На рынке климатической техники наблюдается тенденция, направленная на снижение эксплуатационных расходов за счет обеспечения лучшей энергоэффективности. Текущий уровень строительства позволяет возводить герметичные строения и гравитационной вентиляции, основанной на естественном потоке воздуха, уже недостаточно для обеспечения должного уровня воздухообмена. Система самотечной вентиляции становится не эффективной.
Проектировщики вынуждены использовать системы механической вентиляции. В этом случае, даже при надлежащей термомодернизации здания, почти 50% потребляемой энергии уходит на нагрев или охлаждение подаваемого снаружи воздуха. Поэтому вполне разумно рассмотреть установку системы механической вентиляции с рекуперацией тепла, когда объект утеплен по последним строительным стандартам.
Принцип работы рекуператора
Рекуператоры тепла - это оборудование, позволяющее утилизировать часть энергии кондиционированного воздуха внутри помещений, оборудованных системой механической вентиляции. Они состоят из теплообменника, который приводит вытяжной воздух в помещении в тепловой контакт с наружным воздухом для обновления. Зимой подогревают снаружи холодный воздух, а летом дают ему остыть; у них также есть фильтры, улучшающие качество воздуха. Таким образом, можно рекуперировать значительную часть энергии, используемой для нагрева или охлаждения воздуха в помещении, которая была бы полностью потеряна без рекуператора. Обычно они поставляются в виде коробок с несколькими мундштуками, которые устанавливаются в системе вентиляции, включая вентиляторы для нагнетания и возврата.
Основная цель - нагрев поступающего воздуха. Пользователь может установить температуру самостоятельно – современные модели оснащены системой автоматического управления. Приточно-вытяжная система вентиляции с рекуператором подает теплый воздух, очищенный от пыли и аллергенов, заметно снижая потребление энергоресурсов.
Монтаж вентиляции с рекуперацией позволяет:
- Повысить эффективность системы;
- Снизить потребление тепловой и электрической энергии;
- Создать комфортный микроклимат в помещении.
Типы вентиляционных установок
Рекуператоры перекрестного потока направляют воздушные массы в соединительные каналы без перемешивания. Через поверхность тонких пластинчатых ячеек тепло от отработанного воздуха передается на вход. КПД таких моделей может достигать 75%.
Ротационные устройства тепло отработанного воздуха передают приточному с помощью медленно вращающегося вала, который, состоит из множества пластинчатых перфорированных дисков. Роторные рекуператоры допускают небольшое (до 15%) подмешивание отработанного воздуха в приток. Это сужает область их применения, но КПД роторных агрегатов намного больше перекрестного тока - до 85%, в зависимости от технических характеристик.
Если размеры вентиляционной камеры или другие особенности помещений не позволяют разместить приточно-вытяжной агрегат в одном месте, то можно использовать рекуператор гликоля.
Рекуператор гликоля работает следующим образом: через два отдельных теплообменника теплоноситель - гликоль циркулирует в выхлопном и питающем потоках; отработанный воздух передает тепло через гликолевый теплообменник, который, в свою очередь, нагревает пластины приливного теплообменника. Расстояние между вытяжным и приливным агрегатами может быть значительным и ограничивается только техническими возможностями прокладки трубопроводов. КПД гликоль-рекуператора невысокий, намного ниже поперечного и роторного.
Сегодня многие производители имеют ряд стандартных вентиляционных устройств относительно небольшой производительности. Это вентиляционные установки для коттеджей, офисов, небольших коммерческих помещений, оборудованные водяными или электрическими нагревателями. Для высокой производительности или любых особых условий вентиляционные установки подбираются и изготавливаются индивидуально под заказ. После расчета системы вентиляции со всеми необходимыми параметрами для выбора и конструктивными особенностями проектировщик выдает техническое задание представителю производителя и через некоторое время получает комплект распечаток с необходимыми параметрами, техническими характеристиками, габаритами и дизайном.
Виды теплообменников
Рекуператоры бывают трех типов: с перекрестным потоком, в котором горячий и холодный воздух циркулируют в перпендикулярных направлениях друг к другу, так что они пересекаются, с параллельным потоком и с вращающимся потоком, который имеет ротор с высокой тепловой инерцией, который вращается от двигателя.
Роторный
Роторные теплообменники состоят из цилиндрического ротора, содержащего много каналов и приводом электродвигателем, который при необходимости может иметь регулятор скорости. Теплообмен происходит за счет накопления тепла в роторе; таким образом, при медленном вращении цилиндра отработанный воздух проходит через половину корпуса и передает тепло матрице, которая его аккумулирует. Приточный воздух, который движется через другую половину, поглощает накопленное тепло. По мере продолжения вращения части, которые поглощают и передают тепло, продолжают вращаться и реверсировать свое движение, и этот процесс может продолжаться бесконечно. Скорость вращения колеса может быть постоянной или изменяться с помощью регулятора скорости.
Основные характеристики роторного теплообменника:
- Площадь теплообмена, которая очень велика по отношению к объему, обеспечивает высокую производительность по сравнению с другими типами устройств. КПД – 85%.
- Высокая эффективность и возможность рекуперации тепла и влажности (с помощью гигроскопического колеса).
- Возможность восстановления влажности позволяет сократить количество увлажнителей.
- Компактность.
- Низкое падение давления.
Для обеспечения притока свежего воздуха необходимо установить дополнительные фильтры. В рекуператоре есть движущиеся компоненты, поэтому необходимо проводить периодический осмотр и ремонт оборудования (по сравнению с пластинчатыми рекуператорами).
