Рекуперація тепла

Рекуперація - це процес повернення частини теплової енергії. 

Рекуперація тепла - процес повернення тепла з відпрацьованого витяжного повітря. Тепле повітря, що виводиться з приміщення, в теплообміннику віддає більшу частину свого тепла холодному повітрю, що надходить з вулиці. Завдяки цьому процесу на вулицю виходить охолоджене повітря, а в приміщення потрапляє свіже нагріте повітря. 


Принцип роботи рекуператора 


Припливне повітря з вулиці взимку очищається повітряними фільтрами і нагрівається калориферами. Воно потрапляє в приміщення, зігріває його і розбавляє шкідливі гази, пил та інші виділення. Потім воно потрапляє у витяжну вентиляцію і виводиться на вулицю... Звідси думка ... Чому б нам не нагрівати холодне повітря, що надходить з вулиці, повітрям що викидається? Адже ми по суті викидаємо гроші на вітер. 

Отже, у нас є повітря, що виводиться з будинку із температурою 21 С та припливне повітря з вулиці, яке має температуру -10 С. Ми встановлюємо, наприклад, рекуператор з пластинчастим теплообмінником. Щоб зрозуміти принцип дії рекуператора з пластинчастим теплообмінником уявіть собі квадрат, в якому витяжне повітря проходить знизу-вгору, а припливне зліва-направо. Причому ці потоки не змішуються один з одним за рахунок використання спеціальних теплопровідних пластин, які поділяють ці два потоки. 

рекуператор принцип роботи.jpg

У підсумку повітря, що виводиться з будинку, віддає припливному повітрю до 70% тепла і на виході з рекуператора має температуру 2-6 С, а припливне повітря, в свою чергу, має температуру на виході з рекуператора 12-16 С. Отже калорифер буде нагрівати повітря не -10 С , а +12 С і це дозволить нам значно заощадити на електро- або тепловій енергії, що іде на обігрів повітря. 


Види рекуператорів 


1. Пластинчастий рекуператор 

Пластинчасті рекуператори - найпоширеніший вид рекуператорів, що застосовуються у системах припливно-витяжної вентиляції. Принцип його дії полягає в перетині повітряних потоків припливного і витяжного повітря. Ці потоки перетинаються, але не перемішуються в спеціальному пластинчатому теплообміннику. Можливі варіанти виконання вказані на схемі. 

пластинчастий рекуператор.jpg

Переваги пластинчастих рекуператорів 
 - Пластинчасті теплообмінники володіють ефективністю 40-92%. 
 - Пластинчастий теплообмінник в даному виді рекуператорів - влаштований просто і не має рухомих елементів, що передбачає нечасте технічне обслуговування. 
У даному рекуператорі відсутні будь-які споживачі електроенергії, що знижує вартість витрат на роботу даного пристрою. 

Недоліки пластинчастих рекуператорів 
- Для перетину потоків припливного і витяжного повітря потрібен також перетин повітропроводів в рекуператорі, що не завжди зручно і можна реалізувати. 
- У зимовий період пластинчастий теплообмінник може обмерзати і для вирішення цієї проблеми необхідно або періодично відключати припливний вентилятор, або використовувати байпасний клапан. 
 - Дані рекуператори здатні переважно до теплообміну. Вологообмін в даному виді рекуператорів - рідкість. 

2. Роторний рекуператор 

Роторні рекуператори - другий за поширеністю вид рекуператорів, що застосовуються у системах припливно-витяжної вентиляції. Принцип його дії полягає у проходженні повітряних потоків припливного і витяжного повітря через спеціальний обертовий роторний теплообмінник.

роторний рекуператор.jpg соти рекуператора.jpg

Переваги роторних рекуператорів 
 - Роторні теплообмінники володіють ефективністю 60-85%. 
 - Роторний теплообмінник в даному виді рекуператорів дозволяє повертати не тільки тепло, але і вологість. 
 - Регулюючи швидкість обертання ротора можна регулювати загальну ефективність рекуператора. 

Недоліки роторних рекуператорів 
 - Для перетину потоків припливного і витяжного повітря потрібен також перетин повітропроводів в рекуператорі, що не завжди зручно і можна реалізувати. 
 - Забруднене повітря частково змішується із припливним, у зв'язку з чим необхідне встановлення додаткових фільтрів на приплив і на витяжку. 
 - У даних рекуператорах є рухливі частини і споживачі електроенергії, у зв'язку з чим необхідно проводити технічне обслуговування частіше, ніж у пластинчастих рекуператорах. 

3. Водяний рециркуляційний рекуператор повітря 

Водяні рециркуляційні рекуператори повітря - вид рекуператорів повітря, що застосовуються в системах припливно-витяжної вентиляції, і має свої цікаві особливості. Принцип дії водяного рекуператора повітря полягає в перенесенні теплової енергії з окремо розташованого витяжного теплообмінника до припливного за допомогою води, антифризу, чи інших теплоносіїв. 

