Рекуператоры "воздух-воздух"

Общие данные 

alt

Расчет эффективности рекуператора
Затраты энергии на нагрев или охлаждение наружного воздуха
Энерго-эффективность или тепловой КПД рекуператора

Типы рекуператоров
Пластинчатые рекуператоры односекционные
Схема обвязки пластинчатого рекуператора с байпасной линией
Типы пластинчатых секций рекуператоров
Двухсекционные рекуператоры
Четырехсекционные и более
Теплообменный аппарат ТТАИ
Роторные рекуператоры
Рекуператоры промежуточные на воде с этиленгликолем
Рекуператоры промежуточные на фреоне
Рекуператоры тепловые насосы на фреоне "воздух-вода"
Рекуператоры тепловые трубы на фреоне
Комбинированные типы


Общие данные

alt

Рекупера́ция (от лат. recuperatio — «обратное получение») — возвращение части материалов или энергии для повторного использования в том же технологическом процессе. Что с удорожанием энергоресурсов становится все актуальнее. По данным расчетов ученых, к 2017г. стоимость восстанавливаемых и невосстанавливаемых энергоресурсов сравняется, тенденцию чего каждый уже ощущает на себе.

Забирая в холодное время года с наружи свежий воздух, для притока системы вентиляции его необходимо обязательно подогревать. Подготовленный воздух попадает в помещения и затем забирается оттуда вытяжными системами, т.е. нагретый, теплый воздух в прямом смысле улетает в трубу, как и средства на его нагрев.

В случае с воздухом, рекуператор устройство в котором происходит теплообмен, в случае холодного периода года, то передается тепло от вытяжного воздуха - приточному, а в теплый период года теплый наоборот. Условное КПД пластинчатых рекуператоров от 15% до 75% и зависист от типа рекуператора. Опимальные роторные рекуператоры с КПД 30-80%, но они имеют ряд ограничений, т.к. смешивание приточного и вытяжного воздуха 3-5%. Так же, существуют типы рекуператоров условно приумножающие тепло, забранное от вытяжного воздуха с помощью фреонового контура в разы и имеющие за счет этого "тепловое КПД" 450-550% (за счет учета тепла вытяжного воздуха и работы фреонового теплового насоса), но они и самые дорогие, о них ниже.

Беря во внимание любое типовое здание, которое выполнено согласно действующих строительных нормативов (действующих в Украине, России или ЕС), доля затрат на приточную вентиляцию в холодный период года в таком здании, по расчетам будет выше затрат на отопление (компенсацию теплопотерь). Энергосбережение с помощью рекуператоров "воздух-воздух" уже поняли и давно эксплуатируют многие крупные сети супермаркетов, магазинов, владельцы бизнесс-центров сдающие их в аренду, владельцы элитных квартир в многоэтажках, в промышленности. Но строительство в Украине жилых зданий оборудованных энергосберегающими установками редкость. Обусловлено это часто заблуждениями. Например многие потребители считают, что в расчете мощности отопления заложены мощности на нагрев наружного воздуха, что совсем не так. Да, заложена инфильтрация - неконтроллированный приток воздуха через неплотности стройконструкций, но никак не вентиляция или так сказать воздух для дыхания. Никто же не пожелает дышать, например через теплоизоляцию. Да и затраты на инфильтрацию в расчете теплопотерь отопления часто не превышают 5-15%, т.к. ее доля невелика и такой мощности крайне недостаточно для приточной вентиляции.

Со всего вышесказанного, приходит неутешительный вывод - часто, да практически всегда, в современных системах жилого строительства не учтены затраты в зимний период года на приточную вентиляцию (нагрев наружного воздуха), т.е. на воздух для дыхания! Вам по сегодняшней тенденции без механической, приточной вентиляции просто дышать не предусмотрено вообще еще на стадии проектирования здания. Вот возьмите типовой проект коттеджа, он обычно без приточной механической вентиляции, там нагрузки на отопление и ГВС, а про воздух совсем забыли, точнее им повсеместно пренебрегают. Наверно потому что воздух прозрачный, думаю воду с желтым оттенком они бы вряд-ли бы пили, хотя "убегают" от мегаполиса за чистым воздухом и водой.

Ситуация на нашем рынке радикально изменилась с появлением современных, высококачественных окон с высокоплотными притворами и стеклопакетами, которые практически на нет сводят долю приточного воздуха. Не даром и сами рекуператоры пришли к нам из ЕС с первыми поставками вентиляционного оборудования производимого в ЕС, еще в 90х, тогда европейцы быстро осознали проблемы воздухообмена и энергосбережения требующих первоочередного решения. На сегодня в ЕС чаще встретишь новый дом с рекуператором, чем без него. В морозы потребители без приточной вентиляции, в ущерб воздухообмену, что бы не мерзнуть закрывают приток воздуха (нет мощностей на его нагрев). Даже не много приоткрытое окно, почти не заметное при положительной температуре наружного воздуха, будет восприниматься как крайне не желательное и создающее тепловой дискомфорт при глубоко отрицательной температуре наружного воздуха (Киев расчетная -220C), что все же вынудит человека закрыть окно.

