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.
Теория рекуперации воздуха и виды рекуператоров.
Рекуперация – это процесс возврата максимального количества энергии. В вентиляции рекуперацией называется процесс передачи тепловой энергии из вытяжного воздуха в приточный. Существует множество различных видов рекуператоров и в данной статье мы о каждом из них расскажем. Каждый из видов рекуператоров хорош по своему и обладает уникальными преимуществами, но любой из них позволит Вам экономить на обогреве приточного воздуха зимой не менее 50%, а чаще до 95%.
Процесс передачи тепла от вытяжного воздуха в приточный весьма интересен. Далее начнем разбирать каждый вид рекуператоров воздуха чтобы вы более легко поняли что же это такое и какой рекуператор нужен именно Вам.
1. Пластинчатый рекуператор:
Самый популярный вид рекуператоров, а точнее приточно-вытяжных установок с пластинчатым рекуператором. Свою популярность он завоевал благодаря простоте и надежности конструкции самого теплообменника рекуператора.
Принцип работы прост – два потока воздуха (вытяжной и приточный) пересекаются в теплообменнике рекуператора, но так, что их разделяют стенки. В итоге эти потоки не смешиваются. Теплый воздух нагревает стенки теплообменника, а стенки нагревают приточный воздух. Эффективность пластинчатых рекуператоров (КПД пластинчатого рекуператора) измеряется в процентах и соответствует:
45-78% для металлических и пластиковых теплообменников рекуператоров.
60-92% для пластинчатых рекуператоров с целлюлозными гигроскопичными теплообменниками.
Такой скачок КПД в сторону целлюлозных рекуператоров обусловлен во-первых возвратом влаги через стенки рекуператора из вытяжного воздуха в приточный, а во-вторых передачей в этой же влаге скрытого тепла. Ведь в рекуператорах роль играет не тепло самого воздуха, а тепло влаги, содержащейся в нем. Воздух без влаги обладает очень низкой теплоемкостью, а влага – это вода… с известной большой теплоемкостью.
Для всех рекуператоров, кроме целлюлозных, обязателен вывод дренажа. Т.е. при планировании установки рекуператора Вам необходимо помнить о том что требуется еще и подвод канализации.
Итак, плюсы:
1. Простота конструкции и надежность.
2. Высокий КПД.
3. Отсутствие дополнительных потребителей электроэнергии.
Ну и, конечно-же, минусы:
1. Для функционирования такого рекуператора – к нему должны подводиться и приток и вытяжка. Если система проектируется с нуля – то это не минус вовсе. А вот если система уже имеется и приток с вытяжкой находятся на расстоянии – лучше применить рекуператор с промежуточным теплоносителем.
2. При минусовых температурах теплообменник рекуператора может обмерзать. Для его разморозки требуется либо прекращение или снижение подачи воздуха с улицы, либо применение байпасного клапана, который пускает приточный воздух в обход теплообменника, пока тот размораживается вытяжным воздухом. При таком режиме разморозки весь холодный воздух попадает в систему минуя рекуператор и требуется много электричества чтобы его нагреть. Исключение – целлюлозные пластинчатые рекуператоры.
3. В основном данные рекуператоры не возвращают влагу и подающийся воздух в помещения пересушен. Исключение – целлюлозные пластинчатые рекуператоры. Читать далее…
Роторный рекуператор:
Второй по популярности вид рекуператоров. Еще бы… Высокий КПД, не замерзает, более компактный чем пластинчатый, да еще и влагу возвращает. Одни плюсы.
Роторный рекуператор сделан из алюминия, намотанного слоями на ротор, причем один лист плоский, а второй зигзагообразный. Чтобы воздух проходил. Приводится в движение электроприводом через ремень. Этот “барабан” вращается и каждая часть его при прохождении зоны вытяжки нагревается, а затем перемещаясь в зону притока охлаждается, тем самым передавая тепло приточному воздуху.
Для защиты от перетоков воздуха используется продувочный сектор. Читать далее…
Крышный рекуператор воздуха:
Новый и не очень известный вид рекуператоров воздуха. В крышных рекуператорах на самом деле используются пластинчатые рекуператоры и иногда роторные, но мы решили вынести их отдельным видом рекуператоров, т.к. крышный рекуператор – это специфический отдельный вид приточно-вытяжных установок с рекуператором.
Крышные рекуператоры подходят для больших однообъемных помещений и являются вершиной удобства проектирования, монтажа и эксплуатации. Для его установки достаточно сделать нужное окно в кровле здания, поставить специальный “стакан”, который распределяет нагрузку, и поставить в него крышный рекуператор. Всё просто. Забор воздуха производится из-под потолка в помещении, а подача по пожеланиям заказчика, либо из-под потолка, либо в зону дыхания рабочих или посетителей торговых центров. Читать далее…
Рекуператор с промежуточным теплоносителем:
А этот вид рекуператоров подойдет для уже существующих систем вентиляции “приток отдельно – вытяжка отдельно”.
Ну или при невозможности построения новой системы вентиляции с каким либо видом рекуператора, который предполагает собой подвод притока и вытяжки в одно помещение. Но стоит помнить что и пластинчатые и роторные теплообменники обладают белее высоким КПД, чем гликолевые. Читать далее…
Типы рекуператоров воздуха — статья в ruclimat.ru
В нашем интернет-магазине представлен большой ассортимент рекуператоров воздуха. Попробуем их рассмотреть более подробно.
Рекуператор воздуха с пластинами
Рекуператор воздуха с пластинами изготовленный из металла – пожалуй самыми популярный, в силу простоты своей конструкции и функционирования. Они передают тепло благодаря своим стальным пластинам, которые в свою очередь нагреваются от прохождения через них тёплого воздуха из помещения и отдают это тепло приточному воздуху. При этом воздушные потоки в рекуператоре воздуха полностью герметичны относительно друг друга. Т.е. они не смешивают воздух передавая тепло через металлические пластины. В условиях минимальных температур такой рекуператор воздуха требует обязательно наличия предварительного нагревателя и отвода конденсата, во избежание обморожения пластин.
Основное применение такого рекуператора воздуха – приточно-вытяжные установки с пластинчатым рекуператором, они устанавливаются в жилых и офисных помещениях.
Рекуператор воздуха с ротором
Вращающийся рекуператор воздуха конструктивно довольно сильно отличается от пластинчатого. Главным действующим механизмом рекуператоре воздуха является барабан который вращается между приточной и вытяжной зоной. Передавая тепло за счёт быстрого движения. Такой рекуператор воздуха более пригоден для суровых зимних условий, поскольку за счёт постоянного вращения ротор не успевает обмёрзнуть и от него не требуется отводить конденсат, в отличие от пластинчатого.