Пластинчатый
Пластинчатые теплообменники - это теплообменники, которые позволяют передавать тепло между двумя воздушными потоками, работающими при разных температурах. Использование данного оборудования позволяет достичь значительной экономии эксплуатационных расходов на установку кондиционирования воздуха и, таким образом, экономии энергии, которая в противном случае была бы потеряна.
Преимущества пластинчатого теплообменника:
- Низкие затраты на установку и эксплуатацию.
- Полное разделение потоков.
- Отсутствие движущихся частей.
- Легкая адаптация к любому использованию.
- Изготовлен из материалов, подходящих для различных сред.
- Низкий перепад давления.
- Высокая эффективность.
- Легко чистится и требует минимального обслуживания.
- Работает тихо.
Пластинчатый теплообменник зимой может замерзнуть. Во избежание этого необходимо время от времени отключать приточный вентилятор или использовать перепускной клапан. Такие рекуператоры используются только для теплообмена.
Кожухотрубный
Кожухотрубный теплообменник, широко применяется в чиллерах для рабочих жидкостей и нагрева хладагента в тепловых насосах. Принцип действия можно описать следующим образом: одна среда движется по трубам, расположенным в оболочке, вторая среда омывает трубы и за счет этого происходит теплообмен.
Мембранный
Теплообменник данного типа имеет модульную конструкцию, состоящую из панелей. Панели являются разделителями чередующихся каналов для прохождения среды, они получают тепло от одного канала и передают его другому. Использование ребристых панелей для модулей позволяет увеличить поверхность теплообмена и КПД агрегата.
Преимущества:
- Энергетическая независимость и отсутствие затрат на электроэнергию.
- Небольшие габариты и вес.
- Простота обслуживания и долговечность.
- Высокая максимальная температура.
- Высокая производительность.
Рециркуляционный водяной
Рекуператоры рециркуляции воды используются в приточно-вытяжных системах вентиляции. Они передают тепловую энергию от отдельно стоящего вытяжного теплообменника к приточному за счет воды, антифриза или другого теплоносителя.
Теплообменники (приточный и вытяжной) расположены отдельно друг от друга и соединяются посредством теплоизоляционного трубопровода. Такие рекуператоры используются не так часто из-за низкого КПД и частого обслуживания.
Обслуживание рекуператора
Система вентиляции с рекуперацией тепла - это инвестиция на всю жизнь, обеспечивающая здоровый и комфортный микроклимат в помещении с минимальными энергозатратами. Регулярное обслуживание не только увеличивает срок службы оборудования, но и играет важную роль в эффективной повседневной работе системы. Сервис рекомендуется выполнять ежегодно, так как пыль и мусор собираются вокруг двигателей, воздушных клапанов, воздуховодов и теплообменников:
- Фильтры засоряются, что может привести к попаданию пыли, пыльцы, частиц дизельного топлива и других загрязняющих веществ в помещение.
- Влага и насекомые могут скапливаться в воздуховодах теплообменника.
- Пыль может скапливаться на крыльчатках вентилятора и со временем ухудшать их производительность.
- Частицы пыли и бактерии собираются на задней стороне вытяжных клапанов, расположенных во «влажных» помещениях, таких как ванные комнаты и кухни.
Клапаны приточного воздуха могут загрязняться из-за износа фильтра.
Во время техобслуживания системы производится:
- Замена фильтров.
- Очистка воздушных клапанов.
- Снятие и очистка теплообменника.
- Очистка внутри устройства.
- Проверка и очистка крыльчатки вентилятора.
- Проверка системы на удовлетворительную работу.
- Повторная балансировка.
- Визуальный осмотр наружных решеток.
Некоторые системы требуют большего обслуживания, чем другие. Например, самым простым и дешевым решением для рекуперации тепла является пластинчатый теплообменник, который имеет низкую эффективность, но дешево обходится в обслуживании. Система с вращающимся змеевиком требует большего внимания с течением времени, но является более эффективной системой. Вращающиеся валы используются не часто из-за больших габаритных размеров. Они также требуют больших затрат на техническое обслуживание.
Мы рекомендуем самостоятельно проводить периодический осмотр оборудования:
- Проверять и очищать фильтры каждые 6 месяцев.
- Менять фильтры каждые 12 месяцев.
- Убедитесь, что все соединения хорошо герметизированы и нет утечек воздуха, отремонтируйте все уплотнения, которые могут показаться ослабленными.
- Если в вашем устройстве есть слив для конденсата, проверьте его, чтобы убедиться, что он не заблокирован, так как это может вызвать скопление бактерий.
- Убедитесь, что органы управления работают правильно.
- Очистите воздушные клапаны и решетки (как внутри, так и снаружи), так как пыль и грязь могут начать оседать на этих поверхностях.
- Через 5 лет для некоторых агрегатов потребуется очистка теплообменника. Обратитесь к руководству пользователя или свяжитесь с нашей командой, чтобы узнать, как это сделать, поскольку агрегаты могут отличаться.
- Любые электромонтажные работы должны выполняться квалифицированным электриком.
Стоимость обслуживания систем рекуперации зависит от размера, мощности установки и сложности инженерных коммуникаций. На новое оборудование предоставляется гарантия от 3 до 5 лет, что означает, что любые части устройства, вышедшие из строя за это время, должны быть заменены бесплатно. Помните, что отказ от обслуживания системы вентиляции может лишить заводской гарантии. Работы необходимо доверять лицензированным специалистам.
Домашние домохозяйства, у которых установлена система рекуперации тепла и вентиляции, смогут самостоятельно выполнять некоторые части технического обслуживания, включая замену воздушных фильтров на вентиляционных отверстиях.
В коммерческих помещениях могут возникнуть опасения по поводу здоровья и безопасности, поэтому стоит нанять квалифицированного инженера по техническому обслуживанию для выполнения замены фильтров и других необходимых работ.