Рекуператор принцип работы: Как работает рекуператор ⟫ что это и зачем он нужен ™ Ventbazar.ua
Рекуператор воздуха, виды и принцип работы
Для обеспечения качественной вентиляции и в то же время сохранения тепла в доме придуманы рекуператоры. Смысл их заключается в том, что закачивается свежий воздух из внешней среды, а отработанный выкачивается из помещения. Все это может быть выполнено последовательно либо одновременно. Поток воздуха из улицы и комнаты движется по разным каналам, но входящий воздух нагревается от выходящего из квартиры. Хорошие рекуператоры примерно 90% тепла возвращают в дом, а худшие — только 50%. Рекуператоры выглядят как обычные вытяжки в стене. Они могут быть разных диаметров и форм. Поскольку воздух заходит чуть-чуть холоднее, рекуператоры устанавливают ближе к потолку. Данные устройства, как правило, монтируются в одной комнате, но для циркуляции свежего воздуха по всему помещению следует установить вентиляционные решетки между комнатами. Виды рекуператоров Сегодня их ассортимент настолько велик и разнообразен, что определиться с выбором достаточно сложно. В основном, рекуператоры можно разделить на две группы: • прямоточные; • реверсивные. Первый вариант сконструирован таким образом, что каналы для потока разделены пластиной. Воздух движется в разных направлениях одновременно. Они обычно дешевле, потому что конструкция довольно простая. Здесь не используется электронная система управления. Недостаток их заключается в том, что такие рекуператоры дают плохой возврат тепла — приблизительно 70% на самой минимальной скорости. К примеру, если на улице — 6 °С, то в дом будет заходить – 2 °С. При морозах наружная часть такого типа рекуператора чаще обмерзает. Второй вариант функционирует за счет движущегося теплообменника либо качания воздуха «туда и обратно». То есть, воздух проходит сквозь теплообменник в одну сторону, приблизительно, полминуты, потом останавливается и движется обратно. Теплообменник от комнатного воздуха нагревается, и, когда уличный воздух попадает туда, тепло передается свежему воздуху. Их плюс – они дают хорошее энергосбережение, минус – стоят дороже. Теплообменники в реверсных рекуператорах бывают медные, фарфоровые, целлюлозные. Что касается последнего вида, то он предназначен для регионов с теплой зимой, поскольку в более холодных зонах он просто-напросто промерзнет. В зимнее время возле рекуператора более выражен конденсат. А значит, на агрегате могут возникнуть намерзания. Чтобы этого не случилось, он должен работать постоянно, хотя бы в минимальном режиме.
Компания Дышим Дома устанавливает реверсивные рекуператоры VAKIO BASE и VAKI LUMI. Подробную информацию вы можете получить
Что из себя представляет гликолевый рекуператор воздуха
Гликолевый рекуператор — энергосберегающее устройство, позволяющее использовать тепловую энергию, содержащуюся в потоке вытяжного воздуха для подогрева потока приточного воздуха. Теплопередача организуется за счет организации циркуляции в рекуператоре, теплоносителя – незамерзающих водо-гликолевых растворов.
Принцип работы гликолиевого рекуператора
В холодный период года утилизатор забирает тепло вытяжного потока воздуха и передает его нагревателю. Тепло используется для подогрева приточного потока воздуха, поступающего с улицы.
Таким образом, использование гликолиевого рекуператора позволяет сократить энергопотребление на подготовку приточного воздуха в течении всего года. Благодаря организации замкнутого гидравлического контура исключается передача загрязнений и запахов от вытяжного потока воздуха, приточному.
Сфера применения
- В двухконтурных системах вентиляции
- На предприятиях, где изоляция воздушных потоков является приоритетом
- В вентиляционных системах, по которым могут транспортироваться взрывоопасные газы
- На больших площадях торговых центров и различных производственных помещений, где на разных участках должна поддерживаться разная температура воздуха.
- В регионах с низкими температурами воздуха, так как раствор гликоля не замерзает.
Возможности гликолевого рекуператора:
- Можно увязать несколько вытяжных систем с одной приточной и наоборот.
- Расстояние между притоком и вытяжкой может достигать 800 м.
- Систему рекуперации можно регулировать автоматически за счёт изменения скорости циркуляции теплоносителя.
- Гликолевый раствор не замерзает, т. е. при минусовых температурах разморозка системы не нужна.
- Так как используется промежуточный теплоноситель, исключено попадание в приток воздуха из вытяжки.
Универсальность гликолевых рекуператоров даёт возможность устанавливать их в существующие системы, имеющие производительность 500 — 150 000 м3/час. С их помощью можно вернуть до 40% тепла. Она зависит от региона, в котором установлено оборудование, и интенсивности его использования, при этом необходим индивидуальный технический просчет этих систем.
Конструкция
Рекуператор, представляет собой два водо-воздушных теплообменника установленных по линии вытяжной и приточной вентиляции. Теплообменники соединены между собой замкнутым гидравлическим контуром, с непрерывно циркулирующим в нем теплоносителем. Первый теплообменник принято называть «утилизатор», второй «нагреватель». Утилизатор оборудуется поддоном для сбора и отвода конденсата и каплеуловителем.
Циркуляцию теплоносителя в гидравлическом контуре обеспечивает насосно-смесительный узел. Узел работает в двух режимах: режим рекуператора и режим оттаивания.
В состав узла входят:
- Шаровые краны (1) служат для отключения узла регулирования от теплообменников (для проведения ремонтных работ).
- Сетчатый фильтр (2) защищает регулирующий клапан, циркуляционный насос и теплообменники от попадания в них твердых частиц, способных повлиять на работоспособность.
- Регулирующий клапан с приводом (3) переключает направление циркуляции теплоносителя.
- Циркуляционный насос (4) обеспечивает номинальный расход теплоносителя.
- Расширительный бак (9) с группой безопасности компенсируют температурное расширение теплоносителя.
Факторы, учитываемые при подборе рекуператора:
- Величина площади обслуживания системы вентиляции.
- Необходимый расход теплоносителя (учитывается плотность раствора гликоля).
- Расчет КПД и затрат энергии.
- Обязательно наличие регулярного технического обслуживания.
Несмотря на низкую эффективность (40-50%) гликолевый рекуператор пользуется спросом благодаря возможности его установки в действующих раздельных системах вентиляции, простой регулировки теплоотдачи, его применения в агрессивных средах и пр.
Пластинчатый рекуператор воздуха. Описание и свойства.
ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ НА ПОДБОР ПЛАСТИНЧАТОГО РЕКУПЕРАТОРА
Пластинчатый рекуператор – это один из видов рекуператоров воздуха. Принцип работы пластинчатого рекуператора заключается в передаче тепла от теплого, вытягиваемого из помещения, воздуха – подаваемому холодному. Говоря простым языком воздух из вытяжки передает тепло приточному воздуху с улицы. Происходит это засчет пересечения потоков воздуха в специальном пластинчатом рекуператоре. Пластинчатым он называется из-за схемы разделения потоков воздуха. В пластинчатом рекуператоре потоки воздуха разделяются пластинами из теплопроводящего материала. Самые популярные материалы для пластинчатых рекуператоров – это алюминий, пластик, нержавеющая сталь и бумага.
Алюминиевый теплообменник хорош тем, что алюминий имеет очень высокий коэффициент теплопередачи и при этом является “гигиеничным” металлом. Никакой коррозии и никаких запахов! Это очень хороший материал для высоконапорных систем рекуперации. Алюминиевые пластинчатые рекуператоры подходят для использования в бытовых и промышленных системах вентиляции с рекуперацией. Это самые популярные теплообменники.
Пластиковый теплообменник рекуператора ничем не уступает алюминиевому, но так же имеет более низкий вес и стоимость, если говорить о небольших по производительности рекуператорах.
Используются пластиковые пластинчатые рекуператоры исключительно в бытовых приточно-вытяжных установках с рекуперацией, т.к. для промышленных рекуператоров необходимы большие размеры теплообменников и производство пластиковых рекуператоров таких размеров слишком затратно.
Рекуператоры из нержавейки (нержавеющей стали) – довольно эксклюзивный вид пластинчатых рекуператоров, но крайне необходимый. Такие теплообменники используются в агрессивных средах и в системах рекуперации повышенных температур. Химические, фармацевтические, пищевые и многие другие производства, а так же температуры выходящего потока газов до 1500 С вынуждают использовать именно нержавеющую сталь в качестве материала пластин рекуператора.
Бумажный теплообменник рекуператора – очень редкий, но очень эффективный вид материала для создания рекуператора.
Некоторые виды рекуператоров помимо возврата тепла – возвращают в помещение еще и влагу за счет своей структуры, позволяющей бумаге намокать, но не пропускать воздух.
Все дело в том, что в рекуперации есть два вида тепла: Явное тепло и скрытое.
Явное тепло в рекуператоре – это тепло, отдаваемое воздухом при рекуперации.
Скрытое тепло – это тепло, которое выделяется при конденсации влаги и смене агрегатного состояния из газообразного в жидкое.
Хотелось бы отметить, что именно скрытое тепло воздуха является основополагающим при подсчете производительности рекуператора. В воздухе содержится лишь 10-25% тепла, которое передается от вытяжного воздуха – приточному. Все остальное тепло содержится в влаге. И чем больше влажность воздуха, тем больше тепла он может отдать более холодному предмету (в данном случае стенке пластинчатого рекуператора, за которой находится ледяной приточный воздух)
Итак, мы разобрали какие бывают пластинчатые рекуператоры. Надеемся что это поможет Вам с правильным выбором рекуператора. А если Вы не можете определиться или Вам нужна дополнительная информация – звоните или пишите нам на почту. Контакты указаны чуть ниже.
ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ НА ПОДБОР ПЛАСТИНЧАТОГО РЕКУПЕРАТОРА
Роторный рекуператор: устройство и принцип действия
Нет человека, который бы не знал о важности кислорода, поэтому обустройство качественной вентиляции — вполне понятное желание. Однако у данных систем, удаляющих отработанный воздух и обеспечивающих непрерывный приток свежего, есть один недостаток. В холодное время года они выбрасывают на улицу теплый воздух, замещая его холодным. Из-за такого транжирства на его нагрев тратится дополнительная энергия, а ее нельзя назвать дешевой. Жарким летом все наоборот: комфортный прохладный воздух удаляется из помещений, а на его смену приходит духота, превращающая дом в настоящую «душегубку». Чтобы не отапливать улицу и обеспечить благоприятный микроклимат в жилье в любой сезон, можно использовать роторный рекуператор.
Вентиляция в компании с рекуперацией
Самый простой вид — естественная вентиляция, принцип ее действия основан на природных явлениях. Воздухообмен обеспечивает организация специальных отверстий-продухов в здании: нижние являются приточными, а верхние — вытяжными. Однако такие системы очень далеки от совершенства. Плюс у них один — минимальные материальные затраты. Минусов много: это невозможность очистки воздуха, полная зависимость от климата, от сезонов года. Альтернатива — принудительная вентиляция. Она обходится гораздо дороже, зато такая система гарантирует оптимальный микроклимат в помещениях.
Искусственная вентиляция разделяется на приточную и вытяжную. Первая обеспечивает постоянную подачу свежего воздуха, а отработанные массы эвакуируются естественным образом. В такую систему входят:
- воздуховоды, по которым проходит воздух;
- вентиляторы, «заставляющие» его попадать в помещение;
- фильтры, останавливающие до 90% пыли, более крупного мусора;
- воздухонагреватели, без которых трудно и очень некомфортно зимой.
В эту систему могут входить различные дополнительные модули.
Вытяжная вентиляционная система, которая призвана помогать естественной вентиляции, наоборот, отвечает за удаления отработанных масс, практически лишенных кислорода. Главный элемент этого оборудования — вытяжные вентиляторы.
Приточная или вытяжная искусственная вентиляция недостаточно хорошо действует «в одиночку», поэтому оптимально приточно-вытяжное оборудование в комплексе. Однако в работе системы есть одно слабое место — удаление нагретого воздуха, замещение его холодным.
Чтобы сделать его комфортным, хозяева расходуют довольно большое количество электроэнергии, особенно чувствительны расходы в холодный сезон. Недостаток способна исправить рекуперация, которую используют как в централизованных, так и в локальных системах.
К оборудованию — рекуператорам — подводят вытяжные и приточные каналы. Устанавливать приборы можно в любом месте: снаружи здания (например, на крыше), на потолке, стене, полу. Они могут быть моноблоками либо отдельными модулями.
Рекуператор — лишь часть принудительной вентиляции, поэтому такое «возвращающее» оборудование рассматривают только как элемент общей системы.
Знакомство с оборудованием
Незнакомое слово «рекуператор» происходит от латинского «recuperatio», которое означает «возвращение». В нашем случае это часть тепла зимой или прохлады летом. Роторный рекуператор, как и его пластинчатый «коллега», совершает теплообмен: передает тепло от выходящего отработанного воздуха приточному холодному. Или, наоборот, забирает часть тепла от входящего, смешивая его с комфортными прохладными исходящими массами. Результат его рекуперативной зимней «деятельности» — снижение затрат на электроэнергию, тратящуюся на отопление помещений.
Устройство
Все приборы отличаются конструктивно, призваны выполнять свои задачи, которые в большей степени отличаются масштабами. Если сравнивать два популярных вида устройств — роторный и пластинчатый рекуператор, то последний предназначается для небольших помещений. Первый, герой этой статьи, способен справиться с более серьезной задачей — сделать комфортным помещение достаточно большой площади.
Рассматриваемый теплообменник состоит из стального оцинкованного (алюминиевого для небольших моделей) корпуса, ременного привода и ротора. Основа прибора — барабан, вращающийся с помощью двигателя. Этот цилиндр сделан из двух видов алюминиевой фольги: гладкой и гофрированной (60-120 мкм). Они намотаны друг на друга. В состав роторной конструкции входят осевые подшипники, датчик для контроля вращения ротора, а также уплотнительная лента, изолирующая воздушные потоки.
Внутри барабана располагаются каналы — коаксиальные и треугольные. Его устанавливают перпендикулярно движению воздушных масс. Исходящий воздух оставляет тепло в том секторе ротора, через который проходит. Вращаясь, прибор передает тепловую энергию приточным массам, а сам нагретый сектор охлаждается.
Характеристики
КПД роторных рекуператоров — 70-85% (87%). Помимо сохранения тепла устройства выполняют еще одну работу: они передают влагу. Для помещений, где постоянно повышен (или понижен) уровень влажности, такое дополнительное оборудование — наилучший вариант.
Полностью изолировать исходящие и входящие потоки друг от друга невозможно технически. Но такую задачу не ставят, потому что смешивается всего около 5%, либо цифра эта немногим больше. Есть возможность изменять скорость вращения теплообменника: для регулировки продуктивности используют преобразователи частоты.
Роторные конструкции более эффективны, чем их пластинчатые соперники, но из-за сложности конструкции и более высокого КПД стоят они совсем недешево. Однако оборудование, благодаря высокой эффективности, окупается за 1-2 года. Его устанавливают в качестве дополнительного элемента вентиляционной системы в помещениях средней площади: в гаражи, офисы, частные дома, на небольших складах.
Соперники роторного рекуператора
Есть и другие разновидности рекуперативных теплообменников, которые нередко становятся элементами приточно-вытяжных систем.
Пластинчатые
Эти приборы самые популярные, потому что относительно просты, им не нужна электроэнергия и серьезное обслуживание. Низкая стоимость — еще одно большое преимущество. Такие приборы — теплообменники, состоящие из большого количества пластин, между которыми оставлены минимальные расстояния. Материалы для их изготовления сильно различаются: это может быть металл, пластмасса либо целлюлоза. Рекуперация в устройствах происходит в разных плоскостях, поэтому потоки теплого и холодного воздуха не смешиваются.
Минус есть — это скопление конденсата, промерзание в сильные холода, поэтому приборам зимой требуется регулярное оттаивание. По этой причине в морозы вентиляционную установку отключают, либо устанавливают дополнительный элемент — подогреватель приточного воздушного потока.
Водяные
Если называть их корректно, то они гликолевые, спиртовые, так как обычная жидкость в зимнее время быстро замерзнет. Это оборудование состоит из двух теплообменников, которые соединены жидкостным контуром. Такие элементы устанавливают на расстоянии друг от друга, поэтому воздушные потоки тоже не смешиваются.
Еще одно достоинство прибора — минимальное отложение жиров, а значит, меньшая пожароопасность. По этой причине их часто устанавливают в кафе и ресторанах, даже в горячих цехах. Недостатки у устройства есть — это самые большие габариты, не слишком впечатляющая эффективность, едва превышающая 50%, высокая цена из-за необходимости дополнительного оборудования — теплового насоса.
Другие виды — камерные, трубчатые рекуператоры — не используют для устройства вентиляции в частных домах, поэтому их описывать большого смысла не имеет. Если рассматривать это «трио» претендентов в качестве моделей для самостоятельной сборки, то лидер один — это простой пластинчатый прибор.
Виды роторных рекуператоров
Модели различаются покрытием роторного барабана. Рекуператоры бывают:
- Гигроскопическими (энтальпийными). В этих приборах соты алюминиевого барабана покрывают материалом, обладающим сорбирующими (поглощающими) свойствами. Вращаясь, барабан собирает влагу, поэтому может переносить ее из одного потока в другой. В результате утилизируется как конденсат, так и скрытая теплота воздуха.
- Сорбционными. Это гигроскопический тип, но с улучшенными характеристиками благодаря инновационному сорбенту — силикагелю. Его главное свойство – повышенная способность впитывать влагу.
- Конденсационными. Это самые обычные конструкции. Алюминиевый ротор лишен дополнительного покрытия, поэтому он переносит только тепловую энергию, а полностью перемещать влагу не в состоянии.
- С эпоксидным покрытием. Оно предназначается для защиты алюминиевого барабана от химических соединений, находящихся в воздухе. Например, от концентрации морской соли, хлора в бассейнах, от паров на химическом производстве.
- С антибактериальным покрытием. Оно способно остановить около 600 видов микроорганизмов. Такую защиту наносят на энтальпийные роторы, на барабаны с эпоксидным покрытием.
В быту обычно используют обычные конденсационные приборы, гигроскопические — там, где постоянно повышенная влажность. Остальные виды приобретают для помещений с неблагоприятными (вредными) условиями труда. Роторные рекуператоры отличаются по внешнему виду, различно их конструктивное исполнение: они могут быть как вертикальными, так и горизонтальными.
Плюсы и минусы роторных приборов
К основным преимуществам вращающегося оборудования относится:
- более высокий КПД зимой;
- снижение затрат на охлаждение летом;
- полная автоматизация процесса рекуперации;
- частичная нормализация влажности в помещении;
- отсутствие циклов оттаивания, потребности в отводе конденсата.
Самое большое преимущество этих сложных устройств — эффективность. Чтобы понять и сравнить, необходимо познакомиться с цифрами. Если роторные приборы имеют КПД 70-85%, то пластинчатые «простачки» гарантируют меньшую отдачу — всего 50-65%.