Есть в таком рекуператоре воздуха и небольшой минус. Вращающийся между притоком и вытяжкой, он неизбежно приводит к подмесу воздуха, однако в грамотно смонтированной системе этот подмес минимален и составляет около одного процента.
Стоит отметить, что такой рекуператор воздуха используют реже чем пластинчатый, в силу более высокой цены и сложности монтажа. Основное и единственное применение рекуператора воздуха это – приточно-вытяжная установка с рекуперацией тепла.
Виды рекуператоров и их наиболее правильный расчет
На сегодняшний день «стал ребром» вопрос об энергоэффективности. Поэтому везде, и системы вентиляции не исключение, используют энергосберегающие установки и машины. Бережное отношение к энергии вынуждает потребителей все чаще обращаться к системам утилизации теплоты.
В зависимости от конкретных условий, установка со встроенным рекуператором позволяет сэкономить до 90% потребностей в энергии по сравнению с установкой без него. Это теоретические данные. На практике же наши исследования показали, что наиболее эффективный роторный рекуператор экономит 75% максимум, но это, согласитесь, тоже довольно внушительная цифра.О самой вентиляции с рекуперацией и принципе действия раньше упоминалось в статье по ссылке. Мы же не будем повторятся и рассмотрим именно сам рекуператор.
Содержание статьи:
Что такое рекуператор?
Благодаря теплоутилизатору, тепло, забираемое из удаляемого воздуха, передается приточному. При этом конструкция рекуператора определяет условия его применения, эффективность и качество приточного воздуха на выходе из устройства.
В соответствии со стандартами, утилизаторы тепла делятся на 4 категории:
- рекуперативные теплоутилизаторы. Теплообмен между воздушными потоками происходит через разделяющую перегородку.
- регенеративные теплоутилизаторы. Тепло воздуха передается промежуточному аккумулятору, а затем этот накопитель отдает тепло приточному потоку.
- регенеративные с промежуточным теплоносителем. Теплоноситель контактирует с воздухом через разделяющую поверхность, а перенос тепла осуществляется газообразным или жидкостным теплоносителем.
- тепловые насосы. О данной категории теплоутилизаторов читайте в статье по ссылке.
Все категории теплоутилизаторов обладают такими преимуществами как:
- Высокая экономичность, благодаря снижению расходов на эксплуатацию
- Уменьшение нагрузки на окружающую среду благодаря снижению энергопотребления
- Снижение расходов предприятия за счет уменьшения расходов на отопление и кондиционирование.
Виды рекуператоров
Ознакомимся ближе с различными видами рекуператоров и их действием.
Пластинчатый рекуперативный теплоутилизатор
Пластинчатый рекуператор изготавливают в двух конструктивных решениях: перекрестный и противоточный. Наиболее популярный и доступный вариант — это перекрестный пластинчатый рекуператор. КПД такого теплообменника может достигать 65%. Для достижения хорошей теплопроводимости перекрестный рекуператор изготавливается из пластин листового алюминия. Торцы пластин рекуператора скреплены между собой так, что образуются узкие прямоугольные каналы для потоков приточного и вытяжного воздуха. Учитывая, что максимальный переток воздуха через неплотности рекуператора оставляет 0,1%, данное устройство можно считать практически герметичным и пригодным к применению в случаях, где смешение подающесяго и удаляемого воздуха не допускается. Также могут быть изготовлены пластинчатые теплоутилизаторы, в которых обеспечена 100% герметичность от смешения потоков воздушных потоков. Максимальная температура перемещаемой среды не более 90°С. Для рекуператоров с силиконовым уплотнителем максимальная температура не должна превышать 200ºС. Повысить КПД пластинчатого рекуператора можно установив два перекрестных рекуператора последовательно. Это приведет к значительному увеличению длины установки, для начала нужно знать размеры венткамеры. Если же места нет, можете вместо двух перекрестных поставить один перекрестно-противоточный рекуператор, КПД которого соответствует их двойному использованию. Высокий КПД и низкое аэродинамическое сопротивление перекрестно-противоточного рекуператора сделали его конструкцию не прочной, и по этой причине применение этих рекуператоров ограничена системами с небольшим перепадом давления. Сбор и отвод конденсата производится при помощи конденсационных ванн.
Роторный рекуператор
Роторный теплорекуператор относится к группе регенеративных теплоутилизаторов и представляет собой медленно оборачивающийся ротор-теплонакопитель, что установлен перпендикулярно потокам входного и удаленного воздуха. Когда в установке включен обогрев, то удаляемый воздушный поток передает теплоту в тот сектор ротора через который проходит. Вращаясь, он попадает в поток приточного воздуха, отдавая ему тепло сектор охлаждается. Правильный подбор роторного рекуператора позволяет достичь КПД 80%, это сочитается с невысоким аэродинамическим сопротивлением и небольшой длиной самого устройства. Помимо переноса тепла роторный теплоутилизаторможет передавать и влагу.Такое решение идеально подходит для офисной вентиляции, ведь предохраняет воздушные массы от чрезмерной сухости. Частичный перенос удаляемого воздуха в приточный канал (примерно 5%) не позволяет использовать такой рекуператор в системах где это строго запрещено.
Чтобы уменьшить переток воздуха в качестве уплотнителя между рамой и ротором используется пластмасса или войлок. Достижение полной герметичности невозможно. Продуктивность теплообменного процесса регулируют изменяя скорость вращения ротора благодаря частотному преобразователю.
Гликолевый теплоутилизатор
Гликолевый рекуператор относится к регенеративным системам с промежуточным теплоносителем. Как промежуточный тепло-хладоноситель используют этиленгликолевый раствор. Устройство гликолевого теплоутилизатора: два теплообменника, что соединены друг с другом и образуют замкнутый контур. По нему и движется теплоноситель. Первый змеевик размещают в подающем канале, а другой в вытяжном. В холода вытяжной змеевик работает на охлаждение, а приточный на обогрев. Летом их задание меняется. Конденсационные ванны с гидравлическим затвором служат для собирания и удаления конденсата. Контроль мощности рекуператора делают при помощи трехходового регулировочного вентиля. При работе с взрывоопасными средами и во всех случаях, когда удаляемым и поступающим потокам нельзя соприкоснуться, без гликолевого рекуператора как без рук. Отдаленность в просторе змеевиков гликолевого теплоутилизатора — неоспоримое преимущество при обновлении и усовершенствовании существующих систем вентиляции.