Ранее, в эпоху "советстких" окон их конопатили для уменьшения расхода приточного воздуха, обрекая себя и своих детей на герметичнозамкнутое помещение - "страх и ужас" сегодняшнего строительства, прописанный во многих научных общедоступных трудах. Снижается уровень кислорода, повышается содержание углекислого газа, радона и пр., что отрицательно сказывается и на текущем самочувствии, и на общем состоянии здоровья людей. Столкнувшись с этим, люди, порой даже не осознавая причин повышенной утомляемости, снижения работоспособности и других симптомов недомогания, формулируют свое видение проблемы очень просто — «в помещении душно», и открывают (приоткрывают) окна, тем самым сводя практически на нет их энергосберегающую функцию.

Отсюда и проблемы "плачущих окон", обратной тяги и существенное превышение мощностей при эксплуатации в морозы. При увеличении перепада температур внутри и снаружи помещения, соответственно увеличивается приток наружного воздуха ("тяга") и неконтролированный расход наружного воздуха вносит холод и влагу.

Напомним, расчетная влажность в холодный период согласно СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатологи и геофизика", г. Киев - 87%. Поэтому ответственные производители окон сообщают потребителю о необходимости организации приточной вентиляции, обыденностью стало прописывать ее наличие в договорах, опасаясь ранее частых судебных исков из-за повреждения помещений конденсатом и грибком, ухудшением самочувствия. В Европе в связи с начавшимся, после замены ранее установленных окон на современные энергосберегающие, ускоренным процессом разрушения зданий, стоявших до этого столетия, даже сформировался термин «синдром больного здания» и в настоящее время запрещена установка таких окон без выполнения специальных мер, обеспечивающих необходимую вентиляцию.


Расчет эффективности рекуператора
Для удобства расчеты приведены на примере притока наружного воздуха, взятого с параметрами, согласно СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатологи и геофизика", что составляет в холодный период года, для г. Киева: tнач = -220С - температура начальная (снаружи);tкон = +220С - температура конечная (внутри помещения).


Затраты энергии на нагрев или охлаждение наружного воздуха, Вт:

alt

Q = 0,335 х L х (tкон - tнач), где:
L - расход воздуха, м3/ч;
tнач - температура начальная, 0С
tкон - температура конечная, 0С

Согласно СНиП 2.04.05-91У "Отопление и вентиляция", необходимо 3м3/ч на 1 м2 площади или на одного человека 60м3/ч наружного воздуха (большее из значений с учетом работы вытяжных систем).
Что например, при расчетной наружной температуре -220С (согласно справочника Климатологии для Киевской обл.), составит на одного человека: Q = 0,335 х 60м3/ч х (+220С - -220С) = 844Вт.
Кто-то скажет, что 60м3/ч это реально много воздуха для физических потребностей только человека, прямого дыхания в легкие. Конечно, но в случае если Вы наденете акваланг и будете дышать на прямую. Сам по себе свежий воздух не будет летать именно за Вашим носом, а только загрязненный лететь в вытяжной канал улетая по-дальше от Вас. Плюс обычно люди передвигаются по помещениям. И на сегодняшний день наша цивилизация дошла только до целенаправленной подачи свежего воздуха, как раз системами механической вентиляции, особенно в воздушном душировани.

Для удобства в расчетах и принимая в учет работу вытяжных систем на полную мощность для "добротного" коттеджа, в размере 1000м3/ч наружного воздуха для компенсации вытяжного, мы получим затраты необходимые на его нагрев без рекуператора: Q = 0,335 х 1000м3/ч х (+220С - -220С) = 14738Вт = 14,7кВт.
1000м3/ч обоснованная цифра в наших рекомендациях - расход воздуха выше, это уже другой тип оборудования, значительно дороже повсеместно. К тому же имеет смысл использовать вентилятор на средних оборотах в обычном режиме эксплуатации, а при пиковой нагрузке включать на полную производительность, при этом шум конечно возрастет.


 Энерго-эффективность или тепловой КПД рекуператора, Вт: 

У различных типов рекуператоров КПД различное. Например, если мы берем рекуператор с КПД, n=57%, то его энергосбережение, при таком перепаде температур будет:

Е = Q x n = 14738 х 0,57 = 8400Вт = 8,4кВт,
где: Q - затраты энергии на нагрев или охлаждение воздуха, Вт;
n - КПД рекуператора своей конструкции.

Замечу, чем выше перепад температур, тем конечно выше КПД рекуператора любого типа. При детальном расчете следует учесть продолжительность отопительного периода при определенной температуре наружного воздуха. Но и даже такая величина, после рекуператора не учтена в расчете систем отопления, т.к. отопление и вентиляция это различные системы. Конечно КПД рекуператора, в любом случае ниже 100% и для догрева на недостающую тепловую мощность (все типы) и 100% мощности нагрева наружного воздуха в режиме байпаса (для пластинчатого типа), после рекуператора устанавливается нагреватель - калорифер, в зависимости от энергоносителя, часто электрический или водяной, но существует газовый, фреоновый типы. Следует заметить, что не только воздух необходим для дыхания, а часто вытяжные потребители воздуха, такие как: кухонные зонты, сан-узлы, котлы, камины, печи и другое технологическое оборудование, диктуют расход приточного воздуха на компенсацию вытяжного. И обычно этот расход, в разы выше расхода воздуха для дыхания, соответственно и затраты на его нагрев. Почему-то даже люди с высшим строительным образованием подсознательно считают что вся вентиляция это только вытяжные каналы, а вот как и откуда воздух в них попадет совершенно не задумываются, т.е. нет понимания, что на замену вытяжному воздуху необходим приток, а приточный воздух холодный и расчетная наружная температура холодного периода для Киева -220С. Современные здания, в которых не заложена тепловая мощность на потребности вентиляции крайне нуждаются в рекуператорах, а в свете подорожания энергоресурсов их рекомендовано закладывать в новые проекты, что на сегодня часто выполняется.