Некоторые минусы этих рекуператоров-профессионалов незначительны, но упомянуть лучше сразу все претензии. В этом списке:
- более высокая цена из-за сложности конструкции;
- определенный уровень шума во время работы;
- возможное смешивание встречных воздушных потоков;
- необходимость обеспечить источник питания;
- подвижные элементы — причина, по которой оборудованию необходимо частое, непростое техническое обслуживание;
- массивность некоторых моделей приборов, она требует обустройства довольно просторной вентиляционной камеры.
Если говорить о минусах, то чаще самый последний недостаток (большие размеры) не дает возможности установить роторное устройство в бытовых условиях.
Критерии для выбора рекуператора
В магазинах представлен относительно широкий ассортимент пластинчатых и роторных рекуператоров, поэтому подобрать оптимальный прибор бывает непросто. В этом случае не рекомендуют слепо доверять ни обещаниям изготовителя, ни похвалам из уст продавцов.
Если «продажные люди» гарантируют КПД, доходящий до 99%, а также эксплуатацию, возможную в условиях -50°, то можно утверждать, что это неправда. Оптимальную эффективность приборы обеспечат только до определенных температурных значений. Это до -10° для пластинчатых моделей и до -23° для роторных рекуператоров. Более низкие показатели уже снижают КПД.
Обращать внимание при выборе устройства необходимо на следующие моменты:
- способ монтажа — в стене или снаружи здания;
- используемые материалы и толщина корпуса;
- присутствие дополнительной изоляции;
- вид, мощность и напор вентиляции;
- климатические условия региона;
- особенности обслуживания;
- степень автоматизации;
- тип удаляемой среды;
- объем помещения;
- габариты;
- цена.
Плюсом станет наличие встроенных фильтров, электронагревателя, возможность регулировать интенсивность работы. Для небольших помещений идеальным все же будет пластинчатый вид рекуператора, для больших площадей — роторный прибор.
По сравнению с более популярным и простым пластинчатым оборудованием, роторный рекуператор достаточно сложен. Зато устройство дает возможность решить сразу несколько проблем — обеспечить лучший подогрев (охлаждение) воздуха, повысить влажность. Большая эффективность этого прибора для бытового применения часто не самый важный фактор, поэтому перед принятием окончательного решения нужно хорошо подумать о целесообразности его приобретения.
Чтобы познакомиться с относительно новой конструкцией, можно посмотреть очень информативное видео:
Видео загружается…
особенности, принцип работы, разновидности. Установка, минусы и плюсы
Вопросы энергоэффективности жилых домов, коммерческих и промышленных объектов являются одними из наиболее актуальных в современной климатической инженерии. Снижение расходов на отопление или охлаждение помещений достигается с помощью самых разных инструментов. К числу устройств, которые повышают эффективность использования тепловой энергии, относится рекуператор воздуха. Он представляет собой теплообменник специальной конструкции, совмещенный с системой вентиляции. Его устанавливают в жилых помещениях, производственных цехах, больницах, на транспортных средствах и других объектах.
Конструкция и принцип действия
Система для рекуперации воздушных масс состоит из двух частей. Через первую отводится воздух из помещения, а через вторую производится нагнетание свежего уличного воздуха. Внутри рекуператора между этими потоками происходит обмен теплом. В летнее время воздух из помещений охлаждает приточные воздушные массы, а в зимнее – наоборот, нагревает. Это позволяет снижать нагрузку на системы отопления и кондиционирования, обеспечивать экономию электроэнергии, поддерживать в помещении комфортный и здоровый микроклимат.
В большинстве моделей рекуператоров реализована система автоматизированного управления. Она обеспечивает оптимальный режим работы без вмешательства человека. Также многие разновидности устройств оснащаются фильтрами. Благодаря этому оборудование не только подогревает или охлаждает поступающий с улицы воздух, но и очищает его от пыли и аллергенов.
Виды устройств
- роторные. Их конструкция включает вращающийся элемент – барабан. Он изготавливается из алюминиевой фольги, которая отличается очень высокой теплопроводностью. Частота вращения ротора контролируется электроникой и определяется перепадом температур воздуха внутри и снаружи помещения. КПД устройства составляет до 87 %;
- пластинчатые. Наиболее простой и популярный вид рекуператоров. Оборудование не имеет подвижных частей, не потребляет энергию и практически не ломается. К недостаткам пластинчатой конструкции относится сравнительно невысокий КПД (65 %), возможность замерзания зимой, отсутствие влагообмена;
- рециркуляционные водяные. В таких рекуператорах теплообмен осуществляется с помощью воды. Поскольку исходящий и входящий потоки воздуха отделены друг от друга, происходит только передача тепла между ними, без обмена влажностью. Коэффициент полезного действия находится в пределах 40-70 %;
- камерные. Оборудование этого типа имеет камеру с особой заслонкой. В нее поступает теплый воздух из помещения и нагревает ее стенки, после чего отводится наружу. Затем заслонка разворачивается и в камеру поступает холодный уличный воздух. Он нагревается от стенок и подается в помещение. КПД устройства может составлять до 80 %.
Плюсы и минусы
К преимуществам рекуператоров относится сокращение расходов на отопление и кондиционирование до 30-50 %, постоянная работа вентиляции, которая позволяет удалять избыточную влажность, неприятные запахи, углекислый газ, а также дает возможность полностью заменить естественное проветривание. При использовании фильтра обеспечивается эффективная очистка свежего воздуха и защита вентиляционного оборудования от загрязнений.
Есть у оборудования и определенные недостатки. Это шум при работе, необходимость периодической очистки каналов. Также нужно отметить необходимость больших разовых финансовых вложений. Правда, эти расходы довольно быстро окупаются.
Критерии выбора рекуператора
При покупке устройства нужно учитывать:
- климатические условия. Например, пластинчатые модели хорошо подходят для умеренного климата;
- собственное потребление электроэнергии;
- класс воздушного фильтра. Модели G3 обеспечивают очистку только от крупных механических частиц. Самый высокий класс – F7 очищает воздух даже от мелкой пыли;
- размер помещения;
- способ управления (автоматический или ручной).
Также большое значение имеет фирма-производитель рекуператора. Предпочтение необходимо отдавать продукции проверенных компаний, которые изготавливают оборудование из качественных коррозионно-стойких материалов.
принцип работы, преимущества, недостатки и технология изготовления своими руками
Чистый и свежий воздух в помещении является залогом хорошего самочувствия, здоровья и крепкого сна. Чтобы обеспечить поступление свежего воздуха необязательно проветривать частный дом или квартиру привычным способом. Для этого есть специальные устройства, которые работают 24 часа в сутки, и обеспечивают непрерывное вентилирование помещения — рекуператоры
Принцип работы
Принцип работы устройства для рекуперации воздуха
Рекуператор — это техническое устройство, в котором происходит теплообмен между потоками воздуха, выходящими и входящими в помещение по системе приточной, принудительно или вытяжной вентиляции. При этом потоки воздуха не смешиваются.
В зимнее время тёплый поток воздуха, выходящий из помещения, при прохождении через конструкцию рекуператора нагревает рабочие элементы. Холодный поток воздуха, входящий в систему вентиляции, проходя через рекуператор, нагревается за счёт теплообмена с рабочими элементами.
Когда температура снаружи помещения выше, чем в помещении, то происходит обратный процесс. Тёплый воздушный поток охлаждается в рекуператоре благодаря рабочим элементам, через которые прошёл прохладный отработанный воздух.
При сравнении с обычной системой вентилирования наличие рекуператора позволяет сохранить до 2/3 тепловой энергии. Это уменьшает потребление энергии на 30–40%, что позволяет снизить расходы на оплату центрального отопления, обогревательного оборудования и системы кондиционирования.
Типы конструкций
Роторный рекуператор и схема его работы
Конструктивно рекуператор представляет собой прямоугольный, квадратный или круглый блок, с обеих сторон которого располагаются отверстия для ввода приточного и вытяжного вентиляционного канала.
В зависимости от конструкции блока и его составных элементов рекуператор подразделяется на следующие типы:
- Роторный — устройство с вращающимся ротором в корпусе из нержавеющей или оцинкованной стали. Вращение ротора вокруг горизонтальной оси происходит за счёт подачи электропитания. Рабочими элементами являются алюминиевые гофрированные ленты, намотанные на специальный вал. В процессе вращения пластины соприкасаются с тёплым и холодным потоком воздушной массы. КПД роторного рекуператора — до 85%. Одни из главных недостатков устройства — это большой размер и наличие движущихся элементов, которые изнашиваются и требуют периодической замены.
Устройство дял рекуперации воздуха с рабочими элементами в виде пластин
- Пластинчатый — наиболее популярный тип рекуператоров. Состоит из тонких панелей, соединённых и аккуратно уложенных друг на друга с небольшим вентиляционным зазором. Металлические панели нагреваются за счёт тёплого воздуха, который проходит сквозь устройство. Панели путём теплообмена передают накопленную энергию холодному потоку. КПД устройства — 40–65%. Отличаются высокой надёжностью и возможностью работы без затрат электроэнергии.
Рекуператор с конструкцией из стальных трубок
- Трубчатый — устройство, состоящее из металлических трубок диаметром до 10 мм, скомпонованное в цилиндрический воздуховод. По принципу работы аналогично пластинчатому рекуператору. Нагретый отработанный воздух проходит по трубкам, отдавая часть тепловой энергии, а холодный воздух, перемещаясь в пространстве между трубками, забирает часть тепла. За счёт простой конструкции рекуператор имеет высокую надёжность и занимает мало места.
Рециркуляционный водяной рекуператор для вентиляции в общественных местах
- Рециркуляционный водяной — устройство с промежуточным теплообменником в виде жидкости. Обычно, используется дистиллированная вода или антифриз. В отличие от остальных типов циркуляционный рекуператор имеет более сложную конструкцию. Жидкость циркулирует по каналам между вытяжным и приточным каналом за счёт нагнетающего насоса. КПД рекуператора — до 65%.
В общественных помещениях большой площади применяются крышные рекуператоры воздушного потока, которые устанавливаются в существующую систему вентиляции. КПД крышного рекуператора не превышает 65–68%, но из-за малых габаритов и высокой надёжности устройство идеально для использования в загромождённых помещениях. Для работы в условиях жилого дома и квартиры не подходит.
Видео: что такое рекуперация воздуха
Как выбрать для частного жилья
Пластинчатый рекуператор идеально подходит для использования в частных и загородных домах
КПД устройства напрямую влияет на объем сохраняемой тепловой энергии, срок службы и надёжность рекуператора. Конструкции с ротором наиболее эффективны, но в их работе участвует множество движущихся элементов и требуется электроэнергия. Пластинчатые и трубчатые рекуператоры имеют меньший КПД, но они бесшумны и для их функционирования не требуется электропитание.
Выбор рекуператора для частного жилья в первую очередь должен основываться на требованиях владельца и учитывать, какая система вентиляции присутствует в доме. Для жилого дома оптимально устройство приточно-вытяжной вентиляции с роторным рекуператором.
Эта система будет обладать достаточной мощностью, способной не только осуществлять теплообмен между воздушными потоками, но и регулировать уровень влажность подаваемого воздуха, за счёт регуляции оборотов устройства.
Проветриватель с рекуперацией для квартиры
Если площадь дома небольшая, то вместо роторного рекуператора можно установить устройство с металлическими пластинами. Это сделает систему не только более надёжной, но и позволит сохранить автономность приточной вентиляции.
Для типовых квартир одно из важнейших требований при выборе рекуператора — это его габариты. В большинстве квартир система вентиляции представлена только общедомовой вытяжкой, а поступление свежего воздуха происходит за счёт обычного проветривания.
Для квартир оптимальным выбором будет установка приточно-вытяжных клапанов или установок с рекуперацией воздуха. Это компактные устройства, которые монтируются в стену. Управляющий блок снабжается дистанционным управлением, что позволяет выставить оптимальные параметры вентилирования и нагрева воздуха.
Расчёт мощности системы
Проветриватель для больших помещений повышенной мощности
Габариты и мощность рекуператора влияют на производительность устройства. Чем больше площадь вентилируемого помещения, тем более мощный рекуператор потребуется. Поэтому прежде чем приобретать устройство следует провести расчёт мощности рекуператора.
Для этого используется формула: Q = 0,335 x L x (T1 – T2), где:
- Q (Вт) – мощность устройства;
- L (м3/ч) – объём воздуха, необходимый для нормальной жизнедеятельности человека. Согласно норме для одного человека требуется 60 м3/ч;
- Т1 (оС) – температура воздуха после рекуперации;
- Т2 (оС)– температура воздуха до рекуперации.
Например, рассчитаем мощность рекуператора для квартиры, где проживает 3 человека. Температура воздуха, транспортируемого в помещения, должна равняется не менее 20 оС, а с улицы поступает воздух температурой -10 оС. Q = 0,335 x 180 x 32 = 1929,6 Вт.
При проведении расчёта следует брать минимально возможную температуру (в среднем за 5 лет), которая наблюдалась в регионе, где планируется установка рекуператора. Если устройство не планируется использовать как основной источник обогрева помещения, то показатели температуры подбираются индивидуально.
Изготовление пластинчатого рекуператора воздуха для дома своими руками
Изготовление пластинчатого рекуператора своими руками
Рекуператор воздуха — это дорогое оборудование, рассчитанное на длительный срок использования. Срок окупаемости может варьироваться от 3–8 лет, в зависимости от начальной стоимости агрегата. При возможности устройство для рекуперации воздуха можно изготовить самостоятельно. Для этого лучше всего подойдёт конструкция на основе металлических пластин.
Плюсы и минусы
К преимуществам пластинчатого рекуператора можно отнести:
- простая и надёжная конструкция, не требующая замены рабочих элементов в ходе эксплуатации;
- простая технология монтажа без применения специализированного инструмента;
- КПД до 80% в зависимости от параметров воздуха;
- минимальные затраты энергопотребления для работы приточного и вытяжного вентилятора;
- высокий срок службы за счёт отсутствия движущихся частей и износа деталей;
- возможность модернизации путём добавления большего количества пластин.
- при отсутствии электроэнергии воздух транспортируется по системе вентиляции за счёт естественной тяги.
Главным недостатком пластинчатого рекуператора является образование конденсата на рабочих элементах. При низкой температуре воздуха влага замерзает, что приводит к падению пропускной способности вентиляции. Для решения проблемы применяются специальные устройства, которые прогревают конструкцию рекуператора.
Необходимые материалы
Материал для сборки пластинчатого теплообменника
Для изготовления пластинчатого рекуператора потребуется следующий материал:
- оцинкованный металл толщиной 0,7–1,5 мм, текстолит, полипропилен или поликарбонат общей площадью 7–8 м2;
- тонкие деревянные рейки, пробковая подложка или оргстекло толщиной 2–3 мм;
- нержавеющий металл, пластик, фанера или древесно-стружечная плита;
- пластиковый или металлический фланец для воздуховода в количестве 4 шт.;
- стальной уголок 20×20 мм;
- силиконовый герметик;
- оцинкованные саморезы.
Для равномерной циркуляции воздуха потребуется приобрести 2 вентилятора нужной мощности. В качестве фильтров можно использовать специальные бумажные изделия для вентиляции, которые требуют замены раз в 3–4 месяца.
Технология изготовления
Проклейка изоляционной прокладки на металлическую пластинку
Перед изготовлением рекуператора потребуется подготовить электролобзик, ножовку по металлу, шуруповёрт, молоток, строительный нож, перчатки и защитные очки. Технология изготовления пластинчатого рекуператора состоит из следующего:
- Листовой металл нарезается с помощью ножовки по металлу на пластины размером 20×30, 30×30 или 30×40 см. Размер пластин зависит от габаритов и расчётной мощности рекуператора. Желательно, чтобы общая площадь подготовленных пластин была не менее 3–4 м2.
- Из тонкой деревянной рейки или пробковой подложки нарезаются прокладки шириной 1–1,5 см. Длина равна длине пластины. Далее, из фанеры или ДСП выпиливается 2 полотна такого же размера, как и пластины.
Сборка пластин в единый теплообменник
- На каждую металлическую пластину приклеивается три прокладки — одна по центру и две по противоположным сторонам. После приклейки все пластины собираются в стопку. Для этого каждая полоса промазывается универсальным клеем, после чего панели укладываются друг на друга.
- При укладке каждая последующая панель поворачивается на 90о. Полученная стопка панелей аккуратно прижимается грузом. Для этого сверху укладывается прокладка из дерева, на которую можно положить груз весом 5–7 кг.
- Стальной уголок подгоняется по высоте стопки с панелями. Всего потребуется 4 заготовки, которые прикручиваются по углам стопки. Для крепления используются оцинкованные саморезы.
Установка теплообменника в корпус из дерева или металла
- Приступают к сборке корпуса из фанеры, ДСП, пластика или металла. Высота и длина корпуса будет равна диагонали пластинчатого элемента, а ширина — высоте стопки с пластинами. После раскройки выполняется сборка корпуса с помощью шуруповёрта и саморезом.
- После сборки корпуса на его боковые стенки наносится разметка под монтаж фланцев. Диаметр отверстия должен быть равен сечению воздуховода. Для пропила используется электролобзик. В завершение в отверстия устанавливаются фланцы.
Корпуса для пластинчатого теплообменника
- Внутри корпуса монтируются направляющие под теплообменный короб. Направляющие можно изготовить из уголка. Для фиксации направляющей к коробу используются саморезы и силиконовый герметик. После производится сборка рекуператора. Теплообменный блок помещается в корпус.
Если в корпусе предусмотрено место, то на входе воздушных потоков закрепляются бумажные или тряпичные фильтры и вентиляторы. После сборки рекуператора можно переходить к монтажу в существующую систему вентиляции.
Как самостоятельно сделать трубчатый коаксиальный рекуператор
Трубчатый рекуператор из пластиковой трубы и алюминиевый трубок
По принципу работы трубчатый рекуператор аналогичен пластинчатому типу. Как и в предыдущем случае, при умении работать с электроинструментом системы можно собрать своими руками.
Преимущества и недостатки конструкции
К достоинствам устройства для рекуперации воздуха на основе трубок можно отнести:
- простая конструкция без использования движущихся деталей;
- простой монтаж и быстрое обслуживание в ходе эксплуатации;
- КПД рекуператора до 65–70% в зависимости от условий;
- небольшие размеры и низкий уровень шума.
К существенным недостаткам, как и у пластинчатого рекуператора, следует отнести риск обмерзания в зимний период. Вследствие чего нарушается естественный уровень тяги, и свежий воздух плохо поступает в помещение. Для предотвращения этого в системе должен быть установлен электрический или водяной калорифер.
Материалы для изготовления устройства
Материал для изготовления трубчатого рекуператора
Для сборки трубчатого рекуператора потребуется:
- алюминиевые или стальные полые трубки диаметром 3–5 мм;
- пластиковый канал для вентиляции;
- пластиковый соединитель для воздуховода;
- оцинкованный металл или пластик размером 50×50 см;
- силиконовый герметик.
