Воздушный теплообменник на вентиляцию — особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, ее принцип работы

>>>Воздушный теплообменник на вентиляцию — особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, ее принцип работы

Вентиляция помещений — это процесс подачи свежего воздуха с одновременным выводом отработанного. При этом, удаляемый воздух выводится в нагретом виде, а температура свежей приточной струи может быть как довольно высокой в летнее время, так и весьма низкой в морозы. Идея использовать температуру отработанного воздуха для нагрева приточного воздуха возникла давно, существуют устройства, позволяющие это осуществить с той или иной степенью эффективности. Про возможность сэкономить на отоплении до 25% при помощи рекуператора мы написали в этой статье.

Что такое воздушный теплообменник и для чего он используется

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Воздушный теплообменник (иное название — теплообменник воздух-воздух) — это устройство, осуществляющее обмен тепловой энергии между горячим и холодным потоками воздуха.

Чаще всего, используется горячий воздух из сушилок, дымовых труб, топочных камеры различного оборудования. В бытовых целях может использоваться теплый вытяжной воздух. Использование устройства преследует цель нагрева свежего приточного воздуха до определенной температуры, которую позволяет достичь отдающая среда.

В зависимости от эффективности нагрева теплый воздух может использоваться для разных целей:

  • воздушное отопление помещений
  • подогрев свежей струи для снижения расходов на отопление

Подача неподготовленного воздуха в жилые или производственные помещения создаст условия для интенсивного вывода тепла, что отразится на расходах на обогрев. Если воздух на улице имеет температуру -20°С, а кратность воздухообмена в помещении равна 1, то весь объем будет ежечасно полностью меняться, вызывая необходимость быстро нагревать его для обеспечения комфортной обстановки. Такая ситуация весьма неэкономична и вынуждает искать способы подготовки приточной струи. Основным из них является рекуперация.

Что такое рекуперация

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Рекуперация — это процесс возврата (повторного использования) тепловой энергии отработанного воздуха к вновь поступающему приточному.

Неразумно терять тепловую энергию удаляемого отработанного воздуха попусту, ее можно и нужно обратить на подготовку поступающего вновь приточного воздуха. Эта задача стала актуальной не так давно, основная причина ее возникновения — широкое распространение пластиковых или алюминиевых окон и дверей, конструкция которых исключает наличие неплотностей, не пропускает воздух внутрь и делает вентиляцию помещений весьма актуальным вопросом.

Недостаточный воздухообмен в помещениях — это плохое самочувствие людей, намокание стеновых материалов, возникновение конденсата и прочие неприятности, избавиться от которых помогают правильно организованные приточная и вытяжная вентиляционная система. На этом этапе и появляется задача подготовки поступающего свежего воздуха, повышения его температуры, иначе вместе со свежестью в помещении появится и мороз. Придется перегружать отопительные системы, чтобы удержать температуру в помещениях на приемлемом уровне, что означает повышенную нагрузку на оборудование и чрезмерные расходы на отопление.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Важно! Рекуперация теплоты позволяет удержать часть тепловой энергии внутри, что снижает расходы и позволяет эксплуатировать отопительные системы в штатном режиме.

Особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла

Системы вентиляции, использующие рекуперативные методики, нуждаются в эффективном теплообменнике и в устройствах принудительного перемещения потоков воздуха — вентиляторах. Наличие этого оборудования автоматически означает потребность в электроэнергии. При этом, сами по себе рекуператоры (теплообменники) никакой энергии не потребляют и действуют в пассивном режиме, т.е. процесс передачи энергии происходит самостоятельно, контактными методами.

Конденсат

Тем не менее, их работа имеет несколько особенностей, из которых самой серьезной и требующей участия является образование конденсата. Процесс начинается после подачи теплого воздуха на холодные участки оборудования и продолжается до момента нагрева металла до определенной температуры. Учитывая, что обработке подвергается внутренний воздух, насыщенный водяными парами от готовящейся пищи и дыхания людей, объемы конденсата довольно велики и создают определенные проблемы при эксплуатации рекуператоров. Производители предпринимают определенные шаги, устанавливая различные клапана или датчики обледенения, что в какой-то степени решает вопрос, но проблема в целом остается и требует постоянного внимания со стороны владельца.

Постоянная подача энергии

В числе других, менее важных, но существующих особенностей рекуперационных систем, является потребность в бесперебойной подаче электроэнергии. Несмотря на то, что сами по себе рекуператоры не нуждаются на в какой энергии извне и действуют в пассивном режиме, вентиляторы, обеспечивающие циркуляцию потоков, требуют подключения и постоянной подачи энергии, без которой система просто остановится.

Экономия

Кроме того, важным показателем стане соотношение стоимости оборудования и величины экономии на обогреве помещений. Поскольку одной из целей рекуперации является снижение расходов на отопление, то стоимость оборудования должна быть оправдана этой экономией в течение обозримого времени, иначе никакого экономического эффекта покупка оборудования не принесет.

