Пластинчатый рекуператор

Подбор рекуператора

Для каждого рекуператора указаны графики зависимости КПД и потери давления от расхода воздуха.

КПД рекуператора определяется соотношением:

, где

t_o1 – температура вытяжного воздуха на входе в рекуператор, °С; 
t_р1 – температура приточного воздуха на входе в рекуператор, °С; 
t_р2 – температура приточного воздуха на выходе из рекуператора, °С.

Из данного соотношения при известном к.п.д. рекуператора можно определить требуемую температуру приточного воздуха на выходе из рекуператора t_р2 из соотношения:

t_р2 = F⋅(t_o1 – t_р1) + t_р1

Так как к.п.д. рекуператора непосредственно зависит от относительной влажности вытяжного воздуха, а при ее увеличении растет, то на каждом графике указаны кривые для сухого (минимального) и мокрого (максимального) к.п.д.

Для исходных заданных величин расхода воздуха по графику определяется сухой и мокрый к.п.д. рекуператора F. Если предполагаемая относительная влажность вытяжного воздуха лежит в диапазоне между сухим и мокрым, то по графику можно определить величину к.п.д. в диапазоне между обеими крайними кривыми.

В уравнение t_р2 = F⋅(t_o1 – t_р1) + t_р1 подставляется определенная величина к.п.д. рекуператора и предполагаемая расчетная температура воздуха, т.е. температура приточного воздуха на входе в рекуператор и температура воздуха, удаляемого из помещения.

Для заданного расхода воздуха по графику определяется потеря давления рекуператора, необходимая для установки баланса потерь давления оборудования и выбора подходящего вентилятора. Конденсация влаги может заметно влиять на увеличения потери давления рекуператора от 20% до 50%. Если влажность вытяжного воздуха будет колебаться в диапазоне над величиной сухого к.п.д., рекомендуется для баланса потерь давления увеличить величину, определенную по графику минимально на 30%.

Полученная температура воздуха t_р2 используется при подборе водяного обогревателя как температура воздуха на входе.

Источник: www.rowen.ru

Что такое рекуператоры?

«Recuperatio» — слово, означающее «получение обратно» чего-либо. В нашем случае это воздух. Задача рекуператоров — возвращение в помещение части тепла благодаря передаче его от исходящего нагретого потока холодному входящему. Это оборудование входит в состав приточно-вытяжной системы, оно помогает минимизировать потери на «обогрев улицы».

Существует два больших класса рекуператоров — роторные и пластинчатые. Они имеют свои достоинства, но и некоторые недостатки им все же свойственны. Целесообразность применения того или иного агрегата в большей степени определяют характеристики помещения, однако более популярны именно пластинчатые модели. На них лучше остановиться поподробнее.

Пластинчатое устройство — кассета (блок, теплообменник), в которой находится множество тонких перегородок — гладких или гофрированных листов, их изготавливают из различных материалов. Теплый воздух, двигаясь по пластинчатому обменнику, отдает ему тепло. За его счет нагреваются холодные массы, поступающие с улицы. Результат — частичный нагрев воздуха, а значит, экономия энергии обогревателей.

Делают кассеты приборов из алюминиевой фольги, оцинкованной стали, пластика либо бумаги, прошедшей специальную обработку. Зазоры между пластинами составляют 2-4 мм. Рекуператоры различаются не только материалами перегородок теплообменника. Модели имеют разное направление потоков воздуха:

• в более распространенном типе оборудования — перекрестноточном — исходящие и приточные потоки идут перпендикулярно относительно друг друга, КПД достигает 65%;
• в противоточных рекуператорах — в направлениях противоположных, так как несоприкасающиеся потоки должны обеспечивать идеальный теплообмен.

Благодаря такому принципу работы, пластинчатые агрегаты дают возможность гарантировать постоянный подогрев холодного воздуха, проникающего в помещение. Потери тепла, стремящегося «обогреть улицу», наоборот, сводятся к минимуму.

Еще одно отличие рекуператоров от обычных (естественных) вентиляционных систем — способность устранять неприятные запахи. Некоторые модели — мембранные — имеют и другое дополнительное преимущество: они успешно борются с повышенной влажностью в помещении.

Виды современных рекуператоров

Сейчас ассортимент этих приборов настолько широк, что неискушенный покупатель может столкнуться с большими сложностями при выборе подходящей техники. Множество моделей и производителей оборудования, разные рабочие площади, объемы теплообмена способны легко завести в тупик.