Сечение воздуховода и соединителей выбирается индивидуально. Оптимально, если сечение будет равно диаметру воздуховода в системе вентиляции. При необходимости возможна установка вентиляторов на приток и отвод воздуха.
Процесс изготовления
Алюминиевые трубки и заготовки для изготолвения теплообменника
Для изготовления рекуператора потребуется электрическая дрель, ножовка по металлу, штангенциркуль, рулетка и карандаш. Последовательность действий при изготовлении трубчатого рекуператора следующая:
- Производится подгонка пластикового канала по длине. При этом учитывается, что длина рабочих элементов будет на 15–20 см короче, чем длина самого корпуса. На конец трубы надевается пластиковый соединитель.
- Измеряется внутреннее сечение пластикового канала при помощи штангенциркуля. Далее, из пластика или металла выпиливаются две заготовки с учётом измеренного сечения. В заготовке просверливаются отверстия сечением равным внешнему диаметру металлической трубки.
- Согласно длине корпуса выполняется подрезка стальных трубок. Количество трубок равно количеству отверстий в заготовке. Для сборки потребуется надставить трубу между двух заготовок. Зазор между отверстием и трубкой заполняется герметиком или эпоксидным клеем.
- После сборки трубчатого теплообменника конструкция помещается в пластиковый корпус. Стык между заготовкой и корпусом заделывается эпоксидным клеем. После высыхания конструкция готова к установке.
В качестве вентилятора лучше использовать изделия канального типа, которые одеваются на один из монтажных концов рекуператора. Для установки описанной выше конструкции достаточно использовать соединитель соответствующего сечения, герметик и обжимной хомут.
Видео: трубчатый рекуператор своими руками
Как узнать КПД системы рекуперации
Формула расчёта КПД рекуператора
При самостоятельном изготовлении рекуператора не всегда удаётся собрать устройство с максимальным показателем КПД. Тем более КПД рекуператора зависит от температуры и влажности воздуха снаружи помещения.
Для расчёта КПД рекуператора используется формула: H = (tр — tу) / (tд — tу), где:
- tр – температура воздуха после рекуперации;
- tу – температура воздуха до рекуперации;
- tд – температура отработанного воздуха, выходящего из помещения.
Итоговое значение следует умножить на 100%. Например, рассчитаем КПД устройства для конкретных условия. Температура воздуха снаружи — 5 оС, после рекуперации — 17 оС, в помещении — 24 оС. КПД = (17 – 5) / (24 – 5) = 0,63 * 100% = 63%.
Установка и подключение системы рекуперации
Для подсоединения рекуператора используется обжимной хомут, герметик и алюминиевая клейкая лента
Процесс установки рекуператора зависит от типа устройства. В большинстве случаев устройство монтируется по аналогии с другими составными элементами в системе. К примеру, чтобы установить пластинчатый рекуператор, технология изготовления которого была описана выше, потребуется:
- С помощью напарника конструкция поднимается под потолок. Выполняется разметка под отверстия для крепления стальных шпилек. Далее, просверливаются отверстия, забиваются пластиковые пробки и вкручиваются стальные шпильки нужной длины.
- Рекуператор снова поднимается под потолок и фиксируется на нужной высоте. Для этого между шпильками монтируется стальная пластина, которая будет удерживать рекуператор на весу.
- Для подсоединения устройства к системе воздуховодов потребуется обработать часть соединяемого фланца и обжимного хомута растворителем. После этого внутренняя часть хомута промазывается герметиком и фиксируется к фланцу. Аналогичным образом монтируют воздуховод к рекуператору. Места стыков проклеиваются алюминиевой клейкой лентой.
Видео: монтаж проветривателя с системой рекуперации
Отзывы
Современные производители предлагают богатый выбор устройств различной мощности для рекуперации воздуха в жилых помещениях. Если вы планируете приобретение такого оборудования, то рекомендуем ознакомиться с отзывами покупателей.
Видео: отзыв о рекуператоре «Экоклим»
https://
Рекуператор воздуха — это современное и практичное оборудование, которые должно устанавливаться в каждую систему приточно-вытяжной вентиляции. Помимо экономии электроэнергии, рекуператор выравнивает уровень влажности и фильтрует воздух, поступающий в помещение, что особенно важно в условиях современных городов.
обзор устройства и области применения
Автор Евгений Апрелев На чтение 6 мин Просмотров 5.1к. Обновлено
Одним из основных аспектов создания энергоэффективной системы обогрева и вентиляции зданий и сооружений, является решение проблемы подогрева поступающего воздуха и сведение к минимуму потерь тепла при удалении воздуха отработанного. Для обеспечения процесса передачи тепла от удаляемого воздуха приточному предназначены специальные агрегаты, называемый рекуператорами. Рассмотрим основные виды, принципы действия и условия применения такого рода устройств.
Рекуператоры подразделяются на два больших класса, в зависимости от конструктивного строения и принципа действия – пластинчатые и роторные. Каждый из них обладает как своими преимуществами, так и недостатками. В зависимости от характеристик помещения и условий использования, может применяться роторный или пластинчатый рекуператор. Остановимся более подробно на устройстве и принципе действия последнего.
Энергоэффективная система, берегущая тепло
Пластинчатый рекуператор представляет собой кассету, называемую блоком или теплообменником, оснащенную множеством тонких листов, которые могут быть выполнены из различных материалов: оцинкованной стали, алюминиевой фольги, пластика или специальной бумаги. Листы могут быть как гладкими, так и гофрированными.
Помимо материала, из которого выполнены элементы теплообменника, рекуператоры отличаются и по направлению воздушных потоков. В наиболее распространенном перекрестноточном типе рекуператоров потоки приточного и исходящего воздуха идут перпендикулярно друг другу, а в противоточном – в противоположных направлениях. Это связано с тем, что для эффективного обмена теплом потоки, в идеале, не должны соприкасаться друг с другом и перемешиваться.
Используя такой принцип работы, пластинчатый рекуператор обеспечивает бесперебойный подогрев входящего воздуха в холодное время года и сводит к практическому минимуму тот распространенный эффект вентиляционно-обогревательных систем, который принято называть «обогревом улицы». Что и является главной особенностью так называемых энергоэффективных систем.
Рекуператоры, в отличие от обычных систем вентилирования воздуха, способны не только достаточно успешно выполнять функции теплообмена, но и бороться с неприятными запахами, а отдельные виды позволяют справляться с повышенной влажностью помещения. Если вы не готовы приобретать пластинчатый рекуператор, вы можете попробовать изготовить его самостоятельно по данной инструкции.
Основные компоненты рекуперационной системы
В состав рекуперационной системы входит, помимо основного блока с пластинами и вентилятор. Кроме того, рекуператоры оснащаются:
- Системой отвода конденсата, неизбежно образующегося на пластинах, дабы избежать попадания воды в воздушный канал или образования в нем наледи. Такой конденсатосборник обязательно оборудуется водяным затвором, блокирующим работу вентилятора в случае появления избыточного количества влаги.
- В качестве устройства, регулирующего интенсивность воздушных потоков, используется специальный перепускной клапан. Важной конструктивной особенностью такого клапана и пластинчатого рекуператора является полное отсутствие подвижных деталей.
Как уже говорилось выше, теплообменники пластинчатого рекуператора могут быть выполнены из различных материалов. Каждый из них обладает своими свойствами, достоинствами и недостатками.
Попробуем сравнить их между собой:
- Алюминиевые пластины или теплообменники из оцинкованной стали. Такие системы пользуются достаточно высокой популярностью из-за своей относительно невысокой стоимости. Однако, такой пластинчатый рекуператор обладает сравнительно невысоким КПД, поскольку регулярно нуждается в использовании режима оттаивания.
- Пластиковые теплообменники обладают более высоким коэффициентом полезного действия и эффективность, но и стоят значительно дороже.
- Пластины из специальной бумаги также отличаются высокой эффективностью, но такие теплообменники нельзя применять в помещениях с высоким уровнем влажности (бассейны, автомойки, некоторые промышленные помещения), поскольку конденсат довольно легко преодолевает стенки кассеты.
- Используются также и рекуператоры с двойной бумажной кассетой. Их КПД существенно выше, за счет дополнительного прогрева воздуха, но, все же, они также боятся большого уровня влажности воздуха.
Преимущества и недостатки
Как уже упоминалось выше, пластинчатый рекуператор воздуха обладает рядом несомненных преимуществ перед обычными вентиляционными системами.
Основными из них являются следующие:
- Высокая энергоэффективность, выражающаяся в минимальном уровне потери тепла.
- Возможность обогрева входящего воздуха в холодное или сырое время года.
- Минимальное энергопотребление при высоком коэффициенте полезного действия (от 40 до 80%).
- Отсутствие подвижных деталей существенно облегчает обслуживание системы и продлевает ее рабочий ресурс и долговечность. Остается лишь следить за тем, чтобы система не засорилась.
- Компактность всей системы, позволяющая монтировать ее практически в любых условиях.
- Легкость модернизации. В зависимости от задач, мощность и эффективность такого агрегата можно легко увеличить или уменьшить добавив или изъяв пластины.
Правда, любой пластинчатый рекуператор имеет и один достаточно большой недостаток: необходимость дефростации (очистки от образовавшейся на кассете наледи) в холодное время года. Использование недостаточно качественного теплоносителя приводит к быстрому и обильному засорению системы. И если в обычных случаях чистка не представляет собой какой-либо проблемы, то при сильном засоре порой приходится потратить немало денежных средств и времени.
Сферы применения. Пластинчатый или роторный?
Несмотря на то что помимо пластинчатых или роторных рекуператоров, используются и другие конструктивные типы, два вышеназванные являются наиболее распространенными и популярными. Чтобы определиться с выбором типа устройства, необходимо учитывать не только стоимость системы, но и ее технические характеристики, а также условия, в которых она будет применяться.
Пластинчатые рекуператоры, имеющие невысокую цену, обладающие простотой в монтаже и обслуживании, имеют, по сравнению с роторными аналогами, ощутимо меньшую мощность и более низкий КПД. Что делает их малоэффективными для создания систем теплообмена на больших площадях. Кроме того, им противопоказаны помещения с высокой влажностью.
Поэтому пластинчатые рекуператоры используются для оборудования тепловентиляционных систем в загородных домах и на объектах индивидуального жилищного строительства, в офисных или административных помещениях, на небольших промышленных и складских площадях.
В случаях, когда система теплообмена должна охватывать достаточно обширные пространства – большие цеха, крупные жилые или административные здания и сооружения, другие просторные помещения, а также помещения, характеризующиеся повышенной влажностью или избыточно сухим воздухом, целесообразнее использовать рекуператоры роторного типа. Они более мощные, у них заметно выше уровень КПД, неприхотливы к условиям эксплуатации. Такой рекуператор, помимо выполнения функций вентиляции и теплообмена может использоваться и как осушитель. Но, взамен, они имеют гораздо более сложную конструкцию, высокую стоимость и нуждаются в регулярном техническом осмотре и обслуживании.
Области применения рекуператоров различных видов и типов отнюдь не ограничиваются созданием энергоэффективных вентиляционных систем в жилых и производственных зданиях и сооружениях. Агрегаты и системы подобного рода нашли достаточно широкое применение в промышленности и используются в различных производственных и технологических процессах, применяемых в самых разнообразных отраслях.
Что такое Рекуператор — Теплообменник
Рекуператор — это тип теплообменника, который имеет отдельные пути потока для каждой жидкости вдоль их собственных каналов, а тепло передается через разделительные стенки. Тепловая инженерия
Рекуператор — теплообменник
В целом, теплообменники , используемые для регенерации, можно классифицировать как регенераторы или рекуператоры .
- Регенератор — это тип теплообменника, в котором тепло от горячей текучей среды периодически накапливается в теплонакопительной среде перед передачей холодной текучей среде.Он имеет единый путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.
- Рекуператор — это тип теплообменника, имеющий отдельных путей потока для каждой жидкости вдоль своих каналов, а тепло передается через разделительные стенки. Рекуператоры (например, экономайзеры) часто используются в энергетике для повышения общей эффективности термодинамических циклов. Например, в газотурбинном двигателе. Рекуператор передает часть отработанного тепла в выхлопных газах сжатому воздуху, таким образом предварительно нагревая его перед входом в камеру сгорания.Многие рекуператоры выполнены в виде противоточных теплообменников .
Регенерация тепла
В теории паровых турбин значительное повышение теплового КПД паровой турбины может быть достигнуто за счет уменьшения количества топлива , которое необходимо добавить в котел. Это может быть выполнено путем передачи тепла (например, частично расширенного пара) от определенных секций паровой турбины, температура которого обычно намного выше температуры окружающей среды, питательной воде.Этот процесс известен как регенерация тепла , и для этой цели можно использовать регенераторов тепла . Иногда инженеры используют термин экономайзер , который означает теплообменник, предназначенный для снижения энергопотребления, особенно в случае предварительного нагрева жидкости .
Как видно из статьи «Парогенератор», питательная вода (вторичный контур) на входе в парогенератор может иметь температуру около ~ 230 ° C (446 ° F) , а затем нагревается до температуры кипения эта жидкость (280 ° C; 536 ° F; 6,5 МПа) и испарилась.Но конденсат на выходе из конденсатора может иметь температуру около 40 ° C , поэтому регенерация тепла в типичном PWR значительна и очень важна:
- Регенерация тепла увеличивает тепловой КПД, поскольку большая часть теплового потока в цикл происходит при более высокая температура.
- Регенерация тепла вызывает уменьшение массового расхода через ступень низкого давления паровой турбины, таким образом повышая КПД изэнтропической турбины низкого давления. Обратите внимание, что на последней стадии расширения пар имеет очень высокий удельный объем.
- Рекуперация тепла приводит к повышению качества рабочего пара, так как стоки расположены по периферии корпуса турбины, где более высокая концентрация капель воды.
Анализ теплообменников
Теплообменники обычно используются в промышленности, и правильная конструкция теплообменника зависит от многих переменных. При анализе теплообменников часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор .Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона. Кроме того, инженеры также используют логарифмическую среднюю разность температур ( LMTD ) для определения движущей силы температуры для передачи тепла в теплообменниках.
Специальная ссылка: Джон Р. Том, Книга технических данных III. Росомаха Tube Inc. 2004.
& nbsp;
& nbsp;
Ссылки:
Теплопередача:- Основы тепломассообмена, 7-е издание.Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
- Тепло- и массообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
- Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости. Справочник Министерства энергетики США, Том 2 от 3 мая 2016 г.
Ядерная и реакторная физика:
- Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
- Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
- У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
- Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
- W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Clarendon Press; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
- G.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
- Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
- Министерство энергетики США, ядерной физики и теории реакторов. Справочник DOE по основам, тома 1 и 2. Январь 1993 г.
- Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Advanced Reactor Physics:
- К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, пересмотренное издание (1989), 1989, ISBN: 0-894-48033-2.
- К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
- Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
- Э. Льюис, У. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
Надеемся, что эта статья, Рекуператор — Теплообменник , вам поможет. Если это так, даст нам на боковой панели.Основная цель этого сайта — помочь общественности узнать интересную и важную информацию о теплотехнике.
Принцип работы теплообменника рекуператора.
Контекст 1
… разнообразие имеющихся в настоящее время теплообменников можно разделить на реверсивные (рекуператор), рекуперативные (регенератор) и с прямым контактом (прямой контактный теплообменник) [1]. Первый тип — это рекуператорный теплообменник, рисунок 1, тепло передается из точки B напрямую потоком в точку A через материал термоинтерфейса.Обычный теплообменник Рекуператора включает теплообменник с воздушным охлаждением (Рисунок 2), кожухотрубный теплообменник (Рисунок 3) [2] и пластинчатый теплообменник (Рисунок 4) [3,4]. …
Context 2
… для поддержания постоянной температуры резервуара с горячей водой использовалась электрическая ложка мощностью 300 Вт с регулятором постоянной температуры для нагрева воды, показанной на рисунке 9. Инфракрасный термо- В этом эксперименте использовался прибор ThermoPro TP-8, показанный на Рисунке 10, тепловизор использовался для наблюдения за двухмерным распределением температуры.В начале эксперимента добавьте воду до заданного уровня. Затем электрическая ложка нагрева должна нагреть воду до требуемой температуры, которая составляла 30 ° C, 40 ° C и 50 ° C. …
Контекст 3
… начало эксперимента, добавление воды до заданного уровня, затем нагревание электрической ложкой было начато для нагрева воды до тех пор, пока температура воды не достигнет требуемой температуры. 30˚C, 40˚C и 50˚C.Эти две группы металлических гофрированных листов (W-типа и N-типа) затем были погружены в резервуар для горячей воды с тем же уровнем воды, рис. 11. Тем временем другая термопара была плотно прикреплена к поверхности другой стороны корпуса. металлический гофрированный лист (холодная сторона), регистрируется все распределение температуры во времени. …
Context 4
… на рисунке 12, исходное тепловое изображение N-типа при температуре окружающей среды 20 ° C и температуре воды 30 ° C.В момент времени, равный нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20,1 ° C, что соответствует тепловому балансу между металлическим листом и окружающей средой. …
Контекст 5
… время равно нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20,1 ° C, что соответствует тепловому балансу между металлическим листом и окружающей средой. Через 60 секунд, рис. 13, температура S1 достигла 21,5 ° C, что было всего на 1,4 ° C по сравнению с начальной температурой, это также означало, что скорость повышения температуры была очень медленной при разнице температур 10. ˚C между температурой воды и температурой окружающей среды.Состояние было полностью изменено, когда к металлическому гофрированному листу была вставлена тепловая трубка (W-образная). На Рисунке 14 показаны те же условия испытаний, что и на Рисунке 13, но вместо этого использовалась W-образная трубка. …
Context 6
… 60 секунд, рисунок 13, температура S1 была до 21,5 ° C, что составляло всего 1,4 ° C по сравнению с начальной температурой, она также была Это означает, что скорость повышения температуры была очень медленной при разнице температур 10 ° C между температурой воды и температурой окружающей среды.Состояние было полностью изменено, когда к металлическому гофрированному листу была вставлена тепловая трубка (W-образная). На Рисунке 14 показаны те же условия испытаний, что и на Рисунке 13, но вместо этого использовалась W-образная трубка. Температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20,7 ° C в исходном состоянии, однако через 60 секунд температура S1 достигла 25,5 ° C, рисунок 15, температура повысилась на 4,8 ° C от начального состояния. в этом случае. …
Контекст 7
… 60 секунд, рисунок 13, температура S1 была до 21.5˚C, что было всего на 1,4˚C разницы по сравнению с начальной температурой, это также означало, что скорость повышения температуры была очень медленной при разнице температур 10˚C между температурой воды и температурой окружающей среды. Состояние было полностью изменено, когда к металлическому гофрированному листу была вставлена тепловая трубка (W-образная). На Рисунке 14 показаны те же условия испытаний, что и на Рисунке 13, но вместо этого использовалась W-образная трубка. Температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20 ° С.7 ° C в исходном состоянии, однако через 60 секунд температура S1 достигла 25,5 ° C, рис. 15, в этом случае температура повысилась на 4,8 ° C от начального состояния. …
Context 8
… состояние было полностью изменено, когда металлический гофрированный лист был вставлен с тепловой трубкой (W-типа), на рисунке 14 показаны те же условия испытаний, что и на рисунке 13, но использовалась буква W. -type вместо этого. Температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20,7 ° C в исходном состоянии, однако через 60 секунд температура S1 достигла 25.5˚C, рисунок 15, в этом случае температура повышается на 4,8˚C от начального состояния. Результат показал, что разница температур 4,8 ° C для W-типа была больше, чем разница температур 1,4 ° C для N-типа. …
Context 9
… результат очевидно показал, что разница температур 4,8 ° C для W-типа была больше, чем разница температур 1,4 ° C для N-типа. На рисунке 16 показано сравнение повышения температуры между типами W и N при температуре воды 30 ° C, красная линия представляет скорость повышения температуры для W-типа, а синяя линия представляет скорость повышения температуры для воды. N-типа.Кривая показывает, что красный был быстрее синего. …
Context 10
… на рисунке 17, исходное тепловое изображение N-типа при температуре окружающей среды 20 ° C и температуре воды 40 ° C. Когда момент времени равен нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 23,6 ° C. …
Контекст 11
… в момент времени, равного нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 23,6 ° C. На рисунке 18 показано, что температура S1 остается неизменной 23.6 ° C через 60 секунд, в этом случае почти не было изменения температуры. На рисунке 19 показаны условия испытаний для W-типа в исходном состоянии, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 21,7 ° C. …
Контекст 12
… 18 показал, что температура S1 остается неизменной 23,6 ° C через 60 секунд, в этом случае изменения температуры почти не было. На рисунке 19 показаны условия испытаний для W-типа в исходном состоянии, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 21.7˚C. Но через 60 секунд температура S1 достигла 30,6 ° C, рисунок 20, при этом температура повысилась на 8,9 ° C по сравнению с исходным состоянием. …
Контекст 13
… через 60 секунд температура S1 поднялась до 30,6 ° C, рисунок 20, температура повысилась на 8,9 ° C от начального состояния. На рисунке 21 показано сравнение повышения температуры между типами W и N при температуре воды 40 ° C, красная линия представляет скорость повышения температуры для W-типа, а синяя линия представляет скорость повышения температуры для N- тип.Кривая показывает, что красный был быстрее синего. …
Контекст 14
… В случае металлического гофрированного листа с тепловой трубкой температура поверхности листа будет более однородной, как показано на рисунках 15, 20 и 25. Причина Причина однородности температуры поверхности заключалась в том, что тепловая трубка не только передает тепло в осевом направлении листа, но также распределяет тепло в направлении XY листа, что приводит к температуре поверхности листа. однородный….
