Температура воздуха после рекуператора

Температура воздуха после рекуператора

Вентиляционные установки с рекуператором используются там, где требуется максимальная экономия энергии. Рекуператор (теплоутилизатор) позволяет подогревать приточный воздух за счет тепловой энергии вытяжного потока, поэтому для догрева воздуха до комфортной температуры можно использовать маломощный калорифер. Рекуператор будет полезен и в случае ограничения доступной мощности, например, в коттедже с электрическим отоплением.

При расчете окупаемости рекуперационной установки рекомендуем оценивать не просто разницу в стоимости двух вентиляционных установок: приточной и с рекуператором, а относительную разницу в стоимости готовых систем вентиляции, включающих сеть воздуховодов и вытяжную установку для системы без рекуперации. При таком подходе разница в расходах на эти две системы будет незначительна.

На практике системы вентиляции с рекуперацией чаще устанавливают в офисах или частных домах, где экономия энергии особенно актуальна, в квартирах же они применяются реже, поскольку вентиляция требует двукратного увеличение протяженности воздухопроводной сети, в то время как разместить воздуховоды даже для одной приточной системы бывает проблематично. Другая особенность систем с рекуперацией вытекает из необходимости организации подпора «грязных» помещений: часть вытяжного потока должна удаляться через вытяжные каналы санузлов и кухни, чтобы не допустить распространения неприятных запахов. Некоторые типы рекуператоров могут обслуживать «грязные» помещения, другие, где есть переток воздуха между каналами, – нет (иначе загрязненный воздух попадет в приточный канал). В таких рекуператорах через вытяжной канал будет проходить меньше воздуха, чем через приточный, что приведет к снижению эффективности рекуперации разбалансировки притока и вытяжки. Для коттеджей или офисов это не критично, поскольку объем «грязных» помещений невелик по сравнению с общим объемом обслуживаемых помещений и разбалансировка будет незначительной. Для квартиры же снижение эффективности рекуперации может быть весьма заметно. Обратите внимание, что для корректной настройки системы вентиляции автоматика вентустановки должна обеспечивать регулируемую разбалансировку притока и вытяжки в широких пределах.

Рекуператор и увлажнение воздуха

В холодный период года приточный воздух имеет низкое влагосодержание, поэтому его подача в помещение приводит к снижению относительной влажности воздуха до 15–20% при норме 40–50%. В системах с рекуперацией есть два варианта решения этой проблемы:

  1. Использование рекуператора с частичным переносом влаги. В этом случае часть влаги (от 20 до 50%) передается от вытяжного воздуха к приточному, увлажняя его. Компенсировать потерю части влаги помогают естественные влагопритоки (приготовление пищи, сушка белья ), либо использование бытового увлажнителя невысокой производительности. Установить такой увлажнитель можно в одном из помещений, откуда рекуператор забирает вытяжной воздух (влага будет частично передаваться в приточный канал). Применять высокопроизводительный канальный увлажнитель с такими рекуператорами нельзя риска обмерзания теплоутилизатора. Для каждого типа рекуператора обычно указывается максимально допустимая относительная влажность вытяжного воздуха.
  2. Использование увлажнителя воздуха. Некоторые типы рекуператоров могут работать с влажным вытяжным воздухом, поэтому вместе с ними можно использовать канальный увлажнитель. Это позволяет полностью решить проблему низкой влажности воздуха в зимний период. Далее для каждого описываемого типа рекуператора мы будем указывать возможность его работы с увлажнителем воздуха.

Теперь рассмотрим особенности различных типов рекуператоров. В системах комфортной вентиляции (для жилых и офисных помещения) чаще всего используются пластинчатые и роторные модели, остальные типы рекуператоров имеют ограниченное применение, поэтому их мы рассматривать не будем.

Роторные рекуператоры

В роторных рекуператорах тепло передается вращающимся между вытяжным и приточным каналами ротором. Эти рекуператоры имеют меньшие габариты, но более высокую стоимость, чем пластинчатые. Тепловая эффективность роторных рекуператоров — 70–85%. Конструктивной особенностью роторных моделей является небольшой (5–10%) подмес вытяжного воздуха к приточному. Это не позволяет подавать в вытяжной канал загрязненный или имеющий неприятный запах воздух, поэтому в системах вентиляции с роторным рекуператором необходимо применять дополнительную (изолированную от основной системы) вытяжку в санузлах и на кухне.

