Рекуператоры в составе систем вентиляции: виды, эффективность и недостатки

Рекуператор – это устройство для теплообмена, которое разработано с целью передачи теплоты от потока вытяжного воздуха к приточному воздуху без их взаимного смешивания. Это один из способов экономии тепловой энергии при работе вентиляционной системы, о чем упоминалось в статье, на которую есть ссылка. В данном материале мы более детально рассмотрим различные типы рекуператоров для вентиляционных систем, а также обсудим их недостатки и эффективность.

Роторный рекуператор

Этот тип рекуператора представляет собой колесо, которое приводится в движение с помощью электропривода. Колесо состоит из набора тонких пластин, образующих сквозные отверстия для прохождения воздушного потока через них. Половина этого колеса располагается в вытяжном канале воздуховода, а другая половина – в приточном.

Роторные рекуператоры функционируют следующим образом: при вращении колеса, поток вытяжного воздуха передает свое тепло пластинам, а затем, при вращении нагретых пластин в приточном канале, это тепло передается холодному воздуху, который поступает в здание. Таким образом, рекуператор позволяет переиспользовать часть тепла вытяжного воздуха и снизить затраты на обогрев или охлаждение приточного воздуха.

Производительность роторного рекуператора регулируется путем изменения скорости его вращения. Это позволяет контролировать объем передаваемого тепла и подстраивать работу рекуператора под требуемые условия вентиляции.

Однако, следует отметить, что роторные рекуператоры имеют некоторые ограничения в применении. В процессе работы вытяжные и приточные воздушные потоки поочередно проходят через каналы рекуператора, что приводит к незначительному подмешиванию вытяжного потока (приблизительно 3-8%) в приточный канал. Это означает, что в приточный воздух может попадать небольшое количество загрязнений или запахов из вытяжного потока. В связи с этим роторные рекуператоры могут быть не подходящими для систем вентиляции в чувствительных к чистоте помещениях, таких как больницы, чистые помещения или пищевые производства, где требуется строгое соблюдение стандартов гигиены и качества воздуха. В этих случаях, более подходящими вариантами могут быть другие типы рекуператоров, такие как пластинчатые рекуператоры или регенеративные рекуператоры, которые обеспечивают полное разделение потоков воздуха и более высокую степень чистоты приточного воздуха.

Гликолевый рекуператор

Представляет собой устройство, состоящее из двух жидкостных теплообменников, размещенных в каналах притока и вытяжки, а также насоса, который прокачивает теплоноситель между этими теплообменниками. Его основная функция – обеспечить передачу тепла между потоками приточного и вытяжного воздуха без их смешивания.

Гликолевые рекуператоры имеют преимущество в тех случаях, когда приточные и вытяжные каналы вентиляционной системы не расположены рядом друг с другом, а находятся в разных зонах теплового пункта или удалены друг от друга. Благодаря тому, что передача тепла происходит через жидкость (гликол), рекуператор может работать с участками системы, которые находятся на значительном расстоянии друг от друга.

Пластинчатый рекуператор

Пластинчатый рекуператор состоит из множества тонких металлических пластин, которые служат разделителями между двумя воздушными потоками – вытяжным и приточным. В процессе работы рекуператора вытяжной поток передает свое тепло пластинам, которые затем нагревают холодный приток воздуха. Это позволяет эффективно переиспользовать тепло, которое обычно было бы потеряно.

Каждая пластина в рекуператоре представляет собой тонкий металлический лист с небольшими ребрами или канавками, которые образуют узкие каналы для прохождения воздуха. Вытяжной и приточный потоки движутся через эти узкие каналы параллельно друг другу, но в противоположных направлениях. Это позволяет обеспечить эффективный теплообмен между двумя потоками, при этом предотвращая их смешивание.

Пластинчатые рекуператоры обладают хорошей эффективностью теплообмена и могут значительно снизить энергопотребление системы вентиляции. Они широко используются в различных применениях, включая коммерческие и промышленные здания, а также жилые помещения.

КПД рекуператоров

КПД (коэффициент полезного действия) рекуператоров зависит от типа устройства, скорости движения воздушных потоков и разницы температур между наружным воздухом и воздухом внутри помещения. Он представляет собой отношение максимально возможного переданного тепла к теплу, которое действительно передается.

КПД рекуператора может находиться в следующих пределах:

• 0%: Весь вытяжной воздух удаляется в атмосферу без передачи тепла притоку. Это означает, что рекуператор не выполняет свою функцию и не осуществляет теплообмен между потоками воздуха.
• 100%: Приточный воздух прогревается до температуры вытяжного воздуха. Этот идеальный результат на практике не достигается из-за различных потерь и ограничений.
• 30-90%: Это допустимые значения КПД для рекуператоров, которые могут быть достигнуты в реальных условиях эксплуатации. В этом диапазоне рекуператоры успешно передают тепло между воздушными потоками.

Хорошим считается теплообмен в рекуператоре при КПД выше 60%. Чем ближе значение КПД к 100%, тем эффективнее работает рекуператор и тем больше тепла переходит от вытяжного воздуха к притоку, что способствует снижению энергопотребления и повышению эффективности системы вентиляции.

Применение рекуператоров в системах вентиляции имеет свои недостатки, включая:

1. Увеличение габаритов вентустановки: Рекуператоры требуют дополнительного пространства для установки, что может привести к увеличению общих габаритов вентиляционной системы. Это может быть нежелательно в случае ограниченных местных условий или ограничений по размерам.
2. Дополнительное аэродинамическое сопротивление: Рекуператоры создают небольшое дополнительное сопротивление потоку воздуха в системе. Это может повлиять на эффективность работы вентиляторов и увеличить энергопотребление для поддержания заданного объема воздуха в помещении.
3. Повышение первоначальной стоимости: Внедрение рекуператора в вентиляционную систему требует дополнительных затрат на приобретение и установку оборудования. Изначально это может увеличить стоимость проекта. Однако, в долгосрочной перспективе, рекуператоры помогают снизить расходы на подогрев воздуха и компенсируют начальные затраты с использованием энергосберегающих технологий.

В целом, недостатки рекуператоров относятся скорее к техническим и экономическим аспектам, чем к их эффективности в передаче тепла. При правильном проектировании и установке рекуператоров, их плюсы обычно превалируют над минусами, обеспечивая энергосбережение и повышение эффективности систем вентиляции в целом.