Коммерческие устройства для рекуперации тепла
Коммерческие устройства для рекуперации отработанного тепла
8.5 Коммерческие устройства для рекуперации тепла
Рекуператоры
В рекуператоре происходит теплообмен между дымовыми газами и воздух через металлические или керамические стены. Воздуховод или трубки переносят воздух для предварительного нагрева сгорания другая сторона содержит отходящее тепло транслировать. Показан рекуператор для утилизации отработанного тепла дымовых газов. на рисунке 8.1.
Самая простая конфигурация рекуператора — это металлическое излучение. рекуператор, состоящий из двух концентрических отрезков металлических трубок как показано на рисунке 8.2. По внутренней трубе проходят горячие выхлопные газы, пока внешнее кольцевое пространство переносит воздух для горения из атмосферы в воздухозаборники горелок топки. Горячие газы охлаждаются поступающий воздух для горения, который теперь несет дополнительную энергию в горение камера.Это энергия, которая не обязательно должна поступать из топлива; следовательно, при данной загрузке печи сжигается меньше топлива.
Рисунок 8.2 Металлический рекуператор излучения
Экономия топлива также означает уменьшение количества воздуха для горения и, следовательно, потери в дымовой трубе уменьшаются не только за счет снижения температуры дымовых газов но также за счет выпуска меньшего количества выхлопных газов. Радиация Рекуператор получил свое название от того факта, что значительная часть передача тепла от горячих газов к поверхности внутренней трубы происходит за счет лучистой теплопередачи.Однако холодный воздух однолетников, почти прозрачен для инфракрасного излучения, так что только конвекционное тепло передача происходит во входящий воздух. Как показано на диаграмме, два газовых потока обычно параллельны, хотя конфигурация будет проще и теплопередача более эффективна, если потоки были противоположными по направлению (или противотоку). Причина использования параллельного потока заключается в том, что рекуператоры часто выполняют дополнительную функцию охлаждения канал, отводящий выхлопные газы и, следовательно, расширяющий его срок службы.
Вторая распространенная конфигурация рекуператоров называется трубчатой. или конвективный рекуператор.
Горячие газы проходят через ряд параллельных труб малого диаметра. трубы, в то время как поступающий воздух, который нужно нагреть, входит в оболочку, окружающую трубы и проходит над горячими трубками один или несколько раз в направлении перпендикулярно их осям
Если трубки имеют перегородки, позволяющие газу проходить через них дважды, теплообменник называется двухходовым рекуператором; если используются две перегородки, трехходовой рекуператор и др.Хотя сбивает с толку и увеличивает стоимость теплообменника и падения давления в воздушном тракте горения, это увеличивает эффективность теплообмена. Рекуператоры кожухотрубного типа обычно более компактны и имеют более высокую эффективность, чем радиационные рекуператорам, поскольку большая площадь теплообмена стала возможной благодаря использование нескольких трубок и многократных проходов газов.
Радиационно-конвективный гибридный рекуператор:
Для максимальной эффективности теплопередачи, комбинации излучения используются конвективные конструкции, с рекуператором высокотемпературного излучения. сначала следует конвекционный тип.
Они дороже простых металлических рекуператоров излучения, но менее громоздки. Показан конвективный / радиационный гибридный рекуператор. на рисунке 8.4
Керамический рекуператор
Основное ограничение на рекуперацию тепла металлических рекуператоров сокращение срока службы футеровки при температурах на входе, превышающих 1100oC. Чтобы преодолеть температурные ограничения металлических рекуператоров, были разработаны рекуператоры с керамическими трубками, материалы которых позволяют работать на стороне газа до 1550 ° C и на стороне предварительно нагретого воздуха до 815 ° C на более-менее практическая основа.Ранние керамические рекуператоры были построены из черепица и соединенная с печным цементом, а термоциклирование вызвало растрескивание стыков и быстрого износа трубок. Более поздние разработки представили различные виды коротких трубок из карбида кремния, которые можно соединять гибкими уплотнения, расположенные в коллекторах воздуха.
В более ранних конструкциях уровень утечки составлял от 8 до 60 процентов. Сообщается, что новые конструкции прослужат два года с температурой предварительного нагрева воздуха. до 700oC, с гораздо более низкими показателями утечки.
Регенератор
Регенерация, предпочтительная для больших мощностей, была очень широко используется в стекловаренных и сталеплавильных печах. Важные отношения существуют между размером регенератора, временем между реверсами, толщиной кирпича, теплопроводность кирпича и коэффициент теплоемкости кирпича.
В регенераторе время между реверсиями является важным аспектом. Длительные периоды означают более высокий запас тепла и, следовательно, более высокую стоимость.Также длительные периоды реверсирования приводят к более низкой средней температуре предварительного нагрева. и, как следствие, снизить расход топлива. (См. Рисунок 8.5).
Накопление пыли и шлаков на поверхностях снижает эффективность теплопередачи по мере старения печи. Тепловые потери от стенки регенератора и воздух в утечках во время газового периода и на утечках во время воздушного периода также снижает теплопередачу.
Тепловые колеса
Тепловое колесо находит все большее применение при низких и средних температурах системы утилизации отходящего тепла.Рисунок 8.6 — это эскиз, иллюстрирующий приложение. теплового колеса.
Это большой пористый диск, изготовленный из материала, имеющего довольно высокая теплоемкость, которая вращается между двумя соседними воздуховодами: одним один канал холодного газа, другой канал горячего газа. Ось диска расположена параллельно и на перегородке между двумя воздуховодами. Как диск медленно вращается, ощутимое тепло (влага, содержащая скрытое тепло) переносится на диск горячим воздухом и по мере вращения диска из диск на холодный воздух.Общая эффективность явной теплопередачи для этого типа регенератора может достигать 85 процентов. Колеса с подогревом были построены диаметром 21 метр с пропускной способностью воздуха до 1130 м3 / мин.
Вариантом теплового колеса является роторный регенератор, в котором матрица находится в цилиндре, вращающемся поперек потоков отработанного газа и воздуха. Жара или колесо рекуперации энергии представляет собой роторный регенератор тепла газа, который может передавать тепло от выхлопных газов к входящим газам.Его основная область применения — это где теплообмен между большими массами воздуха с небольшими перепадами температур требуется для. Системы отопления, вентиляции и рекуперации тепла от осушитель отработанного воздуха является типичным применением.
Тепловая трубка
Тепловая трубка может передавать до 100 раз больше тепловой энергии, чем медь, самый известный дирижер. Другими словами, тепловая труба — это тепловая энергия. абсорбирующая и передающая система и не имеют движущихся частей и, следовательно, требуют минимальное обслуживание.
Тепловая трубка состоит из трех элементов — герметичного контейнера и капилляра. фитиль и рабочая жидкость. Конструкция капиллярного фитиля является неотъемлемой частью встроен во внутреннюю поверхность тубы контейнера и запечатан под вакуумом. Тепловая энергия, приложенная к внешней поверхности тепла труба находится в равновесии с собственным паром, так как трубка контейнера герметизирована под вакуумом. Тепловая энергия, приложенная к внешней поверхности тепла труба вызывает мгновенное испарение рабочей жидкости у поверхности.Образовавшийся таким образом пар поглощает скрытую теплоту испарения, и эта часть тепловой трубы становится испарительной областью. Затем пар перемещается к другому концу трубы, где отводится тепловая энергия, вызывая пар снова конденсируется в жидкость, тем самым избавляясь от скрытых тепло конденсации. Эта часть тепловой трубы работает как конденсатор. область. Затем конденсированная жидкость течет обратно в испаренную область. Рисунок тепловой трубы показан на рисунке 8.7
Производительность и преимущество
Теплообменник с тепловыми трубками (HPHE) представляет собой легкий компактный рекуператор тепла. система. Практически не требует механического обслуживания, так как есть нет движущихся частей, которые изнашиваются. Для работы не требуется входная мощность и не содержит охлаждающей воды и систем смазки. Это также снижает требования к мощности вентилятора и увеличение общего теплового КПД системы. Системы рекуперации тепла с тепловыми трубками могут работать при 315oC.с возможностью рекуперации тепла от 60% до 80%.
Типичное приложение
Тепловые трубки используются в следующих промышленных приложениях:
- От процесса к обогреву помещения: теплообменник с тепловой трубкой передает тепловая энергия от технологического выхлопа для отопления здания. В При необходимости можно подмешать предварительно нагретый воздух. Требование дополнительных значительно сокращается количество нагревательного оборудования для подачи нагретого подпиточного воздуха или устранены.
- От процесса к процессу: теплообменники с тепловыми трубками утилизируют отходы. тепловую энергию от технологического выхлопа и передать эту энергию в поступающий технологический воздух. Поступающий воздух нагревается и может использоваться для того же процесса / других процессов и снижает энергопотребление потребление.
- Приложения HVAC:
Охлаждение: Теплообменники с тепловыми трубками обеспечивают предварительное охлаждение конструкции здания. воздух летом и, таким образом, уменьшает общее количество холода в тоннах, кроме от оперативной экономии системы охлаждения.Термальная энергия приток восстанавливается из холодного выхлопа и передается в горячий подача подпиточного воздуха.
Обогрев: Зимой вышеописанный процесс меняется на обратный для предварительного нагрева. воздух для макияжа.
Другие области применения в промышленности:
- Подогрев воздуха для горения котла
- Утилизация отходящего тепла печей
- Подогрев свежего воздуха для сушилок горячего воздуха
- Рекуперация отходящего тепла оборудования каталитического дезодорирования
- Повторное использование отработанного тепла печи в качестве источника тепла для другой печи
- Охлаждение закрытых помещений наружным воздухом
- Предварительный подогрев питательной воды котла с рекуперацией отходящего тепла из дымовых газов газы в тепловых трубках экономайзеров.
- Сушильные, сушильные и хлебопекарные печи
- Рекуперация отработанного пара
- Печи для обжига кирпича (вторичное извлечение)
- Отражательные печи (вторичное извлечение)
- Системы отопления, вентиляции и кондиционирования
Экономайзер
В случае котельной системы может быть предусмотрен экономайзер для использования тепло дымовых газов для предварительного нагрева питательной воды котла. С другой стороны, в воздухонагревателе отработанное тепло используется для нагрева воздуха для горения.В В обоих случаях наблюдается соответствующее снижение потребности в топливе. котла. Экономайзер показан на рисунке 8.8.
На каждые 220 ° C снижения температуры дымовых газов при прохождении через экономайзер или подогреватель, в котле экономия топлива 1%. Другими словами, на каждые 60 ° C повышение температуры питательной воды через экономайзер, или повышение температуры воздуха для горения на 200 ° C предпусковой подогреватель, экономия топлива в котле составляет 1%.
Кожухотрубный теплообменник:
Когда среда, содержащая отходящее тепло, представляет собой жидкость или пар, который нагревается другая жидкость, тогда необходимо использовать кожухотрубный теплообменник, так как оба пути должны быть загерметизированы, чтобы выдержать давление их соответствующих жидкости. Оболочка содержит пучок труб и обычно внутренние перегородки, для направления жидкости в кожухе по трубам за несколько проходов. В оболочка по своей природе более слабая, чем трубки, поэтому более высокое давление жидкость циркулирует в трубках, в то время как жидкость более низкого давления течет через оболочку.Когда пар содержит отходящее тепло, он обычно конденсируется, отдавая свою скрытую теплоту нагретой жидкости. В этом приложении пар почти всегда находится внутри оболочки. Если наоборот предпринята попытка конденсации паров в пределах малого диаметра параллельно трубки вызывают нестабильность потока. Доступны трубчатые и кожухотрубные теплообменники. в широком диапазоне стандартных размеров с множеством комбинаций материалов для трубок и гильз. Изображен кожухотрубный теплообменник. на рисунке 8.9.
Рисунок 8.9 Кожухотрубный теплообменник
Типичные области применения кожухотрубных теплообменников включают отопление жидкости с теплотой, содержащейся в конденсатах от холодильных и системы кондиционирования; конденсат технологического пара; охлаждающие жидкости из топочные дверцы, решетки и опоры для труб; охлаждающие жидкости двигателей, воздушных компрессоров, подшипники и смазочные материалы; и конденсаты от процессов дистилляции.
Пластинчатый теплообменник
Стоимость поверхностей теплообмена является основным фактором затрат, когда температура отличия не большие. Один из способов решения этой проблемы — пластина Тип теплообменника, который состоит из ряда отдельных параллельных пластин формирование тонкого прохода потока. Каждая пластина отделена от следующей прокладками. и горячий поток проходит параллельно через альтернативные пластины, в то время как Нагреваемая жидкость проходит параллельно между горячими плитами.К улучшают теплоотдачу пластины гофрированные.
Горячая жидкость, проходящая через нижнее отверстие в головке, может проходите вверх между каждой второй тарелкой, пока холодная жидкость находится наверху голова может проходить вниз между нечетными пластинами. Когда направления горячих и холодных жидкостей противоположны, расположение описано как противоток. Пластинчатый теплообменник показан на рисунке 8.10.
Типичные промышленные применения:
- Участок пастеризации цеха упаковки молока.
- Выпарные установки в пищевой промышленности.
Змеевиковый теплообменник
Принципиально очень похож на теплообменник с тепловыми трубками. Жара из горячей жидкости передается в более холодную жидкость через промежуточный жидкость, известная как жидкость-теплоноситель. Один виток этого замкнутого контура установлен в горячем потоке, а другой — в холодном потоке. Тираж Эта жидкость поддерживается с помощью циркуляционного насоса.
Это более полезно, когда горячая земля и холодные жидкости расположены далеко друг от друга и труднодоступны.
Типичные промышленные применения — рекуперация тепла от вентиляции, кондиционирование воздуха и низкотемпературная рекуперация тепла.
Котлы-утилизаторы
Котлы-утилизаторы — это обычно водотрубные котлы, в которых выхлопные газы газовых турбин, мусоросжигательных заводов и т. д. проходят через ряд параллельных трубок, содержащих воду.Вода испаряется в трубках и собирается в паровом барабане, из которого он отводится для использования в качестве нагревателя. или технологический пар.
Поскольку выхлопные газы обычно находятся в среднем диапазоне температур а в целях экономии места можно изготовить более компактный котел. если водяные трубы оребрены, чтобы увеличить эффективный нагрев зона передачи на газовой стороне. На рисунке 8.11 показан грязевой барабан, комплект труб, по которым горячие газы проходят двойной проход, и паровой барабан который собирает пар, образующийся над поверхностью воды.Давление при котором вырабатывается пар, и скорость производства пара зависит от температуры отходящего тепла. Давление чистого пара в наличие жидкости зависит от температуры жидкости из которого он испаряется. Таблицы пара отображают это соотношение. между давлением насыщения и температурой. Если отработанное тепло в выхлопных газов недостаточно для производства необходимого количества технологического паровые, вспомогательные горелки, сжигающие топливо в котле-утилизаторе или добавлены дожигатели в дымоходе выхлопных газов.Котлы-утилизаторы бывают встроенные мощности от 25 м3 почти 30 000 м3 / мин. выхлопных газов.
Типичное применение котлов-утилизаторов — рекуперация энергии из выхлопы газовых турбин, поршневых двигателей, мусоросжигательных заводов и печи.
Тепловые насосы:
В различных коммерческих вариантах, рассмотренных ранее, мы находим отходы тепло передается от горячей жидкости к жидкости с более низкой температурой.Тепло должно спонтанно течь «под гору», то есть от системы на высокой температура до единицы при более низкой температуре. Когда энергия передается многократно или преобразованный, он становится все менее и менее доступным для использования. В итоге эта энергия имеет такую низкую интенсивность (находится в среде при такой низкой температуре) что он больше не доступен для выполнения полезной функции.
Это было принято в качестве общего правила в промышленных операциях. что жидкости с температурой ниже 120oC (или, лучше, 150oC, чтобы обеспечить безопасный запас), как предел для рекуперации отходящего тепла из-за риска конденсация агрессивных жидкостей.Однако, поскольку расходы на топливо продолжают расти. повышается, даже такое отходящее тепло можно экономно использовать для отопления помещений и другие низкотемпературные приложения. Возможно отменить направление спонтанного потока энергии с помощью термодинамической системы известный как тепловой насос.