Тепловая труба
Тепловая труба входит в регенеративные системы с промежуточным теплоносителем. Если вы слышите фразу «тепловая труба» знайте: это название сегмента с большим числом отдельных трубок, у которых внутри жидкость кипящая почти при 0ºС. Обмен теплом совершается посредством испарения жидкости в нагретом конце трубки, при этом она поглощает теплоту, затем следует конденсация на холодном конце трубки, и отдача тепла, а жидкость опять возвращается к нагретому концу тепловой трубы, в итоге цикл испарение-конденсация идет заново. КПД этих рекуператоров намного ниже нежели предыдущих. Монтировать тепловую трубу в установку следует строго в определенном порядке:1) если подающий и удаляемый потоки находятся один над другим, тепловые трубки монтируют вертикально 2) когда потоки идут в одну линию,тепловые трубки нужно монтировать горизонтально под углом к удаляемому воздушному потоку. И там и там отдача тепла может быть лишь в одну сторону, из-за этого их можно применять только для обогрева. Регулирование производится байпасным клапаном. Из всего этого следует, что тепловая труба имеет довольно узкую область применения. Поэтому хорошенько подумайте перед установкой именно этого теплоутилизатора.
Расчет рекуператора
Чтобы правильно подобрать и рассчитать рекуператор, нужно иметь достаточно данных о параметрах потоков, между которыми предстоит теплообмен. Во первых нужно знать какую среду вы удаляете ( есть ли агрессивные вещества, пыль или другие загрязнения и другое). Это поможет определить необходимый тип рекуператора. И конечно же нужно знать теплофизические свойства нагреваемого и охлаждаемого потоков, дабы легко произвести расчеты. И самое главное устанавливают нужную тепературу на входе в рекуператор и на выходе, допустимые аэродинамические потери давления.
Расчет рекуператора происходит в 2 этапа:
Надеемся наша статья была вам полезной и вы воспользуетесь изложенной информацией.
Читайте также:
Виды рекуператоров воздуха — Рекуператоры
Рекуператоры позволяют передавать энергию тепла в приточный воздух из вытяжного. Поэтому процесс рекуперации представляет собой возвращение свежей энергии, которая поступает из отработанных источников.
Но важно различать виды рекуператоров, так как каждый из них обладает собственными уникальными особенностями.
Крышный рекуператор
Набирающие популярность крышные рекуператоры относительно недавно появились на рынке. Это довольно специфические установки, которые предназначаются для действительно больших помещений, являющихся однообъемными.
Крышные рекуператоры выделяются прогрессивным подходом не только к установке и проектированию, но и последующей эксплуатации. Они чрезвычайно удобны, потому что для монтажа необходимо лишь реализовать в кровле окно и разместить «стакан» для распределения нагрузки. После этого происходит простая установка самого рекуператора.
Что касается забора воздуха, то он берется из-под потолка. А вот последующая подача происходит уже по собственному желанию. Самый обычный вариант — из-под потолка. Также воздух может быть направлен в дышащую зону, где находятся посетители и работники.
Именно поэтому крышные рекуператоры часто применяются в промышленности. Они являются нередкими гостями в торговых центрах, на заводах и складах. Принцип работы данных агрегатов заключается в грамотном заборе воздуха, расположенного под потолком. Выброс происходит непосредственно в атмосферу, а тепло сохраняется уже в свежем воздухе, который поступает в помещение.
Водяной рекуператор
В этом случае энергия тепла перемещается от потока к потоку при помощи воды.
Примечательно, что подобная конструкция не привязывает теплообменники вытяжного и приточного типа друг к другу.
К неоспоримым достоинствам водяных рекуператоров относится крайне практичный монтаж из-за гибких в плане размещения обменников тепла. При этом грязный воздух никак не попадает в уже чистые потоки.
Но водяные установки нацелены исключительно на тепловой обмен, обладая не самой высокой эффективностью. Также придется обзавестись дополнительным оборудованием, чтобы вода могла планомерно циркулировать.
Гликолевый рекуператор
Гликолевыми рекуператорами называются установки с промежуточными теплоносителями. С их помощью легко соединить сразу несколько систем, а именно вытяжную и приточную. Поэтому данный вариант является идеальным, когда раздельная вентиляция уже присутствует.
Такие агрегаты выступают в роли универсальных решений для уже имеющихся систем.
Нагревательный теплообменник размещается перед приточным аппаратом, куда поступает нагретый антифриз. Еще один теплообменник монтируется в вытяжку, чтобы забирать энергию из вытяжного воздуха. Такая конструкция возвращает до 50% тепла, поэтому позволяет ощутимо экономить на обогреве.
Для установки требуется достаточно свободного места. Среди требований значится и количество обрабатываемого воздуха, причем не только удаляемого, но и приточного. Оно должно быть приблизительно одинаковым. Но в некоторых случаях допускается отклонение до 40% из-за изменений КПД. Интересно, что функционирование подобной системы происходит благодаря прогрессивной автоматике, которая контролирует важные процессы. А вот антифриз дает возможность беспрепятственно эксплуатировать рекуператор даже в морозы, не волнуясь за теплообменники.
Единственные нюанс этих систем — довольно низкий показатель КПД в сравнении с другими видами устройств.
Роторный рекуператор
Основной особенностью роторных рекуператоров является специальный вращающийся теплообменник. Именно через него и проходят воздушные потоки. Такая конструкция реализована из алюминия, а вращение происходит с конкретной скоростью. В результате теплообменник нагревает вытяжной канал, после чего охлаждает приточную область. Как раз в приток и попадает все тепло из вытяжки. В процессе вращения используется и влага, попадающая из-за конденсации.
Для недопущения появления воздушных перетоков применяется специальная защита в виде продувочного сектора.
Из преимуществ роторного рекуператора явно выделяется высочайший уровень КПД, так как здесь нет эффекта обмерзания из-за отсутствия разморозки. Конструкция обеспечивает определенный возврат влаги, что позволяет спокойно обойтись без увлажнителей воздуха.
Роторные модели очень компактные, так как занимают минимум места. А при помощи регулировки скорости можно всегда контролировать скорость вращения прибора. Это дает возможность управлять интенсивностью теплового возврата.
Не обошлось и без определенных недостатков. Так, из-за попадания вытяжного воздуха в приточный канал существует возможность загрязнения воздушного пространства в помещении. Но выход существует — достаточно разместить специальный фильтр. С другой стороны, такие продувочные сектора понижают КПД, потому что некоторое тепло вновь направляется в вытяжку.
Сложная подвижная конструкция таких агрегатов требует к себе повышенного внимания. Поэтому стоит позаботиться о регулярном проведении технического обслуживания. Напоследок стоит отметить необходимость в использовании электроэнергии, которую потребляет привод.
Пластинчатый рекуператор
Самыми популярными и востребованными представляются именно пластинчатые рекуператоры, которые отличаются высокой функциональностью, а также относительно низкой стоимостью.
Работа системы заключается в тепловой передаче от вытяжного домашнего воздуха к уличному приточному. Здесь в действие вступает пересечение воздушных потоков, которое осуществляется в пластинчатой конструкции. В пластинчатых моделях потоки воздуха разделены пластинами, которые выделяются отличной проводимостью тепла. Для этого используются специальные материалы.
