IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Рекуперация в вентиляции играет важную роль, так как позволяет повысить эффективность системы благодаря особенностям конструкции. Существуют разные исполнения рекуперационных узлов, каждый из которых обладает своими плюсами и минусами. Выбор приточно-вытяжной вентиляционной системы зависит от того, какие задачи решаются, а также от климатических условий местности.

Рекуперация в вентиляции является довольно новой технологией. Её действие основано на возможности использовать удаляемое тепло для обогрева помещения. Происходит это благодаря отдельным каналам, поэтому воздушные потоки между собой не смешиваются. Конструкция рекуперативных узлов может быть разной, некоторые типы позволяют избежать образования конденсата во время процесса теплоотдачи. От этого также зависит и уровень производительности системы в целом.

Вентиляция с рекуперацией тепла может выдавать во время работы высокий КПД (коэффициент полезного действия), который зависит от типа рекуперативного узла, скорости движения воздушных потоков через теплообменник и от того, насколько велика разница между температурой снаружи и внутри помещения. Значение КПД в некоторых случаях, когда вентиляционная система спроектирована с учётом всех факторов и обладает высокой производительностью, может достигать 96%. Но даже с учётом наличия погрешностей в работе системы минимальный предел КПД составляет 30%.

Целью рекуперативного узла является максимально эффективное использование ресурсов вентиляции для дальнейшего обеспечения достаточного воздухообмена в помещении, а также экономия электроэнергии. С учётом того, что приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией функционирует большую часть суток, а также, принимая во внимание, что обеспечение достаточной кратности воздухообмена требует немалой мощности оборудования, то применение системы вентиляции со встроенным узлом рекуперации поможет сэкономить до 30% электроэнергии.

В настоящее время существует несколько вариантов рекуператоров:

1. роторные;

Роторный рекуператор представляет собой небольшой цилиндр, внутри которого плотно расположены слои гофрированного металла. Цилиндрический ротор располагается в направлении оси вытяжного и проточного устройства. Барабан роторного рекуператора вращается, пропуская сначала нагретый вытяжной поток воздуха, а затем холодный приточный поток. В результате поочередно нагреваются и охлаждаются слои гофрированного металла, и холодному поступающему воздуху отдается часть тепла.

Данный тип теплоутилизатора применим при непосредственной компоновке приточной и вытяжной установок и допускает некоторое смешение приточного воздуха с очищенным выбросным. Ротор (теплообменника) вращается электродвигателем с регулируемым числом оборотов. При угрозе обмерзания теплообменника число оборотов снижается. Возможно устройство обводных каналов вне блока, либо прямой рециркуляции в качестве меры снижения его обмерзания. Целесообразно предусмотреть промежуточные секции для его обслуживания.

1. пластинчатые (противоточные и перекрестноточные);

Пластинчатый рекуператор представляет собой набор кассет, в которых каналы вытяжного и приточного воздуха разделены пластинами их оцинкованного металла. Потоки воздуха при этом не смешиваются, а теплообмен происходит из-за одновременного нагревания и охлаждения пластин с разных сторон.

Применим при непосредственной компоновке приточной и вытяжной установок. В ряде блоков конструктивно производителем предусмотрены меры против их обмерзания, например, путем устройства обводных каналов, разделением поверхности теплообмена на участки, применением специальных средств автоматизации. Датчик температуры, управляющий приводом клапана обводного канала, направляет часть холодного воздуха мимо теплообменника и снижает риск замерзания конденсата выпадающего из теплого удаляемого воздуха. Под теплообменником на выходе вытяжного воздуха устанавливается поддон с патрубком для слива конденсата.

1. рекуператоры с использованием промежуточного вещества.

В рекуператорах с промежуточным теплоносителем за передачу тепла отвечает вода или водно-гликолиевый раствор.

Отводимый воздух обеспечивает нагрев теплоносителя, который, в свою очередь, передает тепло поступающему воздушному потоку. Воздушные потоки не смешиваются, устройство характеризуется относительно невысоким КПД (40-55%), обычно, используется в производственных помещениях с большой площадью.

Состоит из стандартных блоков воздухонагревателя и воздухоохладителя, на базе медно алюминиевых теплообменников, монтируемых, соответственно, в приточной и вытяжной вентиляционных системах. В качестве теплоносителя используются водные растворы гликоля и этиленгликоля различных концентраций. Вентиляционные системы могут стоять на значительном удалении друг от друга. При необходимости, воздухонагреватели и воздухоохладители могут выполняться с обводными каналами. Эффективность теплоутилизации до 55%.

Наиболее востребованным типом для установки являются роторные и пластинчатые (как правило, перекрестноточные) теплообменники, поэтому имеет смысл рассмотреть достоинства и недостатки каждого из них.

Роторный рекуператор

Преимущества использования:

1. Небольшие размеры устройства. Этот показатель очень немаловажен, так как устанавливая его в относительно небольшом помещении, не хотелось бы, чтобы прибор занимал много места, а, следовательно, сужал пространство.

2. Возможность регулировать скорость вращения теплообменника, что позволяет регулировать подачу тепла.

3. Высокий КПД устройства (до 80%).

4. Такой прибор способен частично возвращать влагу в помещение, что позволяет сохранять нужную влажность.

Говоря о достоинствах любого прибора, необходимо упомянуть и о возможных недостатках. Такое также здесь присутствуют. Из недостатков можно определить основные:

1. Сложность конструкции прибора. Ни для кого не секрет, что чем сложнее конструкция, тем в итоге значительно сложнее его обслуживать. Ремонт рекуператора достаточно сложен и дорогостоящ.

2. Из-за особенности конструкции загрязненный воздух может частично поступать в приток. Отсюда необходимо использовать дополнительный фильтры для оптимальной работы.

3. Еще к одному из недостатков можно отнести то, что для вращения теплообменника требуется электроэнергия. Потребление ее небольшое, но все-таки оно присутствует.

Пластинчатый рекуператор

Положительные характеристики такого рекуператора можно представить в следующем виде:

1. Высокая эффективность (КПД до 70%).

2. Простота устройства. Нет подвижных и вращающихся элементов, которые могут выйти их строя, а соответственно нет необходимости в обслуживании и ремонте.

3. Не потребляет электроэнергию, а, соответственно, позволяет экономить средства на обслуживание.

Отрицательные характеристики:

1. В зимний период основной проблемой таких устройств является обмерзание теплообменника. Для возобновления работы в этом случае следует либо отключать приточный вентилятор, либо использовать специальный клапан (байпасный).

2. Отсутствие в данных приборах возврата влаги в отличие от роторных.

Рассмотрены основные характеристики каждого из приборов. Определены их положительные и отрицательные стороны.

Список использованных источников

1. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

Код для цитирования: Скопировать