Как работают рекуператоры: виды и особенности оборудования


Содержание:

  1. В чем смысл рекуперации
  2. Рекуперация в домах из современных стройматериалов
  3. Выгода от установки оборудования
  4. Пластинчатые рекуператоры
  5. Роторная техника
  6. Приточные системы
  7. Камерные рекуператоры
  8. Тепловые трубки
  9. Техника ОТП
  10. Применение рекуператоров
  11. Категории теплообменников газ-газ
  12. Выводы
  13. Остались вопросы?


В системе вентиляции, где воздух подогревается, происходит рекуперация тепла. При такой схеме входящие массы нагреваются частично за счет потоков, которые удаляются из помещения. Теплообмен происходит в рекуператоре. Устройство компенсирует часть тепла для повышения температуры, основной нагрев обеспечивается нагревательными элементами. Из-за роста стоимости энергоресурсов, техника, которая экономит тепло, становится все более востребованной. Также рекуператоры помогают поддерживать комфортный микроклимат в помещении, дают возможность дышать свежим воздухом.

В чем смысл рекуперации

Рекуперация – это получение обратно (возмещение, компенсация). Ее суть в том, что часть энергии, потраченная на обогрев, возвращается и снова участвует в нагревании. В установках метод используют для экономии тепла и энергоносителей. В теплое время года происходит рекуперация холода. Воздух на выходе отдает холод газу, поступающему в прибор.

Зимой разница температур за окном и в помещении может достигать 30-40 градусов. Когда на улице мороз -15, в квартире +25, перекрыть ее должны радиаторы. Летом разница в показателях меньше, но в жаркие дни нагрузка на систему охлаждения возрастает. Рекуператор сглаживает и сводит до минимума отличие в температуре между отработанным и поступающим воздухом. При правильном подборе техники показатель будет отличаться на 4-5 градусов. Чем сильнее отличаются условия внутри и снаружи дома, тем эффективнее рекуперация.

Рекуперация в домах из современных стройматериалов

При строительстве загородных домов часто используют «быстрые» технологии, сэндвич-панели и другие конструкции, которые не пропускают пар и воздух, работают, словно термос. Чтобы удалить лишнюю влагу из помещений и обеспечить воздухообмен с герметичными стеклопакетами, дверями и обшивкой, необходима принудительная вентиляция. Применение рекуперации уменьшает теплопотери, расходы на обогрев и обеспечивает комфортный микроклимат в доме.

Одна из популярных технологий – канадская. В таких домах еще до появления рекуператоров была продумана система для минимальных теплопотерь. Чтобы в морозы в дом поступал не слишком холодный воздух, а летом горячий, предусмотрен теплообменник за счет грунта. Суть «канадского колодца» в том, что зимой воздух снаружи сначала проходит по трубам в почве, где нагревается до температуры около +10 градусов. Она на глубине ниже 2 метров в земле постоянна. Это снижает расход топлива на отопление. Летом воздух, проходя по глубоким каналам, охлаждается.

Выгода от установки оборудования

Рекуператоры в Европе широко применяют, поскольку они экономят энергоресурсы за счет возврата тепла. Для этого используют устройства двух типов:

  • Пластинчатые приборы. Стоят дешевле, но менее эффективны. Они способны возвращать от 50 до 80% тепла.
  • Роторные устройства. Дороже пластинчатых, но они эффективнее. При их установке удается вернуть от 70 до 90% тепла.

На эффективность процесса влияет тип помещения. Если оно отапливаемое, температура воздуха поддерживается на уровне +23…+24 градуса, то установка техники окупается. Чем дороже теплоноситель, тем быстрее вложенные средства себя отработают. Техника работает много лет, требует минимального обслуживания и замены запчастей.

Рекуператор делают в виде моноблока или системы из модулей. Это теплообменник, к которому присоединяют систему труб. Загрязненный воздух из комнаты или цеха проходит через устройство, отдает тепло свежей порции кислорода. Между собой потоки не перемешиваются, не контактируют напрямую.

Пластинчатые рекуператоры

У прибора этого типа теплообмен между воздушными потоками происходит через стенки кассеты, которая сделана в виде набора металлических пластин. Они разделяют теплый и холодный газ. Пластины производят из алюминиевой фольги, имеющей высокий коэффициент теплопередачи. Для их изготовления также применяют особые виды пластика. Они дороже алюминия, но обеспечивают более высокий КПД.

У пластинчатого теплообменника есть один минус. При большой разнице температур поверхность аппарата покрывается каплями конденсата, который замерзает. Наледь снижает эффективность работы прибора. Решить проблему можно несколькими способами:

  • Регулярным размораживанием техники. Это занимает 10-20 минут. Входящий воздух пускается не в теплообменник, а в калорифер, где нагревается. Выходящий из дома теплый поток растапливает лед на оборудовании. В этот период рекуператор не экономит энергию, после размораживания он снова работает.
  • Подогревом входящих масс. Если предварительно повысить температуру воздуха на входе, техника не будет покрываться наледью. Это уменьшает КПД агрегата на 15-20%.
  • Установкой кассет из целлюлозы. Материал имеет высокую гигроскопичность, впитывает влагу из выходящей массы, отдает ее входящим потокам. Происходит возврат не только тепла, но и влаги. Этот метод можно применять в помещениях, где нет риска избыточной влажности. Использование целлюлозы не требует дополнительных затрат на подогрев, поэтому техника обладает высоким КПД.

