Рекуперация воздуха
Содержание
1. Ведение
2. Типы рекуператоров воздуха
2.1. Рекуператор воздуха типа - тепловые трубы
2.2. Пластинчатый рекуператор воздуха
2.3. Рекуператор воздуха типа - обратный змеевик (замкнутая петля)
2.4. Колесный рекуператор воздуха
1. Ведение
Рекуперация воздуха — это повторное полезное использование части теплоты (холода) от отработанного воздуха и передача этой теплоты (холода) свежему приточному воздуху, в системе вентиляции, посредством специально разработанного для этого оборудования — рекуператора воздуха (его типы подробно будут рассмотрены ниже).
По сводной статистике, которая собиралась многими странами, до 25% тепла, от отопления / кондиционирования теряется посредством вентиляционных потоков. В этой связи, отапливаемые / кондиционируемые здания становятся менее энергоэффективными, растет общемировое энергопотребление и как следствие — ухудшается экология. Рекуперация воздуха в системе вентиляции, призвана сократить потери, путем минимизации теплопотерь / хладопотерь, с притоком в отапливаемое / охлаждаемое помещение свежего (холодного / теплого) воздуха с улицы и оттоком нагретого / охлажденного. Эта мера не только экономит деньги на отопление, но и служит более важной и глобальной цели — улучшения экологии на планете Земля.
Современные рекуператоры воздуха имеют КПД до 80%. Т.е 80% тепла / холода, которое должно было быть удалено из помещения системой вентиляции, остается в помещении, при этом свежий воздух поступает в необходимом объеме. Помимо прочих плюсов (энергозатраты, экология), такая экономия позволяет уменьшить изначальные затраты не отопительные или охладительные агрегаты, так как при рекуперации тепла, потребуется менее мощные котлы, кондиционеры, тепловые насосы, чиллеры. Так как рекуператор воздуха, как сказано выше, снижает вентиляционные потери, остаются значительными потери только через ограждения.
В рекуператорах воздуха применяют множество различных фильтров для удаления разного рода загрязнений от приточного воздушного потока до того как воздух поступит в помещение с людьми. Система фильтров способна удалять даже дым, частички множества токсинов, не говоря о бактериях, спорах плесени, пыльцы, которая может вызывать аллергию и проч. Это исключительно положительно сказывается на всех работниках / жильцах, особенно на людей с ослабленным здоровьем, таких как аллергики и астматики. Кроме того, утилизируется излишняя влажность, при этом в потенциально влажное помещение (ванная комната, кухня) осуществляется повышенный приток сухого воздуха, что в сумме препятствует возникновению и распространению плесени непосредственно внутри помещения
2. Типы рекуператоров воздуха
Перечислим ниже наиболее эффективные или наиболее применяемые типы рекуператоров в вентиляционных системах.
2.1. Рекуператор воздуха типа — тепловые трубы
Тепловые трубы наиболее просты в обслуживании среди рекуператоров. Внутри тепловых трубок кипит хладагент, эти трубки расположены между двумя потоками воздуха — приточным и отработанным. Один их потоков (теплый) нагревает трубки, заставляя кипеть хладагент внутри них. Далее, пары хладагента поднимаются по трубе, где холодный воздушный поток охлаждает трубку и хладагент конденсируется, при этом, отдавая теплоту холодному потоку и тем самым его нагревая. Трубки эффективнее располагать вертикально, горизонтальные также применяются, но они до 25% менее эффективны. Часто внутри трубок монтируют специальные фитили, для лучшей циркуляции и вскипания сконденсированного хладагента, в участке испарения.
2.2. Пластинчатый рекуператор воздуха
Пластинчатые рекуператоры наиболее распространены. Пластины закреплены статично и не имеют движущихся элементов. Воздух движется в по плоскостям межпластинчатого пространства, приточный и отработанный воздух движутся в противоток друг — другу. Через поверхность пластин происходит теплообмен, воздушные потоки не смешиваются. Эффективность теплопередачи, во многом зависит от площади и толщины пластин, а также теплопроводности материала из которого они произведены. Для изготовления пластин применяют различные металлы, теплопроводящие полимеры и специальную бумагу. Пластинчатые рекуператоры имеют КПД до 70%, что ниже, чем у колесных рекуператоров.
2.3. Рекуператор воздуха типа - обратный змеевик (замкнутая петля)
Рекуператор обратный змеевик (замкнутая петля), конструктивно, представляет собой два змеевика, соединенных между собой трубами. Для большей теплопередачи змеевики часто имеют обрешетку или оребрение трубок. По трубам, расположенным между змеевиками, перекачивается вода или иной хладоноситель (теплоноситель). Перенося тело / холод от одного воздушного потока к другому и так далее — по замкнутому контуру. Такого рода системы, имеют сравнительно низкий КПД, не более 50%. Обратные змеевики часто применяются в системах вентиляции, где потоки воздуха находятся на существенном расстоянии друг от друга. В данном промежутке прокладываются трубы, которые теплоизолируются, для минимизации теплопотерь (хладопотерь), во время перекачивания жидкости от одного змеевика к другому, от теплого к холодному и обратно, по циклу. В данной системе необходим циркуляционный насос, для циклического перекачивания хладоносителя (теплоносителя). В более сложных системах часто устанавливают трехходовой клапан, для байпасного регулирования потока хладоносителя (теплоносителя) между змеевиками, если необходимо снизить интенсивность теплообмена между воздушными потоками.
2.4. Колесный рекуператор воздуха
Колесные рекуператоры, являются наиболее габаритными рекуператорами, но при этом наиболее эффективными среди всех прочих типов. Рекуператор состоит из большого колеса, с сотовой структурой, через часть сотов проходит поток свежего уличного воздуха, а через часть сотов отработанный воздух. Колеса вращаются и тепло / холод от отработанного воздуха передается приточному уличному. Такие рекуператоры передают до 80% теплоты / холода.
В рекуператоре не должно происходить смешивание потоков отработанного и свежего приточного воздуха. Для этого критически важно, чтобы соблюдалась разность давлений — давлений воздуха. Со стороны подачи свежего воздуха давление должно быть выше, нежели давление на стороне отвода отработанного воздуха. Так же, во избежание попадания отработанного воздуха в помещение предусмотрены следующие меры: расположение вытяжных вентиляторов на разных уровнях, относительно колеса с сотами; перегородка между потоками; наличие сектора продувки. Вентиляторы создают в зонах перед колесом небольшое отрицательное деление (разряжение), при этом, как писалось выше, необходима разность давлений, на стороне отработанного воздуха, разряжение должно быть больше, а на стороне свежего разряжение меньше.
Сектор продувки очищает соты, перед моментом переключения потоков, от потока отработанного воздуха к потоку свежего воздуха, с целью предотвращения попадания отработанного воздуха в помещение. Небольшое количество приточного – свежего воздуха продувает отработанный воздух, перед переходом колеса с сотами в пространство, где через колесо будет продуваться свежий воздух. Это немного снижает эффективность теплопередачи, так как в секторе продувки, с порцией свежего “продувного” воздуха удаляется часть теплоты от нагретого теплым воздухом колеса. Но так как качество воздуха очень важно (недопущение затягивания отработанного воздуха обратно в помещения), а КПД колесного рекуператора очень высокий, то данные теплопотери вполне приемлемы, для достижения отличного — качества воздуха.