В случая наличия рекуператора энерго-эффективность или тепловой КПД рекуператора расчитывается из:
tu - температура наружного воздуха;
tf - температура удаляемого воздуха (до рекуперации);
ti - температура приточного воздуха (после рекуперации).

До недавнего времени рекуператоры часто являлись составной частью крупных, промышленных приточно-вытяжных установок (с советских времен), но сегодня компактные моноблочные или секции рекуператоров доступны для любого объекта в чем Вы убедитесь ниже сами. Компактные рекуператоры еще совсем недавно промышленностью не выпускались, т. к. по объективным причинам не были востребованы, а потому были не известны не только потребителям, но и профессионалам, работающим в соответствующих областях техники.  


Типы рекуператоров
В зависимости от конструктива и возможности применения рекуператоры делятся на:
1. Пластинчатые: перекростноточные
1 секция (классический тип), 2 секции, 4-8 секций или противоточные.
2. Трубные: теплообменный аппарат ТТАИ.
3. Роторные: общего назначения или специализированные (например высокотемпературные или окрасочных камер).
4. С промежуточным теплоносителем: фреон-фреон (тепловой насос), вода-вода (водяные калориферы где энергоноситель вода с добавками на базе этилегликоля).
5. Тепловые трубы.
6. Системы возврата тепла для дымоходов: рекуператор дымохода.


Пластинчатые рекуператоры односекционныеalt

Воздушные потоки разделены пластинами через которые происходит теплообмен. Принцип теплообмена (рекуперации) происходит без физического смешивания встречных потоков воздуха. Тепло удаляемого из помещения воздуха передаётся приточному воздуху посредством целлюлозных пластин теплообменных кассет. Движение воздушных потоков в кассетах перекрёстное. В таких секциях приточных установок нет подвижных частей, что продлевает срок их эксплуатации и делает относительно дешевыми.

В пластинчатых рекуператорах полностью исключен подмес удаляемого воздуха в приточный. В конструкции отсутствуют движущиеся детали.

Имеют КПД от 0% при неправильном расчете и монтаже до 95% при нескольких комбинации секций (многосекцилнные) и использованию влагопроницаемого материала пластин рекуператора.


В таких рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата, ввиду чего они должны быть оборудованы отводами для слива конденсата. В комплект пластинчатых рекуператоров стандартно входит штуцер, который устанавливается на съемную панель. Конструкция съемной панели представляет собой своеобразный поддон, в котором скапливается конденсат. Конденсатосборники имеют водяной затвор, не позволяющий вентилятору захватывать и подавать воду в канал.

Из-за выпадения конденсата существует серьезный риск образования льда в холодное время года. КПД таких установок в обычном режиме около 70%, но при температурах ниже -10 -150С выпадает конденсат и необходимо срабатывание системы оттайки рекуператора. Существуют различные системы оттайки пластинчатого рекуператора.

Некоторые, самые распостраненные у нас на рынке системы оттайки, могут даже привести к человеческим жертвам. Отнеситесь серьезно к системе оттайки. Отсутствие у вас в пластинчатом рекуператоре системы оттайки и ваше надежда на высокое КПД, при работе без сбоев, говорит только о ошибке в подборе рекуператора. Это значит, что у вас в рекуператоре высокие скорости и банально теплообмен незначителен, конденсат если и выпадает то незначительно и учтите еще, что испарение при высоких скоростях происходит значительно быстрее. Т.е. ваш рекуператор имеет низкое КПД из-за высокой скорости в сечении.  

 Следует отметить приемы халтурщиков с лицензией на проектирование систем микроклимата, которые по инженерной тупости или умышленно для выигрыша тендера, проектируют рекуператор такого же сечения, что и вентилятор, фильтр, калорифер, шумоглушитель и т.д. Хотя конструктивно ясно даже по схеме выше, что потоки разделены пополам, на приточную и вытяжную линии. По сравнению с сечением вентилятора уменьшение сечения в два раза значит увеличение скорости в два раза, а значит СУЩЕСТВЕННОЕ ПАДЕНИЕ КПД.

Вашей некомпетентностью пользуются аферисты или безграмотные инженеры - будьте бдительны при оценке и выборе секции рекуператора:
Эффективность пластинчатых рекуператоров зависит от скорости потока воздуха в секции!
При высокий скорости воздуха - растут потери давления. Чем больше потери давления - тем меньше расход воздуха. 
Вы можете приобрести рекуператор, от чего возрастут потери давления, как следствие - упадет расход воздуха.
Для защиты рекуператора от пыли необходимы фильтры, которые также создают потери давления. 

alt
Наборная приточно-вытяжная установка без байпасной перемычки и теплоизоляции корпуса (самый дешевый вариант).

