Рекуперация (от лат. recuperatio возвращение) воздуха - это технология вторичного использования тепла из отработанного воздуха для нагрева холодных приточных масс. Использование рекуператоров на промышленных объектах позволяет сохранять до 90% тепла удаляемого воздуха, а также снижать нагрузку на калориферы. Приточно-вытяжная вентиляция с системой рекуперации экономит ресурсы, уменьшая энергозатраты на отопление, обеспечивает стабильный микроклимат воздухообмена.
Что такое и для чего нужен рекуператор в системе вентиляции
Приточно-вытяжная система обеспечивает приток свежего воздуха, который подогревают до комфортной температуры. Создавать комфортные условия помогает рекуператор - устройство, обеспечивающее передачу тепла от отработанного потока к свежему.
Аналогичный процесс происходит при охлаждении воздушных масс, поэтому устройство рекуператора для вентиляции актуально как зимой, так и летом. В жаркий сезон он работает наоборот - охлаждает входящий поток. Получение полезной энергии от отработанного воздуха из помещения возможно, если удаляемый и приточный потоки не смешиваются между собой.
Технологию применяют в самых разных помещениях. Особенно важную роль она играет на объектах с мощным оборудованием, где персоналу важно обеспечить непрерывный воздухообмен. Практичная система улучшает микроклимат, экономит на отоплении и охлаждении, так как работает рекуператор в вентиляции круглый год. Поэтому промышленные установки с рекуперацией выгодны для закрытых помещений, цехов, складов и других объектов с высокой потребностью в воздухообмене.
Таким образом, своеобразное сердце воздухообмена - это рекуператор в вентиляции, что обусловлено его функцией перераспределять энергию для создания необходимого микроклимата.
Как работает система рекуперации в приточно-вытяжной вентиляции
Конструкция рекуператора включает корпус, тепловой обменник, вентиляторы, фильтры, воздуховоды и систему управления. Устройство выглядит как короб с входными и выходными отверстиями, предназначено для передачи тепла от одного теплоносителя к другому без смешивания потоков. Воздушные массы разделены преградой в виде мембранной или пластинчатой перегородки. Принцип работы рекуператора основан на процессе повторного использования уже отработанной энергии.
Вентиляторы обеспечивают передвижение воздушных масс, кожухи - качественную изоляцию, фильтры - очищение поступающих и выходящих воздушных потоков - процесс очистки от засоров важен для сохранения здоровья, а также для надежной работы теплового обменника.
Автоматика оборудование помогает регулировать работу вентсистемы, поддерживать установленные показатели.
Главная особенность системы - это способность адаптироваться к различным условиям, специфике помещений. Основной принцип работы рекуператора воздуха по передаче тепловой энергии сохраняется вне зависимости от погодных условий. Зимой тепло из отработанного потока передается свежему воздуху перед его запуском в помещение. В летний сезон все наоборот: освежается поток, поступающий внутрь.
Система дополнительно оборудована также нагревательными приборами, которые включают с учетом температурных перепадов, как вне, так и внутри помещения.
Виды рекуператоров и их различия
Сейчас можно найти рекуператоры воздуха с КПД от 50 до 90%. Модели различаются техническими характеристиками, а также функционалом для определенных условий эксплуатации.
Пластичные
Аппарат представляет собой пластинчатый теплообменник из металлических или пластиковых пластин - между ними по каналам движутся потоки входящего и исходящего воздуха, не смешиваясь между собой, что исключает передачу примесей и запахов. Теплопроводные пластины передают тепло от горячего к холодному потоку. Каналы расположены таким образом, чтобы вытяжной воздух контактировал через перегородки с двумя потоками приточных масс, а приточный воздух - с двумя потоками вытяжного.
Такая модель в противоточном или перекрестноточном исполнении - наиболее распространенный вид рекуператора. Кассеты с пластинами оснащены поддоном для конденсата, который появляется в процессе работы. Простая конструкция без движущихся деталей устойчива к износу, работает бесшумно. КПД пластинчатого теплообменника составляет 40–70%.
Модель невысокой стоимости. Основной недостаток данного вида рекуператора - обледенение конденсата, которое можно устранить предварительным подогревом приточного воздуха, пластинами из гигроскопической целлюлозы или обводным каналом для теплого воздуха.
Роторные
Модель в форме цилиндра из оцинкованной стали эффективнее пластичных аналогов за счет вращающегося ротора (КПД 60–90%). Одна половина колеса расположена в зоне вытяжного потока, вторая – в зоне приточных масс, ось теплообменника оказывается посередине. Воздух проходит через пластины ротора.
При вращении ротор сначала получает тепловую энергию от вытяжных масс, затем отдает ее приточному потоку. Циклы повторяются. Некоторое количество воздуха смешивается, поэтому данный тип рекуператора по этой причине не рекомендуют устанавливать в больницах, на пищевых производствах, где предъявляют высокие требования к чистоте приточного воздуха.
Автоматика обеспечивает регулировку скорости вращения. Модель позволяет сохранять тепло и влажность, не нуждается в разморозке. Привод потребляет электроэнергию.