Все современное оборудование конструктивно делится на несколько типов:

• пластинчатые и пластинчатые мембранные («дышащие») рекуператоры;
• роторные теплообменники;
• водяные;
• камерные;
• крышные;
• трубчатые;
• гликолевые рекуператоры, имеющие промежуточный теплоноситель, — раствор этиленгликоля.

Самыми востребованными остаются пластинчатые и роторные устройства, у которых один принцип работы, но разные основные элементы. В первом случае используют пластинчатую камеру, во втором — вращающийся барабан.

Элементы пластинчатого рекуператора

Основные части рекуперационной системы — вентилятор и основной блок (кассета) с пластинами. Другие элементы:

1. Система отвода конденсата — конденсационная ванна. Устройство необходимо для удаления влаги с пластин, так как она неизбежно приведет к попаданию жидкости в воздушный канал, в котором может образоваться наледь. При большом скоплении жидкости работу приточно-вытяжной системы блокирует водяной затвор конденсатосборника.
2. Перепускной клапан. Его задача — регулирование интенсивности обоих воздушных потоков. В отличие от роторного рекуператора, в этом агрегате и клапане абсолютно отсутствуют подвижные элементы.

Теперь необходимо остановиться на материалах, идущих на производство теплообменников пластинчатого рекуператора. Идеалов нет: все они имеют сильные и слабые стороны.

1. Алюминий или оцинкованная сталь. Модели с этими теплообменниками неизменно пользуются успехом из-за их адекватной цены. Если говорить о недостатках, то главный — невысокий КПД, потому что зимой такие приборы приходится постоянно оттаивать.
2. Пластик. Ему совершенно неведомы проблемы неидеального «союза» воды и металла, поэтому с коэффициентом полезного действия у таких рекуператоров все в порядке. Но непогрешимость их — причина гораздо большей стоимости.
3. Специальная бумага. Эффективность этого оборудования достаточно высока, однако и здесь присутствуют ложки дегтя. Это невозможность их использования в помещениях, где уровень влажности очень высок: в бассейнах, ванных комнатах и т. д. Двойные бумажные кассеты хоть и более действенны, но влаги они боятся точно так же. Впитывание запахов — еще один недостаток материала.

Используют в производстве агрегатов также латунь и чугун. Однако чаще всего пластины делают из нержавеющей стали определенной марки — AISI 316, в состав ее добавляют молибден и никель. Эти компоненты значительно повышают коррозионное сопротивление в агрессивных средах. Чтобы гарантировать большую эффективность приборов, внутрь устанавливают дополнительный теплообменник. Такое усовершенствование позволяет повысить КПД до 85%.

Пластинчатый рекуператор: плюсы, минусы

Если сравнивать этот агрегат с обычными приточно-вытяжными системами, то его можно назвать почти совершенством. Его преимущества перед «простоватыми» коллегами ощутимы. Это:

• высокая энергоэффективность благодаря минимальным теплопотерям;
• качественный обогрев входящего воздуха в холодное время года;
• минимальные затраты на электроэнергию при КПД от 40 до 70%;
• отсутствие подвижных деталей, которые затрудняют уход;
• компактность системы, сильно облегчающая монтаж;
• возможность подключения автоматики;
• относительно невысокая цена;
• долговечность конструкции.

Еще один плюс — возможность изменения характеристик за счет прибавления или удаления одной либо нескольких пластин.

К недостаткам пластинчатых рекуператоров относят:

• перманентное образование конденсата;
• обмерзание металлических кассет зимой, оно требует постоянной очистки от наледи;
• небольшая эффективность (иногда невозможность установки) в помещениях, где очень высока влажность.

Кассеты из целлюлозы имеют еще один недостаток — невозможность их починить. В этом случае единственный выход — их замена.

Целесообразность покупки рекуператора

Этот прибор — лишь часть принудительно-вытяжной системы вентиляции. Добиться максимальной эффективности его работы при использовании одного рекуператора и только естественной вентиляции невозможно. Чтобы теплообмен был идеальным, нужно постоянное движение обоих потоков — входящего и исходящего.

Прежде чем сделать окончательный выбор в пользу покупки или самостоятельного изготовления, лучше провести некоторые предварительные расчеты. В список входит подсчет:

• расхода энергоносителей до установки новой вентиляционной системы;
• стоимости покупки и монтажа всех необходимых элементов;
• приблизительного срока ее эксплуатации;
• ежегодных расходов на обслуживание.

Нередко после вычислений оказывается, что затраты не перекрывают расход на использование заводских вентиляционных систем. Если говорить о самодельных рекуператорах, то в этом случае их малая себестоимость дает шанс остаться в плюсе — несколько снизить расход теплоносителя. В иных случая кондиционер — то оборудование, которое вполне справится со своей задачей — с поддержанием благоприятного микроклимата внутри помещений.