Кроме этого, применяют двойные теплообменники с пластинами. У них эффективность доходит до 90%, нет проблемы обледенения, поскольку теплообмен происходит в промежуточной зоне.

Роторная техника

Основное отличие роторных устройств от аппаратов с пластинами в том, что отработанный и свежий воздух в них отчасти перемешиваются. Основной элемент прибора – ротор, установленный в корпусе в виде цилиндра. Он заполнен пластами профилированной стали либо алюминия. Когда ротор вращается, происходит процесс теплообмена. Лопасти нагреваются выходящими потоками, поворачиваются, отдают тепло входящим массам. Количество оборотов в минуту регулируется, скорость определяет эффективность рекуперации.

Недостатки аппаратов этого типа:

  • Частичное смешивание загрязненного и свежего воздуха. Его можно минимизировать, но полностью устранить недостаток нельзя.
  • Техническое обслуживание. Из-за вращающихся элементов роторные приборы нужно чаще ремонтировать, чем теплообменники с пластинами.

Роторная техника позволяет возвращать до 90% тепла. Ее КПД перевешивает недостатки.

Приточные системы

Возврат тепла теплообменниками возмещает затраты на монтаж прибора, но срок окупаемости зависит от эффективности организации процесса. Для жилых помещений выпускают системы приточного типа:

  • Для квартиры производительность установки от 100 до 800 м3 в час. Этого достаточно для 2-3 комнат.
  • Для загородного дома требуется более мощный агрегат с производительностью от 1000 до 2000 м3 в час.

Система включает два элемента. Одну часть теплообменника монтируют в вытяжной трубе, вторую устанавливают в приточной части магистрали. Между ними находится теплоноситель: вода, раствор гликоля. Отходящий воздух передает энергию теплоносителю, тот нагревает поступающий с улицы поток. Преимущество системы в отсутствии контакта между отработанным и чистым воздухом, нет их смешивания. Меняя скорость циркуляции воды, можно корректировать интенсивность теплопередачи.

Рекуперационные системы данного типа не имеют движущихся, вращающихся деталей, поэтому не требуют частого технического обслуживания. Их недостаток в низком КПД от 45 до 60%. Установки подходят для крупных промышленных предприятий.

Камерные рекуператоры

Прибор имеет конструкцию камеры, разделенной на две части перегородкой. Одна часть обогревается теплым воздухом, после чего перегородка меняет направление потока. Входящие холодные потоки забирают тепло от нагретой перегородки. Этот элемент – единственная движущаяся часть системы, поэтому ее обслуживание обходится недорого. Эффективность камерного рекуператора составляет 70-80%, но при функционировании возможно подмешивание загрязняющих веществ, запахов из отработанных масс к чистым.

Тепловые трубки

Теплообменник этого типа собран из трубок. Они герметичные, заполнены фреоном или другим хладагентом, который быстро испаряется. Теплый воздух, покидая помещение, отдает энергию фреону, тот испаряется. Пар перемещается по системе трубок и конденсируется, переходит в жидкость. Преимущество техники в отсутствии движущихся элементов и минимальном обслуживании. Смешивание свежего и загрязненного воздуха исключено. Но тепловые трубки не могут похвастаться высоким КПД. У большинства моделей показатель не превышает 50-60%.

Техника ОТП

Рекуператоры – это необязательно дорогая и сложная в сервисе аппаратура, которую часто придется обновлять, для ремонта останавливать производство. ОТП – это оребренные пластинчатые теплообменники. За счет экономии от рекуперации можно сократить траты на тепловую энергию до 40%. Установка приборов улучшает горение в печах, котельных установках, поскольку уменьшает механический недожог.

В теплообменниках происходит охлаждение дымовых газов перед выбросом в атмосферу, что важно для соблюдения санитарных и экологических норм. Полученное тепло можно направить на обогрев помещений. Это решит сразу несколько проблем: поддержание температуры воздуха в здании, уменьшение расходов на очистку дымовых газов, соблюдение требований об энергосбережении и экологических стандартов.

По сравнению с обычными теплообменниками из пластин, роторными и трубными приборами, ОПТ имеет много преимуществ:

  • возможность эксплуатации в сложных условиях: с агрессивными примесями, абразивными частицами, высокой концентрацией пыли, газов;
  • устойчивость к высокой температуре до + 1200 градусов;
  • компактные размеры и вес в 4-6 раз меньше аналогов;
  • доступная цена и небольшой срок окупаемости;
  • минимальное сопротивление при прохождении воздушных потоков;
  • отсутствие образования пробок, засоров.