Из-за особенности материала пластинчатые рекуператоры могут быть следующих типов:
- Пластиковый. Благодаря теплообменнику из пластика рекуператор стоит очень дешево. Он обладает легким весом, не подвержен коррозии, а также может использоваться только в бытовых вентиляционных системах.
- Алюминиевый. Такой алюминиевый теплообменник обладает потрясающе высоким КПД. Этот материал не выделяет посторонних запахов. Модели из алюминия часто используются для создания высоконапорных систем. Одинаково эффективно подходят для промышленности и домашнего быта.
- Бумажный. В качестве основного материала теплообменника бумага выступает довольно редко. Но такая стенка крайне эффективна, так как отлично отдает не только тепло, но и влагу. При этом бумажные модели нельзя использовать там, где процент влажности достигает высоких показателей. Приятный момент — вывод дренажа не нужен.
- Из нержавеющей стали. Рекуператоры из нержавейки по праву являются уникальными. Они активно применяются в агрессивной и сложной среде, где присутствуют высокие температуры. Данные материал обладает повышенной прочностью и износостойкостью, что позволяет ему выдерживать даже 1500-градусное пекло.
Почти каждый пластинчатый рекуператор имеет КПД достойного уровня. Такие установки в обязательном порядке получают простую конструкцию, отличаясь повышенной надежностью. Нет никакой необходимости в электроэнергии, что является их несомненным плюсом.
Но существуют и определенные минусы. Так, обязательно придется подводить вытяжку и приток. Конечно, если система собирается с нуля, то это нельзя считать недостатком, но вот с существующей вентиляцией могут возникнуть серьезные проблемы. Пластинчатые приборы не умеют работать с влагой, поэтому воздух оказывается несколько пересушенным. Исключением представляются целлюлозные экземпляры из бумаги.
Когда наступают заморозки, то тепловой обменник способен обмерзнуть. Для ликвидации такого явления придется задействовать байпасный клапан или понизить саму подачу воздуха. Очень часто полную разморозку удается осуществить только после выключения аппарата.
При всех своих особенностях пластинчатые рекуператоры сейчас не имеют себе равных по распространенности и популярности. Данные модели просты в обслуживании, потому что конструкция не состоит из множества элементов. Поэтому и ремонт им требуется в наименьшей степени. Установки крайне экономичные, ведь они совершенно не требуют электричества.
Очевидно, что каждый вид рекуператоров обладает своими особыми преимуществами. Все они нацелены на обеспечение идеального воздухообмена. А делается это при помощи нагрева воздуха с улицы, применяя тепло, исходящее от воздушных масс помещения. Многое зависит и от разновидности тепла, которое может быть скрытым или явным в зависимости от влажности воздуха. Это позволяет грамотно и эффективно распределить тепло в самых разных ситуациях, чтобы люди в домах или посетители в торговых центрах могли всегда комфортно чувствовать себя.
виды рекуператоров, достоинства и недостатки, принцип рекуперации
Для любого помещения необходим комфортный климат. В летний период при проветривании попадает теплый воздух, а в зимний часть тепла уходит на улицу. Для создания приятного климата в доме используют такое устройство, как рекуператор воздуха. С его помощью теплый воздух не будет попадать в помещение, а в холодное время года не будет уходить тепло. Работать такое устройство может автономно или в сочетании с вентиляционной системой. Рекуператор позволяет экономить затраты на отопление и электричество.
Содержание
1. Что такое рекуператор воздуха
2. Достоинства
3. Виды рекуператоров
4. Пластинчатые рекуператоры
4.1 Достоинства пластинчатого рекуператора
4.2 Недостатки пластинчатого рекуператора
5. Принцип рекуперации
6. Чем полезен рекуператор воздуха
Что такое рекуператор воздуха
Рекуператор – это устройство, которое возвращает тепловую энергию. Он отлично справляется с вентиляцией и уравновешивает потоки воздуха. За счет разности температур происходит теплообмен. Следовательно, температура воздуха становится равномерной. В теплообменнике есть две камеры, через которые проходит вытяжной и приточный воздух. А конденсат, который накапливается, автоматически удаляется из прибора. Благодаря рекуператору экономятся расходы на отопление дома. Ведь такой прибор сохраняет большую часть уходящего тепла.
Достоинства
- В помещении всегда будет приток свежего воздуха и комфортный климат.
- Вы не будете дышать загрязненным воздухом и пылью. В отличие от воздуха, который поступает через окно. В помещение поступает чистый воздух, а грязный уходит из дома.
- Срок службы рекуператора довольно-таки большой.
- Расходы на отопление сокращаются до 50%.
- Воздух распределяется равномерно, как вверху, так и внизу помещения.
- Решетка удерживает пыль, бактерии и насекомых.
- При использовании рекуператора воздуха, ваш сон будет крепче и здоровее.
Виды рекуператоров
Рекуператоры разделяются по назначению, принципу движения теплоносителя и характеристикам. Выделяют несколько видов:
- Водный рекуператор;
- Роторный рекуператор;
- Пластинчатый рекуператор;
- Рекуператор, который возможно разместить на крыше дома.
В нашей статье рассмотрим подробнее устройство и принцип работы пластинчатого рекуператора.
Пластинчатые рекуператоры
Пластинчатый рекуператор представляет собой блок из листов пластика или металла, которые собраны с небольшими зазорами (примерно от 2 до 4 мм). Воздушные каналы образуются с помощью продольных ребер, которые расположены между пластинами. Холодный и теплый воздух не смешиваются, а теплоотдача идет от пластин.
Рекуператоры делятся по направлению воздуха на прямоточные, противоточные и перекрестноточные.
Самым популярным является перекрестноточный тип. Такой рекуператор имеет простое устройство, каждый следующий слой находится относительно другого под углом 90о. Движение воздуха осуществляется крест-накрест.
В прямоточном типе движение воздуха идет в одну сторону, а в противоточном на встречу друг другу. Они имеют более сложное устройство и принцип работы, поэтому не являются такими востребованными. Главным минусом пластинчатого теплообменника является образование большого количества конденсата. Поэтому обязательно необходимо устраивать водоотводящую систему.
Для того, чтобы не происходило обмерзания рекуператора следует придерживаться некоторым правилам:
- Устройство грунтового теплообменника. Воздуховод необходимо проложить ниже уровня промерзания почвы;
- Целесообразно использовать рекуператор из листов целлюлозы. Они впитывают в себя влагу и возвращают обратно ее в цикл;
- В теплообменник можно установить две или три кассеты;
- Тот участок теплообменника, который подвержен промерзанию, заранее оборудуют автоматическим подогревом;
- При срабатывании датчика обмерзания, автоматически холодный воздух уходит вокруг рекуператора, а теплый выступает в качестве обогрева обмерзающих пластин.
