбины могут эффективно вырабатывать электроэнергию из тепловой энергии, которая в противном случае была бы потрачена впустую.

ТУРБИННЫЙ ЦИКЛ РЕКУПЕРИРОВАННОГО ГАЗА

ЦИКЛ РЕКУПЕРИРУЕМОГО ГАЗА С ОПЦИОНАЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ТЕПЛА


ТЕПЛООБМЕННИК FIN TUBE

Три области применения теплообменников, которые работают с циклом газовой турбины, чтобы обеспечить чистую и надежную электроэнергию.

1. РЕКУПЕРАТОР – Тепло рекуперируется из выхлопных газов и используется для нагрева воздуха после компрессора, но до того, как он попадет в камеру сгорания. Рекуператоры могут значительно повысить эффективность системы за счет рециркуляции тепла и сжигания меньшего количества топлива. Это может добавить до 15 дополнительных пунктов к электрическому КПД.

2. КОМБИНИРОВАННОЕ ТЕПЛО И МОЩНОСТЬ – Тепло рекуперируется из выхлопных газов турбины и запускается в работу
, ​​снижая затраты на электроэнергию и повышая эффективность системы.

3. БИОГАЗ И ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫ ВНЕШНЕГО ПОЖАРА – Используя внешний источник энергии, теплообменник может передавать энергию для привода газотурбинного генератора. Эти приложения идеально подходят для проектов альтернативной энергетики и технологий сокращения выбросов углерода.

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ТУРБИНА 333 кВт

Эффективный рекуператор тепла для металлургической промышленности | Центр климатических технологий и сеть

Основанный технический университет в Словакии предлагает инновационную систему рекуперации тепла, которая обеспечивает эффективную рекуперацию тепла отработанного тепла плавильных печей.В результате обеспечивается более высокая промышленная эффективность и меньшее потребление энергии и выбросы CO2. В отличие от большинства серийно выпускаемых теплообменников, он также может использоваться в тяжелой металлургической промышленности. Университет ищет партнеров через приобретение лицензионного соглашения или финансового соглашения. Рекуперация или рекуперация тепла – это процесс, в котором отработанное тепло преобразуется в нагрев воды или производство пара. Рекуперация отработанного тепла, производимого промышленными процессами, является одним из лучших способов снизить потребление энергии и устранить выбросы CO2 в промышленности.Большинство используемых в настоящее время рекуператоров из-за агрессивной среды и высокой адгезии дымовых отходов не подходят для металлургической промышленности. Представленная система обладает свойствами, которые предопределяют ее эффективное использование даже в самых сложных условиях. Конструкция основана на двух функциональных частях: теплообменник дымовых газов в воздух, подключенный к горелке природного газа, и теплообменник дымовых газов в воду, подключенный к техническому водонагревателю. Конструкция теплообменников обеспечивает несложный уход и очистку от дымовых отложений.Детали, подвергшиеся коррозии в результате прямого воздействия дымовых газов, можно легко заменить. Прототип системы функционирует более 3 лет на промышленном предприятии в Словацкой Республике. Экономия энергии и финансовая отдача поддаются измерению и проверке.

Преимущества:

Эффективность и возможность применения в агрессивной среде (например, в металлургических печах) два метода рекуперации тепла, напрямую подключенные к компонентам горелки, работающей на природном газе, и техническому водонагревателю, что позволяет регулировать поток воды и воздуха легкая очистка теплообменников от отложений дымовых газов механические части от коррозии можно заменить; Прототип доступен для демонстрации.Технология прошла полевые испытания и оценку.

Автор содержания:

Словацкий центр научной и технической информации

Газовая турбина с рекуператором MicroFire ™ Экономия топлива

Критическое требование для многих беспилотные летательные аппараты – это улучшенная экономия топлива. Рекуператоры могут снизить расход топлива и расширить продолжительность полета для БПЛА с газотурбинным двигателем. Рекуператор нагревает сжатый воздух перед сгоранием, тем самым уменьшая количество топлива, необходимое для нагрейте выхлопной поток и раскрутите силовую турбину.Frontline Aerospace имеет разработали аддитивную конструкцию рекуператора, которая создает очень большие коэффициенты теплопередачи с использованием микротурбуляторов в каждом слое компактный теплообменник. Это приводит к очень маленьким сердечникам с низким давлением. убытки. Фронтлайн-проекты подтвердили наш подход, и мы изготовили полноразмерные рекуператоры для газовой турбины Rolls-Royce Model 250 и проверенные тепловые характеристики. Использование аддитивного производства стало ключом к созданию прочных прямоугольных и компактные сердечники теплообменника непрямоугольной формы.Создание заголовков для переноса сжатый воздух в теплообменнике и выходе из него также может быть сложным и аддитивное производство очень полезно. Использование в рекуператоре алюминия и титана конструкция системы может еще больше уменьшить вес и увеличить рекуператор представление. Все эти Frontline Аэрокосмические инновации способствуют увеличению дальности, выносливости и времени наработки. станция для турбинных БПЛА.

Деталь рекуператора Microfire ™ Рекуператор MicroFire ™

Frontline представляет собой специальный высокотемпературный теплообменник с перекрестным потоком, который отбирает тепло из горячих выхлопных газов двигателя и передает его сжатому воздуху двигателя перед сгоранием.В зависимости от конкретной реализации это может улучшить общий тепловой КПД двигателя на целых 100%.

Исторически сложившаяся проблема с рекуператорами в авиационной технике связана с необходимостью в легких материалах с небольшими объемами и конструкциями, которые могут выдерживать давление и термический удар, обеспечивая при этом эффективность теплопередачи. На приведенном ниже графике показано огромное улучшение теплового КПД, которое возможно с рекуператорами.

Установлена ​​3D модель рекуператора.

Запатентованный рекуператор MicroFire ™ решает эти проблемы для самолетов.Он улучшает удельный расход топлива на целых 40% с очень низким перепадом давления и потерями мощности (менее 3%), и все это при весе рекуператора менее 50 фунтов для серии двигателей Rolls-Royce C20.

Это ключевая технология, позволяющая значительно увеличить срок службы вертолетных двигателей и снизить удельный расход топлива (SFC), а также сократить выбросы углеводородов.

  • Microfire ™ Part
  • Крупный план микроканалов

Рекуператор MicroFire ™ Краткое описание:

  • Установка для модернизации газотурбинных двигателей
  • Быстрая окупаемость и окупаемость инвестиций
  • ~ 40% Экономия топлива
  • Увеличенный запас хода и долговечность
Установка рекуператора MicroFire ™ для Rolls-Royce модели 250
  • Содействовать тестированию и доработке рекуператора MicroFire
  • Сбор инженерных данных для представления дополнительного сертификата типа FAA
  • Обеспечение выгодных предложений для владельцев и операторов вертолетов
  • Продвигать аспекты энергосбережения и снижения загрязнения с помощью рекуператоров MicroFire

Видео по теме