Рекуперация тепла

Подавляющая масса жилого и нежилого фонда характеризуется большими теплопотерями. Дело не только в плохой изоляции, но и в несовершенном климатическом оборудовании, которое отводит наружу теплый воздух.

Энергия, которую производят сотни тысяч станций и котельных, больше чем на половину расходуется впустую.

Получается абсурдная ситуация: ради поддержания эффекта  открытого окна расходуются дорогие ископаемые энергоносители, в атомосферу ежегодно выбрасываются тонны губительного CO2.

Современные технологии предлагают множество путей для борьбы с необоснованными расходами энергии, среди которых - обратное получение тепла.

Выбрасываемое вентиляционными системами тепло можно использовать для прогревания холодного, свежего воздуха, который подается внутрь помещений.

Рекуператоры являются автоматизированными хранителями тепла помещений. Это климатическое оборудование, которое нагревает приточный с улицы воздух нагретым внутри себя отработанным воздухом.

Рекуперационные теплообменники используются как самостоятельные установки, однако наиболее часто встраиваются прямо в вентиляционные системы.

Встроенные в кондиционеры рекуператоры могут зимой сохранять тепло, а летом холод, «прогоняя» приточный воздух с улицы сквозь охлажденный воздух кондиционера.   

Рекуперацию устанавливают в зданиях любого назначения: от квартир до особняков, от государственных строек, бассейнов до промышленных цехов.

Тенденцией последних лет стала установка рекуперационных систем в квартирах и частных домах из-за растущей стоимости электроэнергии.

Реальная эффективность рекуперации у доступных воздухотехнических установок колеблется от 30 до 90 %. 

Причем эффективность рекуперации на уровне 60% считается хорошей, на уровне 80% - отличной. КПД зависит от размера установки, расхода воздуха, типа теплообменника и проч.

Важно знать, что 100%-ная эффективность рекуператора технически не возможна (всегда нужно потратить энергию на нагрев сточного воздуха, прежде чем обогреть приточный).

Известны рекуператоры нескольких видов: роторные, пластинчатые, с промежуточным теплоносителем, камерные и тепловые трубы.

Самые распространенные типы: пластинчатый рекуператор (или перекрестно-точный) и роторный.

Пластинчатые рекуператоры

Суть устройства в том, что удаляемый и приточный воздух прогоняется с обеих сторон ряда пластин.  

Рекуператор представляет собой кассету, в которой вытяжной и приточный воздух проходят по каналам, разделенным листами оцинкованной стали.

Оба потока не смешиваются, но происходит неизбежный теплообмен за счет одновременного нагрева и охлаждения пластин с разных сторон. 

Рекуперация тепла может регулироваться посредством перепускного клапана, который контролирует расход проходящего через рекуператор воздуха.

В пластинчатом рекуператоре отсутствуют подвижные части, это значит, что ремонтировать устройство придется довольно редко. Он характеризуется высокой эффективностью (50-90%).  

Роторные рекуператоры

Установка имеет двигатель с вращающейся частью.  Выглядит как большой барабан в мелкую ячейку.  

Через верхнюю часть рекуператора проходит теплый вытягиваемый наружу здания воздух, через нижнюю проходит холодный уличный.

Теплый воздух нагревает ячейки барабана, который медленно поворачивается и теплым выводимым  наружу воздухом нагревает холодный воздух с улицы.  

Высокоэффективный шаговый двигатель управляет скоростью вращения ротора, и, таким образом, уровнем утилизации тепла. В теплое время года ротор успешно используется для утилизации холода. 

Ротор имеет высокий КПД утилизации тепла - до 85% при равных расходах притока и вытяжки, но при этом обеспечивает более низкое сопротивление.  

Тепловые трубы 

Это рекуператор замкнутой системы, которая заполнена фреоном (бесцветный газ, используется в холодильной промышленности). Фреон испаряется при нагревании удаляемым воздухом.

Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. КПД установки - 50-70%.  

Камерные рекуператоры  

Установка представляет собой механизм, разделенный на две части заслонкой.  

Удаляемый воздух нагревает одну часть камеры, затем заслонка изменяет направление воздушного потока таким образом, что приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры.

Единственная подвижная часть рекуператора - заслонка.  

Он характеризуется высокой эффективностью (80-90%). 