Большинство тепловых насосов работают по принципу сжатия пара. цикл. В этом цикле циркулирующее вещество физически отделяется от источника (отходящее тепло с температурой олова) и пользователя (тепло для использования в процессе (Tout), и повторно используется в циклических мода, поэтому называется «замкнутым циклом».В тепловом насосе следующие процессы проходят:
- В испарителе тепло от источника тепла отбирается в вскипятить циркулирующее вещество;
- Циркулирующее вещество сжимается компрессором, поднимая его давление и температура; Низкотемпературный пар сжимается компрессором, требующим внешних работ. Проделанная работа на пар повышает свое давление и температуру до уровня, при котором его энергия становится доступным для использования
- Тепло отводится в конденсатор;
- Давление циркулирующего вещества (рабочей жидкости) снижено обратно в состояние испарителя в дроссельном клапане, где цикл повторяется.
Тепловой насос был разработан как система отопления помещений с низкотемпературным энергия из окружающего воздуха, воды или земли передается в систему отопления температуры, выполняя работу по сжатию с помощью компрессора с электродвигателем. Расположение теплового насоса показано на рисунке 8.12.
Тепловые насосы могут увеличивать количество тепла до значения, превышающего вдвое больше энергии, потребляемой устройством. Возможности применения тепловых насосов растет, и ряд отраслей получили выгоду от рекуперация низкопотенциального отходящего тепла путем его модернизации и использования в основном технологический поток.
Применение теплового насоса наиболее перспективно, когда и отопление, и возможности охлаждения можно использовать в комбинации. Один из таких примеров этого завод по производству пластмасс, где охлажденная вода из источников тепла используется для охлаждения термопластавтоматы, в то время как тепловая мощность теплового насоса используется для обогрева фабрики или офиса. Другие примеры теплового насоса установка включает сушку продукта, поддержание сухой атмосферы для хранения и осушение сжатым воздухом.
Термокомпрессор:
Во многих случаях пар очень низкого давления повторно используется в качестве воды после конденсации. из-за отсутствия лучшего варианта повторного использования. Во многих случаях это становится возможным для сжатия этого пара низкого давления паром очень высокого давления и повторного использования это как пар среднего давления. Основная энергия пара находится в его скрытой теплотворная способность и, следовательно, термокомпрессия дадут значительное улучшение утилизация отходящего тепла.
Термокомпрессор представляет собой простое оборудование с соплом, в котором пар высокого давления ускоряется в жидкость с высокой скоростью.Это увлекает пар НД за счет передачи импульса, а затем повторно сжимается в расходящейся трубке Вентури. Фигура термокомпрессора показан на рисунке 8.13.
Обычно используется в испарителях, где кипящий пар повторно сжимается. и используется как греющий пар.
Рисунок 8.13 Термокомпрессор
Теплообменник с прямым контактом:
Пар низкого давления может также использоваться для подогрева питательной воды или некоторых другая жидкость, где допустима смешиваемость.Этот принцип используется в Теплообменник с прямым контактом и находит широкое применение в парогенерации. станция. По сути, они состоят из нескольких лотков, установленных один над другие или упакованные кровати. Пар подается под набивку, в то время как сверху распыляется холодная вода. Пар полностью конденсируется в поступающая вода тем самым нагревает ее. Фигура прямого контакта тепла Теплообменник показан на Рисунке 8.14. Типичное применение — деаэратор. парогенератора.
Теплообменник с перекрестным потоком
или противоточный теплообменник: что лучше?
Система косвенной рекуперации тепла, основанная на эффекте «рекуперации», — это решение, которое десятилетиями встречается в различных системах вентиляции. В зависимости от климатического региона рекуператоры могут использоваться для поддержки вентиляционной установки зимой или летом. Но независимо от того, где он применяется, цель одна и та же: минимизировать затраты на нагрев и охлаждение воздуха при его подаче в здание вместе с обеспечением нулевого перекрестного загрязнения между потоками приточного и возвратного воздуха.
Старая школа воздух-воздух Рекуператор
Насколько мы помним, типичный рекуператор с рекуперацией тепла воздух-воздух имел форму квадрата, повернутого на 45 o при установке в приточно-вытяжную установку. Название (поперечная пластина) происходит от того, что оба потока воздуха — приточный и обратный — проходят через сердечник рекуператора всегда под углом 90 градусов. Изготовленный из механически скрепленных гофрированных алюминиевых пластин, обеспечивает очень высокое разделение воздушных потоков, достигающее практически 100%, вместе с относительно высокой эффективностью рекуперации тепла.Это практически идеальное разделение (также известное как нулевое перекрестное загрязнение) вместе с простотой его изготовления, применения и эффективностью рекуперации тепла делают его одним из наиболее часто встречаемых решений по рекуперации тепла, применяемых в кондиционерах во всем мире. Итак, кажется, рекуператор Cross-plate дает нам почти все, о чем мы можем мечтать. Все, кроме эффективности…
Форма предельная
Конечно, есть методы, позволяющие повысить производительность рекуператоров на основе чередующихся пластин.Обычно это достигается за счет увеличения общей поверхности теплообмена (за счет применения меньшего расстояния между пластинами или выполнения более глубокого тиснения каждой из них). Но что бы мы ни делали — мы увеличим его производительность на один процент, при этом значительно увеличив сопротивление воздушному потоку. Похоже, у нас нет идей, как значительно улучшить рекуперацию тепла в рекуператоре с перекрестными пластинами. Но кто сказал, что единственная форма теплообменника воздух-воздух должна быть такой, как мы привыкли встречать десятилетиями? Может быть, есть шанс повысить его эффективность, если мы откажемся от стереотипного представления о нем как о квадрате.
Принципы теплообмена
Давайте вспомним один из важнейших принципов теплообмена между двумя жидкостями. Наилучшая передача тепла происходит, когда направления их обоих противоположны друг другу. Вместо противоположного давайте использовать более подходящее прилагательное: «Противоток». Если мы свяжем это с направлением взаимного потока между приточным и возвратным воздухом, как в рекуператоре с поперечными пластинами, мы обнаружим, что они расположены под углом всего 90 градусов, что далеко от 180 — другими словами, нам нужны дополнительные 90 градусов, чтобы сделать его противотоком. .
Новый подход к проектированию рекуператоров воздух-воздух
Таким образом, ключом к эффективному эффекту теплообмена является направление обоих воздушных потоков в систему противотока. Рекуператор противотока воздух-воздух (являющийся сутью данной статьи) был разработан с учетом именно этого принципа теплообмена. Его конструкция чем-то похожа на старый пластинчатый теплообменник. Единственное отличие — центральная часть рекуператора, где оба воздушных потока направлены не под углом 90 градусов, а под углом 180.
С точки зрения геометрии, мы видим, что противоточный рекуператор действительно происходит от крестообразного. Единственное отличие состоит в добавлении к нему центральной части, где оба воздушных потока движутся в совершенно противоположных направлениях. В итоге мы можем выделить 3 зоны нашего противоточного рекуператора.
1 — (слева серый) первая часть перетока, практически идентична той, что вы найдете в классическом рекуператоре с поперечными пластинами
2 — (зеленый) противоточный сердечник рекуператора — где теплообмен происходит с более высокой интенсивностью благодаря полному противотоку обоих воздушных потоков.
3 — (серая справа) вторая часть перетока — идентична первой.
Повышение рекуперации тепла
Излишне говорить, что технология, которую мы должны применить для создания противоточного рекуператора, намного более совершенная, чем технология, необходимая для создания классического теплообменника с перекрестными пластинами. Эта более высокая сложность противоточного обменника должна быть как-то оправдана со стороны пользователя. Поскольку основным полезным параметром любой системы рекуперации тепла является ее КПД, сравним классический рекуператор перекрестного потока с противотоком в процентах.
Для условий среднего потока пластинчатый респиратор с перекрестным потоком может обеспечить около 78% эффективности. Его эквивалент, расширенный до противоточного типа, может даже получить дополнительные 10% эффективности, в конечном итоге достигнув 86% (вы можете узнать больше о том, как рассчитать наилучший КПД для вашего теплообменника). Итак, речь не идет о единичных процентных пунктах — это, скорее, скачок в новый диапазон эффективности рекуперации тепла.
Различные способы установки в вентиляционной установке
Помимо повышенной эффективности рекуперации тепла, противоточный теплообменник больше не является квадратом, который дает конструктору возможность оптимизировать размеры вентиляционной установки, в которой применяется рекуператор.Благодаря двум четко различающимся осям геометрии теплообменника легко сделать вывод, что он может быть установлен в агрегате горизонтально или вертикально.
При горизонтальной установке конструктор может достигать относительно небольшой высоты кондиционера, что очень удобно при проектировании потолочных подвесных агрегатов.
Для напольных — особенно тех, где имеет значение небольшая занимаемая площадь, занимаемая устройством обработки воздуха, — хорошей идеей будет перевернуть рекуператор в вертикальное положение.Это особенно касается небольших блоков рекуперации тепла с вертикальными воздуховодами.
Крупные приточно-вытяжные установки: противоточные рекуператоры…. Во множественном числе
Одиночные противоточные рекуператоры тепла воздух-воздух (также известные как гексагональные рекуператоры или просто HEX — из-за гексагональной формы) также могут быть объединены в более крупные системы рекуперации тепла при использовании в приточно-вытяжных установках с относительно большим расходом воздуха. Поскольку нет привычки или кодекса, согласно которому один кондиционер может быть оснащен только одним рекуператором, мы создали систему, в которой несколько рекуператоров работают в команде.Эта система, называемая HexWall, представляет собой усовершенствованный блок рекуперации тепла, готовый к установке в приточно-возвратную вентиляционную установку.
Наша идея заключалась в том, чтобы разделить общий воздушный поток всего большого кондиционера между множеством небольших рекуператоров, работающих параллельно. Благодаря этому мы создали короткий, простой в установке блок рекуперации тепла с высокой эффективностью и низким перепадом давления воздуха.
принцип работы и опции. Конструктивные особенности, назначение
Вентиляция в помещениях может быть естественной, принцип которой основан на природных явлениях (стихийный тип) или на воздухообмене через специально проделанные отверстия в здании (организованная вентиляция).Однако в этом случае, несмотря на минимальные материальные затраты, зависимость от сезона, климата, а также отсутствие возможности очищать воздух не полностью удовлетворяют потребности людей.
Приточно-вытяжная вентиляция, воздухообмен
Искусственная вентиляция позволяет создать более комфортные условия для находящихся в помещении, но ее конструкция требует определенных финансовых вложений НПС. К тому же она достаточно энергоемкая … Чтобы компенсировать плюсы и минусы обоих типов систем вентиляции, чаще всего используется их комбинация.
Any is Система искусственной вентиляции легких по своему назначению подразделяется на приточную и вытяжную. В первом случае оборудование должно обеспечивать принудительную подачу воздуха в помещение. В этом случае отработанные воздушные массы естественным образом отводятся наружу.
Видео — Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией в квартире
Рекуператоры
Приточно-вытяжная вентиляция — это комплексный подход к проблеме вентиляции.
Приточно-вытяжные установки обеспечивают активный приток свежего воздуха в помещение и отвод вытяжных воздушных масс из помещения. Все более популярными становятся рекуператоры, преимуществом которых является подача свежего воздуха, подогретого до комнатной температуры, с минимальным годовым потреблением энергии.
Рекуператоры возвращают до 95% тепла обратно в помещение, практически не создавая дополнительных затрат энергии. Таким образом, рекуператоры являются наиболее экономичным типом вентустановки с подачей теплого воздуха в помещение.Это достигается за счет накопления тепла вытяжного воздуха помещения на теплообменниках.
Рекуператоры последних моделей совмещают в себе функции приточно-вытяжной вентиляции и тонкой очистки воздуха от аллергенов, оснащены датчиками углекислого газа, теплообменниками специальной конструкции для поддержания оптимального влажностного режима и возможностью управления со смартфона.
Установка рекуператора эффективно помогает справиться с духотой, контролем влажности помещения, плесени и сырости в доме, конденсата на пластиковых окнах.
Мы являемся официальным дилером ведущих производителей и можем предоставить гарантию лучшей цены. Вы можете выбрать и купить любую модель рекуператора с доставкой по Москве и России.
Известно, что существует несколько типов систем вентиляции помещений. Наиболее распространена естественная вентиляция, когда приток и отток воздуха осуществляется через вентиляционные шахты, открытые форточки и окна, а также через трещины и протечки в конструкциях.
Естественная вентиляция, конечно, нужна, но ее эксплуатация связана с массой неудобств, к тому же с ее устройством добиться экономии практически невозможно.А движение воздуха через приоткрытые окна и двери с натяжкой называть вентиляцией — скорее всего, это будет обычная вентиляция. Для достижения необходимой интенсивности циркуляции воздушных масс окна должны быть открыты круглосуточно, что недостижимо в холодное время года.
Именно поэтому установка принудительной или механической вентиляции считается более правильным и рациональным подходом. Иногда без принудительной вентиляции обойтись просто невозможно, чаще всего к ее устройству прибегают в производственных помещениях с худшими условиями труда.Оставим в стороне промышленников и производственников и обратим внимание на жилые дома и квартиры.
Часто в погоне за сбережениями владельцы коттеджей, загородных домов или квартир вкладывают большие деньги в утепление и герметизацию своих домов и только потом понимают, что из-за недостатка кислорода оставаться в помещении сложно.
Решение проблемы очевидно — нужно устроить вентиляцию. Подсознание подсказывает, что лучшим вариантом будет энергосберегающий вентиляционный прибор.Отсутствие правильно продуманной вентиляции может превратить ваш дом в настоящую газовую камеру. Избежать этого можно, выбрав наиболее рациональное решение — приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла и влаги.
Что такое рекуперация тепла
Под восстановлением понимается его сохранение. Выходящий воздушный поток изменяет температуру (нагревает, охлаждает) воздуха, подаваемого вентиляционной установкой.
Система вентиляции с рекуперацией тепла
Конструкция предполагает разделение воздушных потоков для предотвращения смешивания.Однако использование роторного теплообменника не исключает возможности попадания потока отработанного воздуха во входящий.
Сам «Рекуператор воздуха» представляет собой устройство, обеспечивающее рекуперацию тепла выхлопных газов. Теплообмен осуществляется через перегородку между теплоносителями, при этом направление движения воздушных масс остается неизменным.
Наиболее важная характеристика рекуператора определяется эффективностью или эффективностью рекуперации. Его расчет определяется из соотношения максимально возможной выработки тепла и фактически полученного тепла за теплообменником.
КПД рекуператоров может варьироваться в широком диапазоне — от 36 до 95%. Этот показатель определяется типом используемого рекуператора, скоростью воздушного потока через теплообменник и разницей температур между выходящим и входящим воздухом.
Виды рекуператоров, их достоинства и недостатки
Существует 5 основных типов рекуператоров воздуха:
- пластинчатый;
- Поворотный;
- С промежуточным теплоносителем;
- Камера;
- Тепловые трубки.
Ламеллярная
Пластинчатый рекуператор отличается наличием пластиковых или металлических пластин. Отводимый и набегающий потоки проходят по противоположным сторонам теплопроводных пластин, не контактируя друг с другом.
В среднем КПД таких устройств составляет 55-75%. Отсутствие подвижных частей можно считать положительной характеристикой. К недостаткам можно отнести образование конденсата, который часто приводит к замерзанию рекуперативного устройства.
Есть пластинчатые рекуператоры с влагопроницаемыми пластинами, обеспечивающими отсутствие конденсата. КПД и принцип работы остались неизменными, исключена возможность обмерзания рекуператора, однако при этом также исключена возможность использования устройства для снижения уровня влажности в помещении.
В роторном рекуператоре передача тепла осуществляется с помощью ротора, который вращается между приточным и вытяжным каналами. Это устройство отличается высоким КПД (70-85%) и пониженным энергопотреблением.
К недостаткам можно отнести небольшое перемешивание потоков и, как следствие, распространение запахов, большое количество сложной механики, что усложняет процесс обслуживания. Роторные рекуператоры эффективно используются для осушения помещений, поэтому идеально подходят для установки в плавательных бассейнах.
Рекуператоры с промежуточным теплоносителем
В рекуператорах с промежуточным теплоносителем за теплообмен отвечает вода или водно-гликолевый раствор.
Вытяжной воздух обеспечивает нагрев охлаждающей жидкости, которая, в свою очередь, передает тепло входящему потоку воздуха. Воздушные потоки не смешиваются, устройство отличается относительно низким КПД (40-55%), обычно используется в производственных помещениях с большой площадью.
Камерные рекуператоры
Отличительной особенностью камерных рекуператоров является наличие заслонки, разделяющей камеру на две части. Высокий КПД (70-80%) достигается за счет возможности изменения направления воздушного потока перемещением заслонки.
К недостаткам можно отнести небольшое перемешивание потоков, передачу запахов и наличие движущихся частей.
Тепловые трубки — это целая система трубок, заполненных фреоном, который испаряется при повышении температуры. В другой части трубок фреон охлаждается с образованием конденсата.
К преимуществам относится исключение смешивания потоков и отсутствие движущихся частей. КПД достигает 65-70%.
Следует отметить, что ранее рекуперативные агрегаты из-за значительных габаритов использовались исключительно в производстве; Сейчас на строительном рынке представлены рекуператоры с небольшими габаритами, которые можно успешно использовать даже в небольших домах и квартирах.
Главное преимущество рекуператоров в том, что нет необходимости в воздуховодах. Однако этот фактор также можно считать недостатком, так как для эффективной работы требуется достаточный зазор между вытяжным и приточным воздухом, в противном случае свежий воздух сразу же вытягивается из помещения. Минимально допустимое расстояние между встречными воздушными потоками должно быть не менее 1,5-1,7 м.
Для чего нужна регенерация влаги?
Рекуперация влаги необходима для достижения комфортного соотношения влажности и температуры в помещении.Лучше всего человек чувствует себя при уровне влажности 50-65%.
В отопительный период и без того сухой зимний воздух теряет еще больше влаги из-за контакта с горячим теплоносителем, часто уровень влажности падает до 25-30%. При этом показателе человек не только ощущает дискомфорт, но и наносит значительный вред своему здоровью.
Помимо того, что сухой воздух отрицательно влияет на самочувствие и здоровье человека, он также наносит непоправимый ущерб мебели и столярным изделиям из натурального дерева, а также картинам и музыкальным инструментам.Кто-то может сказать, что сухой воздух помогает избавиться от сырости и плесени, но это далеко не так. С подобными недостатками можно бороться за счет утепления стен и установки качественной приточно-вытяжной вентиляции с поддержанием комфортного уровня влажности.
Вентиляция с рекуперацией тепла и влаги: схема, виды, преимущества и недостатки
Что такое вентиляция с рекуперацией тепла. Как работает эта система, какие бывают типы, их плюсы и минусы.
