Рекуперація - це Рекуперація тепла

Системи вентиляції в останніх версіях вже не обмежуються стандартним набором функцій, головна з яких полягає в оновленні повітряного середовища. Наприклад, за рахунок застосування технологічних фільтрів обладнання мінімізує вміст шкідливих частинок в приміщенні, а також запобігає надходження запахів. Удосконалюються вентиляційні установки і в показниках регулювання мікроклімату, що особливо вигідно, з точки зору енергозбереження. Для забезпечення цієї можливості застосовуються припливно-витяжні установки з рекуперацією повітряних потоків. Дія подібних систем засновано на обробці теплових потоків, які проходять через елементи вентиляційної установки. В результаті користувач отримує не тільки свіжий, але і нагріте природним шляхом повітря.

У чому полягає принцип рекуперації?

Процес рекуперації відбувається на тлі взаємодії повітряних потоків з різною температурою. Тобто нагріті потоки віддають своє тепло холодним, таким чином, формуючи оптимальний температурний баланс. У вентиляційних системах рекуперація – це передача тепла свіжому повітрю, яка здійснюється в спеціальному теплообміннику. При цьому існують різні рівні ефективності даного процесу. Наприклад, відкрите вікно показує нульову ефективність. У цьому випадку припливні потоки не нагріваються, а знижують температуру повітря в самому приміщенні. Можна сказати, що це процес, який протилежний рекуперації. Середній же рівень ефективності варіюється в діапазоні 30-90 %. Оптимальний показник сягає 60 %, а системи, які демонструють показник вище 80% вважаються найбільш продуктивними. Сама ж ефективна рекуперація – це процес теплообміну, при якому нагрів припливних потоків досягне рівня, відповідного удаляемому повітрю. Але навіть сучасні технології не дозволяють досягти 100-відсоткового ККД.

Рекуператор в системі вентиляції

Принцип рекуперації реалізується в системі вентиляції у вигляді поверхневого теплообмінника. Сам процес розподілу тепла здійснюється з допомогою стінки, що розділяє два протилежно спрямованих потоку. Схожим пристроєм мають регенератори, однак система рекуперації відрізняється тим, що канали роботи з повітрям залишаються незмінними на протязі всього періоду експлуатації. Треба сказати, що кліматичне обладнання може обслуговувати не тільки повітряні середовища. Так і рекуперація застосовується також у роботі з газом, рідинами і т. д. Існують різні схеми конструкційного виконання. Найбільш поширеними вважаються ребристі, трубчасті і пластинчасті моделі. Водночас передбачаються різні підходи до проектування каналів руху потоків – приміром, можна виділити прямоточні, протиточні і перехресні пристрою.

Перехресний пластинчастий рекуператор

У таких установках зазвичай використовують мембранні перегородки, за рахунок яких забезпечується ефективна рекуперація. Особливістю системи є те, що в міру видалення повітря на вулицю виходить і зайва волога. Система припливно-витяжна з рекуперацією також відрізняється стійкістю до обмерзання, яка досягається без спеціальних нагрівачів. Ця перевага дозволяє використовувати обладнання з перехресно-мембранною конструкцією в умовах температурного режиму до -35 °С.
Використовують такі установки і в забезпеченні житлових будинків, і в складських приміщеннях, де передбачається обслуговування великих площ. Також вони отримали поширення в сільському господарстві – наприклад, облаштування пташників, овочесховищ і тваринницьких ферм. Оскільки рекуперація тепла в перехресних конструкціях з мембранами дозволяє також забезпечувати ефективне збереження прохолоди влітку, дана система має попит і у виробничій галузі.

Оребрені пластинчасті системи

Пристрій такого рекуператора передбачає наявність оребрених тонкостінних пластин, виконаних шляхом високочастотного зварювання. Металеві панелі формують конструкцію з почерговим розміщенням перегородок, повернених на 90 градусів. За рахунок такої схеми досягається висока температура гріючої середовища, мінімальний рівень опору, а також оптимальне відношення площі телепередавальної поверхні до ваги теплообмінника. Крім цього, припливні установки з рекуперацією тепла з обребренными пластинами відрізняються довговічністю і невисокою ціною. Практикою використання підтверджується, що подібні системи дозволяють економити близько 40 % теплової енергії. Тобто, мінімізуються витрати на опалення, оскільки свіже повітря ефективно прогрівається удаляемыми потоками.

Роторні моделі

До особливостей таких установок відносять низьку вартість і досить високу продуктивність. Хоча, в плані показників нагріву свіжого повітря даний варіант поступається пластинчастої конструкції з подвійним ущільненням. Незважаючи на просту конфігурацію робочих елементів, роторна установка рекуперації грішить неідеальним розподілом повітряних потоків. Є певний ризик, що чисте повітря змішається з видаленого і в результаті постраждає якість вентиляції як такої. До недоліків таких систем відноситься і необхідність частого техобслуговування, що особливо невигідно при експлуатації в житлових приміщеннях. Однак сам процес нагріву досить ефективний.

Прямоточно-протиточні системи

Особливістю рекуператорів цього типу є трубчаста конструкція, елементи якої представлені тонкостінними зварними елементами. В процесі роботи установки цього типу формується пристінний вихор, який підвищує теплообмін, але при цьому руйнується у міру зростання опору в повітряному каналі. Найчастіше такі системи застосовуються в промисловості, де потрібен делікатний нагрівання однієї з робочих середовищ. Також прямоточно-противоточного обладнання використовують в машинобудуванні для розсіювання та утилізації тепла. Затребувана і побутова припливна установка з рекуперацією цього типу – її рекомендують встановлювати в кімнатах з герметичними металопластиковими вікнами, а також в екологічних будинках. Такі теплообмінники, як правило, інтегрують до єдиного повітровідвідні кожух, що в процесі експлуатації забезпечує низьке енергоспоживання, компактні розміри з можливістю прихованого монтажу, високу продуктивність і надійність устаткування.