водяний рекуператор.jpg

Припливний ти витяжний теплообмінники такого рекуператора можуть бути розташовані на відстані один від одного і з'єднані теплоізольованим трубопроводом. Застосовуються вони не так часто у зв'язку з недуже високим ККД і необхідністю частого техобслуговування. Застосовуються в основному з метою модернізації окремих припливної та витяжної вентиляцій, або за відсутності можливості розміщення витяжної та припливної магістралей близько один до одного. 

Переваги водяних рекуператорів 
 - Пластинчасті теплообмінники володіють ефективністю 50-65%. 
 - Витяжні та припливні потоки ніколи не перемішуються, що запобігає частковому перенесенню забрудненого повітря з витяжки у приплив. 
 - Можливе розміщення припливного і витяжного теплообмінників на відстані один від одного, що надає даній системі гнучкість при проектуванні і установці. 
 - Можливість об'єднання декількох витяжних і декількох припливних систем в одну систему рекуперації. 

Недоліки водяних рекуператорів 
 - Наявність додаткової водяної магістралі вимагає установки водяного насоса і додаткових пристроїв, що відповідають за правильність роботи даної системи. 
 - Витрата електроенергії на роботу системи циркуляції води і тепловтрати теплоносія - якщо припливний і витяжний теплообмінники віддалені один від одного, це робить дану систему недоцільною. 
 - Дані рекуператори здатні тільки до теплообміну. Вологообмін в даному виді рекуператорів неможливий. 

4. Даховий рекуператор 

Дахові рекуператори - вид рекуператорів, що застосовуються у системах припливно-витяжної вентиляції, що встановлюються на даху будівлі. В основному використовуються в однооб'ємних приміщеннях. Таких як торгові центри, цехи підприємств, ангари та інші приміщення. 

даховий рекуператор.jpg

Так само використання дахових рекуператорів дозволяє економити підстельовий простір за рахунок винесення теплообмінників на вулицю. Дахові рекуператори можуть оснащуватися нагріваючими секціями. Даний вид рекуператорів широко поширений в Європі. 

Переваги дахових рекуператорів 
 - Пластинчасті теплообмінники володіють ефективністю 55-68%. 
 - Розміщується на даху будинку, а завдяки спеціальній системі кріплення навантаження на покрівельну конструкцію мінімальна. 
 - Низькі інвестиційні та експлуатаційні витрати з гарантованою окупністю. 

 Системи рекуперації ЗЕМЛЯ-ПОВІТРЯ 


Системи рекуперації земля-повітря - це новий і один з найдосконаліших видів енергозбереження та збільшення енергоефективності будівель, починаючи з заміського будинку і закінчуючи величезними будівлями торгових центрів, адміністративних будівель, цехів підприємств. Принцип роботи даної системи базується на отриманні тепла взимку та холоду влітку із землі або води. На глибині 1,5 - 4 метри земля, так-само як і вода, - володіють постійною середньорічною температурою від +3 до +15 градусів Цельсія. Причому ресурси цієї температури безмежні. 

система рекуперації земля повітря.jpg

У країнах з обмеженими ресурсами, в основному в Європі, дані системи використовуються вже давно та дуже часто. Мода на економію грошей і енергії не так давно прийшла і до нас. Що радує. 

При використанні системи подачі повітря в будівлю класу земля-повітря (earth-to-air heat exchanger) ви витрачаєте кошти тільки однин раз. При будівництві будинку або при наявності вже готового будівлі та частини землі поруч з ним. 

Суть процесу наступна: 

Зима: Повітря з вулиці забирається припливною або припливно-витяжною системою не відразу, а проходячи через систему рекуперації земля-повітря (через трубопровід під землею), тим самим отримуючи тепло із землі або води (якщо поруч є водойма). У результаті ми отримуємо повітря на вході в будівлю з температурою від 0 до +5 градусів. Якщо порівнювати без даної системи повітря потрібно буде нагрівати не з -15 градусів, а з 0-5 градусів. Економія виходить непогана. А якщо у Вас стоїть або ви збираєтеся встановити приточно-витяжну установку з рекуператором повітря класу повітря-повітря - дана система також буде не зайвою, тому що найефективніша робота рекуператора повітря якраз коливається від -5 до +5 градусів 
по Цельсію. 

рекуператор зима літо.jpg

Літо: Влітку нам потрібна прохолода. Найпопулярніше рішення - кондиціонер повітря. Але є і більш енергоефективний спосіб отримання прохолодного повітря ... Знову-ж таки - із землі. Так як температура землі постійна - влітку ця цифра не піднімається вище +15 С на глибині від 1,5 до 4 м. в залежності від регіону. Отже ми отримуємо на виході з системи земля-повітря прохолодне повітря. Залишається лише його доставити за допомогою системи вентиляції в усі приміщення будинку.
Рекуперація тепла