Вентиляция с рекуперацией тепла
В период энергетического кризиса и удорожания энергоресурсов использование энергосберегающих технологий во всех сферах хозяйствования становится особенно актуальным.В этом вопросе нельзя недооценивать роль рекуператоров тепла. Инженерные сооружения не только существенно экономят газ для отопления помещений, но и практически бесплатно возвращают тепло обратно в полезное использование, предназначенное для выброса в атмосферу.
Работа воздухообмена с воздушным отоплением
Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла решает три основные задачи:
- обеспечение помещений свежим воздухом;
- возврат тепловой энергии, уходящей с воздухом через систему вентиляции;
- предотвращает попадание холодных потоков в дом.
Схематично процесс можно рассмотреть на примере. Организация воздухообмена необходима даже в морозный зимний день с температурой за окном -22 ° С. Для этого включенная приточно-вытяжная система при работающем вентиляторе качает воздух с улицы. Он просачивается через фильтрующие элементы и, уже очищенный, попадает в теплообменник.
По мере прохождения воздух успевает прогреться до + 14- + 15 ° С. Такую температуру можно считать достаточной, но не соответствующей санитарным нормам для проживания.Для достижения параметров температуры в помещении необходимо довести воздух до требуемых значений с помощью функции нагрева до + 20 ° С в самом рекуператоре с помощью маломощного (водяного, электрического) нагревателя (водяного, электрического) — 1 или 2 кВт. При таких температурных показателях в помещения попадает воздух.
Обогреватель работает в автоматическом режиме: при понижении температуры наружного воздуха он включается и работает до тех пор, пока не прогреется до требуемых значений. При этом сточный поток уже нагрет до «комфортных» 18 или 20 градусов.Его удаляют с помощью встроенной вентиляционной установки, предварительно пропустив через кассету теплообмена. В нем он отдает тепло набегающему холодному воздуху с улицы, и только потом уходит в атмосферу из рекуператора с температурой не более 14-15 ° С.
Внимание! Монтаж металлопластиковых конструкций нарушает естественный приток свежих воздушных потоков в квартиру или дом. Проблема решается принудительной системой подачи ненагретого воздуха с улицы, но при этом сводит на нет эффективность энергосбережения за счет пластиковых окон.Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором — комплексное решение проблемы отопления с одновременно работающим воздухообменом, активный метод экономии энергии.
Преимущества приточно-вытяжной системы с функцией обогрева
- Обеспечивает свежий воздух, улучшает качество воздуха в помещении.
- Предотвращает отложение влаги на поверхности, образование конденсата, плесени и грибка.
- Устраняет условия появления вирусов и бактерий в помещении.
- Экономия затрат на электрическую и тепловую энергию за счет восстановления потерь из исходящих потоков около 90% тепла.
- Обеспечивает регулярный воздухообмен.
- Универсальность исполнения систем теплообмена расширяет область их применения на объектах разного типа.
- Экономное использование и уход. Техническое обслуживание, включающее очистку, замену фильтров, проверку всех узлов и компонентов системы, проводится ежегодно только один раз.
Внимание! Эксплуатация рекуператоров в старых жилых домах, где естественный воздухообмен обеспечивается деревянными оконными конструкциями, трещинами в деревянных перекрытиях и протечками в дверях, будет характеризоваться неэффективностью.Наибольший эффект от рекуперации тепла наблюдается в современных зданиях с качественной изоляцией помещений и хорошей герметичностью.
Типы теплообменников
Наиболее распространены четыре категории единиц:
- Поворотного типа. Работает от сети. Экономично, но технически сложно. Рабочий элемент — вращающийся ротор с нанесенной по всей поверхности металлической фольгой. Теплообменник с наружным воздухом, протекающим внутрь, реагирует на разницу температур снаружи и внутри помещения.Это регулирует скорость его вращения. Меняется интенсивность подачи тепла, зимой предотвращается обмерзание рекуператора, что позволяет воздуху не пересыхать. КПД устройств достаточно высокий и может составлять 87%. При этом можно смешивать набегающие потоки (до 3% от общего количества) и запахи и загрязнения перелива.
- Пластинчатые модели. Они считаются самыми «популярными» из-за демократичной цены и экономичности. Благодаря алюминиевому теплообменнику она достигает 40-65%.Благодаря отсутствию вращающихся и фрикционных узлов и деталей они считаются простыми в исполнении и надежными в эксплуатации. Воздушные потоки, разделенные алюминиевой фольгой, не диффундируют, они проходят по обе стороны от теплопроводных элементов. Разновидность: пластинчатая модель с пластиковым теплообменником. Его КПД выше, но в остальном он имеет те же характеристики.
Внимание! Пластинчатые устройства проигрывают поворотным в том, что они замораживают и сушат воздух. Обязательно его дополнительное постоянное увлажнение.Идеально подходит для влажных бассейнов.
- Рециркуляционный вид. Его «хитрость» заключается в его сложной конструкции и использовании жидкого носителя (воды, водно-гликолевого раствора или антифриза) в качестве промежуточного звена при передаче тепла. На вытяжном рукаве установлен теплообменник, который забирает тепло от потока отработанного воздуха и нагревает им жидкость. Другой теплообменник, но уже на входе воздуха с улицы, отдает тепло поступающему воздуху, не смешиваясь с ним. КПД таких установок достигает 65%, во влагообмене они не участвуют.Для работы требуется электричество.
- Крышные устройства эффективны (58-68%), но не подходят для домашнего использования. Используется как неотъемлемое звено при вентиляции магазинов, мастерских и других подобных помещений.
Расчет КПД рекуператора
Можно приблизительно рассчитать, насколько эффективна будет установленная приточная вентиляция с рекуперацией тепла как зимой, так и летом, когда агрегат работает на охлаждение.Формула расчета температуры приточного воздушного потока для установки в зависимости от числовой характеристики энергоэффективности (КПД), температуры наружного и внутреннего воздуха имеет следующий вид:
Тп = (твн — тул) * КПД + тул,
где значения температуры:
Тпп — ожидаемый на выходе из рекуператора;
твн — в помещении;
Для расчетов принимается паспортное значение КПД устройства.
В качестве примера: при морозе -25 ° С и комнатной температуре + 19 ° С, а также КПД установки 80% (0,8) расчет показывает, что требуемые параметры воздуха после прохождения через теплообменник будут :
Tp = (19 — (-25)) * 0,8 — 25 = 10,2 ° С
Получен расчетный температурный показатель воздуха после рекуператора. Фактически с учетом неизбежных потерь это значение будет в пределах + 8 ° С.
В жару + 30 ° С во дворе и 22 ° С в квартире воздух в теплообменнике такого же КПД перед входом в комнату охлаждается до расчетной температуры:
Тп = тул + (твн — тул) * КПД
Подставляя данные, получаем:
Тр = 30 + (22-30) * 0.8 = 23,6 ° С
Внимание! Заявленная производителем эффективность установки будет отличаться от реальной. На корректировку значения влияют влажность воздуха, тип кассеты теплообменника, величина разницы температур снаружи и внутри. При неправильной установке и эксплуатации рекуператора КПД также снизится.
Современные энергосберегающие системы вентиляции с включением рекуператоров — еще один шаг к экономному использованию теплоносителей.Причем настройки температурного обмена актуальны зимой, но не менее востребованы летом.
Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла
Как работает приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла. В чем преимущества приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.
Приточно-вытяжные системы вентиляции с рекуперацией и рециркуляцией тепла
Рециркуляция воздуха в системах вентиляции — это смешивание определенного количества вытяжного (вытяжного) воздуха с приточным.Благодаря этому достигается снижение энергозатрат на подогрев свежего воздуха в зимний период.
Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией и рециркуляцией тепла,
где L — расход воздуха, T — температура.
Рекуперация тепла в вентиляции Это метод передачи тепловой энергии от потока вытяжного воздуха к потоку приточного воздуха. Рекуперация тепла используется при разнице температур между вытяжным и приточным воздухом для повышения температуры свежего воздуха.Этот процесс не предполагает перемешивания воздушных потоков; процесс передачи тепла происходит через любой материал.
Температура и движение воздуха в рекуператоре
Устройства для рекуперации тепла называются рекуператорами тепла. Они бывают двух типов:
Теплообменники-рекуператоры — передают тепловой поток через стену. Чаще всего встречаются в установках приточно-вытяжных систем вентиляции.
Рекуператоры — в первом цикле нагреваются от выходящего воздуха, во втором охлаждаются, отдавая тепло приточному воздуху.
Вентиляция с рекуперацией тепла — наиболее распространенный способ использования рекуперации тепла. Основным элементом этой системы является приточно-вытяжная установка, в состав которой входит рекуператор. Устройство приточной установки с рекуператором позволяет передавать нагретому воздуху до 80-90% тепла, что значительно снижает мощность воздухонагревателя, в котором нагревается приточный воздух, в случае отсутствие теплового потока от рекуператора.
Особенности использования рециркуляции и рекуперации
Основным отличием рекуперации от рециркуляции является отсутствие смешивания воздуха из помещения наружу.Рекуперация тепла применима в большинстве случаев, в то время как рециркуляция имеет ряд ограничений, которые указаны в нормах.
СНиП 41-01-2003 не допускает повторную подачу воздуха (рециркуляцию) в следующих ситуациях:
- В помещениях, расход воздуха в которых определяется из расчета выделяемых вредных веществ;
- В помещениях, где присутствуют болезнетворные бактерии и грибки в высоких концентрациях;
- В помещениях с наличием вредных веществ, возгоняемых при контакте с нагретыми поверхностями;
- В номерах категории В и А;
- В помещениях, в которых работа ведется с вредными или легковоспламеняющимися газами, парами;
- В помещениях категории В1-В2, в которых возможно выделение легковоспламеняющейся пыли и аэрозолей;
- Из систем с местным отсосом вредных веществ и взрывоопасных смесей с воздухом;
- Из вестибюлей-шлюзов.
Рециркуляция в приточно-вытяжных установках активно применяется чаще всего при высокой производительности систем, когда воздухообмен может составлять от 1000-1500 м 3 / час до 10000-15000 м 3 / час. Удаляемый воздух несет большой запас тепловой энергии, смешивая ее с внешним потоком, позволяет повысить температуру приточного воздуха, тем самым уменьшая требуемую мощность нагревательного элемента. Но в таких случаях перед повторным попаданием в помещение воздух должен пройти через систему фильтрации.
Рециркуляционная вентиляция позволяет повысить энергоэффективность, решить проблему энергосбережения в том случае, когда 70-80% удаляемого воздуха снова попадает в систему вентиляции.
Приточно-вытяжные установки с рекуперацией могут быть установлены практически при любом расходе воздуха (от 200 м 3 / ч до нескольких тысяч м 3 / ч), как малых, так и больших. Рекуперация также позволяет передавать тепло от вытяжного воздуха к приточному, тем самым снижая потребность в энергии для нагревательного элемента.
Сравнительно небольшие установки используются в системах вентиляции квартир и коттеджей. На практике приточно-вытяжные установки монтируют под потолком (например, между потолком и подвесным потолком).Это решение требует определенных требований к установке, а именно: небольшие габаритные размеры, низкий уровень шума, простота обслуживания.
Приточно-вытяжная установка с рекуперацией требует технического обслуживания, для чего требуется люк в потолке для обслуживания рекуператора, фильтров, нагнетателей (вентиляторов).
Основные элементы приточно-вытяжных установок
Приточно-вытяжная установка с рекуперацией или рециркуляцией, имеющая в своем арсенале как первый, так и второй процесс, всегда представляет собой сложный организм, требующий высокоорганизованного управления.За защитным коробом приточно-вытяжной установки скрываются такие основные компоненты, как:
- Два вентилятора различных типов, которые определяют производительность установки с точки зрения потребления.
- Теплообменник рекуператора — нагревает приточный воздух за счет передачи тепла от отработанного воздуха.
- Электронагреватель — нагревает приточный воздух до требуемых параметров в случае отсутствия теплового потока от вытяжного воздуха.
- Воздушный фильтр — благодаря ему наружный воздух контролируется и очищается, а также обрабатывается отработанный воздух перед рекуператором для защиты теплообменника.
- Клапаны воздушные с электроприводом — могут устанавливаться перед выходными воздуховодами для дополнительного регулирования расхода воздуха и блокировки воздуховода при выключении оборудования.
- Байпас — благодаря которому в теплое время года воздушный поток можно направлять мимо рекуператора, тем самым не нагревая приточный воздух, а подавая его прямо в помещение.
- Рециркуляционная камера — обеспечивает подмешивание удаленного воздуха к приточному, обеспечивая рециркуляцию воздушного потока.
Помимо основных компонентов приточно-вытяжной установки, она также включает в себя большое количество мелких компонентов, таких как датчики, система автоматизации управления и защиты и т. Д.
Вентиляция с рекуперацией, рециркуляция
Устройство, расчет, требования к вентиляции с рекуперацией, рециркуляцией. Бесплатная консультация.
Особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, принцип ее действия
Рекуператор тепла часто становится частью системы вентиляции.Однако не многие люди знают, что это за устройство и какие функции у него есть. Также немаловажный вопрос — окупится ли покупка рекуператора, как он изменит работу системы вентиляции, можно ли создать такой элемент своими руками. На этот и многие другие вопросы мы ответим в информации ниже.
Как работает система
Необычное название получил обычный теплообменник. Задача устройства — забрать часть тепла от уже отработанного отработанного воздуха из помещения.Извлеченное тепло передается потоку, который поступает из системы подачи чистого воздуха. Приведенная выше информация определяет, что цель использования такой системы — сэкономить на отоплении дома. В этом случае следует отметить следующие моменты:
- Летом система позволяет снизить затраты на работы по кондиционированию.
- Рассматриваемое устройство может работать в обе стороны, то есть забирать тепло в приточно-вытяжной системе.
Как работает система рекуперации тепла
Из приведенной выше информации следует, что рекуператор тепла установлен во многих системах вентиляции.Он не активен, многие версии не потребляют энергию, не шумят и имеют средний КПД. Теплообменники устанавливались годами, но в последнее время многие задаются вопросом, есть ли причины усложнять систему вентиляции с помощью этого устройства, которое имеет немало проблем из-за работы в среде с разными температурами.
Проблемы при установке системы
Потенциальных проблем, связанных с использованием такого оборудования, практически нет.Некоторые решает производитель, другие становятся головной болью покупателя. К основным проблемам относятся:
- Образование конденсата. Законы физики определяют, что когда воздух с высокой температурой проходит через холодную замкнутую среду, образуется конденсат. Если температура окружающего воздуха будет ниже нуля, то плавники начнут промерзать. Вся информация, представленная в этом пункте, определяет значительное снижение КПД устройства.
- Энергоэффективность. Все системы вентиляции, работающие совместно с рекуператором, энергозависимы.Проведенный экономический расчет показывает, что полезными будут только те модели рекуператоров, которые сэкономят больше энергии, чем потратят.
- Срок окупаемости. Как уже отмечалось ранее, устройство предназначено для экономии энергии. Важным определяющим фактором является то, сколько лет потребуется, чтобы покупка и установка рекуператоров окупились. Если рассматриваемый показатель превышает 10-летнюю отметку, то в установке нет смысла, так как за это время потребуется замена других элементов системы.Если расчеты показывают, что срок окупаемости составляет 20 лет, то возможность установки устройства рассматривать не стоит.
Конденсат на вентиляционном отверстии. система
Перечисленные выше проблемы следует учитывать при выборе теплообменников, которых существует несколько десятков типов.
Опции устройства
Боковая панель: Важно: существует несколько версий теплообменника. Рассматривая принцип работы устройства, следует учитывать, что он зависит от типа самого устройства.Пластинчатый тип устройства — это устройство, в котором приточный и вытяжной каналы проходят через общий корпус. Два канала разделены перегородками. Перегородка состоит из большого количества пластин, которые часто изготавливаются из меди или алюминия. Важно отметить, что медный состав имеет более высокую теплопроводность, чем алюминий. Однако алюминий дешевле.
Характеристики рассматриваемого устройства включают следующее:
- Тепло передается от одного канала к другому с помощью теплопроводных пластин.
- Принцип теплопередачи определяет, что проблема появления конденсата возникает сразу при включении теплообменника в систему.
- Для исключения вероятности образования конденсата установлен датчик обледенения теплового типа. При появлении сигнала с датчика реле открывает специальный клапан — байпас.
- Когда клапан открыт, холодный воздух проходит в два канала.
Данный класс устройств можно отнести к низкой ценовой категории.Это связано с тем, что при создании конструкции используется примитивный метод теплопередачи. Эффективность этого метода ниже. Важным моментом является то, что стоимость устройства зависит от его габаритов и размеров самой системы питания. Примером может служить канал размером 400 на 200 миллиметров и 600 на 300 миллиметров. Разница в цене будет более 10 000 руб.
Схема вентиляции с рекуперацией
В состав конструкции входят следующие элементы:
- Два приточных воздуховода: один для свежего воздуха, другой — для отработанного воздуха.
- Из фильтра грубой очистки для подачи воздуха с улицы.
- Непосредственно сам теплообменник, который находится в центральной части.
- Заслонка, необходимая для подачи воздуха при обледенении.
- Клапан слива конденсата.
- Вентилятор, который нагнетает воздух в систему.
- Два канала на задней части конструкции.
Размеры теплообменника зависят от мощности системы вентиляции и размеров воздуховодов.
Следующим типом конструкции можно назвать устройства с тепловыми трубками. Его устройство практически идентично предыдущему. Отличие лишь в том, что в конструкции нет огромного количества пластин, проникающих в перегородку между каналами. Для этого используется тепловая трубка — специальное устройство, передающее тепло. Преимущество системы в том, что фреон испаряется на более теплом конце герметичной медной трубки. Конденсат накапливается в более холодном конце. К особенностям рассматриваемой конструкции относятся:
Функционирование системы имеет следующие особенности:
- Система содержит рабочую жидкость, поглощающую тепловую энергию.
- Пар переходит из более теплой точки в более холодную.
- По законам физики пар снова конденсируется в жидкость и испускает сохраненную температуру.
- Через фитиль вода течет обратно в теплую точку, где снова превращается в пар.
Конструкция герметична и работает с высокой эффективностью. Достоинством можно назвать то, что конструкция меньше по размеру и проще в эксплуатации.
Поворотного типа можно назвать современной версией.На границе приточного и вытяжного каналов расположено устройство с лопастями — они медленно вращаются. Устройство сконструировано таким образом, что пластины нагреваются с одной стороны и передаются с другой путем вращения. Это потому, что лезвия расположены под углом для перенаправления тепла. Характеристики роторной системы включают следующее:
- Достаточно высокий КПД. Как правило, пластинчатые системы и трубчатые системы имеют КПД не более 50%. Это связано с тем, что в них нет активных элементов.Путем перенаправления воздушного потока эффективность системы может быть увеличена до 70-75%.