 

 


Схема обвязки пластинчатого рекуператора с байпасной линией.
Обеспечивает оттайку пластин рекуператора. Путем закрытия клапана притока наружного воздуха через секцию рекуператора и его трассировкамимо рекуператора. в это время теплый вытяжной воздух передают тепло ссекциирекуператора, тем самым производя его оттайку.

Установка на теплообменнике байпасного клапана с электроприводом позволяет предотвратить остановку системы и несколько снизить допустимую температуру наружного воздуха, но увеличивает и без того высокую стоимость теплообменника.

                   alt                   

Системы автоматики оттайки (разморозки) пластинчатого рекуператора могут быть реализованы несколькими способами.

Рекуператоры пластинчатые представлены как секциями для наборных приточно-вытяжных установок, так и как полностью закомплектованное оборудование в приточно-вытяжных установках. 

  alt

Секция пластинчатого рекуператора для подсоединения воздуховодов, смонтированный и обвязанный воздуховодами пластинчатый рекуператор. Односекционные рекуператоры наиболее часто используются в промышленных приточно-вытяжных установках, но часто их энергоэффективность завышена в разы, а то и порядки.

Секции рекуператоров пластинчатые напольные для подсоединения к наборному оборудованию.

                      alt                      


Типы пластинчатых секций рекуператоров 

По типу исполнения - перекрестные и противоточные рекуператоры.

alt

alt
Перекрестный рекуператор
движение приточного потока воздуха
и вытяжного перпендикулярны по
отношению друг к другу. (рис.1)
Противоточный рекуператор
вытяжка и приток движутся в
противоположных направлениях.
(рис.2)     

При одинаковых параметрах (расходы воздуха, общая площадь пластин) условное КПД рекуператора противоточного типа выше в 1,5-2 раза. Недостатком этого типа рекуператора является опасность обмерзания при низких температурах, что приводит к резкому падению КПД, что особенно существенно для перекрестных секций ввиду меньшей площади теплообмена.

Ввиду значительно высокой площади теплоообмена вероятность обмерзания противоточного рекуператора существенно ниже, чем у перекресного.
Что не учитывается в сравнении условных КПД, как и время работы калорифера приточного воздуха на 100% нагрев во время режима оттайки рекуператора.

 alt Схема автоматизации приточно-вытяжной установки с пластинчатым рекуператором


По типу материала - металлические и влагопроницаемые пластины рекуператора

plattentauscher4

 alt
Пластины из дюрали Пластины влагопропускные

Если дюралевыми пластинами рекуператоров все ясно. То влагопропускные пластины изготовлены специально подготовленным материалом для теплообменников  - гигроскопическая целлюлоза (в далнейшем - бумага). Существует ошибочное мнение, что бумага дешевле других материалов, применяемых для аналогичных целей. Но это не так. Себестоимость килограмма бумаги  в 2,5  раза выше цены килограмма алюминиевой фольги.
Бумага многослойная и состоит из 9 слоёв. Центральный слой - основа - тот, что  создаёт само "мясо" бумаги, её толщину.

С обеих сторон идут попарно специальные слои: закрепляющий, электростатический,  бактерицидный, влагоотталкивающий.
- закрепляющий - дополнително удерживает основной слой механически;
- электростатический - удаляет статический потенциал и уменьшает прилипание пыли к поверхности теплообменников;
·- бактерицидный - слой, не дающий развиваться бактериям (что-то наподобие пинотекса) и предохраняющий целлюлозу от гниения;
- влагоотталкивающий - слой, отталкивайющий воду (но не пар!).

По типу комбинаций сеций - от двух до восьми секций рекуператоров

alt

Корпус секции пластинчатого рекуператора для наборной приточно-вытяжной установки и установленная секция
 

alt alt alt
секция пластинчатого противоточного рекуператора корпус с подсоединительными фланцами осталось накрыть крышкой

 

 


Приточно-вытяжная установка на базе пластинчатого перекрестного рекуператора для нескольких помещений
С одним рекуператором и независимыми вентиляторами притока и вытяжки. Редко на объекте все ветки вентиляции одинаковы, что делает применение таких установок нецелесообразным. Ниже приведен реализованный вариант такой концепции нашего производства с отдельными вентиляторами, которые выбраны под необходимый расход и давление каждой ветки вентиляции, но с байпасной перемычкой (необходима для наших низких температур).


 Каркасная приточно-вытяжная установка из сендвич-панелей пищевой нержавеющей зеркальной стали, на базе пластинчатого перекрестного рекуператора для нескольких помещений и её обвязка, пр-во ВЕКОТЕХ:

alt

alt

Вы можете заказать у нас любую приточно-вытяжную установку, обговорив каждый компонент по его эффективности или даже материал исполнения сендвич-панелей:
- оцинкованная сталь (бюджетный вариант),
- нержавеющая сталь пищевая (фармацевтика, пищевая промышленность, чистые помещения),
- нержавеющая сталь зеркальная - только наружные элементы (вариант представлен на фото); 
- медь (бактерицидная защита - фармацевтика); 
- дюраль (приморье с агресивными солями). 

Вы можете обговорить тип теплоизоляции:
- толщина 25, 50, 75 и 100мм;
- исполнение:
-- минеральная вата;
-- вспененный полиуретан.