Достоинства пластинчатых рекуператоров
Выделяют несколько преимуществ данных теплообменников:
- Простота монтажа и использования.
- Воздух может поступать без электричества. Происходит это благодаря естественной вытяжке.
- Детали не изнашиваются, а значит срок службы рекуператора большой.
- Теплоотдачу можно регулировать с помощью удаления или добавления пластин.
- Затраты на электроэнергию минимальные. Она требуется лишь для защиты от промерзания в холодное время года и работу вентиляторов.
- Собрать пластинчатый рекуператор можно самостоятельно.
- Высокий КПД, иногда достигает 80%.
Несмотря на множество плюсов, есть и некоторые недостатки данного рекуператора:
- При регулярных циклов оттаивания, уменьшается КПД.
- Для удаления конденсата требуется установить водоотводящую систему.
- Должна быть устроена система от замерзания устройства.
- Не рекомендуется устройство пластинчатого теплообменника в помещении с повышенной влажностью.
- Если кассеты установлены из целлюлозы, то их невозможно починить. В данном случае возможна только замена.
Принцип рекуперации
Важно! При проектировании любого здания или сооружения должна быть запроектирована естественная вентиляция помещений. Но на такую вентиляцию влияют погодные условия. Летом в жаркую безветренную погоду наш дом практически не имеет естественной вентиляции, а зимой наоборот.
Герметичность помещения можно уменьшить, если улучшить естественную вентиляцию. Сделать это можно только в холодное время года. Но такая система будет требовать большого расхода отопления. Для уменьшения потребления отопления, следует устроить принудительную циркуляцию. Сделать это можно установив систему вытяжных и приточных воздуховодов, а затем нужно установить вентиляторы. С помощью принудительной циркуляции воздух будет идти во все помещения, а тепло не будет уходить. В том месте, где будет происходить смешение двух потоков воздуха, устраивают рекуператор.
Чем полезен рекуператор воздуха
За счет разделителя, который устроен в рекуператоре, происходит уменьшение смешиваемого поступающего и вытягиваемого воздуха. Благодаря множеству положительных характеристик, рекуператоры воздуха используют в жилых и промышленных зданиях. Их рентабельно использовать для помещений с большой площадью. С высокими температурами хорошо справляются роторные рекуператоры.
При выборе следует обратить внимание на некоторые нюансы:
- Площадь помещения;
- Влажность;
- Возможность устройства рекуператора;
- Стоимость;
- КПД.
Установив рекуператор воздуха, вы решите проблемы с вентиляцией вашего дома, а также сэкономите затраты на отопление и электроэнергию.
Читайте также:
виды, принцип работы и функции
Большинство владельцев собственных домов и коттеджей стремятся к повышению энергоэффективности своей техники. Это подтверждают многочисленные солнечные панели, устанавливаемые в южных регионах страны, батареи, предназначенные для экономии газа, тепла и других ресурсов. Один из устройств, пользующийся популярностью в последнее время – рекуператор воздуха. В переводе рекуператор означает «обратное получение» или «возмещение». Его основная цель заключается в создании комфортной температуры в помещении, при уменьшении расходов на нагрев приточного воздуха.
Функции рекуператора воздуха
Рекуператор представляет собой теплообменник, который используется в приточно-вытяжной установке, и позволяет нагреть приточный воздух, без использования электричества или горячей воды.
Теплообменник работает в двух направлениях, сохраняя тепло в комнате. Нагретый воздух из помещения удаляется, а воздух с улицы поступает в комнату, нагретый до комфортной температуры. Современные модели оснащены автоматическим блоком управления для удобства использования. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором создает благоприятный микроклимат и экономит деньги.
Подробнее о принципе работы оборудования
Принцип работы системы состоит в удалении отработанного воздуха через теплообменник. Система состоит из корпуса с подсоединенными воздуховодами, фильтрами, установленным вентилятором и теплообменником.
Принцип действия:
- отработанный воздух собирается с помощью воздуховодов;
- вентилятор подает воздух в систему, который проходит через рекуператор и удаляется на улицу
Наличие приточно-вытяжной системы с рекуператором обеспечивает дом или квартиру свежим очищенным воздухом без проветривания.
Виды оборудования
Рекуператоры представлены на рынке в нескольких видах: роторные, пластинчатые, рециркуляционные водяные, камерные, тепловые трубы. Они имеют особенности и отличия, о которых нужно знать при установке. Рассмотрим каждый вид приточной вентиляции с рекуператором в отдельности.
Роторный
Оборудование работает при помощи вращательного элемента – барабана из алюминиевой фольги, который обладает высокой теплопроводностью. Отличительная особенность – устойчивость к низким температурам, поэтому подобные рекуператоры можно использовать на Севере страны и в Сибири, где температура опускается до -40 градусов. Использование оборудования обеспечивает комфортный микроклимат, поскольку в помещение поступает не сухой воздух. Экономия электроэнергии достигается за счет установки нужного числа оборотов ротора, дополнительно можно регулировать его скорость вращения, меняя мощность теплоотдачи.
Пластинчатый
Название выбрано не случайно. Из-за особенностей конструкции, входной и выходной потоки воздуха ограждаются друг от друга пластинами из алюминия. На пластинах может образовываться конденсат. Для изоляции используется стеклоткань с полиуретановым покрытием.
Преимущества пластинчатого рекуператора:
- эффективность до 75%;
- длительный срок беспроблемной эксплуатации системы;
- невысокая стоимость оборудования;
- простое обслуживание системы.
Пластинчатые рекуператоры имеют недостатки: при низкой температуре возможно обмерзание, в помещении снижается уровень влажности.
Рециркуляционный водяной
Принцип работы рециркуляционного водяного рекуператора можно сравнить с работой котла, поскольку для передачи тепла применяется жидкость. Теплообменник устанавливается в вытяжку, а в качестве радиатора используется элемент, который предназначается для входящего потока с улицы.
В теплообменнике воздух нагревается, а радиатор – отдает тепло в комнату.
Камерный
Холодный и нагретый воздух поступают в камеру, которая отделяется заслонкой. В определенный период времени заслонка меняет направление, передавая тепло через стенки камеры. Вытяжной воздух сначала нагревает одну половину резервуара, после чего регулировочный элемент подает холод с улицы.
Недостаток камерных рекуператоров состоит в том, что входящий и выходящий потоки могут смешаться из-за подвижных элементов камеры. Высока вероятность загрязнения очищенного воздуха, который поступает в помещение. Не исключено появление посторонних запахов.
