Современные технологии рекуперации тепла
Ключевым элементом полноценной вентиляционной установки сегодня, безусловно, является рекуператор тепла.
Рекуперацией тепла (лат. recuperator — снова приобретающий, отвоёвывающий, снова овладевающий) называется возврат (полностью или частично) теплового потенциала, используемого в том или ином технологическом цикле, для вторичного применения. Что, в свою очередь, даёт возможность экономить в отопительно-вентиляционной инженерной системе, так как снижает нагрузку на отопление в части нагрева приточного воздуха.
Нагрев же приточного воздуха может составлять до половины всей отопительной мощности при однократном обмене воздуха в помещениях и, конечно, занимать львиную долю отопительной мощности при многократном (трёх-, пятии десятикратном) обмене воздуха.
Срок окупаемости системы рекуперации тепла обычно составляет не более 2 лет.
Кроме того, рекуперация энергии с помощью замкнутой системы охлаждения означает улучшение условий эксплуатации компрессора, повышение надежности его работы и увеличение сроков службы благодаря поддержанию в компрессоре постоянной температуры и использованию большого количества охлаждающей воды.
В странах Северной Европы, самых передовых странах в области рекуперации энергии, уже давно используется горячая вода, поступающая от компрессоров. В настоящее время большинство компрессоров основных производителей позволяют подключать стандартное оборудование для рекуперации энергии. Далее мы расскажем о видах рекуператоров.
Пластинчатый рекуператор
Вытягиваемый и свежий поступающий воздух двигаются поперёк или противотоком во множестве плоских каналов, образованных пластинками из теплопроводного материала, через который, не смешиваясь, обмениваются теплом.
Пластинчатые рекуператоры имеют особенность, связанную с тем, что пластины одновременно контактируют с тёплым и холодным воздухом, — в результате такого контакта при значительной разнице температур на пластинах будет оседать влага, которая при понижении температуры может превратиться в лёд.
Поэтому пластинчатый рекуператор должен оснащаться системой отвода конденсата и системой оттаивания.
Пластинчатые рекуператоры имеют достаточно высокий показатель эффективности — от 50 до 75 %. Они получили широкое распространение из-за своей относительной дешевизны.
Роторный рекуператор
Ротор рекуператора изготавливается из теплопроводного материала. Вращаясь между потоками вытяжного и приточного воздуха, он осуществляет передачу тепла.
Роторный рекуператор не является изолированной системой, поэтому нужно учитывать, что при наличии запахов или вредных примесей они могут попадать в приточный воздух. Хотя некоторые производители заявляют о том, что производимые ими роторные рекуператоры не допускают смешивания, на практике порядка 15 % вытяжного воздуха попадает в приточный канал.
Для бытовых помещений это вполне допустимо, но не подходит, например, для вредных химических производств.
Степень рекуперации тепла можно регулировать изменением скорости вращения ротора. Роторные рекуператоры демонстрируют высокий показатель эффективности (70– 85 %), а также отличаются достаточно высокой ценой. Существуют как в промышленном, так и бытовом исполнении.
Рекуператор с промежуточным теплоносителем
Такой рекуператор состоит из двух теплообменников, один из которых располагается в приточном канале вентиляции, а другой — в вытяжном. Между теплообменниками в замкнутой системе циркулирует антифриз, который в теплообменнике вытяжного канала аккумулирует тепло, а в теплообменнике приточного его отдаёт. Риск передачи запахов и загрязнений в такой системе отсутствует. Теплообмен можно регулировать, изменяя скорость протока антифриза и величину воздушного потока. Камерный рекуператор Основу данного рекуператора составляет камера, разделённая заслонкой. Заслонка регулирует движение воздушных потоков с таким расчётом, что тёплый вытяжной воздух нагревает стенки камеры, через которые затем пропускается приточный. Такая система не является изолированной и допускает смешение потоков воздуха, но имеет высокий показатель эффективности — порядка 70–80 %.
Рекуператор – тепловые трубы
Такой рекуператор представляет собой замкнутую систему трубопроводов, закачанных хладагентом, который в результате нагревания вытяжным воздухом испаряется, а при контакте с холодным приточным воздухом вновь конденсируется и принимает жидкое агрегатное состояние. Показатель эффективности находится в пределах 50–70 %.
Применение классических типов рекуператоров в системах вентиляции даёт возможность вторично использовать от 45 % тепла вытяжного воздуха. Однако развитие систем рекуперации не стоит на месте, и способы и эффективность утилизации тепла вытяжного воздуха для сохранения его внутри обслуживаемых помещений постоянно совершенствуются. Появляются комбинированные системы, доводя общий показатель эффективности до 95-100%. Чем больше производственные мощности или выше требования к воздухообмену, тем значительнее экономия.
Системы рекуперации тепла являются отличным универсальным решением для организации системы вентиляции и оптимального климата на производствах широкого диапазона отраслей.