Приточно-вытяжная установка с пластинчатым рекуператором

alt


Двухсекционные рекуператоры

altС главной проблемой пластинчатых рекуператоров – обмерзание пластин рекуператора
Одно из решений это перекрывание забор воздуха с улицы и обогревая теплым вытягиваемым воздухом рекуператор. Но тут возникает вопрос откуда возьмется столько вытяжного воздуха, тогда как приточный отсутствует? Некоторые компании решают этот вопрос отключением притока вообще - здесь возникает опасность обратной тяги, т.е. приток воздуха через вытяжные каналы, а иногда и дымоходы...

Последствия такого решения представить себе страшно.Некоторые устанавливают калориферы до рекуператора и догревают наружный воздух по линии притока перед рекуператором до -10С (например от -22 до -10С), что согласитесь крайне энергонеэффективно, т.к. максимальное КПД рекуператора как раз при максимальных перепадах температур приточной и вытяжной линий. На рынке присутствуют приточно-вытяжные установки именитых брендов индустрии микроклимата, которые разработаны для умеренных широт и оборудованы бумажными пластинами (Daikin, Mitsubishi). У которых при обмерзании существенный риск повреждения пластин. Но установка калорифера до рекуператора обязывает защитить калорифер от пыли и его замораживания, в случае установки водяного калорифера, т.е. необходима еще заслонка с электроприводом и фильтр, что конечно стоит дополнительных затрат.

Классически верное техническое решение это установка байпасной линии на рекуператоре, т.е. вытяжка проходит и обогревает пластины, которые оттаивают (дренаж уходит через патрубок), а приток идет через байпас на калорифер мимо рекуператора. При обмерзании рекуператора датчики регистрируют перепад давления. Одновременно открывается обводной воздуховод, через который приточный воздух поступает в помещение нагретый калорифером. В таком случае необходимо калорифер рассчитывать на максимальную мощность, без учета работы рекуператора. Байпасная линия также поможет в теплый или переходные период года, при сравнительно одинаковых температурах внутри и снаружи, когда КПД рекуператора близко к нулю. Здесь мы защитим пластины от дополнительного загрязнения. Если влажность в помещении невелика, то опасность обмерзания сводится к минимуму.

Безусловно данное оборудование достаточно сильно увеличивает конечную стоимость такого агрегата. При низких крайне низких наружных температурах пластинчатый односекционный рекуператор практически не выходит из обмерзшего состояния. Обмерзания двухсекционного рекуператора не происходит, установки прекрасно работают при температуре -250C. Немаловажным достоинством установки является отсутствие конденсата и тем самым, при монтаже, исключено неудобство вывода дренажного трубопровода.

alt

alt

электрический догрев водяной догрев через смесительный узел

     


Четырехсекционные и более

В установках эффективность энергосбережения путем набора секций может достигать 91%, что является высшим показателем в области. Немаловажным достоинством установки является отсутствие конденсата и тем самым, при монтаже, исключено неудобство вывода дренажного шланга.

alt Описание условных обозначений:
M1 – Вытяжной вентилятор;
M2 – Приточный вентилятор;
S1 – Датчик температуры уличного воздуха;
S2 – Датчик температуры вытяжного воздуха*;
S3 – Датчик температуры приточного воздуха;
DP1 – Датчик загрязнённости фильтра;
TR1 – Защитный термостат эл.нагревателя;
E1 – Электрический нагреватель;
F1 – Воздушный фильтр вытяжного воздуха;
F2 – Воздушный фильтр приточного воздуха;
kuK1.1, К2.1, K1.2, К2.2 – секции рекуператоров (кассеты).
 

 


Теплообменный аппарат ТТАИ 

Такие рекуператоры, конструктивно представляя из себя одну из модификаций теплообменников ТТАИ для небольших помещений с расходом воздуха 30-130м3/ч (приток и вытяжка). Степень рекуперации декларируется 71%. Встроенные маломощные по давлению вентиляторы не позволяют подключать воздуховоды. Воздух на выходе из рекуператора низкой температуры и накладывает свою нагрузку на систему отопления, что в принципе инженерно не верно, т.к. эти нагрузки немаловажны, но не учтены в расчете теплопотерь систем отопления. В идеале установка калорифера для догрева до комнатной температуры. что возможно выполнить.

alt alt

 

Монтаж рекуператора возможен прямо на стене, или в специально предусмотренных нишах в стене (в этом случае есть вариант расположения корпуса рекуператора перпендикулярно плоскости стены), или в виде отдельного элемента интерьера помещения (например, будучи декоративно оформлен в виде полуколонны) и пр. При этом обеспечивается энергосбережение, комфортный тепловой режим и предусмотренные санитарными нормами уровни воздухообмена.


Роторные рекуператоры

altВоздушные потоки разделены, теплообмен за счет лопастей вращающегося ротора между приточной и вытяжной линиями, при этом происходит смешивание воздуха около 5%. Один из самых энергоэфективных типов рекуператоров. Позволяет рекуперировать не только тепло, но и влажность (естественно, при специальном исполнении ротора), что очень важно в зимний период. Возможность обмерзания ротора предотвращается уменьшением его скорости вращения, что, однако, сказывается на эффективности работы рекуператора. Основным недостатком этой системы является хоть и не большое, но попадание воздуха из вытяжного канала в подающий канал, что исключает ее применение в «чистых» помещениях. Наличие вращающихся узлов (опоры, ремни, двигатель с редуктором) усложняет обслуживание системы и сильно повышает ее стоимость. Энергосбережение самое высокое, после "сложных" и более "дорогих" фреоновых, у роторных рекуператоров, - до 75-90%, в отличии от пластинчатых, - до 50-57% (величины % усредненные).