- Вращение лопастей также определяет решение проблемы образования конденсата на поверхности. Также решается проблема с низкой влажностью в холодное время года.
Однако есть и недостатки:
- Как правило, чем сложнее система, тем она менее надежна. В роторной системе есть вращающийся элемент, который может выйти из строя.
- Если в помещении повышенная влажность, то использовать конструкцию не рекомендуется.
Также важно понимать, что камеры рекуператоров не имеют герметичного разделения. Этот момент определяет передачу запаха из одной камеры в другую. В целом роторная система напоминает своего рода вентилятор довольно больших габаритов с громоздкими лопастями. Для повышения эффективности системы устройство необходимо подключить к источнику питания.
Теплоноситель промежуточного типа представляет собой классическую конструкцию, состоящую из водяного отопления конвекторами и насосами.Система используется крайне редко из-за ее невысокой эффективности и сложности конструкции. Однако практически незаменим, когда приточный и вытяжной каналы расположены на большом расстоянии друг от друга. Тепло передается через воду, которая уже много лет используется для создания таких систем. Для обеспечения циркуляции воды вне зависимости от расположения устройств в системе устанавливается насос. Важно понимать, что особенности конструкции в этом случае определяют низкую надежность системы и необходимость периодических проверок.
Особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, принцип ее действия
Вентиляция с рекуперацией тепла обеспечивает комфортный и здоровый климат в помещении и удержание тепла. Определение эффективности и вариантов исполнения.
Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: принцип работы, обзор достоинств и недостатков
Подача свежего воздуха в холодное время приводит к необходимости его подогрева для обеспечения правильного микроклимата в помещении.Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла позволяет минимизировать затраты на электроэнергию.
Понимание принципов его работы позволит максимально эффективно снизить тепловые потери при сохранении достаточного объема заменяемого воздуха.
Энергосбережение в системах вентиляции
В осенне-весенний период при проветривании помещения серьезной проблемой является большая разница температур между входящим и выходящим воздухом. Холодный поток устремляется вниз и создает неблагоприятный микроклимат в домах, офисах и на производстве или недопустимый вертикальный перепад температур на складе.
Распространенным решением проблемы является встраивание в приточную вентиляцию воздухонагревателя, с помощью которого нагревается поток. Такая система требует энергозатрат, при этом выход значительного количества теплого воздуха наружу приводит к значительным потерям тепла.
Если каналы подачи и отвода воздуха расположены рядом, можно частично передать тепло от выходящего потока к входящему. Это позволит снизить потребление электричества воздухонагревателем или полностью отказаться от него.Устройство для обеспечения теплообмена между газовыми потоками разной температуры называется рекуператором.
В теплое время года, когда температура наружного воздуха намного выше, чем температура в помещении, для охлаждения входящего потока можно использовать рекуператор.
Агрегат с рекуператором
Внутреннее устройство приточно-вытяжных систем вентиляции со встроенным рекуператором достаточно простое, поэтому их можно приобрести и установить самостоятельно. В случае, если сборка или самостоятельная сборка вызывает затруднения, вы можете приобрести готовые решения в виде стандартного моноблока или индивидуальных сборных конструкций на заказ.
Основные элементы и их параметры
Корпус с тепло- и звукоизоляцией обычно изготавливается из листовой стали. В случае настенного монтажа он должен выдерживать давление, возникающее при вспенивании трещин вокруг агрегата, а также предотвращать вибрацию от работы вентиляторов.
В случае распределенного всасывания и потока воздуха через различные помещения к корпусу подсоединяется система воздуховодов. Он оборудован клапанами и заслонками для распределения потока.
При отсутствии воздуховодов на входе со стороны помещения устанавливается решетка или диффузор для распределения воздушного потока. На входе со стороны улицы устанавливается решетка наружного воздухозаборника для предотвращения попадания птиц, крупных насекомых и мусора в вентиляционную систему.
Движение воздуха обеспечивают два вентилятора осевого или центробежного типа. При наличии рекуператора естественная циркуляция воздуха в достаточном объеме невозможна из-за аэродинамического сопротивления, создаваемого этим агрегатом.
Наличие рекуператора предполагает установку фильтров тонкой очистки на входе обоих потоков. Это необходимо для снижения интенсивности пыле-жирового засорения тонких каналов теплообменника. В противном случае для полноценного функционирования системы потребуется увеличить периодичность профилактического обслуживания.
Один или несколько рекуператоров занимают основной объем приточно-вытяжной установки. Их монтируют по центру конструкции.
В случае сильных морозов, характерных для территории, и недостаточной эффективности рекуператора, для обогрева наружного воздуха можно установить дополнительный отопитель. Также при необходимости смонтируйте увлажнитель, ионизатор и другие устройства для создания благоприятного микроклимата в помещении.
Современные модели предусматривают наличие электронного блока управления. В комплексных модификациях есть функции программирования режимов работы в зависимости от физических параметров воздушной среды.Внешние панели имеют привлекательный внешний вид, поэтому хорошо вписываются в любой интерьер помещения.
Решение проблемы конденсации
Охлаждение воздуха, поступающего из помещения, создает предпосылки для отвода влаги и конденсации. В случае большого расхода большая его часть не успевает накапливаться в рекуператоре и выходит наружу. Когда воздух движется медленно, значительная часть воды остается внутри устройства. Поэтому необходимо обеспечить сбор влаги и отвод ее за пределы корпуса приточно-вытяжной системы.
Влагу убирают в закрытую емкость. Его размещают только в помещении, чтобы избежать промерзания отводных каналов при минусовых температурах. Алгоритма надежного расчета объема воды, производимой при использовании систем с рекуператором, не существует, поэтому он определяется экспериментально.
Повторное использование конденсата для увлажнения воздуха нежелательно, поскольку вода поглощает многие загрязнители, такие как человеческий пот, запахи и т. Д.
Вы можете значительно уменьшить объем конденсата и избежать проблем, связанных с его появлением, организовав отдельную вытяжную систему от ванной и кухни.Именно в этих помещениях воздух имеет наибольшую влажность. При наличии нескольких вытяжных систем необходимо ограничить воздухообмен между технической и жилой помещениями, установив обратные клапаны.
При охлаждении выходящего воздушного потока до отрицательных температур внутри рекуператора конденсат превращается в лед, что вызывает уменьшение свободного сечения потока и, как следствие, уменьшение объема или полное прекращение вентиляция.
Для периодического или одноразового оттаивания рекуператора устанавливается байпас — байпасный канал для движения приточного воздуха.Когда поток проходит в обход устройства, теплообмен прекращается, теплообменник нагревается и лед переходит в жидкое состояние. Вода поступает в емкость для сбора конденсата или испаряется наружу.
Когда поток проходит через байпас, рекуператор не нагревает приточный воздух. Поэтому при включении этого режима необходимо автоматическое включение обогревателя.
Особенности различных типов рекуператоров
Существует несколько конструктивно различных вариантов реализации теплообмена между холодным и нагретым воздушными потоками.Каждый из них имеет свои отличительные особенности, определяющие основное назначение каждого типа рекуператора.
Рекуператор поперечного сечения пластинчатый
Конструкция пластинчатого рекуператора основана на тонкостенных панелях, попеременно соединенных таким образом, чтобы чередовать прохождение между ними разно-температурных потоков под углом 90 градусов. Одна из модификаций данной модели — устройство с оребренными воздуховодами. У него более высокий коэффициент теплопередачи.
Теплообменные панели могут изготавливаться из различных материалов:
- Сплавы на основе меди, латуни и алюминия обладают хорошей теплопроводностью и не подвержены ржавчине;
- пластик из полимерного гидрофобного материала с высоким коэффициентом теплопроводности; они легкие; Гигроскопическая целлюлоза
- позволяет конденсату проходить через пластину и обратно в комнату.
Недостатком является возможность образования конденсата при низких температурах. Из-за небольшого расстояния между пластинами влага или лед значительно увеличивает аэродинамическое сопротивление. В случае замерзания необходимо перекрыть поступающий воздушный поток для прогрева пластин.
Преимущества пластинчатых рекуператоров следующие:
- низкая стоимость;
- долгий срок службы;
- большой период между профилактическим обслуживанием и простотой его выполнения;
- малые габариты и вес.
Рекуператоры этого типа чаще всего используются в жилых и офисных зданиях. Он также используется в некоторых технологических процессах, например, для оптимизации сжигания топлива при работе печи.
Барабанный или роторный тип
Принцип действия роторного рекуператора основан на вращении теплообменника, внутри которого расположены слои гофрированного металла с высокой теплоемкостью. В результате взаимодействия с выходящим потоком сектор барабана нагревается, что впоследствии отдает тепло поступающему воздуху.
Преимущества роторных рекуператоров следующие:
- достаточно высокий КПД по сравнению с конкурирующими типами;
- возврат большого количества влаги, которая остается на барабане в виде конденсата и испаряется при контакте с поступающим сухим воздухом.
Рекуператоры этого типа реже используются в жилых домах с квартирной или дачной вентиляцией. Его часто используют в крупных котельных для возврата тепла в печи или для крупных промышленных, торговых и развлекательных объектов.
Однако у этого типа устройств есть существенные недостатки:
- относительно сложная конструкция с движущимися частями, включая электродвигатель, барабан и ременной привод, которая требует постоянного обслуживания;
- повышенный уровень шума.
Иногда для устройств этого типа можно встретить термин «регенеративный теплообменник», что более корректно, чем «рекуператор». Дело в том, что незначительная часть уходящего воздуха попадает обратно из-за неплотного прилегания барабана к корпусу конструкции.
Это накладывает дополнительные ограничения на использование устройств этого типа. Например, загрязненный воздух от отопительных печей нельзя использовать в качестве теплоносителя.
Система труб и обсадных труб
Рекуператор трубчатого типа представляет собой систему тонкостенных труб малого диаметра, расположенных в изолированном кожухе, по которым протекает наружный воздух. Через кожух из помещения выводится теплая воздушная масса, которая нагревает набегающую струю.
Основными преимуществами трубчатых рекуператоров являются:
- высокий КПД, за счет противоточного принципа движения теплоносителя и поступающего воздуха;
- простота конструкции и отсутствие движущихся частей обеспечивает низкий уровень шума и отсутствие необходимости в обслуживании;
- долгий срок службы;
- наименьшее поперечное сечение среди всех типов рекуперационных устройств.
В трубках для данного типа устройств используется легкосплавный металл или, реже, полимер. Эти материалы не гигроскопичны; поэтому при значительной разнице температур потока в кожухе может образоваться интенсивная конденсация, что требует конструктивного решения для ее удаления. Еще один недостаток — металлическое наполнение имеет значительный вес, несмотря на небольшие размеры.
Простота конструкции трубчатого рекуператора делает этот тип устройств популярным для самостоятельного изготовления.В качестве наружного кожуха обычно используются пластиковые трубы для воздуховодов, утепленные оболочкой из пенополиуретана.
Устройство промежуточного теплоносителя
Иногда приточный и вытяжной воздуховоды располагаются на некотором расстоянии друг от друга. Такая ситуация может возникнуть из-за технологических особенностей здания или санитарных требований к надежному разделению воздушных потоков.
В этом случае используется промежуточный теплоноситель, циркулирующий между воздуховодами по изолированному трубопроводу.В качестве среды для передачи тепловой энергии используется вода или водно-гликолевый раствор, циркуляция которого обеспечивается работой насоса.
В том случае, если возможно использование рекуператора другого типа, то лучше не использовать систему с промежуточным теплоносителем, так как она имеет следующие существенные недостатки:
- низкий КПД по сравнению с другими типами устройств, поэтому такие устройства не используются для небольших помещений с низким расходом воздуха;
- значительный объем и вес всей системы;
- необходимость в дополнительном электронасосе для циркуляции жидкости;
- повышенный шум от помпы.
Есть модификация данной системы, когда вместо принудительной циркуляции теплоносителя используется среда с низкой температурой кипения, например фреон. В этом случае движение по контуру возможно естественным путем, но только в том случае, если воздуховод приточного воздуха расположен над вытяжкой.
Такая система не требует дополнительных затрат энергии, но работает на обогрев только при значительном перепаде температур. Кроме того, необходима точная настройка точки изменения агрегатного состояния теплообменной жидкости, что может быть реализовано путем создания необходимого давления или определенного химического состава.
Основные технические параметры
Зная требуемую производительность системы вентиляции и эффективность теплообмена рекуператора, легко подсчитать экономию на обогреве воздуха для помещения в конкретных климатических условиях. Сравнивая потенциальные выгоды с затратами на приобретение и обслуживание системы, вы можете обоснованно сделать выбор в пользу рекуператора или стандартного воздухонагревателя.
Эффективность
Под КПД рекуператора понимается КПД теплоотдачи, который рассчитывается по следующей формуле:
- T p — температура приточного воздуха внутри помещения;
- Тн — температура наружного воздуха;
- Т в — температура воздуха в помещении.
Максимальное значение КПД при стандартном расходе воздуха и определенном температурном режиме указано в технической документации на устройство. Его реальная цифра будет несколько меньше. В случае самостоятельного изготовления пластинчатого или трубчатого рекуператора для достижения максимальной эффективности теплопередачи необходимо придерживаться следующих правил:
- Наилучшую теплоотдачу обеспечивают противоточные устройства, затем перекрестно-проточные и наименьшую — при однонаправленном движении обоих потоков.
- Интенсивность теплопередачи зависит от материала и толщины перегородок, разделяющих потоки, а также от продолжительности нахождения воздуха внутри устройства.
где P (м 3 / час) — расход воздуха.
Стоимость рекуператоров с высоким КПД достаточно высока, они имеют сложную конструкцию и значительные габариты. Иногда эти проблемы можно обойти, установив несколько более простых устройств, чтобы поступающий воздух проходил через них последовательно.
Производительность системы вентиляции
Объем проходящего воздуха определяется статическим давлением, которое зависит от мощности вентилятора и основных компонентов, создающих аэродинамическое сопротивление. Как правило, его точный расчет невозможен из-за сложности математической модели, поэтому экспериментальные исследования проводятся для типовых моноблочных конструкций, а комплектующие подбираются для отдельных устройств.
Мощность вентилятора необходимо подбирать с учетом производительности установленных рекуператоров любого типа, которая указывается в технической документации как рекомендуемый расход или объем воздуха, пропущенного устройством за единицу времени.Как правило, допустимая скорость воздуха внутри устройства не превышает 2 м / с.
В противном случае на высоких скоростях в узких элементах рекуператора происходит резкое увеличение аэродинамического сопротивления. Это приводит к ненужному расходу энергии, неэффективному нагреву наружного воздуха и сокращению срока службы вентиляторов.
Изменение направления воздушного потока создает дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому при моделировании геометрии внутреннего воздуховода желательно минимизировать количество поворотов трубы на 90 градусов.Воздухораспределители также увеличивают сопротивление, поэтому желательно не использовать элементы со сложным рисунком.
Загрязненные фильтры и решетки создают значительные препятствия для потока и должны периодически очищаться или заменяться. Один из наиболее эффективных способов оценки засорения — установка датчиков, отслеживающих падение давления в секциях до и после фильтра.
Принцип работы роторно-пластинчатого рекуператора:
Измерение КПД пластинчатого рекуператора:
Бытовые и промышленные системы вентиляции со встроенным рекуператором доказали свою энергоэффективность при сохранении тепла в помещении.Сейчас много предложений по продаже и установке подобных устройств, как в виде готовых и проверенных моделей, так и по индивидуальному заказу. Вы можете рассчитать требуемые параметры и выполнить монтаж самостоятельно.
Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: устройство и работа
Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла. Виды рекуператоров, их достоинства и недостатки. Расчет эффективности и нюансы обеспечения требуемой производительности.
В процессе вентиляции используется не только вытяжной воздух из помещения, но и часть тепловой энергии. Зимой это приводит к увеличению счетов за электроэнергию.
Рекуперация тепла в системах вентиляции централизованного и местного типа позволит снизить неоправданные затраты, не в ущерб воздухообмену. Для рекуперации тепловой энергии используются различные типы теплообменников — рекуператоры.
В статье подробно описаны модели агрегатов, их конструктивные особенности, принципы работы, достоинства и недостатки.Предоставленная информация поможет выбрать оптимальный вариант обустройства системы вентиляции.
На латыни восстановление означает возврат или возврат. Что касается реакций теплообмена, рекуперация характеризуется как частичный возврат энергии, затраченной на выполнение технологического действия, с целью использования ее в том же процессе.
Местные рекуператоры имеют вентилятор и пластинчатый теплообменник. «Рукав» воздухозаборника изолирован звукопоглощающим материалом.Блок управления компактными приточно-вытяжными установками расположен на внутренней стене
Особенности децентрализованных систем вентиляции с рекуперацией:
- КПД — 60-96%;
- низкая производительность — устройства предназначены для обеспечения воздухообмена в помещениях площадью до 20-35 кв.м .;
- доступная стоимость и широкий ассортимент агрегатов, начиная от обычных настенных клапанов и заканчивая автоматизированными моделями с многоступенчатой системой фильтрации и возможностью регулировки влажности;
- простота монтажа — при вводе в эксплуатацию прокладка воздуховодов не требуется, можно сделать своими руками.
Важные критерии выбора настенного воздухозаборника: допустимая толщина стенки, производительность, эффективность рекуператора, диаметр воздуховода и температура перекачиваемой среды
Выводы и полезное видео по теме
Сравнение работы естественной вентиляции и принудительной системы с рекуперация:
Принцип работы централизованного рекуператора, расчет КПД:
Устройство и работа децентрализованного теплообменника на примере настенного клапана Prana:
Около 25-35% тепла уходит из помещения через система вентиляции.Для уменьшения потерь и эффективной рекуперации тепла используются рекуператоры. Климатическое оборудование позволяет использовать энергию масс отходов для нагрева поступающего воздуха.
У вас есть что добавить, или у вас есть вопросы по работе различных рекуператоров вентиляции? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации, поделитесь своим опытом эксплуатации таких установок. Форма обратной связи находится в нижнем блоке.
ТЕПЛООБМЕННИКИ
Теплообменник — это устройство, используемое для передачи тепла между двумя или более жидкостями.Жидкости могут быть одно- или двухфазными и, в зависимости от типа теплообменника, могут быть разделены или находиться в прямом контакте. Устройства, включающие источники энергии, такие как стержни ядерного топлива или огневые нагреватели, обычно не считаются теплообменниками, хотя многие принципы, заложенные в их конструкции, одинаковы.
Чтобы обсудить теплообменники, необходимо дать некоторую форму категоризации. Обычно используются два подхода. Первый рассматривает конфигурацию потока в теплообменнике, а второй основан на классификации типа оборудования, прежде всего, по конструкции.Оба рассмотрены здесь.
Классификация теплообменников по конфигурации потока
Существует четыре основных конфигурации потока:
На рисунке 1 показан идеализированный противоточный теплообменник, в котором две жидкости текут параллельно друг другу, но в противоположных направлениях. Этот тип устройства потока позволяет максимально изменить температуру обеих жидкостей и, следовательно, является наиболее эффективным (где эффективность — это количество фактически переданного тепла по сравнению с теоретическим максимальным количеством тепла, которое может быть передано).