Тепловые трубы
Рекуперация осуществляется за счет использования трубок, наполненных фреоном. При минусовой температуре воздух охлаждается, на поверхности образуется конденсат. В нагретом потоке фреон испаряется. Воздушные потоки находятся в специальных трубках-термосифонах, которые представляют собой трубки из меди, наполненные фреоном. Один конец трубки нагревается, в результате содержимое закипает, перегоняя тепло в другой конец трубки. Фреон конденсирует и отдает тепло в помещение.
Такие рекуператоры будут функционировать только при условии установки воздуховодов в вертикальном положении, строго друг над другом.
Тонкости выбора: на что обратить внимание при покупке рекуператора
Рассмотрим основные правила выбора оборудования для дома:
- Климатические особенности. Для умеренной зимы подойдут рекуператоры с пластинами, а в условиях низких температур лучше себя показывают роторные устройства.
- Экономия. Для бытового использования, выбирайте модели с максимальной эффективностью. Как правило, оборудование обладает средней мощностью.
- Фильтры очистки. Для удаления всех загрязнений, в том числе, мелкой пыли, лучше использовать оборудование с фильтром класса F7. Фильтры M5 защищают дом от крупной пыли.
- Производительность приточной системы вентиляции с рекуператором. Для расчета используется один показатель – объем воздуха, который поступает в комнату за 60 минут. По нормативам на одного взрослого человека необходимо 60 кубических метров.
- Материал и толщина корпуса. К примеру, корпус толщиной 30 мм не может работать при температуре ниже 5 градусов, для функционирования требуется изоляция. Если корпус изготовлен из алюминия, его нужно изолировать, поскольку алюминий является отличным проводником холода.
- Удобная система с автоматическим блоком управления. Это позволит установить нужную температуру и мощностью подачи воздуха в комнату.
Выбирая приточную вентиляцию для помещения, проконсультируйтесь со специалистом. Менеджер подскажет, какое именно оборудование эффективнее всего справится с поставленной задачей.
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 приводит вытяжной воздух в помещении в тепловой контакт 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.
Рекуператоры бывают трех типов: с перекрестным потоком, , в котором горячий и холодный воздух циркулируют перпендикулярно друг другу, так что они пересекаются, с параллельным потоком и с роторным потоком , который имеет ротор с высокой тепловой 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 воздушный поток, 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 вытяжного воздуха (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 теплообменник по отношению к максимуму, который мог бы быть обменен. Учитывая, что коэффициент теплоемкости для двух воздушных потоков одинаков, эффективность рекуператора составляет
(6,86) ε = T1 − T0T2 − T0
Эффективность меняется от часа к часу, так как внешняя температура меняется, поэтому более привлекательно определить среднюю сезонную эффективность , которая составит
(6.87) ε¯ = ∑i = 1HεihiH
, где h i — количество часов, в которых эффективность составляет ε i , а H — общее количество часов в период, например, нагрева. 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, ее необходимо включить в понятие необратимости, а поскольку состояние 0 — это окружающий воздух, баланс эксергии дает
(6.90) V˙ρ2b2 + W˙v = V ˙ρ0b1 + I˙T, rec
с эксергетической эффективностью оборудования
(6,91) φ = V˙ρ0b1V˙ρ2b2 + W˙v = 1 − I˙T, recV˙ρ2b2 + W˙v
Таким же образом, что касается эффективности и энергоэффективности, мы рассчитаем средний сезонный эксергетический КПД рекуператора.
Восстановление. Типы рекуператоров | Сервер Сервис
Рекуператор — устройство, предназначенное для освежения воздуха и нормализации температуры. Он предотвращает потерю тепла в помещении зимой, а летом предотвращает попадание наружного воздуха.
Что означает рекуперация?
Рекуперация (от латинского «recuperatio» означает «возврат») — это частичный возврат энергии для ее повторного использования. Эта система позволяет эффективно проветривать помещение и экономить на отоплении.Рекуператор легко накапливает 2/3 тепла, уходящего от отопления.
Принцип действия рекуператора
Приточно-вытяжные системы вентиляции в наши дни стали более популярными. Так, зимой их используют для очистки свежего воздуха и обогрева его обогревателем. Теплый чистящий воздух нагревает и разбавляет загрязненную воздушную массу. «Вытяжной» воздух попадает в вытяжную вентиляцию, а затем выводится на улицу.
Основная цель рекуперации — нагрев поступающего воздуха.Вы также можете установить температуру самостоятельно. Практически все современные модели оснащены системой автоматического управления. Приточно-вытяжная система вентиляции с рекуператором подает теплый воздух, очищенный от пыли и аллергенов. Это также снижает потребление тепла.
Типы рекуператоров
Самый популярный тип — пластинчатый теплообменник, но есть и другие типы. Ниже представлена дополнительная информация о рекуператорах.
Рекуператор с пластинчатым теплообменником (Пластинчатый рекуператор)
Рекуператор с пластинчатым теплообменником (пластинчатый рекуператор)
Применяется в приточно-вытяжных системах вентиляции.Его отличительной особенностью является разделение приточного и отводимого воздушных потоков, которые не могут быть смешаны из-за конструктивных особенностей устройства.
Преимущества:
1. КПД до 92%.
2. Не требует частого обслуживания.
3. Нет деталей, потребляющих электроэнергию. Значит, можно сэкономить электроэнергию.
Недостатки:
1. Иногда возникает необходимость в пересечении воздуховодов в рекуператоре.Не всегда можно провести
2. Пластинчатый теплообменник зимой можно замерзнуть. Во избежание этого необходимо время от времени отключать приточный вентилятор или использовать перепускной клапан.
3. Такие рекуператоры используются только для теплообмена.
Рекуператор с роторным теплообменником (Роторный рекуператор)
Рекуператор с роторным теплообменником (Роторный рекуператор)
Роторные рекуператоры занимают второе место по популярности. Принцип действия основан на прохождении приточного и вытяжного воздуха через вращающийся теплообменник.
Преимущества:
1. КПД около 85%.
2. Роторный теплообменник может возвращать тепло и влажность.
3. Можно контролировать общий КПД рекуператора
.
Недостатки:
1. Для обеспечения притока свежего воздуха необходимо установить дополнительные фильтры на приточно-вытяжной.
3. В рекуператоре есть мобильные компоненты и потребители электроэнергии.Поэтому необходимо проводить регулярный ремонт (по сравнению с пластинчатыми рекуператорами).
Рекуператор оборотный
Рекуператор рециркуляции воды
Рекуператоры рециркуляции воды применяются в приточно-вытяжных системах вентиляции. Они передают тепловую энергию от отдельно стоящего вытяжного теплообменника к приточному за счет воды. антифриз или другие теплоносители.