Сферы их применения так же различны. Т.к. в роторных рекуператорах происходит смешивание приточного и удаляемого воздуха, то и нет той стерильности, что требуется, например, для больниц, а в коттедже никто не будет совмещать вытяжку с кухни или сан.узла с приточным воздухом (это запрещено СНиП). Но, в офисных и незагазованных производственных помещениях при воздухообмене больше 6000м3/ч уже через 2 года Вы сможете спокойно вспомнить, что «скупой платит дважды» и радоваться Вашей расторопности, т.к. цены на энергоносители, скорее всего, только вырастут. 

Варианты расположения электродвигателя барабана ротора (необходим щит с частотным преобразователем, компонент системы автоматизации).

alt alt

Минус это стоимость по сравнению, например с пластинчатым типом, но актуальны своей эффективностью, особенно для систем с большим расходов воздуха с допустимым смешиванием потоков (при общеобменной вытяжке) с обязательной установкой частотного регулятора оборотов ротора!

alt

   

alt

alt

 

 


Промышленные типы роторных рекуператоров

 

alt

Крупные секции роторных рекуператоров в межэтажных строительных конструкциях.

 

 

alt
Производство барабанов роторов - процесс наматывания ленты.

alt

Высоэффективная двухступенчатая рекуперация двумя последовательными роторами.

 

 


Роторы для применения при высоких температурах    

Промышленный тип, выдерживают температуру до 300°C, сверхстойкие модели из нержавеющей стали до 650°C.

rotationswaermetauscher215


Роторы для лакировочных камер

Промышленный тип. Сегодня трудно себе представить огромные лакировочные камеры в автомобильной промышленности без ротационных регенераторов, осуществляющих рекуперацию тепловой энергии. Экономическая эффективность систем бесспорна. 

lackrotor

Основные отличия промышленного исполнения:
- из алюминиевой или нержавеющей ленты с повышенной толщиной фольги и высокой высотой волны ленты (ниже потери давления и проще очистка барабана ротора);
- трехфазный электродвигатель оборотов ротора вынесен за пределы контакта с воздухом (у обычного типа в секции);
- клиноременная передача заменена цепной;
- корпус усилен, подшипники вынесены наружу и не контактируют с воздухом;
- барабан ротора разборной на сегменты;
- механический очиститель барабана ротора;
- переточный участок для подмешивания приточного воздуха в вытяжной - ликвидирует вероятность перетока вытяжного воздуха в приточный.

 


alt  Схема автоматизации приточно-вытяжной установки с роторным рекуператором

Следует обратить особое внимание, что сегодняшняя тенденция производителей приточно-вытяжных установок для уменьшения таким образом стоимости оборудования, не комплектовать роторы частотными регуляторами оборотов двигателей ротора (нижний левый угол в секции) сводит на нет их высокую эффективность!

Такая же ситуация с пластинчатыми рекуператорами, которые часто производят без байпасной линии с установкой электропривода или вообще без поддона сбора конденсата, т.к. его там просто не образуется...


Рекуператоры с промежуточным теплоносителем на этиленгликоливоей смеси или фреоне.

Система состоит из нагревающего теплообменника, размещаемого в потоке приточного воздуха, и охлаждающего теплообменника, размещаемого в потоке удаляемого воздуха.


Рекуператоры промежуточные на воде с этиленгликолем
Схема рекуперации с промежуточным теплоносителем позволяет не только разнести линии вытяжки и приточки, но и обеспечить стабильную работу без обмерзания теплообменников при теплоносителе вода. Минимально допустимая температура наружного воздуха определяется только концентрацией и типом используемой в контуре незамерзающей жидкости. Отсутствие перетекания воздуха между притоком и вытяжкой позволяет использовать эту схему и для «чистых» помещений. В таких рекуператорах водно-гликолиевый раствор или вода циркулирует между теплообменниками. Первый теплообменник находится в вытяжном канале, второй - в приточном. Водно-гликолиевый раствор или вода нагревается выходящим воздухом и отдает тепло входящему воздуху. Водно-гликолиевый раствор или вода циркулируют в замкнутой системе. Это исключает возможность переноса загрязнений или запаха выходящим воздухом входящему. Регулировка теплопередачи происходит путем изменения скорости движения теплоносителя. К сожалению, наличие в схеме двух промежуточных теплообменников снижает эффективность передачи тепла до 30-60%, при том, что жидкостной контур теплообменника должен включать все традиционные элементы гидравлического контура: насосы, расширительные баки, узлы заправки и контроля параметров, предохранительный клапан и так далее. Наличие этиленгликоля так же понижает теплопередачу и не в лучшую сторону влияет на прокладки и уплотнители. 