Рекуператори для енергоефективних будинків

Сама концепція вентиляційних систем, в яких забезпечується пасивний нагрів свіжого повітря, орієнтована на зниження плати за опалення. Але в плані оснащення енергоефективних будинків рекуперація – це і екологічно чистий спосіб нормалізації мікроклімату. Виробники випускають спеціальні лінійки, у яких використовуються безпечні і ефективні в плані рекуперації матеріали. Зокрема, останні моделі отримують триступінчаті теплообмінники, виконані з непористих ультратонких мембран. Такий пристрій дозволяє відмовитися від електричних повітряних нагрівачів. Крім рівномірної передачі тепла подібні пристрої також ефективно працюють і вологістю. Вони забезпечують повне повернення вологи в приміщення з повним винятком конденсаторів. В результаті вентиляція з рекуперацією і позбавляється від необхідності встановлення дренажних водовідводів.

Автоматика для рекуператорів

Розвиваються припливно-витяжні акумулятори тепла та напрямку електронної начинки. З метою оптимального розподілу потоків виробники постачають установки можливістю автоматичного регулювання положення межканальных перегородок. У більш досконалих моделях передбачається також налаштування швидкісних режимів, індикація температурних показників та контроль ступеня забрудненості фільтрів з сигналізацією. Крім цього, сучасна вентиляція з рекуперацією надає можливість управління зовнішнім канальним нагрівачем без підключення до процесу сторонніх пристроїв. Тобто в цьому випадку забезпечується додатковий нагрів повітря до оптимального показника.

Фільтри в рекуператорах

Як і всі сучасні системи вентиляції, моделі з рекуперацією передбачають включення в конструкцію очисних пристроїв. Так як теплообмін передбачає максимальне зведення вихідного і нагнітається повітряних потоків, фільтри в даному випадку відіграють особливо важливу роль. Найчастіше в самих повітроводах застосовуються фільтри типу F7 які виключають проходження частинок розміром 05 мкм. Менш поширені фільтри грубого очищення G3 але в залежності від конструкції може знадобитися й таке доповнення. Для зручності в обслуговуванні система рекуперації частіше забезпечується фільтрами, виготовленими з пластиків і спеціальних волокон – такі елементи легко мити і витрушувати. Як вже зазначалося, сучасні моделі також оснащуються індикаторами, які визначають момент для твору заміни фільтра.

Переваги рекуператорів

Технології, які використовуються в припливно-витяжних системах рекуперації, мінімізують енергоспоживання і підвищують ергономіку кліматичного обладнання. На практиці користувач такої установки може відчути і поліпшення показників мікроклімату. Звичайно, рекуперація тепла не так ефективна, з точки зору опалювальної функції, як спеціальні нагрівальні агрегати, але її робота не вимагає додаткового споживання енергоресурсів. Включення до системи допоміжних засобів нагріву дозволяє збалансувати та підвищення температурного режиму, і економію у витратах енергії. В цілому ж за розрахунками фахівців використання рекуперації дозволяє на 10-15 % знижувати витрати на опалення.

Недоліки рекуператорів

У таких систем є два серйозні недоліки. В першу чергу це обледеніння теплообмінників взимку. З цієї причини багато користувачів скаржаться на вихід з ладу устаткування вже в перші тижні експлуатації в умовах морозу. Однак виробники прагнуть поліпшувати захисні якості обладнання, забезпечуючи установки тепловими акумуляторами і міцними вентиляторами. Другий недолік, яким володіють припливно-витяжні установки з рекуперацією, відноситься до їх гучній роботі. Особливо це проявляється у роторних моделей. При цьому розробники прагнуть забезпечувати нові моделі поліпшеними засобами ізоляції, тому на ринку можна зустріти і малошумні варіанти.

Що врахувати у виборі установки з рекуператором?

Споживачу, який вирішив встановити таку систему в своєму будинку, слід орієнтуватися на продуктивність системи, конструкційне виконання та функціональність. Так, показник продуктивності визначає можливість роботи вентиляції в приміщенні конкретної площі. Не менш важлива і конструкція, в якій виконано обладнання. Наприклад, установка рекуперації тепла з трубчастими елементами дозволяє зручно виконувати монтаж з мінімальними вимогами до вільного місця. Що стосується функціональності, то вона впливає і на здатності регулювання показників мікроклімату в приміщенні, і на ергономічні характеристики системи.

Висновок

Експлуатація традиційних систем вентиляції не дає і натяку на енергозберігаючу функцію. Як правило, це ненажерливі масивні установки, які вносять суттєвий вклад у підвищення витрат на утримання будинку. На цьому тлі рекуперація – це майже революційний підхід до виробництва кліматичного обладнання, що передбачає раціональне використання вже відпрацьованої теплової енергії. Якщо у типовій системі реалізується нагрівання повітря по мірі його надходження в приміщення з допомогою опалювального обладнання, то рекуперація дозволяє спочатку підвищувати температуру вхідних потоків без підключення спеціальних нагрівачів. Звичайно, такі установки мають свої недоліки, але з ними виробники ведуть плідну боротьбу, удосконалюючи конструкції рекуператорів.