В холодный период года на пластинах ротора конденсируется влага из вытяжного воздуха, которая затем испаряется при обдуве пластин сухим приточным воздухом. Этот механизм обеспечивает небольшую передачу влаги из вытяжного канала в приточный. В тоже время роторные рекуператоры нельзя использовать совместно с канальным увлажнителем воздуха риска обмерзания ротора.

Пластинчатые рекуператоры

Пластинчатые рекуператоры, в отличие от роторных, не имеют движущихся частей и не нуждаются в обслуживании, поэтому идеально подходят для применения в квартирах, офисах и коттеджах. Эти рекуператоры имеют несколько разновидностей:

Системы защиты от обмерзания рекуператора

Одним из основных параметров любой вентустановки с рекуператором является минимально допустимая температура наружного воздуха, при которой система вентиляции может стабильно работать. Такое ограничение связано с тем, что при низкой температуре наружного воздуха рекуператор может обмерзнуть. Помимо температуры наружного воздуха важным фактором является относительная влажность вытяжного воздуха: при высокой влажности в рекуператоре конденсируется больше влаги и обмерзание происходит быстрее. По этой причине в документации обычно указывают ограничения на оба этих параметра, так, например, для роторных и энтальпийных рекуператоров работа совместно с увлажнителями воздуха, как правило, запрещена.

Для защиты от обмерзания используются разные методы, отличающиеся по стоимости, эффективности и энергопотреблению:

  1. Самый простой и недорогой вариант – периодическое осушение рекуператора по таймеру. Если температура наружного воздуха опустилась ниже нуля, автоматика вентустановки через определенные промежутки времени включает на несколько минут режим осушки. В таком режиме приточный канал отключается, поверхность рекуператора перестает охлаждаться, лед растапливается и влага удаляется вместе с потоком воздуха. Это техническое решение не требует использования дополнительных элементов и потому особенно популярно среди производителей вентоборудования. Однако такой способ имеет существенный недостаток: на время разморозки отключается подача свежего воздуха и нарушается баланс притока – вытяжки, способствуя распространению неприятных запахов из кухни и санузлов. Кроме того, без контроля фактического состояния рекуператора сложно подобрать длительность и период включения осушки. При неблагоприятных условиях (влажный воздух в помещении или сильный мороз) такой способ защиты может оказаться неэффективным и рекуператор замерзнет.
  2. Можно немного улучшить первый вариант и включать режим осушения рекуператора по датчику обмерзания: для этих целей используют датчик перепада давления (при обмерзании падение давления на рекуператоре резко возрастает) или датчики температуры на входах и выходах рекуператора (при обмерзании снижается эффективность рекуперации). Хотя этот метод и должен исключить обмерзание рекуператора, у него есть общий с предыдущим вариантом недостаток: при неблагоприятных условиях процесс разморозки может занимать длительное время того, что вытяжной канал забит льдом и скорость потока воздуха через него минимальна (при сильных морозах вентустановка может проводить в режиме разморозки большую часть времени).
  3. Чтобы в процессе разморозки не отключать подачу свежего воздуха, можно установить байпас приточного канала, через который приточный воздух пойдет в обход рекуператора. Такой метод разморозки не будет приводить к снижению комфорта, поскольку общий расход воздуха останется неизменным. Однако при этом рекуператор перестанет работать и для нагрева приточного воздуха придется использовать мощный калорифер, что приведет к большим пиковым нагрузкам. Если доступная мощность ограничена, нагревать воздух можно штатным маломощным калорифером, но тогда потребуется снизить в несколько раз расход притока и, для сохранения баланса, вытяжки.
  4. Вместо применения байпаса можно установить дополнительный калорифер на входе приточного канала рекуператора, тогда при обмерзании можно будет включить этот калорифер и растопить лед теплым приточным воздухом. Недостаток здесь такой же, как и в предыдущем варианте: большие нагрузки, что не всегда допустимо. В тоже время, из четырех рассмотренных методов этот обеспечивает наиболее быструю разморозку, поскольку теплый воздух подается в приточный канал, который в отличие от вытяжного, никогда не обмерзает и поэтому внутри него сохраняется нормальная скорость потока воздуха (приточный канал не обмерзает, так как наружный холодный воздух почти не содержи влаги).
Читайте также:  Пирог с вишней из компота

Особенности работы рекуператор в летний период

В теплый период года рекуператор необходимо отключать. Связано это с тем, что при жаркой и влажной погоде приточный воздух будет охлаждаться прохладным воздухом из помещения, в результате чего в приточном канале рекуператора образуется конденсат. Но приточный канал рекуператора на это не рассчитан (в нормальном режиме конденсат возникает только в вытяжном канале), поэтому вода потечет внутрь вентустановки, а оттуда наружу.