Определение эффективности системы необходимо производить перед приобретением или изготовлением системы, поскольку оградить себя от ненужных расходов и траты времени всегда полезно. Следует учитывать КПД устройства, его стоимость, чтобы сопоставить размер экономии и затрат. Так, пластинчатые теплообменники для частных домов малоэффективны и значительно уступают другим конструкциям.

Воздушный теплообменник на вентиляцию

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Теплообменник — это устройство, производящее непосредственную передачу тепловой энергии. Они бывают разных типов, с передачей тепла от одинаковых или разных видов среды (например, вода-воздух). Рассматриваемые нами теплообменники производят обмен энергией между исходящим нагретым и приточным холодным воздухом.

Пластинчатый воздушный теплообменник

Наиболее распространенным типом является пластинчатый воздушный теплообменник, представляющий собой набор из металлических пластин с высокой теплопроводностью, собранных в пачку с мелкими зазорами, через которые независимыми потоками пропускаются свежая и исходящая струи воздуха. Внутри устройства потоки разделены поочередно, что позволяет осуществлять эффективное уравнивание температур приточного и вытяжного воздуха.

Высокая теплопроводность металлических пластин позволяет интенсивно отбирать тепло у вытяжной струи, активно нагревать приточный поток. Поскольку расстояния между пластинами весьма невелики, на обоих каналах устанавливаются воздушные фильтры, производящие очистку воздуха от взвесей, пыли, различных частиц, способных заполнить промежутки и нарушить режим работы теплообменника. Образующийся конденсат стекает в поддон, после чего удаляется по специальному каналу. Очистка воздуха, какой бы тщательной она ни была, недостаточна, требует периодической промывки пластин теплообменника и очистки их от жировых наслоений, накапливающихся в промежутках за определенное время.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Основная особенность пластинчатых теплообменников состоит в полной независимости потоков друг от друга. Они не смешиваются, что позволяет использовать устройства такого типа в помещениях с вытяжным воздухом, имеющим вредные или неприятно пахнущие взвеси или примеси.

Роторный рекуператор

Второй, не менее распространенный тип теплообменника — роторный рекуператор. Он представляет собой приводной ротор из гофрированных металлических (чаще всего, алюминиевых) пластин, набранных в виде очень близко расположенных концентрических цилиндров. Ротор вращается при помощи электродвигателя с цепной передачей. Приточный, вытяжной потоки подаются одновременно на разные участки ротора таким образом, чтобы они проходили сквозь промежутки между гофрированными пластинами.

Принцип действия заключается в нагреве пластин при прохождении зоны вытяжного воздуха и охлаждении с передачей энергии при прохождении сектора приточного потока. При этом, происходит частичное смешивание вытяжной и приточной струи.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Эффективность таких теплообменников намного выше, чем пластинчатых, достигает 70%, но из-за некоторого поступления отработанного воздуха обратно в систему вентиляции, роторные рекуператоры не используются в помещениях с наличием вредных или имеющих резкий запах веществ.

Оба типа теплообменников вполне справляются со своими функциями, широко распространены в системах вентиляции жилых или промышленных зданий. Тем не менее, существуют другие типы устройств, о которых следует поговорить особо.

Другие виды воздушных теплообменников

Существуют другие, очень интересные конструкции.

Грунтовый теплообменник

Например, грунтовый теплообменник. Он устроен настолько просто, что не хочется даже называть его техническим приспособлением. Суть его в погружении вентиляционной трубы, осуществляющей забор воздуха, в грунт на глубину около 2 м. Длина трубы должна быть достаточно большой, чтобы воздух, проходящий по ней, успевал изменить свою температуру.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Смысл такого метода прост — на глубине 2 м температура почвы всегда имеет около 8-10° тепла. Если снаружи мороз 20°, то воздух, проходя по трубе, успеет нагреться до 0°, что сокращает расходы на его подготовку на 25%.

Мало того, летний приточный воздух, взятый при температуре 25-30°, проходя под землей, отдаст часть тепла и поступит в систему вентиляции охлажденным, что снимает вопрос кондиционирования внутреннего воздуха помещений.

Нагрев воздуха внутри дымохода

Другой, не менее интересный вариант — нагрев воздуха внутри дымохода. Удаляемый дым имеет довольно высокую температуру, что позволяет разместить внутри него трубку с приточным воздухом. Проходя через нее, поток нагреется, будет готов для использования для вентиляции или для воздушного отопления. Иногда трубка устанавливается снаружи дымохода, она плотно навивается на него для увеличения эффективности теплопередачи. Такую конструкцию лучше всего обкладывать снаружи кирпичом для защиты, сохранения тепла.

Рекомендуемое оборудование

 

Похожие статьи
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  Калорифер водяной - виды, устройство, обзор моделей от 6900 рублей
2018-11-02T12:02:05+00:00
Рейтинг автора
5
Максим Федоров, фото
Автор статьи
Максим Федоров
Инженер по вентиляции и климатическому оборудованию
Написано статей
12
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
Оценок: 1
Загрузка...