alt

 

alt

altСмесительный узел обвязки гликолевого рекуператора - СУГ


Рекуператоры промежуточные на фреоне

alt

В отличие от рассмотренных выше систем, система с термодинамической рекуперацией использует холодильный контур с прямым расширением, установленный в вытяжную и приточную часть кондиционера, для передачи тепла от вытяжного воздуха к приточному и наоборот. Тепловые насосы представляют собой традиционный холодильный контур с компрессором, расширительным клапаном, а также испарителем и конденсатором, расположенными отдельно в приточном и вытяжном воздуховодах. Отличительной особенностью является наличие 4-ходового перепускного клапана, обеспечивающего реверсирование движения теплоносителя, что позволяет в зависимости от сезона осуществлять перенос тепла с вытяжки на приток и наоборот. При этом приточный и вытяжной воздуховоды могут быть разнесены между собой в пределах допустимой длины холодильного контура. Перетекание загрязненного воздуха из вытяжки в приток полностью исключено, поскольку они изолированы между собой через промежуточный теплоноситель. Производительность теплого насоса зависит от расхода воздуха и температуры его на входе в испаритель и конденсатор. Чем выше расход воздуха и температура его на входе в испаритель, тем выше производительность теплового насоса. Снижение температуры воздуха на входе в конденсатор приводит также к увеличению производительности при пониженном энергопотреблении. Реально достижимые значения коэффициента полезного действия (Coefficient of Performance, COP) составляют порядка 4,5–5,2. Указанное означает, что на единицу затрачиваемой электрической энергии осуществляется транспортировка 4–5 единиц тепловой энергии. В целом наибольшая экономия за счет использования тепловых насосов достигается при наличии на вытяжке большого количества скрытого тепла. Термодинамическая рекуперация позволяет значительно повысить энергетическую эффективность системы кондиционирования. Температура воздуха, подаваемого в помещение, оказывается гораздо ближе к заданной для этого помещения температуре. Хладагент под высоким давлением через капиллярное отверстие попадает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит процесс испарения. При этом хладагент отбирает тепло у внутренних стенок испарителя, а испаритель в свою очередь отнимает тепло у земляного или водяного контура, за счёт чего он постоянно охлаждается. Компрессор вбирает хладагент из испарителя, сжимает его, за счёт чего температура хладагента резко повышается и выталкивает в конденсатор. Кроме этого, в конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент отдает тепло (температура порядка 85-125 градусов Цельсия) отопительному контуру и переходит в жидкое состояние. Процесс повторяется постоянно. Когда температура в доме достигает необходимого уровня, электрическая цепь разрывается терморегулятором и тепловой насос перестает работать. Когда температура в отопительном контуре падает, терморегулятор вновь запускает тепловой насос. Таким образом хладагент в тепловом насосе совершает обратный цикл Карно. Типы: - "воздух-воздух"; - "воздух-вода".

В летний период холодильный контур работает в режиме охлаждения. Воздух, подаваемый в помещение с улицы, охлаждается в испарителе. Тепло сбрасывается в конденсатор, установленный в вытяжной линии. В холодное время года контур переводится в режим теплового насоса, и с помощью четырехходового клапана парообразный фреон направляется в теплообменник, исполняющий роль конденсатора. Воздух, забираемый с улицы, нагревается за счет тепла, выделяемого при конденсации фреона, и подается в помещение. Теплообменник BT является испарителем. Необходимость работы холодильного рекуперационного контура в широком диапазоне температур и режимов накладывает ограничения на выбор размеров и возможностей холодильного контура. В первую очередь это относится к размеру теплообменника в линии притока BR, который в режиме теплового насоса должен обеспечить минимальную температуру конденсации.
В «классической» схеме холодильного контура, как известно, применяется регулирование скорости вращения вентилятора, что, естественно, невозможно в нашем случае.
 


Рекуператоры тепловые насосы на фреоне "воздух-вода"

alt Вода подается в тепловой насос установленный внутри помещения в подвесном исполнении. В установку встроен независимый фреоновый контур который отбирает тепло или холод от воды и передает энергию воздуху. Можно сказать принцип как у канального кондиционера, но за счет отсутствия наружного блока, который тут не воздушного, а водяного охлаждения, система всегодична. Воду возможно подавать от грунтового, скважинного теплообменников или с открытых водоемов. Отсутствие перетекания воздуха между притоком и вытяжкой позволяет использовать эту схему и для «чистых» помещений. Возможна организация всегодичной работы систем отопления, вентиляции, кондиционирования на базе агрегата для каждого помещения.
Такие установки появились за рубежом, а на сегодя производятся в РФ, что позволяет выполнить их поставку значительно дешевле.

 


Рекуператоры тепловые трубы на фреоне

Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом.

alt

 

alt

Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Перетекание загрязненного воздуха из вытяжки в приток полностью исключено, поскольку они изолированы между собой через промежуточный теплоноситель. Среди других средств рекуперации тепловые трубы отличаются наибольшей компактностью и дешевизной. Использование их возможно при условии параллельного расположения приточного и вытяжного воздуховодов, непосредственно примыкающих друг к другу. Имеет низкую эффективность.  


Комбинированные приточно-вытяжные установки с различными типами рекуператоров.

Вариант приточно-вытяжной установки с секциями гликолиевого (1 ступень снятия "тепла") и пластинчатого рекуператоров. Комбинация дает значительно меньше выпадение конденсата в пластинчатом рекуператоре и снижает вероятность обледенения пластин. В таком случае байпсная линия оттайки рекуператора не нужена.

alt

Максимальную эффективность возможно достичь при комбинации типов рекуператоров.