Для отключения роторного рекуператора достаточно выключить его двигатель – ротор остановится, и рекуператор перестанет влиять на температуру проходящего через него воздуха. С пластинчатыми теплоутилизаторами сложнее. Раньше к вентустановкам прилагался, так называемый, летний блок, который пользователь должен был устанавливать вместо рекуператора на летний период. Теперь такое решение почти не используется: внутри современных вентустановок есть ручной или автоматический байпас для обхода приточного или вытяжного канала. Байпас также позволяет экономить энергию: падение давления на нем меньше, чем на рекуператоре, поэтому при том же расходе воздуха энергопотребление вентилятора становится ниже.

Заметим, что в вентустановках с энтальпийным рекуператором можно обойтись без байпаса. Мембрана рекуператора выравнивает влагосодержание воздуха в каналах, поэтому влага в приточном канале не конденсируется.

Выводы

В настоящее время в системах комфортной вентиляции наиболее перспективными являются три типа рекуператоров:

  • Каскадные энтальпийные с частичным переносом влаги для квартир и небольших частных домов.
  • Высокоэффективные противоточные рекуператоры с отсутствием перетоков – для любых объектов.
  • Роторные рекуператоры – для объектов, где критичны габариты вентиляционной установки.

При выборе вентиляционной установки с теплоутилизатором необходимо учитывать минимальную температуру наружного воздуха и максимально допустимую влажность воздуха внутри помещения, при которых рекуператор может стабильно работать. Эти параметры указываются с учетом возможностей встроенной системы защиты от обмерзания рекуператора.

Вентустановки с простыми системами защиты от обмерзания могут создавать дискомфорт в обслуживаемых помещениях разбалансировки притока – вытяжки при осушении рекуператора. Если используется простейшая защита с осушением по таймеру, может потребоваться настройка интервалов осушки с учетом фактической влажности вытяжного воздуха там, где будет эксплуатироваться вентустановка.

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.

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.
Читайте также:  Нужно ли грунтовать гипсовую штукатурку перед шпаклевкой

Все категории теплоутилизаторов обладают такими преимуществами как:

  1. Высокая экономичность, благодаря снижению расходов на эксплуатацию
  2. Уменьшение нагрузки на окружающую среду благодаря снижению энергопотребления
  3. 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.

Читайте также:  Мдф или лдсп для детской мебели

Расчет рекуператора происходит в 2 этапа:

Надеемся наша статья была вам полезной и вы воспользуетесь изложенной информацией.

Приточно-вытяжные вентиляционные установки с рекуператором воздуха

Почему от вытяжной вентиляции старого типа давно пора отказаться

Как сберечь тепло в доме

Есть ли недостатки у пластинчатых рекуператоров

Приточно-вытяжные вентиляционные установки с рекуперацией тепла

Схема и принцип работы приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуператором

Предположим, что на улице зима и температура воздуха за окном -23 0 С. При включении приточно-вытяжной установки, уличный воздух засасывается установкой при помощи встроенного вентилятора, проходит через фильтр и попадает на теплообменную кассету. Проходя через нее, он нагревается до +14 0 С. Как мы видим, в зимние холода, установка не в состоянии полностью прогреть воздух до комнатной температуры, хотя многим, возможно будет достаточно и такого нагрева, поэтому после рекуператора приточный воздух может идти сразу в помещение, или если в рекуператоре стоит так называемый «догрев воздуха» проходя через него, воздух догревается до +20 0 С и только полностью прогретый попадает в помещение. Догреватель это маломощный калорифер электрический или водяной мощностью 1-2 кВт, который может, если в этом есть необходимость, включаться при низких уличных температурах и догревать воздух до комфортной комнатной температуры. В комплектациях рекуператоров различных производителей, как правило, есть возможность выбора водяного или электрического догревателя. Напротив, комнатный воздух с температурой +18 0 С(+20 0 С) засасываясь из помещения встроенным в установку вентилятором, проходя через теплообменную кассету, охлаждается приточным воздухом и выходит на улицу из рекуператора, имея температуру -15 0 С.