Роторный или пластинчатый агрегат?

Оба тепловых рекуператора — как пластинчатый, так и роторный — пользуются у покупателей спросом. Именно они — самые популярные и распространенные. Причина такой любви — удачное сочетание относительно небольшой цены и достаточной эффективности. Чтобы выбрать из двух претендентов, надо познакомиться и с другим возможным кандидатом на «должность экономиста».

Роторная конструкция — медленно вращающийся вал-теплонакопитель. Его устанавливают перпендикулярно потокам воздуха — исходящего и поступающего. При включенном обогреве удаляемый поток отдает тепло в тот сектор барабана, через который он проходит. Вращаясь, отдел с теплом попадает к приточным холодным массам, где отдает тепло и охлаждается.

При правильном выборе модели можно гарантировать КПД, достигающий 80%. С помощью установки возможен перенос не только тепла, но и влаги. В роли уплотнителя между корпусом и рамой выступает войлок либо пластмасса. Скорость вращения ротора можно изменить с помощью частотного преобразователя, поэтому легко варьировать продуктивность теплообмена.

Пластинчатые рекуператоры — элементарные и недорогие приборы — менее эффективны, КПД их ниже, мощность, естественно, тоже. Поэтому для больших помещений их покупать нецелесообразно. Если в них повышенная влажность, то этот вариант не из лучших решений. Ротор в этом случае оптимален. Минусы его — громоздкость и наличие подвижных частей.

Пластинчатые агрегаты используют в частных домах и квартирах, в небольших офисах, общественных, административных зданиях, на складах и малых промышленных площадях. Там где метраж велик, а воздух далек от идеала (влажен или, наоборот, очень сухой), уже требуется «тяжелая артиллерия» — роторные приборы. Они более сложны, поэтому и дороги.

Что лучше: кондиционер или рекуператор?

Хороши оба вида оборудования, однако задачи у этих бытовых приборов совершенно разные. Цель пластинчатого (и любого другого) рекуператора не задавать определенный температурный режим, а обеспечить эффективный теплообмен между приточными и исходящими потоками воздуха.

Рекуперационное устройство в приточно-вытяжной системе дает возможность экономить тепло, подогревая его до входа в помещение. Аналогичным образом оно действует летом, не пропуская в помещение удушливый воздух, а смешивая его с выходящим, отработанным и более комфортным, прохладным.

Использование рекуператора в «роли» кондиционера возможно частично только зимой, однако в помещении обязан быть альтернативный источник тепла. В противном случае система не будет достаточно эффективной. Дополнительное отопление с установленным рекуперационным оборудованием гарантирует некоторую экономию тепла, а значит, и электроэнергии. Однако полный контроль микроклимата невозможен. Экономическая оправданность этого решения в большинстве случаев также находится под большим вопросом.

Как купить подходящую модель?

Чтобы выбрать качественное вентиляционное оборудование, придется обратить внимание на несколько требований. Пластинчатый рекуператор относительно прост, но он должен быть надежен, очень удобен в эксплуатации, обязан полностью соответствовать требованиям владельцев. При выборе прибора обращают внимание на такие характеристики:

• вес, габариты, КПД;
• надежность материала, из которого изготовлены пластины;
• наличие в агрегате качественной защиты от обледенения;
• удобство и скорость устройства для удаления конденсата;
• комплектация: например, есть ли фильтры для очистки.

Данный вид оборудования выпускают производители вентиляционных систем. Ведущими брендами считают Electrolux, Luftmeer, Korf, Marley, Remak, Shuft, РеалВент.

Как собрать рекуператор?

Это устройство достаточно простое, но цены на него понравятся немногим. По этой причине есть смысл сделать его своими руками. Для работы нужно собрать все «ингредиенты» из следующего списка:

• лист оцинкованной стали для пластин (площадь — 4 м², толщина — от 0,5 до 1,5 мм);
• техническую пробку (в рулоне, толщина — 2 мм) для прокладки, создания зазоров, замена — тонкие деревянные рейки, оргстекло, пластик;
• пенопласт либо фольгированную минвату (толщина — 5 мм);
• пластиковые фланцы для фиксации воздуховодов с таким же диаметром, как и вентканалы (количество — 4);
• лист фанеры, МДФ, металла (нержавейки) или пластика — для изготовления корпуса;
• трубку небольшого диаметра, ее задача — отвод воды;
• универсальный клей, силиконовый герметик;
• металлический профиль — уголок;
• болгарку (ножовку по металлу), электролобзик, шуруповерт;
• крепежи — оцинкованные саморезы;
• защиту — перчатки, очки.