Окупаемость применяемых рекуператоров для домов, коттеджей, жилых помещений конечно ниже, чем для офисных в следствии низкой величины расхода воздуха. Зависит от климатических условий Вашего проживания и количества часов суточной эксплуатации вентиляционной установки (8 часов, или, 24), т.к. рекуператор функционирует и летом в кондиционируемых помещениях, немного охлаждая приточный воздух. Поэтому такая вентиляционная установка с энергосбережением даст и ощутимое сбережение финансов при комфортном микроклимате.

 
Во всех рассмотренных схемах рекуперации передача тепла происходит только за счет разницы температур забираемого и подаваемого воздуха. Поэтому температура воздуха после рекуператора всегда значительно отличается от температуры воздуха в помещении.
Мы видим, что системы статической рекуперации не могут обеспечить охлаждение или обогрев помещения и работают эффективно только при большой разнице температур между наружным воздухом и воздухом в помещении.
Исключением составляют фреоновые рекуператоры (тепловые насосы), обеспечивающие отбор энергии от низкопотенциального источника.
 
 
Преимущества и недостатки различных систем рекуперации тепла
 

Система энергосбережения (секция рекуперации)

Преимущества
системы

Недостатки
системы

Пластинчатые рекуператоры перекрестноточные

Низкие эксплуатационные затраты.
Отсутствуют вращающиеся элементы.
Не требует обслуживания.
Простая автоматизация.
Оптимальное соотношение «затраты-кВт».

Средняя эффективность.
Сложность очистки (при отсутствии фильтра).
Без возможности возврата скрытой теплоты и влаги.
Высокое аэродинамическое сопротивление.
Обмерзание при низких температурах наружного воздуха, с необходимостью наличия байпасной перемычки обводного контура, при котором нагрузка на нагрев 100%.
Неэффективные для помещений с влажным вытяжным воздухом за счет высокого выпадения конденсата при низких температурах приточного воздуха.
Нет возможности передачи скрытой теплоты.

Пластинчатые рекуператоры противоточные


Два, три или четыре пластинчатых перекрестноточных рекуператоров

Низкие эксплуатационные затраты.
Высокий КПД.
Отсутствуют вращающиеся элементы.
Не требует обслуживания.
Простая автоматизация.


Высокие капитальные затраты.
Невозможность очистки (при отсутствии фильтра).
Без возможности возврата скрытой теплоты и влаги.
Значительно высокое аэродинамическое сопротивление.
Вероятность обмерзания при гранично низких температурах наружного воздуха.
Нет возможности передачи скрытой теплоты.

Роторные регенераторы

Высокий КПД.
Возможность возврата скрытой теплоты (испарение и конденсация).
Эффективные для помещений с влажным вытяжным воздухом.
Не требуется байпасная перемычка - оттайка при обмерзании за счет регулировки оборотов вращения ротора.
Незначительный размер.
Простота обслуживания и очистки.
Оптимальное соотношение «затраты-эффект».

Возможность протока воздуха через неплотности при перепадах давления или расхода воздуха притока или вытяжки.
Вероятность передачи запаха через неплотности вращающегося барабана ротора.
Требует обслуживания.
Частотный преобразователь для электродвигателя вращения ротора.

С промежуточным теплоносителем - вода

Низкие эксплуатационные затраты.
Разделенные потоки воздуха.
Незначительный размер.
Легкая возможность замены при реконструкции.
Возможность значительного удаления теплообменников.
Не требуется байпасная перемычка.

Низкая эффективность.
Высокие капитальные затраты.
Нет возможности передачи скрытой теплоты.
Наличие этиленгликолиевой добавки в теплоносителе для незамерзания воды при низких температурах приточного воздуха.

С тепловым насосом - фреон

Высокий КПД.
Возможность работы на охлаждение.
Нет вероятности замерзания теплоносителя с повреждением пластин или разрывом трубок.
Легкая возможность замены при реконструкции.

Возможность значительного удаления теплообменников.
Не требуется байпасная перемычка.

Высокие капитальные затраты.
Высокие эксплуатационные затраты.
Нет возможности передачи скрытой теплоты

С промежуточным теплоносителем - вода и тепловым насосом - фреон Значительно высокий КПД.
Легкая возможность замены при реконструкции.
Возможность значительного удаления теплообменников.
Не требуется байпасная перемычка.

Высокие капитальные затраты.
Высокие эксплуатационные затраты.
Нет возможности передачи скрытой теплоты

С роторным регенератором и тепловым насосом - фреон

Значительно высокий КПД.
Возможность возврата скрытой теплоты (испарение и конденсация).
Эффективные для помещений с влажным вытяжным воздухом.
Не требуется байпасная перемычка.

Значительно высокие капитальные затраты.
Высокие эксплуатационные затраты.

 

 


Сопуствующее:

 

ООО "ИПЦ "ВЕКОТЕХ" имеет возможность расчитать Вам рекуператоры технически грамотно, без рекламных приемов, которые превышают реальное КПД на 20-70%. Вы получите достоверную техническую информацию. Выполняем поставку как секций рекуператоров, так и приточно-вытяжных установок, которые ими оборудованны импортного и собственного производства. 

JoomlaWatch 1.2.12 - Joomla Monitor and Live Stats by Matej Koval
YOOtheme design - Powered by Joomla