Теплообменники (приточный и вытяжной) расположены отдельно друг от друга и соединяются посредством теплоизоляционного трубопровода.Такие рекуператоры используются не так часто из-за низкого КПД и частого обслуживания.
Рекуператор крыши
Рекуператор крыши
Кровельные рекуператоры установлены на крыше здания. Он идеально подходит для больших зданий, таких как торговые центры, производственные цеха, тканевые здания и другие. Этот тип рекуператоров позволяет сэкономить место под потолком, так как теплообменники устанавливаются снаружи.
Преимущества:
- КПД 68%.
- Установлен на крыше. Специальная система крепления исключает дополнительную нагрузку на конструкцию крыши.
- Низкие затраты и эксплуатационные расходы.
Server Service Компания занимается профессиональным проектированием и монтажом систем вентиляции. Также мы занимаемся поставкой вентиляционных установок со встроенными рекуператорами из Китая и Европы по лучшим ценам.
Установка системы вентиляции с рекуперацией позволяет:
- Повышение эффективности вентиляции;
- Снижение потребления тепловой и электрической энергии;
- Создание комфортной атмосферы в помещении.
Есть вопросы? Позвоните нам: +998 (70) 202-01-32 и вы получите всю необходимую информацию.
Что такое рекуператор — теплообменник
Рекуператор — это тип теплообменника, который имеет отдельные пути потока для каждой жидкости вдоль своих каналов, а тепло передается через разделительные стенки. Тепловая инженерия
Рекуператор — теплообменник
В целом, теплообменники , используемые при регенерации, можно классифицировать как регенераторов или рекуператоров .
- Регенератор — это тип теплообменника, в котором тепло от горячей текучей среды периодически накапливается в теплонакопительной среде, прежде чем передается 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,грамм. 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 повышение теплового КПД паровой турбины может быть достигнуто за счет уменьшения количества топлива , которое необходимо добавить в котел.Это может быть сделано 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 регенерации тепла , и для этой цели можно использовать регенераторов тепла . Иногда инженеры используют термин экономайзер , который означает 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 цикл происходит более высокая температура.
- Регенерация тепла вызывает уменьшение 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.
- Регенерация тепла приводит к повышению качества рабочего пара, так как стоки расположены на 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:
- Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
- Тепло- и массообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
- Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости.Справочник Министерства энергетики США по основам, Том 2 от 3 мая 2016 г.
Ядерная и реакторная физика:
- Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Ридинг, Массачусетс (1983).
- Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
- У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
- Glasstone, Сесонске.Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
- W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Clarendon Press; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
- Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
- Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
- Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2.Январь 1993 г.
- Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Advanced Reactor Physics:
- K. O. Ott, W. A. Bezella, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, пересмотренное издание (1989), 1989, ISBN: 0-894-48033-2.
- К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
- Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
- Э. Льюис, У. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
Надеемся, эта статья «Рекуператор — теплообменник » вам поможет. Если это так, даст нам отметку на боковой панели. Основная цель этого сайта — помочь общественности узнать интересную и важную информацию о теплотехнике.
Рекуператор — теплообменник
Теплообмен:
- Основы тепломассообмена, 7-е издание.Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
- Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
- Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. Справочник по основам DOE, том 2 из 3, май 2016 г.
Ядерная и реакторная физика:
- Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
- Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
- У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
- Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
- W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Clarendon Press; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
- г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
- Роберт Рид Берн, Введение в эксплуатацию ядерного реактора, 1988.
- Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2. Январь 1993 г.
- Пол Ройсс, нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Advanced Reactor Physics:
- К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
- К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
- Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
- Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
Заключительный отчет, Материалы для промышленных систем рекуперации тепла, Задача 1 Улучшенные материалы и работа рекуператоров для алюминиевых плавильных печей (Технический отчет)
Кейзер, Джеймс Р., Сарма, Горти Б., Текди, Арвинд, Мейснер, Роберта А., Фелпс, Тони, Уиллоуби, Адам В., Горог, Дж. Питер, Зе, Джон, Нингилери, Шридас, Лю, Яншэн и Сяо, Чэнхэ. Заключительный отчет, Материалы для промышленных систем рекуперации тепла, Задача 1 Улучшенные материалы и работа рекуператоров для плавильных печей для алюминия . США: Н. П., 2007.
Интернет. DOI: 10.2172 / 919037.
Кейзер, Джеймс Р., Сарма, Горти Б., Текди, Арвинд, Мейснер, Роберта А., Фелпс, Тони, Уиллоуби, Адам В., Горог, Дж. Питер, Зе, Джон, Нингилери, Шридас, Лю, Яншэн и Сяо, Чэнхэ. Заключительный отчет, Материалы для промышленных систем рекуперации тепла, Задача 1 Улучшенные материалы и работа рекуператоров для плавильных печей для алюминия . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/919037
Кейзер, Джеймс Р., Сарма, Горти Б., Текди, Арвинд, Мейснер, Роберта А., Фелпс, Тони, Уиллоуби, Адам В., Горог, Дж. Питер, Зе, Джон, Нингилери, Шридас, Лю, Яншэн и Сяо, Чэнхэ.Солнце .
«Заключительный отчет, Материалы для промышленных систем рекуперации тепла, Задача 1. Улучшенные материалы и работа рекуператоров для плавильных печей для алюминия». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/919037. https://www.osti.gov/servlets/purl/919037.