Альтернативой оцинкованной стали может стать поликарбонат, полипропилен либо текстолит. Этапы работ — создание теплообменника, изготовление короба и сборка рекуператора.

Создание пластинчатой конструкции

Сначала нарезают примерно 70 стальных квадратов, сторона — 200-300, 300х300 либо 400х400 мм. Больший размер — большая мощность оборудования. Чтобы гарантировать одинаковый размер, листы разрезают на несколько частей, затем складывают стопкой и делают рез.

Из пробковой подложки (рейки) вырезают прокладки, их ширина — 10-15 мм.

Изготавливают свыше 200 штук тонких полосок. Их длина — сторона пластины. На первый элемент приклеивают 2 полосы по краям, одну по центральной оси, все — строго параллельно. Точно так же поступают со следующей деталью.

1. Вторую пластину поворачивают так, чтобы приклеенные полоски обеих располагались перпендикулярно. Прокладки ее промазывают клеем, затем прижимают к свободной плоскости первой детали.
2. С третьей поступают аналогично. Приклеив полоску, ее фиксируют ко второй, перпендикулярно к ней, но параллельно относительно первой. Таким образом, получают зазоры для движения воздушных масс.

Дальше действуют по тому же принципу: каждую из последующих деталей приклеивают перпендикулярно относительно предыдущей. После сборки блока нужного размера сверху сначала укладывают какую-либо прокладку из дерева, на нее — груз (до 7 кг). После высыхания кассету дополнительно скрепляют уголками: 4 элемента прикручивают к углам стопки.

Сборка корпуса рекуператора

Из листового материала собирают коробку — квадратный ящик. Его длина и высота равняется диагонали блока, ширина — его высоте. Получившуюся коробку утепляют. Все стыки заполняют герметиком. На противоположных стенках сверху и снизу вырезают отверстия, диаметр их должен соответствовать размерам воздуховодов. Затем крепят пластиковые фланцы.

Источник: dom-i-remont.info

Простой способ беречь тепло

Обогрев помещения в холодное время года при помощи современного кондиционера позволяет сохранять комфортный микроклимат в помещении. Платой за комфорт становятся счета за электричество, размер которых в зависимости от температуры воздуха на улице может ощутимо меняться.

При помощи сравнительно небольших затрат можно создать энергоэффективную вентиляционную систему, заметно снизив расходы на электричество.

Реализовать это позволит пластинчатый рекуператор, причём неважно, приобретенный в магазине или изготовленный своими руками. Это устройство встраивается в приточно-вытяжные пути вентиляции, помогая снизить к минимуму «обогрев улицы».

Учитывая, что в отдельно взятые дни разница температур помещения и улицы может достигать отметки в пятьдесят градусов по Цельсию, становится понятна важность устранения упомянутого эффекта. Тем более, что схем и готовых устройств для этого предлагается огромное количество.

Принцип рекуперации воздуха

Чтобы понять достоинства и плюсы от использования рекуперационных теплообменников, сначала необходимо разобраться в самой сути их работы. В дословном переводе с латинского рекуперацией называют «возврат использованного, потраченного».

Именно эффект возврата энергии используется в климатических устройствах данной конструкции. Проходящие сквозь блок воздушные потоки обмениваются между собой тепловой энергией, позволяя впоследствии кондиционеру поддерживать комфортную температуру, затрачивая меньше энергии. В особо холодные дни это позволяет заметно сэкономить на обогреве помещения.

Пример: температура воздуха на улице достигла отметки в минус 20 С^о. Для комфортного самочувствия жителей кондиционер должен создать в помещении температуру хотя бы на уровне + 25 С^о. Разницу температур подсчитать несложно – 45 градусов по Цельсию. Конечно, какая-то часть воздуха нагреется благодаря теплоемкости стен, мебели, теплообмену между приходящим и выводимым потоками. Но все равно кондиционеру потребуется значительное количество энергии для поддержания комфорта.

Пластинчатый и любой другой рекуператор выбранной конструкции позволяет вывести точку соприкосновения холодного и теплого воздуха за пределы помещения. Устройство проводит активный теплообмен между ними, позволяя привходящему потоку свежего воздуха достичь более комфортного значения температуры, нежели изначальное.

Зимой теплый отработанный воздух частично согревает привходящие холодные потоки, а летом – немного охлаждает их. Это помогает не только снизить энергозатраты от использования кондиционера, но и повысить стабильность сохранения выбранных климатических условий.