Рисунок 1. Противоток.
В прямоточных теплообменниках потоки текут параллельно друг другу и в том же направлении, как показано на рисунке 2. Это менее эффективно, чем противоточный поток, но обеспечивает более равномерную температуру стенок.
Рисунок 2. Попутный поток.
По эффективности теплообменники с перекрестным потоком занимают промежуточное положение между противоточными и параллельными теплообменниками. В этих установках потоки текут под прямым углом друг к другу, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Поперечный поток.
В промышленных теплообменниках часто встречаются гибриды вышеуказанных проточных типов. Примерами являются комбинированные теплообменники с поперечным / противотоком и многопроходные теплообменники. (См., Например, рисунок 4.)
Рисунок 4. Поперечный / противоточный поток.
Классификация теплообменников по конструкции
В этом разделе теплообменники классифицируются в основном по их конструкции, Garland (1990) (см. Рисунок 5).Первый уровень классификации состоит в том, чтобы разделить типы теплообменников на рекуперативные и регенеративные. Рекуперативный теплообменник имеет отдельные пути потока для каждой жидкости, и жидкости протекают одновременно через теплообменник, обмениваясь теплом через стенку, разделяющую пути потока. Регенеративный теплообменник имеет единственный путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.
Рисунок 5. Классификация теплообменников.
Регенеративные теплообменники
В регенеративном теплообменнике путь потока обычно состоит из матрицы, которая нагревается, когда горячая жидкость проходит через нее (это известно как «горячий удар»).Это тепло затем передается холодной жидкости, когда она протекает через матрицу («холодный удар»). Регенеративные теплообменники иногда называют емкостными теплообменниками . Хороший обзор регенераторов дает Walker (1982).
Регенераторы в основном используются для рекуперации тепла газа / газа на электростанциях и других энергоемких отраслях промышленности. Два основных типа регенераторов — статические и динамические. Оба типа регенераторов являются кратковременными в эксплуатации, и, если при их проектировании не уделить должного внимания, обычно происходит перекрестное загрязнение горячего и холодного потоков.Однако использование регенераторов, вероятно, расширится в будущем, поскольку предпринимаются попытки повысить энергоэффективность и утилизировать больше низкопотенциального тепла. Однако, поскольку регенеративные теплообменники, как правило, используются для специальных применений, рекуперативные теплообменники более распространены.
Рекуперативные теплообменники
Существует много типов рекуперативных теплообменников, которые в широком смысле можно сгруппировать на непрямой контакт, прямой контакт и специальные. В теплообменниках с косвенным контактом теплоносители разделяются за счет использования трубок, пластин и т. Д.. Теплообменники с прямым контактом не разделяют жидкости, обмениваясь теплом, и фактически полагаются на то, что жидкости находятся в тесном контакте.
В этом разделе кратко описаны некоторые из наиболее распространенных типов теплообменников, которые организованы в соответствии с классификацией, приведенной на рисунке 5.
В этом типе пары разделены стенкой, обычно металлической. Примерами являются трубчатые теплообменники, см. Рисунок 6, и пластинчатые теплообменники, см. Рисунок 7.
Трубчатые теплообменники очень популярны из-за гибкости, которую проектировщик должен учитывать в широком диапазоне давлений и температур.Трубчатые теплообменники можно разделить на несколько категорий, из которых кожухотрубный теплообменник является наиболее распространенным.
Кожухотрубный теплообменник состоит из ряда трубок, установленных внутри цилиндрической оболочки. На рисунке 8 показан типичный блок, который можно найти на нефтехимическом заводе. Две жидкости могут обмениваться теплом, одна жидкость течет по внешней стороне труб, а вторая жидкость течет по трубкам. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и могут течь в параллельном или перекрестном / противотоке.Кожухотрубный теплообменник состоит из четырех основных частей:
-
Передняя часть — это место, где жидкость входит в трубную часть теплообменника.
-
Задний конец — это место, где жидкость на трубной стороне выходит из теплообменника или где она возвращается в передний коллектор в теплообменниках с несколькими проходами на трубной стороне.
-
Пучок труб — состоит из трубок, трубных решеток, перегородок, стяжек и т. Д. Для удержания пучка вместе.
-
Кожух — содержит пучок труб.
Популярность кожухотрубных теплообменников привела к разработке стандарта для их обозначения и использования. Это стандарт ассоциации производителей трубчатых теплообменников (TEMA). Обычно кожухотрубные теплообменники изготавливаются из металла, но для специальных применений (например, с использованием сильных кислот в фармацевтических препаратах) могут использоваться другие материалы, такие как графит, пластик и стекло. Также нормально, что трубки прямые, но в некоторых криогенных применениях используются спиральные катушки или катушки Хэмпсона .Простая форма кожухотрубного теплообменника — это двухтрубный теплообменник. Этот теплообменник состоит из одной или нескольких трубок, находящихся внутри трубы большего размера. В самой сложной форме нет большой разницы между многотрубным двухтрубным теплообменником и кожухотрубным теплообменником. Однако двухтрубные теплообменники, как правило, имеют модульную конструкцию, поэтому несколько блоков могут быть соединены болтами для достижения требуемой нагрузки. Книга Э.А.Д. Сондерс [Saunders (1988)] дает хороший обзор трубчатых теплообменников.
К другим типам трубчатых теплообменников относятся:
-
Печи — технологическая жидкость проходит через печь в прямых или спирально намотанных трубах, а нагрев осуществляется горелками или электрическими нагревателями.
-
Пластинчатые трубы — в основном используются в системах рекуперации тепла и кондиционирования воздуха. Трубки обычно монтируются в какой-либо форме воздуховода, а пластины действуют как опоры и обеспечивают дополнительную площадь поверхности в виде ребер.
-
С электрическим нагревом — в этом случае жидкость обычно течет по внешней стороне электрически нагреваемых трубок (см. Джоулев нагрев).
-
Теплообменники с воздушным охлаждением состоят из пучка труб, вентиляторной системы и несущей конструкции. Трубки могут иметь ребра различного типа для обеспечения дополнительной площади поверхности со стороны воздуха. Воздух либо всасывается через трубы вентилятором, установленным над пучком (принудительная тяга), либо продувается через трубы вентилятором, установленным под пучком (принудительная тяга). Они, как правило, используются в местах, где есть проблемы с получением достаточного количества охлаждающей воды.
-
Тепловые трубы, сосуды с мешалкой и теплообменники из графитовых блоков можно рассматривать как трубчатые или помещать в Рекуперативные «Особые предложения». Тепловая труба состоит из трубы, материала фитиля и рабочей жидкости. Рабочая жидкость поглощает тепло, испаряется и переходит на другой конец тепловой трубы, где конденсируется и выделяет тепло. Затем жидкость под действием капилляров возвращается к горячему концу тепловой трубы для повторного испарения. Сосуды с мешалкой в основном используются для нагрева вязких жидкостей.Они состоят из емкости с трубками внутри и мешалки, например пропеллера или ленточного винтового импеллера. Трубки несут горячую жидкость, а мешалка вводится для обеспечения равномерного нагрева холодной жидкости. Теплообменники с угольным блоком обычно используются, когда необходимо нагреть или охладить агрессивные жидкости. Они состоят из твердых блоков углерода, в которых просверлены отверстия для прохождения жидкости. Затем блоки скрепляются болтами вместе с коллекторами, образуя теплообменник.
Пластинчатые теплообменники разделяют жидкости, обменивающиеся теплом, с помощью пластин.У них обычно есть улучшенные поверхности, такие как ребра или тиснение, и они скреплены болтами, припаяны или сварены. Пластинчатые теплообменники в основном используются в криогенной и пищевой промышленности. Однако из-за высокого отношения площади поверхности к объему, малого количества жидкостей и способности обрабатывать более двух паров они также начинают использоваться в химической промышленности.
Пластинчатые и рамные теплообменники состоят из двух прямоугольных концевых элементов, которые удерживают вместе несколько рельефных прямоугольных пластин с отверстиями на углу для прохождения жидкостей.Каждая из пластин разделена прокладкой, которая изолирует пластины и обеспечивает поток жидкости между пластинами, см. Рис. 9. Этот тип теплообменника широко используется в пищевой промышленности, поскольку его можно легко разобрать для очистки. Если утечка в окружающую среду вызывает беспокойство, можно сварить две пластины вместе, чтобы гарантировать, что жидкость, протекающая между сваренными пластинами, не сможет протекать. Однако, поскольку некоторые прокладки все еще присутствуют, утечка все еще возможна. Паяные пластинчатые теплообменники предотвращают возможность утечки за счет пайки всех пластин вместе, а затем приваривания входных и выходных отверстий.
Рисунок 6. Классификация трубчатых теплообменников.
Рисунок 7. Классификация пластинчатого теплообменника.
Рисунок 8. Кожухотрубный теплообменник.
Рисунок 9. Пластинчато-рамный теплообменник.
Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из ребер или прокладок, зажатых между параллельными пластинами. Ребра могут быть расположены так, чтобы допускать любую комбинацию поперечного или параллельного потока между соседними пластинами. Также возможно пропустить до 12 потоков жидкости через один теплообменник за счет тщательного расположения коллекторов.Обычно они изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали и спаяны друг с другом. Их основное применение — сжижение газа из-за их способности работать с близкими температурами.
Пластинчатые теплообменники в некоторых отношениях похожи на кожухотрубные. Прямоугольные трубы с закругленными углами уложены друг на друга, образуя пучок, который помещается внутри оболочки. Одна жидкость проходит через трубки, в то время как жидкость течет параллельно через зазоры между трубками.Они, как правило, используются в целлюлозно-бумажной промышленности, где требуются проточные каналы большего размера.
Спиральные пластинчатые теплообменники образуются путем наматывания двух плоских параллельных пластин вместе в змеевик. Затем концы уплотняются прокладками или свариваются. Они в основном используются с вязкими, сильно загрязняющими жидкостями или жидкостями, содержащими частицы или волокна.
В теплообменниках этой категории не используется поверхность теплопередачи, из-за чего они часто дешевле, чем косвенные теплообменники.Однако, чтобы использовать теплообменник прямого контакта с двумя жидкостями, они должны быть несмешиваемыми, или, если будет использоваться одна жидкость, она должна претерпеть фазовый переход. (См. Прямая контактная теплопередача.)
Наиболее легко узнаваемая форма теплообменника с прямым контактом — градирня с естественной тягой, которая встречается на многих электростанциях. Эти агрегаты состоят из большой примерно цилиндрической оболочки (обычно более 100 м в высоту) и насадки внизу для увеличения площади поверхности. Охлаждаемая вода распыляется на набивку сверху, в то время как воздух проходит через дно набивки и поднимается вверх через башню за счет естественной плавучести.Основная проблема, связанная с этим и другими типами градирен с прямым контактом, заключается в постоянной необходимости восполнять подачу охлаждающей воды за счет испарения.
Конденсаторы прямого контакта иногда используются вместо трубчатых конденсаторов из-за их низких капитальных затрат и затрат на обслуживание. Есть много вариантов конденсатора прямого контакта. В простейшей форме охлаждающая жидкость распыляется сверху емкости над паром, поступающим сбоку емкости. Затем конденсат и охлаждающая жидкость собираются внизу.Большая площадь поверхности распылителя гарантирует, что они являются достаточно эффективными теплообменниками.
Впрыск пара используется для нагрева жидкости в резервуарах или в трубопроводах. Пар способствует передаче тепла за счет турбулентности, создаваемой впрыском, и передает тепло путем конденсации. Обычно конденсат не собирается.
Прямой нагрев в основном используется в сушилках, где влажное твердое вещество сушится путем пропускания его через поток горячего воздуха. Другой вид прямого нагрева — это горение под водой.Он был разработан в основном для концентрирования и кристаллизации коррозионных растворов. Жидкость испаряется пламенем, а выхлопные газы направляются вниз в жидкость, которая находится в резервуаре.
Воздухоохладитель с мокрой поверхностью в некоторых отношениях похож на теплообменник с воздушным охлаждением. Однако в этом типе устройства вода распыляется по трубкам, а вентилятор всасывает воздух и воду по пучку труб. Вся система закрыта, и теплый влажный воздух обычно выбрасывается в атмосферу.
Скребковые теплообменники состоят из емкости с рубашкой, через которую проходит жидкость, и вращающегося скребка, который непрерывно удаляет отложения с внутренних стенок емкости. Эти агрегаты используются в пищевой и фармацевтической промышленности в тех случаях, когда отложения образуются на нагретых стенках сосуда с рубашкой.
Статические регенераторы или регенераторы с неподвижным слоем не имеют движущихся частей, кроме клапанов. В этом случае горячий газ проходит через матрицу в течение фиксированного периода времени, в конце которого происходит реверсирование, горячий газ отключается, а холодный газ проходит через матрицу.Основная проблема с этим типом агрегата заключается в том, что и горячий, и холодный поток являются прерывистыми. Чтобы преодолеть это и обеспечить непрерывную работу, требуются по крайней мере два статических регенератора или можно использовать роторный регенератор.
В роторном регенераторе насадка цилиндрической формы вращается вокруг оси цилиндра между парой газовых уплотнений. Горячий и холодный газ протекает одновременно по каналам с обеих сторон газовых уплотнений и через вращающуюся насадку. (См. Рекуперативные теплообменники.)
Термический анализ любого теплообменника включает решение основного уравнения теплопередачи.
(1)Это уравнение вычисляет количество тепла, передаваемого через область dA, где T h и T c — локальные температуры горячей и холодной жидкости, α — местный коэффициент теплопередачи, а dA — локальная дополнительная площадь, на которой α основано. Для плоской стены
(2)где δ w — толщина стенки, а λ w — ее теплопроводность.
Для однофазного обтекания стенки α для каждого из потоков является функцией Re и Pr. Когда происходит конденсация или кипение, α также может зависеть от разницы температур. Как только коэффициент теплопередачи для каждого потока и стены известен, общий коэффициент теплопередачи U определяется как
(3)где сопротивление стенки r w равно 1 / α w . Общая скорость теплопередачи между горячей и холодной текучими средами тогда определяется выражением
(4)Это уравнение предназначено для постоянных температур и коэффициентов теплопередачи.В большинстве теплообменников это не так, поэтому используется другая форма уравнения
(5)где — общая тепловая нагрузка, U — средний общий коэффициент теплопередачи, а ΔT M — средняя разница температур. Расчет ΔT M и отказ от предположения о постоянном коэффициенте теплопередачи описаны в разделе «Средняя разница температур».
Расчет U и ΔT M требует информации о типе теплообменника, геометрии (например.g., размер проходов в пластине или диаметр трубы), ориентация потока, чистый противоток или поперечный поток и т. д. Затем можно рассчитать общую нагрузку с использованием предполагаемого значения AT и сравнить с требуемой нагрузкой. Затем можно внести изменения в предполагаемую геометрию и U, ΔT M и пересчитать, чтобы в конечном итоге перейти к решению, где равно требуемой нагрузке. Однако при выполнении термического анализа на каждой итерации также следует проверять, не превышен ли допустимый перепад давления.Компьютерные программы, такие как TASC от HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow Service), автоматически выполняют эти расчеты и оптимизируют конструкцию.
Механические аспекты
Все типы теплообменников должны подвергаться механической конструкции в той или иной форме. Любой теплообменник, работающий при давлении выше атмосферного, должен быть спроектирован в соответствии с местным кодом конструкции сосуда под давлением , например ASME VIII (Американское общество инженеров-механиков) или BS 5500 (Британский стандарт).Эти нормы определяют требования к резервуару высокого давления, но не касаются каких-либо специфических особенностей конкретного типа теплообменника. В некоторых случаях для определенных типов теплообменников существуют специальные стандарты. Два из них перечислены ниже, но, как правило, отдельные производители устанавливают свои собственные стандарты.
ССЫЛКИ
Гарланд, У. Дж. (1990) Частное сообщение.
Уокер, Г. (1982) Industrial Heat Exchangers-A Basic Guide , Hemisphere Publishing Corporation.
Rohsenow, W. M. и Hartnett, J. P. (1973) Handbook of Heat Transfer , New York: McGraw-Hill Book Company. DOI: 10.1016 / 0017-9310 (75) -9
Сондерс, Э. А. Д. (1988) Теплообменники — выбор, проектирование и строительство, Longman Scientific and Technical. DOI: 10.1016 / 0378-3820 (89) -5
Ассоциация производителей трубчатых теплообменников, (1988) (ТЕМА), седьмое издание. Кожухотрубные теплообменники .
Американский институт нефти (API) 661: Теплообменники с воздушным охлаждением для нефтяной промышленности .
Продукты | kastt.cz
РОТАЦИОННЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
Высокоэффективные роторные теплообменники от KASTT входят в число ведущих продуктов на рынке с решениями для рекуперации тепла. Они предназначены для экономии энергии всех систем вентиляции и кондиционирования воздуха, от небольших квартир, офисных помещений, больниц, школ, производственных цехов до специальных промышленных предприятий.
Роторные теплообменники KASTT отличаются передовыми технологиями, точным производством и высокой эффективностью с точки зрения экономии энергии.Мы делаем все возможное, чтобы быть на шаг впереди благодаря инновациям и постоянным улучшениям. В то же время мы можем адаптироваться к индивидуальным требованиям и потребностям клиентов.
Основные преимущества
- Высокоэффективная передача тепловой энергии (тепла и холода)
- Передача влажности вместе с тепловой энергией
- Низкая склонность к замерзанию ротора
- Малая монтажная ширина в приточно-вытяжных установках
Принцип работы роторных регенеративных теплообменников — регенерация vs.рекуперация
Роторные рекуперативные теплообменники работают по принципу аккумуляции энергии — попеременной передаче энергии, содержащейся в отработанном воздухе, аккумулирующей массе и последующей передаче этой энергии приточному воздуху. Теплообменник регенерируется.
Роторные регенеративные теплообменники часто путают с рекуперативными теплообменниками. В рекуператорах (в большинстве случаев это поперечно-пластинчатые теплообменники) оба воздушных потока разделены сплошной стенкой.Рекуператоры работают по принципу передачи тепла, направляя тепло в тонкую стенку теплообменника (плоскость теплообмена).
Одно из самых больших преимуществ роторных регенеративных теплообменников заключается в том, что помимо передачи тепла они также могут передавать влажность (гигроскопическая версия), т.е. они передают не только ощутимое, но и скрытое тепло. Вот почему они предлагают самый высокий КПД по сравнению с другими системами рекуперации тепла.
Теплообменники KASTT разработаны с целью достижения максимальной эффективности рекуперации тепла и влажности — до 90%, что способствует снижению загрязнения окружающей среды.
Наибольший возможный диаметр ротора теплообменника, до 5 м, составляет ок. Номинальный объем воздуха 150000 м3 / ч.