Энтальпийные
Основной принцип работы энтальпийного рекуператора воздуха базируется на цикличном процессе. Устройство оснащено мембраной, схожей по функционалу с губкой: сначала из отработанного воздуха поглощается тепло и влага, затем они передаются входящему потоку. Приточный и вытяжной воздух не смешиваются.
Преимущество модели - в отсутствии конденсата, поскольку мембрана впитывает ограниченный объем влаги. Защита от промерзания, циркуляция воздуха с дополнительным увлажнением обеспечивают качественный теплообмен.
С промежуточным носителем
Данный вид устройства состоит из двух аппаратов, расположенных в вытяжной и приточной сетях. Элементы соединены трубами, заполненными водяно-гликолевым раствором, который циркулирует между теплообменниками. Движение теплоносителя обеспечивает насос, установленный в жидкостный контур.
Принцип работы рекуператора вентиляции основан на том, что сначала нагревается теплоноситель, затем насосом масса перекачивается в устройство на приточной установке, где отдает тепло. Далее раствор возвращается в теплообменник вытяжной вентиляции. Для перемещения теплоносителя расстояние ничем не ограничено. Например, одна установка может быть на кровле, а другая - в подвале здания. При этом нужно учитывать, что чем длиннее трасса, тем более мощным должен быть насос.
Такая конструкция, несмотря на КПД системы всего около 50%, дает два преимущества:
- рекуперационная система работает для приточных и вытяжных установок, расположенных на расстоянии друг от друга;
- теплообменниками можно дополнить существующие системы вентиляции без рекуперации тепла.
Агрегат необходимо обеспечивать электроэнергией для привода насоса.
Тепловые трубки
Трубчатый, или фреоновый, рекуператор состоит из металлических или алюминиевых взаимосвязанных трубок, которые заполняются хладагентом. Змеевик устанавливают таким образом, чтобы поток приточного воздуха был сверху, а вытяжного – снизу.
Работа теплообменника обусловлена изменением содержимого: когда от отработанного воздуха нагреваются трубки, то фреон начинает испаряться. Горячий пар движется по трубкам. В результате конденсации пар превращается в жидкость. Оборудование такой конструкции подходит для установки на объектах с невысокой нагрузкой по воздухообмену.
Трубчатый теплообменник самый дорогой среди всех типов рекуператоров в вентиляции. Но снижение затрат на электроэнергию, отсутствие шума, КПД до 80% оправдывают его применение.
Камерные
Принцип рекуперации камерного теплообменника основан на чередовании соприкосновения отработанного и свежего воздуха с поверхностями конструкции. Так, сначала теплый воздушный поток проходит через камеру, нагревая ее. Затем при помощи заслонки меняется направление - камеру заполняет холодный воздух с улицы, поглощая теплоту. Аналогичным образом идет цикличный обмен потоками в других камерах.
Преимущества модели - в высокой эффективности до 90%, создании заданного уровня влажности, устойчивости к обледенению, простом монтаже. Камерное устройство нуждается в периодическом техническом обслуживании, так как работает рекуператор с подвижными заслонками, играющими ключевую роль во всей системе.
Выбор модели рекуператора зависит от нескольких факторов:
- особенностей климата;
- размеров помещения;
- уровня требований к качеству воздуха;
- наличия пространства для установки.
Так, пластинчатые рекуператоры монтируют чаще в частных домах, небольших общественных зданиях, поскольку они эффективны и просты в установке. Роторные устройства подходят для крупных объектов, где предъявляются жесткие требования к вентиляции. Трубчатые теплообменники устанавливают в помещениях, где требуется точность контроля температуры и влажности.
Преимущества системы вентиляции с рекуперацией
Использование системы рекуперации воздуха помогает эффективно управлять притоком и отводом воздушных масс. Переработка нагретого или охлажденного воздуха снижает потери тепла зимой, сохраняет прохладу летом.
Выбор вентиляции с рекуперацией - это:
- поддержка оптимального микроклимата: уровня температуры и влажности, улучшение качества воздуха;
- экономическая целесообразность. Системы вентиляции с рекуперацией окупаются, расходы сокращаются до 80%;
- снижение экологической нагрузки благодаря фильтрам, удалению лишней влаги, снижению энергозатрат, соответственно выбросов углекислого газа;
- практичность, так как рекуператор воздуха работает в различных помещениях - можно выбрать компактную модель под любой интерьер.
Современные системы универсальны - их можно интегрировать не только в новые, но и в уже построенные здания, улучшая вентиляцию в любых условиях.
Монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией
Установка вентиляции с рекуперацией проходит в несколько этапов:
- Обследование объекта. Изучение характеристик здания, расположения действующих коммуникаций, высоты потолков, а также технической документации.
- Подбор рекуператора с учетом назначения, площади помещения, количества пользователей, источников тепла.
- Составление проектной документации в графическом и расчетном вариантах. Решение вопросов шумоизоляции, электропитания.
- Монтаж вентиляционной установки с рекуператором в соответствии с конкретными условиями, при необходимости с теплоизоляцией воздуховодов.
- Запуск, проверка после монтажа, настройка автоматики.
Оборудование устанавливают с учетом доступа для технического обслуживания. Монтажные работы рекомендуется доверять профессионалам, поскольку ошибки при подключении, балансировке системы приводят к повышенному энергопотреблению, а также снижению качества работы вентиляции.