Рекуператоры – часть принудительной системы вентиляции

Пластинчатый рекуператор воздуха, как и любое другое устройство данного типа, является лишь частью принудительной системы вентиляции. Ожидать более-менее заметного улучшения микроклимата в доме при использовании только лишь рекуператора не стоит. Совмещая его с естественной приточно-вытяжной системой воздухообмена, добиться сколько-нибудь заметного эффекта довольно сложно. Для эффективного теплообмена между потоками они должны постоянно двигаться сквозь устройство.

По этой же причине установка рекуперационной системы считается эффективной и экономически оправданной в доме не всегда. Прежде чем выбирать или изготавливать своими руками рекуператор, рекомендуется подсчитать:

1. Расход энергоносителей до модернизации вентиляции.
2. Приблизительный срок эксплуатации системы после модернизации.
3. Стоимость приобретения и монтажа необходимых блоков.
4. Размер затрат на ежегодное обслуживание системы.

Случаи, когда вышеупомянутые затраты неспособны полностью перекрыть расход на использование системы вентиляции в виде «как есть», – не такая редкость, как может показаться. Особенно, когда речь идет о заводских устройствах. Самодельные рекуператоры часто помогают немного снизить расход теплоносителя, да и себестоимость их невысока.

Монтаж системы рекуперации необходим, только когда она действительно покажется достаточно эффектной на основании расчетов. Во всех остальных случаях современные кондиционеры отлично справляются с подержанием заданных климатических условий.

Современные виды рекуператоров

Разновидности предлагаемых на рынке рекуператоров могут вызвать некоторые сложности в выборе у неискушенного пользователя. Огромное разнообразие представлено наименованиями моделей с разнящейся рабочей площадью устройств и объемом производимого теплообмена. Конструктивно они делятся на следующие типы:

1. Рекуператоры с пластинчатыми или мембранными теплообменниками.
2. Роторные устройства.
3. Водяные рекуператоры.
4. Крышные рекуператоры.
5. Трубчатые теплообменники.
6. Камерные устройства.
7. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем.

Самыми распространёнными, благодаря удачному сочетанию стоимости и эффективности, стали пластинчатый и роторный рекуператоры. В первом случае теплообмен происходит внутри специальной камеры, в которую сводятся приточные и вытяжные каналы вентиляции.

Камера разделяется множеством пластин на два несвязанных между собой воздушных канала, по каждому из которых движется свой поток. Перегородка или мембрана между ними изготавливается из материала, не препятствующего теплообмену. Благодаря этому, между холодным и теплым воздухом происходит активный обмен тепловой энергией, помогающий снизить затраты на обогрев или охлаждение помещения.

Роторные устройства имеют аналогичный принцип работы с той лишь разницей, что вместо пластинчатой камеры в нем используется вращающийся барабан. Теплообмен происходит благодаря поочерёдному прохождению приточно-вытяжных потоков сквозь рекуператор.

Теплый воздух нагревает энергоемкие пластины, затем ротор проворачивается, и холодный газ вбирает с них энергию. Наличие подвижных частей и громоздкость – основные недостатки данного подвида устройств. Но на противоположной чаше весов находится один из лучших показателей КПД среди рекуперационных конструкций.

Кондиционер против рекуператора – что лучше

Очень частым заблуждением становится выбор между кондиционером или хорошим рекуператором для вентиляционной системы. Главная ошибка потребителя кроется в том, что непосредственная рабочая задача у рекуператора совершенно другая.

Устройство позволяет только проводить теплообмен между воздушными потоками, помогая экономить на поддержании температуры, а не «задавать» предпочтительный градус Цельсия. Если снаружи приходит горячий воздух и в помещении он тоже нагрет, неважно, как быстро будут проходить сквозь устройство потоки газа. Аналогичная ситуация будет наблюдаться и во время холодов.

Использование рекуператора вместо кондиционера может быть частично оправдано в холодное время года, и только в случае если имеется альтернативный источник тепла.

Печное или автоматное отопление действительно можно проводить более экономно, если установить рекуперационную систему вентиляции. Но в этом случае, ни о какой точности контроля микроклимата речи не идет. Да и экономическая целесообразность такого выбора в трети всех случаев, как правило, сомнительна.

Источник: TopVentilyaciya.ru

Другие статьи по теме:

Установка канализационная grundfos Байпас на отопление Воздушные клапаны для вентиляции Вентиль воздушный Байпас для циркуляционного насоса Установка фановой трубы