За счет умеренного веса и габаритов ОПТ удобно перевозить и устанавливать. Техника имеет длительный период работы между обслуживанием. У рекуператоров этого типа увеличена поверхность теплопередачи в пересчете на объем и вес прибора. Устройство надежно в эксплуатации, поскольку для его сборки используют материалы, устойчивые к деформации из-за высокой температуры, воздействия абразивных частиц. ОПТ можно собирать по модульному принципу, что облегчает сервис и ремонт оборудования.

Применение рекуператоров

Устройства ОПТ доказали свою эффективность в таких случаях:

  • Нагревание воздуха для печной горелки. За счет этого возрастает эффективность процесса горения, экономится тепловая энергия. Дым с температурой от 50 до 1200 градусов из печи поступает в рекуператор, отдает тепло, которое направляется на подогрев воздуха для горелки до уровня в 600 градусов. Охлажденные продукты горения выбрасываются в атмосферу, что обеспечивает соблюдение экологических норм. За счет возврата тепла увеличивается производительность технологического процесса без дополнительных затрат на топливо.
  • Нагрев воздуха для технологических нужд от соседних процессов. При сжигании отходов тепло через рекуператор можно направлять на сушку сырья либо энергию от плавильной печи частично вернуть на прогревание металлических заготовок перед прокаткой. При коротком сроке окупаемости рекуператор обеспечит стабильность технологических процессов, снизит себестоимость производства.
  • Нагрев воздуха рабочих помещений. Продукты горения имеют высокую температуру. Перед выбросом в атмосферу их необходимо охладить. Энергию от этого процесса за счет рекуператора целесообразно направить на обогрев помещения, чтобы не использовать радиаторы. Такой подход позволит поддерживать температуру в цехах на уровне +15…+25 градусов без затрат на радиаторы. Дополнительно рекуператор уменьшит расходы на газоочистку.

Кроме этих случаев, ОПТ можно включить в более сложную систему эффективного использования возврата тепла, комбинируя варианты применения нагретого воздуха. При высокой температуре дымовых газов их направляют в рекуператор, откуда теплые потоки распределяются на подогрев воздуха для печной горелки, на обогрев помещений, технологическую подготовку: сушку, нагревание. Это обеспечивает экономию топлива и создает комфортные условия труда, улучшает производственные процессы. По такой схеме можно использовать загрязненный горячий воздух, поскольку примеси из него не смешиваются с холодным и чистым, поступающим с улицы.

Категории теплообменников газ-газ

Рекуператоры, работающие по принципу «газ-газ», применяют во многих случаях. Их можно разделить на несколько категорий, в зависимости от степени нагрева носителя:

  • Минимальный уровень. Теплоноситель имеет температуру +20…+60 градусов. Небольшой объем газов образуется при функционировании котла, рекуператор помогает утилизировать выбросы, соблюдать экологические нормы. Значительное количество тепла можно использовать для производственных цехов, крытых стадионов, дворцов культуры, кинотеатров, крытых залов, торговых центров.
  • Низкий уровень. Небольшой объем газа, нагретый до +60…+200 градусов, образуется при горении топлива во многих технологических процессах. Если объем значительный, то при помощи рекуператора его можно направить в вентиляционную систему камер сушки, покраски.
  • Средний уровень. При теплоносителе с температурой +200…+600 градусов его нагревает дым от котельной. Это тепло можно вернуть и использовать, чтобы прогревать воздух для подачи в топку.
  • Высокий уровень. Нагрев газа до +600…+800 получают при производстве полимеров. Теплообменник охладит газы перед выбросом, утилизирует тепло. На производствах с мощным нагревом в +1000 градусов и выше, при плавлении стали, стекла, переработке нефти, рекуператор утилизирует выбросы, позволяет экономить уголь.

Если температура теплоносителя в системе газ-газ не превышает +40 градусов, требуется расчет эффективности и целесообразности применения рекуператора, чтобы техника окупалась.

Выводы

Установка рекуператора – это способ уменьшить траты на отопление коттеджа в 2 раза. Техника окупает себя за 1-2 зимы. Лучше всего монтировать оборудования при строительстве коттеджа или его реконструкции. Рекуператор уменьшит нагрузку на отопительную систему здания, обеспечит комфортный микроклимат.

Чтобы оборудование работало эффективно, важно правильно его подключить и своевременно выполнять техническое обслуживание. Для этого необходимо привлекать мастеров с хорошей репутацией и достаточным опытом работы. Можно обратиться в компанию «Ленремонт». Достаточно позвонить по номеру: 344-44-44, чтобы получить консультацию, вызвать мастера.

Энергоносители постоянно дорожают, поэтому имеет смысл внимательнее присмотреться к рекуператорам, чтобы не пришлось тратить много средств на отопление.

Если у Вас остался вопрос, то...

Вы можете получить экспертную консультацию - полностью бесплатно! Или Вы можете оформить вызов проверенных мастеров на дом для бесплатной диагностики в Москве или в Санкт-Петербурге. Подробности по ссылке.

Получить консультацию с экспертом или вызвать мастера по квартирным работам в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

Получить консультацию с экспертом или вызвать мастера по квартирным работам в Москве и Московской области