Рекуперация тепловой энергии в системах вентиляции

Рекупера́ция (от лат. recuperatio «обратное получение») возвращение части материалов или энергии для повторного использования в том же технологическом процессе.лат. Рекупера́ция (от лат. recuperatio «обратное получение») возвращение части материалов или энергии для повторного использования в том же технологическом процессе.лат. Виды рекуператоров Пластинчатые рекуператоры Роторные рекуператоры Рекуператоры с промежуточным теплоносителем Тепловые трубы

Пластинчатые рекуператоры Принцип работы пластинчатого рекуператора 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: 45-75% для металлических и пластиковых теплообменников рекуператоров % 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. По типу исполнения Перекрёстноточные рекуператоры (движение приточного потока воздуха и вытяжного перпендикулярны по отношению друг к другу); Противоточные рекуператоры (вытяжка и приток движутся в противоположных направлениях) Прямоточные рекуператоры (вытяжка и приток движутся параллельно в одном направлении)

Преимущества: -Простота конструкции и надежность -Низкие эксплуатационные затраты; -Отсутствуют вращающиеся элементы; -Не требует обслуживания; -Простая автоматизация; -Высокий КПД Недостатки: -Высокие капитальные затраты -Невозможность очистки (при отсутствии фильтра); -Значительно высокое аэродинамическое сопротивление; -Большие размеры; -Обмерзание при низких температурах наружного воздуха, с необходимостью наличия байпасной линии обводного контура, при котором нагрузка на нагрев 100%.; -Отсутствие возврата влаги (исключение целлюлозные пластинчатые рекуператоры) Применение: Алюминевые рекуператоры- в бытовых и промышленных системах вентиляции; Пластиковые рекуператоры -в бытовых системах вентиляции; Рекуператоры из нержавейки- Химических, фармацевтических, пищевых, промышленные производствах.

Роторный рекуператор Роторный рекуператор представляет собой некий цилиндр, в котором расположены упакованные с высокой плотностью слои гофрированной стали. Сформировавшийся барабан вращается, и в каждый из отсеков поочередно попадает теплый и холодный воздух. Пластины обеспечивают теплообмен.

Преимущества: -Высокий КПД 75-90%, ; -Возможность возврата скрытой теплоты (испарение и конденсация).; -Отсутствие байпасной линии; -Простота обслуживания и очистки; Недостатки: -Возможность протока воздуха через неплотности при перепадах давления или расхода воздуха притока или вытяжки. -Вероятность передачи запаха через неплотности вращающегося барабана ротора. -шум и вибрация -Применение частотного преобразователя для электродвигателя вращения ротора. -потребление электроэнергии Применение: 1. В бытовых системах вентиляции; 2. На промышленных предприятиях 3. Административные здания и сооружения 4. В помещениях, характеризующиеся повышенной влажностью или избыточно сухим воздухом,

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем В такой конструкции теплоноситель или водно-гликолевый или обычный водный раствор - циркулирует между 2-х теплообменников: один из них располагается в вытяжном канале, другой же в приточном. Нагреваясь удаляемым воздухом, теплоноситель передает тепло далее - приточному воздуху. Циркулируя в замкнутой системе, он не передаёт загрязнения из удаляемого воздуха в поступающий.

Преимущества: -На один теплообменник можно направить несколько приточных или вытяжных воздушных потоков; -Расстояние между теплообменниками может достигать более 500 м. -Не смешиваются воздушные потоки из вытяжного и приточного канала: -Не требуется байпасной линии Недостатки: -Низкий КПД -Высокие капитальные затраты -Высокие эксплуатационные затраты. -Нет возможности передачи скрытой теплоты Применение: В бытовых и промышленных системах вентиляции; Химических, фармацевтических, пищевых промышленностях. В помещениях категории чистые.

Тепловые трубы Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом. Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость.

Преимущества: -Не смешиваются воздушные потоки из вытяжного и приточного канала: -Не требуется байпасной линии -Отсутствуют вращающихся элементов Недостатки: -Низкий КПД -Наличие в системе фреона -Нет возможности передачи скрытой теплоты -Большая стоимость - небольшой опыт их реального применения в России Применение: В бытовых и промышленных системах вентиляции; Химических, фармацевтических, пищевых промышленностях.

Стоимость приточной установки и температурный коэффициент эффективности рекуператора зависят от расхода воздуха в системе. Для оценки этих зависимостей были обработаны данные по приточным установкам фирмы VTS. Зависимости удельной стоимости приточной установки и эффективности рекуператоров от расхода представлены на рис. 1 и 2. Из рис. 1 видно, что с увеличением расхода разница в стоимости пластинчатого и роторного рекуператора уменьшается. Некоторая «волнистость» графиков объясняется тем, что типоразмер приточной установки изменяется ступенчато и при переходе на следующий типоразмер стоимость оборудования значительно возрастает. Температурная эффективность роторных рекуператоров заметно выше, чем пластинчатых. Кроме того, в роторных рекуператорах происходит некоторый влагоперенос из вытяжного воздуха в приточный, что повышает тепловую эффективность. Надо понимать, что заявленная производителем температурная эффективность, например 85 %, определена при идеальных с точки зрения рекуперации условиях, фактически же в реальных условиях она значительно ниже. На температурную эффективность оказывают значительное влияние параметры внутреннего и наружного воздуха. Удельная экономия энергии для разных типов рекуператоров представлена на рис. 3. Очевидно, что для всего исследуемого промежутка экономия энергии для роторных рекуператоров выше, чем для пластинчатых.