@article {osti_919037,
title = {Итоговый отчет, Материалы для промышленных систем рекуперации тепла, Задача 1. Улучшенные материалы и работа рекуператоров для плавильных печей для алюминия},
автор = {Кейзер, Джеймс Р. и Сарма, Горти Б. и Текди, Арвинд и Мейснер, Роберта А. и Фелпс, Тони и Уиллоуби, Адам В. и Горог, Дж. Питер и Зе, Джон и Нингилери, Шридас и Лю, Яншэн и Сяо, Chenghe},
abstractNote = {Производство алюминия - очень энергоемкий процесс, который приобретает все большее значение в США.Этот проект был сосредоточен на вопросах материалов, связанных с рекуперацией энергии из потока дымовых газов во вторичной промышленности, где лом и переработанный металл плавятся в больших печах с использованием газовых горелок. Рекуператоры - это один из методов передачи тепла от дымовых газов воздуху, предназначенный для использования в газовых горелках. За счет предварительного нагрева воздуха для горения необходимо использовать меньше топлива для повышения температуры газа до желаемого уровня. Рекуператоры успешно используются для предварительного нагрева воздуха, однако во многих случаях металлические трубы рекуператора имеют относительно ограниченный срок службы - от 6 до 9 месяцев.Цель этого проекта состояла в том, чтобы определить причину быстрого разрушения трубок, а затем рекомендовать альтернативные материалы или условия эксплуатации для продления срока службы трубок рекуператора. Первым шагом к пониманию деградации труб было исследование открытых труб для выявления продуктов коррозии. Анализ поверхностных отложений показал, в первую очередь, оксиды железа, а не оксид хрома, что позволяет предположить, что трубки, вероятно, подвергались циклическому воздействию при относительно высоких температурах до такой степени, что циклирование и последующее отслаивание оксида снижали поверхностную концентрацию хрома ниже критического уровня.Чтобы охарактеризовать температуры, достигаемые трубками, на выбранные трубки устанавливали термопары и измеряли температуры. В течение нескольких часов цикла печи температура трубы значительно превышала 1000 ° C, а в некоторых случаях измерялась температура более 1100 ° C. Дальнейшие температурные характеристики были выполнены с помощью инфракрасной камеры, и эта камера четко показала изменения температуры в первом ряду трубок в четырех модулях рекуператора. Вычислительная гидродинамика использовалась для моделирования потока воздуха для горения в трубах и дымового газа вокруг внешней стороны труб.Это моделирование показало, что распределение воздуха в трубах не было равномерным, и на него сильно влияли скорость и турбулентность, создаваемая элементами в нижней камере, такими как прорези вилочного погрузчика, конструктивные элементы и сломанные спиральные ребра, изначально предназначенные для способствовать нелинейному течению в трубках. Моделирование методом конечных элементов напряжений, возникающих между трубками в первом и втором рядах, показало, как напряжения могут стать достаточно большими, чтобы учесть изгиб и изгиб трубок в первом ряду.Для предотвращения быстрой деградации и, как следствие, короткого срока службы трубок рекуператора были предложены два подхода. Сплавы, которые образуют поверхностный слой оксида алюминия, с большей вероятностью выдержат переходы к очень высоким температурам. Однако наличие этих сплавов в трубах требуемых размеров может быть проблемой, как и возможность сварки этих сплавов с другими компонентами рекуператора. Другой подход повлечет за собой улучшение конструкции модуля рекуператора и изменение рабочих процедур, чтобы избежать условий, в которых очень горячие дымовые газы протекают через трубы рекуператора, в то время как воздух с пониженным содержанием воздуха для горения течет через трубы рекуператора.},
doi = {10.2172 / 919037},
url = {https://www.osti.gov/biblio/919037},
journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {2007},
месяц = {9}
}
Теплообменники: регенераторы и рекуператоры
Теплообменник — это оборудование, в котором тепловая энергия передается от горячей жидкости к более холодной.
ТИПЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ:
Теплообменники: регенераторы и
Рекуператоры
Теплообменник — это
оборудование, в котором тепловая энергия передается от горячей жидкости к более холодной.
Передача тепловой энергии между двумя жидкостями может осуществляться (i)
либо путем прямого смешивания двух жидкостей, и смешанные жидкости оставляют на
промежуточная температура, определяемая из принципов сохранения
энергии, (ii) или путем передачи через стенку, разделяющую две жидкости.В
первые типы называются теплообменниками с прямым контактом, такими как водяное охлаждение
башни и струйные конденсаторы. Последние типы называются регенераторами,
рекуператорные поверхностные теплообменники.
В
регенератор, горячие и холодные жидкости попеременно текут по поверхности, которая
поочередно обеспечивает сток и источник теплового потока. Рис. 10.1 (а) показывает
цилиндр, содержащий матрицу, которая вращается таким образом, что проходит
попеременно через потоки холодного и горячего газа, которые изолированы друг от друга.На Рис. 10.1 (b) показан стационарный регенератор матрицы, в котором горячий и холодный
через них поочередно протекают газы.
Рис.
3.1 (a) Регенератор вращающейся матрицы
В рекуператоре, горячий
и холодные жидкости непрерывно текут по одному и тому же пути. Передача тепла
процесс состоит из конвекции между жидкостью и разделительной стенкой,
проводимость через стену и конвекцию между стеной и другой
жидкость.Чаще всего используются теплообменники рекуперативного типа с широким
разнообразие геометрий:
Учебные материалы, Примечания к лекциям, Задания, Ссылка, Объяснение описания Wiki, краткая информация
Что такое Рекуператор?
Рекуператор — это устройство, используемое для рекуперации тепловой энергии из систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) или промышленного процесса. Это устройство помогает повысить энергоэффективность, что может снизить затраты, связанные с отоплением или производством.В зависимости от области применения рекуператор может также называться теплообменником или рекуператором тепла.
Эти блоки обычно находятся в системах HVAC здания.Рекуператор устанавливается в воздуховоде непосредственно перед вытяжными отверстиями или решетками. Пара параллельных пластин внутри блока отделяет горячий воздух от холодного, направляя воздух в два разных места. Холодный воздух просто удаляется из здания через традиционные вытяжные системы, а горячий воздух направляется обратно в приточные каналы для повторного использования в системе отопления.
Различные типы конструкций рекуператоров могут повлиять на возможности рекуперации тепла этих систем.Вертикальные агрегаты наименее эффективны и состоят из вертикальных пластин внутри большого внешнего кожуха. Горизонтальные устройства, которые более компактны и используют горизонтальные пластины, как правило, более эффективны. Наиболее эффективные агрегаты имеют внутреннюю ячеистую структуру, которая утилизирует до 99 процентов тепловой энергии.
Рекуператор HVAC нельзя использовать круглый год в регионах с жарким летом и холодной зимой.Вместо этого пользователи полагаются на серию заслонок для обхода рекуператора, когда он не нужен. Например, летом заслонка будет закрыта, чтобы воздух не попадал в рекуператор. Вместо этого весь отработанный воздух просто выводится наружу, и нет необходимости или желания поддерживать циркуляцию тепловой энергии внутри здания.
Аналогичная технология используется для рекуперации тепловой энергии на производственных или промышленных объектах.Многие из этих объектов полагаются на газотурбинный двигатель, который использует смесь горячего воздуха и топлива для обеспечения процесса сгорания. Как правило, воздух перед сжиганием необходимо нагреть с помощью дополнительного источника тепла. В зданиях с рекуператором горячий воздух, образующийся при сгорании, просто рециркулируется обратно в двигатель, чтобы смешаться с топливом и привести в действие следующий цикл сгорания. Это устраняет необходимость во втором источнике тепла, а также помогает снизить затраты на топливо, связанные с отоплением.
Рекуператоры
предлагают множество преимуществ домовладельцам, владельцам бизнеса и обществу в целом.Повышая энергоэффективность, они помогают сократить расходы на топливо и даже повысить комфорт в доме или коммерческом здании. Это повышение энергоэффективности также снижает зависимость от ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть. Ограничивая зависимость от этих видов топлива, устройства для рекуперации тепла помогают снизить загрязнение окружающей среды и выбросы парниковых газов, а также сохранить ограниченные ресурсы.