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем  

Такие рекуператоры состоят из двух теплообменников, один из которых находится в вытяжном канале, а другой - в приточном канале.  

Между ними циркулирует вода или водно-гликолиевый раствор. Теплоноситель нагревается удаляемым воздухом, затем передает тепло приточному воздуху.  

Передача тепла может регулироваться изменением скорости циркуляции теплоносителя. Эти рекуператоры не имеют подвижных частей, но имеют низкую эффективность (45-60%). 

Рекуператоры можно использовать с имеющимися вентиляционными системами, или применять отдельно.  

Данное климатическое оборудование будет хорошо дополнять другие виды альтернативной энергии, к примеру, солнечные панели, супер изоляцию и тройные стеклопакеты.

Если использовать все эти технологии сразу, здание будет существовать в частично пассивном формате, то есть с мизерным расходом энергии.  

Применение рекуператоров в обычных зданиях позволяет радикально снизить нагрузку на систему отопления в целом и осуществить комплекс мероприятий по снижению издержек.

К примеру, не потребуется мощный источник тепла, вместо него можно использовать обычный котел.

Пластинчатые рекуператоры  

Удаляемый и приточный воздух обычно не контактируют друг с другом внутри установки, но эксперты установили, что случаи утечки все-таки могут происходить.  

В таких рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата, а потому устройства должны быть оборудованы отводами для конденсата.  

Конденсатосборники должны иметь водяной затвор, не позволяющий вентилятору захватывать и подавать воду в канал.  

Из-за выпадения конденсата существует серьезный риск образования льда, поэтому необходима система размораживания.  

Однако увеличенный размер между пластинами позволяет производить их чистку путем продувки сжатым воздухом, либо промывки с использованием воды, различного рода детергентов (то есть поверхностно-активных веществ) и растворителей.  

Роторные рекуператоры

Роторная установка является открытой системой, поэтому одним из недостатков является возможность попадания уличной грязи и запахов из удаляемого воздуха в приточный.  

Этого можно избежать при внимательном отношении к монтажу и эксплуатации. К примеру, нужно правильно размещать вентиляторы.  

При монтаже нужно закреплять агрегат горизонтально, чтобы ротор не бился о поверхность при вращении, иначе опорные подшипники могут быстро износиться.  

При эксплуатации роторные рекуператоры требуют тщательного контроля за состоянием фильтров, устанавливаемых на входах, чтобы исключить возможность попадания загрязненного воздуха в ротор при возможном разрыве фильтрующего материала.    

Тепловые трубы  

Проникновение загрязнений внутрь помещения исключено, рекуператор не имеет подвижных частей, но имеет низкую эффективность (50-70%).

Камерные рекуператоры

Загрязнение и запахи могут передаваться из удаляемого воздуха в приточный.   

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем  

Теплоноситель циркулирует в замкнутой системе, риска передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный не существует.  

Тенденция развития технологии

Компаниям-производителям предстоит справиться  с главным недостатком рекуператоров - высокой стоимостью устройств. 

Система с роторным рекуператором Sistemair VR 400-700 EV, EV/HB, EV/EC (КПД до 80% ) стоит около 3 тыс. евро.   

В зависимости от марки и поставщика стоимость оборудования может доходить до 8 тыс. у.е. (под ключ). 

Нужно тщательно выбирать поставщика и сравнивать характеристики предлагаемых моделей: для частного дома с жилой площадью 250 м2 можно приобрести рекуператор за $600, ежегодная экономия составит $173, расходы на электричество - $115.  

Средний срок окупаемости при нынешних ценах на газ - до 3 лет.  

ATREA (Чехословакия)

VENMAR (Канада)

PYROX (Норвегия)

VTS CLIMA (Польша)

PM LUFT (Швеция)

SYSTEMAIR (Швеция)

ROSENBERG (Германия)

WOLTER (Германия)

REMAK (Чехия)

DAIKIN (Япония)

ABB (Швейцария)

HALTON (Финляндия)

Mitsubishi Electric (Япония) и другие. 

www.atrea.sk/.../rekuperatsiya-tepla

http://forum.vashdom.ru/message138698-1-99d.htm

www.norris.ru/nrsn/ng68.html

Копирайтер: Прохорова Оксана