Какая температура воздуха будет после рекуператора зимой и летом

Есть довольно простой способ самим посчитать, какой же температуры будет попадать воздух в помещение после рекуператора. На сколько эффективно будет прогреваться приточный воздух и будет-ли он вообще подогреваться? Что будет происходить с воздухом в рекуператоре летом?

На картинке видно, что уличный воздух равен 0 0 С, эффективность рекуператора равна 77% при этом, температура воздуха попадающего в помещение равна 15,4 0 С. А на сколько прогреется воздух, если температура на улице будет например -20 0 С? Существует формула расчета приточного воздуха для рекуператора в зависимости от его эффективности, температуры воздуха на улице и в помещении:

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

Для нашего примера получается: 15,4 0 С=(20 0 С-0 0 С)х77%+0 0 С Если температура за окном -20 0 С, в помещении +20 0 С, эффективность рекуператора 77%, то температура воздуха после рекуператора составит: t=((20-(-20))х77%-20=10,8 0 С. Но это конечно теоретический расчет, на практике температура будет немного меньше, около +8 0 С.

Аналогично рассчитывается температура воздуха после рекуператора летом:

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

Для нашего примера получается: 24,2 0 С=35 0 С+(21 0 С-35 0 С)х77%

Схема и принцип работы приточно-вытяжной системы вентиляции с роторным рекуператором

Какой рекуператор лучше

Сегодня в продаже имеются рекуператоры разных фирм производителей, отличающиеся по многим пунктам: принципу работы, эффективности, надежности, экономии и т.д. Давайте посмотрим на наиболее популярные типы рекуператоров и сравним их преимущества и недостатки.
1. Пластинчатый рекуператор с алюминиевым теплообменником. Цена такого рекуператора достаточно низкая, по сравнению с другими типами рекуператоров, что несомненно является одним из его приемуществ. В устройстве потоки воздуха не смешиваются, их разделяет алюминиевая фольга. Из минусов следует назвать не высокую производительность при низких температурах, т.к. теплообменник периодически обмерзает и должен часто оттаивать. Логично, что затраты на электроэнергию повышаются. Не желательно так же их устанавливать и в жилых помещениях, т.к в зимний период в процессе работы рекуператора, удаляется вся влага из воздуха помещения и требуется его постоянное увлажнение. Основным преимуществом алюминиевых пластинчатых рекуператоров является то, что их можно устанавливать для вентиляции бассейнов.
2. Пластинчатый рекуператор с теплообменником из пластика. Преимущества — те же, что и у предыдущего варианта, однако КПД — выше благодаря свойствам пластмассы.
3. Пластинчатый рекуператор с теплообменником из целлюлозы и одинарной кассетой. Несмотря на то, что потоки воздуха разделяются перегородками из бумаги, влага спокойно пропитывает стенки теплообменника. Важным преимуществом является то, что в помещение обратно попадает и сбереженное тепло и влага. Из-за того, что теплообменник практически не подвержен обмерзанию, не тратится время на его оттаивание, значительно увеличивается эффективность устройства. Если говорить о недостатках, то они — таковы: рекуператоры этого типа нельзя устанавливать в бассейнах, а также в любых других помещениях, где наблюдается избыточная влажность. Помимо этого рекуператор нельзя использовать для осушения. Очень часто, такие рекуператоры устанавливаются для вентиляции в квартире.

4. Роторный рекуператор. Отличается высоким КПД, однако этот показатель все же остается ниже, чем если бы использовалась пластинчатая установка с двойной кассетой. Отличительной особенностью является низкое потребление энергии. Что до недостатков, то отметим такие моменты, так как встречные воздушные потоки у роторного рекуператора разделены не идеально, в приточный воздух попадает небольшое количество удаляемого из помещения воздуха (пусть и незначительное). Само устройство стоит довольно дорого, т.к. используется сложная механика. Наконец, роторный рекуператор должен обслуживаться чаще, чем другие приточно-вытяжные установки и его установка во влажных помещениях не желательна.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector