Течен рекуператор за ефективност на вентилацията. Топлинни рекуператори за вентилация - какво представляват и как работят? Кръстосан рекуператор

Възстановяване(от латински recuperatio - „обратна разписка“) - връщането на част от материали или енергия за повторно използване в същия технологичен процес.

Възстановяването по време на обработката на суровините се нарича десорбция. Десорбцията, подобно на други процеси на масов трансфер, обикновено е обратима и първичният процес се нарича адсорбция. Тези процеси се използват широко в химическата промишленост за пречистване и изсушаване на газове, пречистване и избистряне на разтвори, разделяне на смеси от газове или пари, по-специално при извличане на летливи разтворители от смес от газове (възстановяване на летливи разтворители). Възстановяването на течни разтворители се използва при производството на въглеводороди, алкохоли, етери и естери и др. Процесите на адсорбция и десорбция се извършват в специализирани адсорбционни установки.

Възстановяване– процесът на частично възстановяване на енергията за повторна употреба. В тази тема говорим за възстановяване на въздуха във вентилационни системи.

Принципът на работа на рекуператора

Разполагаме с приточна и смукателна вентилация. През зимата подаваният въздух се пречиства от въздушни филтри и се нагрява от въздухонагреватели. Той влиза в помещението, затопля го и разрежда вредните газове, прах и други емисии. След това отива в смукателната вентилация и се изхвърля на улицата... Оттук и мисълта... Защо не отопляваме студа захранващ въздухотработен въздух. В крайна сметка ние по същество хвърляме пари на вятъра. И така, имаме отработен въздух с температура 21 C и захранващ въздух, който преди нагревателя е с температура -10 C. Инсталираме например рекуператор с пластинчат топлообменник. За да разберете принципа на работа на рекуператор с пластинчат топлообменник, представете си квадрат, в който отработеният въздух преминава отдолу нагоре, а подаващият въздух отляво надясно. Освен това тези потоци не се смесват един с друг поради използването на специални топлопроводими плочи, които разделят тези два потока.

В резултат на това отработеният въздух отдава до 70% от топлината на подавания въздух и на изхода от рекуператора има температура 2-6 С, а подавания въздух от своя страна има температура на изхода от рекуператора от 12-16 C. Следователно, нагревателят няма да загрява въздуха -10 C , а +12 C и това ще ни позволи значително да спестим електрическа или топлинна енергия, изразходвана за отопление на подавания въздух.

Видове рекуператори

Въпреки че рекуператорът с пластинчат топлообменник е най-често срещан в Руската федерация, има и други видове рекуператори, които в някои случаи са по-ефективни или като цяло само те могат да се справят със задачите. Каним ви да разгледате четирите най-популярни вида рекуператори:

Рекуператор с пластинчат топлообменник (Плочин рекуператор)

Рекуператор с ротационен топлообменник (Ротационен рекуператор)

Топлообменник с рециркулация на водата

Покривен рекуператор

Плочен рекуператор

Най-често срещаният тип е плоча или въздушен рекуператор с кръстосан поток за апартаменти.

Това е малка касета. В него се създават два канала, които са разделени един от друг с листове стомана. Те носят отделни потоци захранващ и отработен въздух. Стоманата действа като топлинен „филтър“. Тоест, възниква температурен обмен, но не се допуска смесване на въздуха. Разпространението на този тип устройства се дължи на неговата простота, компактност и ниска цена. Пластинчатият въздушен рекуператор за апартаменти има някои недостатъци, но те не са толкова значими, когато се монтират в малки жилищни помещения.

Предимства: - устройството се вгражда лесно във всяка част на въздуховода; - няма подвижни части (по-лесна поддръжка, няма риск от изместване на въздушния поток и др.); - относително висока ефективност – 50...90%; - може да работи с високотемпературни газови и въздушни смеси (до +200°C); - леко се увеличава аеродинамичното съпротивление на преминаващите въздушни потоци; - лесно регулиране на производителността чрез байпасен клапан.

Пластинчатите рекуператори са проектирани по такъв начин, че въздушните потоци в тях не се смесват, а контактуват помежду си през стените на топлообменната касета. Тази касета се състои от много плочи, които разделят студените въздушни потоци от топлите. Най-често плочите се изработват от алуминиево фолио, който има отлични свойства на топлопроводимост. Плочите могат да бъдат изработени и от специална пластмаса. Те са по-скъпи от алуминиевите, но повишават ефективността на оборудването.

Пластинчатите топлообменници имат значителен недостатък: в резултат на температурната разлика върху студените повърхности се образува конденз, който се превръща в лед. Покрит с лед рекуператор спира да работи ефективно. За да се размрази, входящият поток автоматично се заобикаля от топлообменника и се нагрява от нагревател. Междувременно изтичащият топъл въздух разтопява леда върху чиниите. В този режим, разбира се, няма икономия на енергия, а периодът на размразяване може да отнеме от 5 до 25 минути на час. За загряване на входящия въздух по време на фазата на размразяване се използват въздухонагреватели с мощност 1-5 kW.

Някои пластинчати топлообменници използват предварително нагряване входящ въздухдо температура, която предотвратява образуването на лед. Това намалява ефективността на рекуператора с приблизително 20%.

Друго решение на проблема със заледяването са хигроскопичните целулозни касети. Този материал абсорбира влагата от изходящия въздушен поток и я предава на входящия въздух, като по този начин връща влагата обратно. Такива рекуператори са оправдани само в сгради, където няма проблем с овлажняването на въздуха. Безспорното предимство на хидроцелулозните рекуператори е, че те не изискват електрическо нагряване на въздуха, което означава, че са по-икономични. Рекуператорите с двупластинчати топлообменници имат ефективност до 90%. В тях не се образува лед поради пренос на топлина през междинната зона.

Известни производители на пластинчати топлообменници: SCHRAG (Германия), MITSUBISHI (Япония), ELECTROLUX, SYSTEMAIR (Швеция), SHUFT (Дания), REMAK, 2W (Чехия), MIDEA (Китай).

В тази статия ще разгледаме такава характеристика на топлопреминаване като коефициента на възстановяване. Той показва степента, в която един топлоносител използва друг по време на топлообмен. Коефициентът на възстановяване може да се нарече коефициент на възстановяване на топлината, ефективност на пренос на топлина или топлинна ефективност.

В първата част на статията ще се опитаме да намерим универсални съотношения за пренос на топлина. Те могат да бъдат получени от най-общите физични принципи и не изискват никакви измервания. Във втората част ще представим зависимостта на реалните коефициенти на възстановяване от основните характеристики на топлообмена за реални въздушни завеси или отделно за топлообменни агрегати вода-въздух, които вече бяха разгледани в статиите „Мощност на топлинната завеса при произволен охладител и скорости на въздушния поток. Интерпретация на експериментални данни“ и „Мощност на топлинната завеса при произволни скорости на потока на охлаждащата течност и въздуха. Инварианти на процеса на топлообмен”, публикувани от сп. „Свят на климата” съответно в брой 80 и 83. Ще бъде показано как коефициентите зависят от характеристиките на топлообменника, както и как се влияят от дебита на охлаждащата течност. Ще бъдат обяснени някои парадокси на пренос на топлина, по-специално парадоксът на високата стойност на коефициента на възстановяване с голяма разлика в дебита на охлаждащата течност. За да опростим концепцията за възстановяване и значението на нейното количествено определение (коефициент), ще разгледаме примера на топлообменниците въздух-въздух. Това ще ни позволи да определим подход към значението на феномена, който след това може да бъде разширен до всеки обмен, включително „вода - въздух“. Обърнете внимание, че в блоковете за топлообмен въздух-въздух могат да се организират както напречни токове, които са фундаментално подобни на топлообменниците вода-въздух, така и противотокове на топлообменна среда. В случай на противотокове, които определят високи стойности на коефициентите на възстановяване, практическите модели на пренос на топлина могат да се различават леко от тези, обсъдени по-рано. Важно е универсалните закони на топлообмена да са общовалидни за всеки тип топлообменник. В обсъждането на статията ще приемем, че енергията се запазва по време на пренос на топлина. Това е еквивалентно на твърдението, че мощността на излъчване и конвекцията на топлина от тялото на топлинното оборудване, дължащи се на температурата на тялото, са малки в сравнение със силата на полезен топлопренос. Ще приемем също, че топлинният капацитет на носителите не зависи от техните температури.

КОГА ВИСОКОТО КОЕФИЦИЕНТ НА ​​ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ Е ВАЖНО?

Може да се счита, че способността за предаване на определено количество топлинна мощност е една от основните характеристики на всяко термично оборудване. Колкото по-висока е тази способност, толкова по-скъпо е оборудването. Коефициентът на възстановяване на теория може да варира от 0 до 100%, но на практика често варира от 25 до 95%. Интуитивно може да се предположи, че високият коефициент на възстановяване, както и способността за предаване на висока мощност, предполагат високи потребителски качества на оборудването. В действителност обаче такава пряка връзка не се наблюдава; всичко зависи от условията на използване на топлообмена. Кога високата степен на възстановяване на топлината е важна и кога е второстепенна? Ако охлаждащата течност, от която се взема топлина или студ, се използва само веднъж, т.е. не се завърта и веднага след употреба се изхвърля безвъзвратно в външна среда, тогава за ефективно използване на тази топлина е препоръчително да се използва устройство с висок коефициент на възстановяване. Примерите включват използването на топлинни или студени части геотермални инсталации, открити резервоари, източници на технологична излишна топлина, където е невъзможно да се затвори веригата на охлаждащата течност. Високото възстановяване е важно, когато изчислението в отоплителната мрежа се извършва само въз основа на водния поток и температурата на директната вода. За топлообменниците въздух-въздух това е използването на топлина от отработения въздух, който веднага след топлообмена отива във външната среда. Друг краен случай възниква, когато охладителната течност се заплаща строго според отнетата от нея енергия. Това може да се нарече идеална опция за отоплителна мрежа. Тогава можем да кажем, че такъв параметър като коефициента на възстановяване няма никакво значение. Въпреки че, с ограничения върху връщащата температура на носача, коефициентът на възстановяване също има смисъл. Имайте предвид, че при някои условия е желателно да имате повече нисък коефициентвъзстановяване на оборудването.

ОПРЕДЕЛЯНЕ НА КОЕФИЦИЕНТА НА ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ

Дефиницията на коефициента на възстановяване е дадена в много справочници (например,). Ако се обменя топлина между две среди 1 и 2 (фиг. 1),

които имат топлинен капацитет c 1 и c 2 (в J/kgxK) и масов дебит g 1 и g 2 (в kg/s), съответно, тогава коефициентът на възстановяване на топлообмена може да бъде представен под формата на две еквивалентни съотношения:

= (с 1 g 1)(Т 1 - Т 1 0) / (сg) min (T 2 0 - T 1 0) = (с 2 g 2)(Т 2 0 - Т 2) / (сg) min ( T 2 0 - T 1 0). (1)

В този израз T 1 и T 2 са крайните температури на тези две среди, T 1 0 и T 2 0 са началните, а (cg) min е минималната от двете стойности на т.нар. еквивалент на тези среди (W/K) при скорости на потока g 1 и g 2 , (cg) min = min((с 1 g 1), (с 2 g 2)). За да изчислите коефициента, можете да използвате всеки от изразите, тъй като техните числители, всеки от които изразява общата мощност на топлообмен (2), са равни.

W = (c 1 g 1)(T 1 - T 1 0) = (c 2 g 2)(T 2 0 - T 2). (2)

Второто равенство в (2) може да се разглежда като израз на закона за запазване на енергията при пренос на топлина, който за топлинните процеси се нарича първи закон на термодинамиката. Може да се отбележи, че във всяка от двете еквивалентни дефиниции в (1) присъстват само три от четирите обменни температури. Както беше посочено, стойността става значителна, когато една от охлаждащите течности се изхвърли след употреба. От това следва, че изборът на два израза в (1) винаги може да бъде направен така, че крайната температура на този носител да бъде изключена от израза за изчисление. Да дадем примери.

а) Възстановяване на топлината от отработения въздух

Добре известен пример за топлообменник с висока необходима стойност е рекуператор на топлината на отработения въздух за загряване на подавания въздух (фиг. 2).

Ако обозначим температурата на отработения въздух като T room, уличния въздух като T st, а подавания въздух след нагряване в рекуператора като T pr, тогава, като вземем предвид същата стойност на топлинните мощности от двата въздушни потока (те са почти еднакви, ако пренебрегнем малките зависимости от влажността и температурата на въздуха), можем да получим добър известен израз за:

G pr (T pr - T st) / g min (T стая - T st). (3)

В тази формула gmin означава най-малкото g min = min(g in, g out) от двата втори дебита gin на подавания въздух и gout на отработения въздух. Когато дебитът на подавания въздух не надвишава дебита на отработения въздух, формула (3) се опростява и редуцира до формата = (T pr - T st) / (T room - T st). Температурата, която не е взета предвид във формула (3), е температурата T’ на отработения въздух след преминаване през топлообменника.

б) Рекуперация във въздушна завеса или произволен водовъздушен нагревател

Защото пред всички възможни вариантиединствената температура, чиято стойност може да е незначителна, е температурата обратна вода T x, трябва да се изключи от израза за коефициента на възстановяване. Ако означим температурата на въздуха около въздушната завеса като T0, въздуха, загрят от въздушната завеса като T, и температурата, влизаща в топлообменника топла вода T g, (фиг. 3), за получаваме:

Cg(T – T 0) / (cg) min (T g – T 0). (4)

В тази формула c е топлинният капацитет на въздуха, g е вторият масов въздушен поток.

Обозначение (сg) min е най-малка стойностот въздух сg и вода с W G топлинни еквиваленти, с W е топлинният капацитет на водата, G е вторият масов дебит на водата: (сg) min = min((сg), (с W G)). Ако въздушният поток е относително малък и въздушният еквивалент не надвишава водния еквивалент, формулата също се опростява: = (T - T 0) / (T g - T 0).

ФИЗИЧЕСКО ЗНАЧЕНИЕ НА ФАКТОРА НА ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ

Може да се приеме, че стойността на коефициента на възстановяване на топлината е количествен израз на термодинамичната ефективност на преноса на енергия. Известно е, че при пренос на топлина тази ефективност е ограничена от втория закон на термодинамиката, който също е известен като закон за ненамаляваща ентропия.

Въпреки това може да се покаже, че това наистина е термодинамична ефективност в смисъл на ненамаляваща ентропия само в случай на равенство на топлинните еквиваленти на две среди, обменящи топлина. В общия случай на неравенство на еквивалентите, максималната възможна теоретична стойност = 1 се дължи на постулата на Клаузиус, който е формулиран по следния начин: „Топлината не може да бъде прехвърлена от по-студено към по-топло тяло без други промени в същото време, свързани с този трансфер." В тази дефиниция други промени означават работата, която се извършва върху системата, например по време на обратния цикъл на Карно, на базата на който работят климатиците. Като се има предвид, че помпите и вентилаторите при обмен на топлина с носители като вода, въздух и други произвеждат незначителни малка работаВ сравнение с топлообменните енергии можем да предположим, че при такъв топлообмен постулатът на Клаузиус се изпълнява с висока степен на точност.

Въпреки че е общоприето, че както постулатът на Клаузиус, така и принципът за ненамаляваща ентропия са просто различни изрази на формулировката на втория закон на термодинамиката за затворени системи, това не е така. За да опровергаем тяхната еквивалентност, ще покажем, че те обикновено могат да доведат до различни ограничения на преноса на топлина. Нека разгледаме рекуператор въздух-въздух в случай на еднакви топлинни еквиваленти на двете обменящи се среди, което, ако топлинните мощности са еднакви, предполага равенство на масовите дебити на двата въздушни потока и = (T pr - T st) / (T стая - T st). Нека, за определеност, стайната температура T room = 20 o C, а температурата на улицата T street = 0 o C. Ако напълно пренебрегнем латентната топлина на въздуха, която се причинява от неговата влажност, тогава, както следва от ( 3), температурата на подавания въздух T pr = 16 o C съответства на коефициент на възстановяване = 0,8, а при T pr = 20 o C ще достигне стойност 1. (Температурите на въздуха, изпускан на улицата в тези случаи T ' ще бъде съответно 4 o C и 0 o C). Нека покажем, че точно = 1 е максимумът за този случай. В края на краищата, дори ако захранваният въздух има температура T pr = 24 o C, а въздухът, изпускан на улицата, T' = –4 o C, тогава първият закон на термодинамиката (законът за запазване на енергията) няма да бъде спазен нарушени. Всяка секунда E = cg·24 o C Джаули енергия ще бъдат прехвърлени към въздуха на улицата и същото количество ще бъде взето от въздуха в помещенията, като в същото време ще бъде равно на 1,2, или 120%. Такъв топлопренос обаче е невъзможен именно защото ентропията на системата ще намалее, което е забранено от втория закон на термодинамиката.

Действително, според дефиницията на ентропията S, нейната промяна е свързана с промяна в общата енергия на газа Q чрез връзката dS = dQ/T (температурата се измерва в Келвин) и като се има предвид, че при постоянно налягане на газа dQ = mcdT, m е масата на газа, s (или както често се означава с p) - топлинен капацитет при постоянно налягане, dS = mc · dT/T. Така S = mc ln(T 2 / T 1), където T 1 и T 2 са началната и крайната температура на газа. В записа на формула (3) за второто изменение на ентропията на подавания въздух получаваме Spr = сg ln(Tpr / Tul), ако уличният въздух се нагрява, той е положителен. За промяна на ентропията на отработения въздух Svyt = s g ln(T / Troom). Промяна в ентропията на цялата система за 1 секунда:

S = S pr + S out = cg(ln(T pr / T st) + ln(T’ / T стая)). (5)

За всички случаи ще приемем улица T = 273K, стая T = 293K. За = 0,8 от (3), T pr = 289 K и от (2) T’ = 277 K, което ще ни позволи да изчислим общата промяна в ентропията S = 0,8 = 8 10 –4 cg. При = 1 по подобен начин получаваме T pr = 293K и T' = 273K, а ентропията, както може да се очаква, се запазва S =1 = 0. Хипотетичният случай = 1.2 съответства на T pr = 297K и T' = 269K , и изчислението показва намаляване на ентропията: S =1,2 = –1,2 10 –4 cg. Това изчисление може да се счита за оправдание за невъзможността на този процес c = 1.2 по-специално и като цяло за всеки > 1 също поради S< 0.

И така, при скорости на потока, които осигуряват равни топлинни еквиваленти на две среди (за идентични среди това съответства на равни скорости на потока), коефициентът на възстановяване определя ефективността на обмена в смисъл, че = 1 определя граничния случай на запазване на ентропията. Постулатът на Клаузиус и принципът за ненамаляваща ентропия са еквивалентни за този случай.

Сега помислете за неравномерни скорости на въздушния поток за топлообмен въздух-въздух. Нека например масовият дебит на подавания въздух е 2 g, а този на отработения въздух е g. За промяната в ентропията при такива дебити получаваме:

S = S pr + S out = 2s g ln(T pr / T st) + s g ln(T’ / T стая). (6)

За = 1 при същите начални температури T st = 273 K и T room = 293 K, използвайки (3), получаваме T pr = 283 K, тъй като g pr / g min = 2. Тогава от закона за запазване на енергията (2) получаваме стойността T ' = 273K. Ако заместим тези температурни стойности в (6), тогава за пълна промяна на ентропията получаваме S = 0,00125сg > 0. Тоест, дори в най-благоприятния случай с = 1, процесът става термодинамично неоптимален; с нарастване на ентропията и, като следствие, за разлика от подслучая с равни разходи, винаги е необратимо.

За да оценим мащаба на това увеличение, ще намерим коефициента на възстановяване за обмена на равни разходи, който вече беше обсъден по-горе, така че в резултат на този обмен да се получи същото количество ентропия, както за разходите, които се различават с фактор 2 при = 1. С други думи, ще оценим термодинамичната неоптималност на обмена на различни разходи при идеални условия. На първо място, самата промяна в ентропията говори малко; много по-информативно е да се вземе предвид съотношението S / E на промяната в ентропията към енергията, прехвърлена чрез топлообмен. Като се има предвид, че в горния пример, когато ентропията се увеличава с S = 0,00125cg, прехвърлената енергия E = cg pr (T pr - T str) = 2c g 10K. Така съотношението S / E = 6,25 · 10 –5 K -1. Лесно е да се провери, че коефициентът на възстановяване = 0,75026 води до същото „качество“ на обмен при равни потоци... Наистина, при еднакви начални температури T st = 273 K и T room = 293 K и равни потоци, този коефициент съответства на температури T re = 288 K и T' = 278 K. Използвайки (5), получаваме изменението на ентропията S = 0.000937сg и като вземем предвид, че E = сg(T pr - T str) = сg 15К, получаваме S/E = 6.25 10 –5 К -1 . И така, от гледна точка на термодинамично качество, пренос на топлина при = 1 и при два пъти различни потоци съответства на пренос на топлина при = 0,75026... при еднакви потоци.

Човек може да зададе друг въпрос: какви трябва да бъдат хипотетичните температури на обмен при различни скорости, за да се случи този въображаем процес без увеличаване на ентропията?

За = 1,32 при същите начални температури T st = 273 K и T room = 293 K, използвайки (3), получаваме T pr = 286,2 K и от закона за запазване на енергията (2) T’ = 266,6 K. Ако заместим тези стойности в (6), тогава за пълната промяна на ентропията получаваме сg(2ln(286.2 / 273) + ln(266.6 / 293)) 0. Законът за запазване на енергията и законът за не -намаляваща ентропия за тези температурни стойности са удовлетворени, но обменът е невъзможен поради факта, че T' = 266,6 K не принадлежи към началния температурен диапазон. Това директно би нарушило постулата на Клаузиус, прехвърляйки енергия от по-студена среда към по-топла. Следователно този процес е невъзможен, както и други са невъзможни, не само при запазване на ентропията, но дори и при нейното увеличаване, когато крайните температури на някоя от средите надхвърлят първоначалния температурен диапазон (Т улица, Т стая).

При скорости на потока, които осигуряват неравномерни топлинни еквиваленти на обменната среда, процесът на пренос на топлина е фундаментално необратим и протича с увеличаване на ентропията на системата, дори в случай на най-ефективен пренос на топлина. Тези аргументи са валидни и за две среди с различен топлинен капацитет; единственото важно нещо е дали топлинните еквиваленти на тези среди съвпадат или не.

ПАРАДОКСЪТ НА МИНИМАЛНОТО КАЧЕСТВО НА ТОПЛООБМЕН С КОЕФИЦИЕНТ НА ​​ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ ОТ 1/2

В този параграф разглеждаме три случая на топлообмен с коефициенти на възстановяване съответно 0, 1/2 и 1. Нека през топлообменниците преминават еднакви потоци от топлообменна среда с еднакъв топлинен капацитет с някои различни начални температури T 1 0 и T 2 0. С коефициент на възстановяване 1, двете среди просто обменят температурни стойности и крайните температури отразяват началните температури T 1 = T 2 0 и T 2 = T 1 0. Очевидно е, че ентропията не се променя в този случай S = 0, тъй като на изхода има същите среди със същите температури като на входа. При коефициент на възстановяване 1/2 крайните температури и на двете среди ще бъдат равни на средните аритметична стойностначални температури: T 1 = T 2 = 1/2 (T 1 0 + T 2 0). Ще възникне необратим процес на изравняване на температурата и това е еквивалентно на увеличаване на ентропията S > 0. При коефициент на възстановяване 0 няма пренос на топлина. Тоест T 1 = T 1 0 и T 2 = T 2 0 и ентропията на крайното състояние няма да се промени, което е подобно на крайното състояние на системата с коефициент на възстановяване, равен на 1. Точно както състоянието c = 1 е идентично на състоянието c = 0, също по аналогия може да се покаже, че състояние = 0,9 е идентично на състояние c = 0,1 и т.н. В този случай състояние c = 0,5 ще съответства на максималното увеличение на ентропията на всички възможни коефициенти. Очевидно = 0,5 съответства на пренос на топлина с минимално качество.

Разбира се това не е вярно. Обяснението на парадокса трябва да започне с факта, че топлообменът е обмен на енергия. Ако ентропията в резултат на топлообмен се е увеличила с определена сума, тогава качеството на топлообмена ще се различава в зависимост от това дали е пренесен 1 J или 10 J топлина. По-правилно е да не се разглежда абсолютната промяна в ентропията S (. всъщност неговото производство в топлообменника), но съотношението на ентропията на промяната към прехвърлената в този случай енергия Е. Очевидно за различни набори от температури тези стойности могат да бъдат изчислени за = 0,5. По-трудно е да се изчисли това съотношение за = 0, тъй като това е несигурност от формата 0/0. Въпреки това, не е трудно съотношението да се вземе до 0, което на практика може да се получи, като се вземе това съотношение при много малки стойности, например 0,0001. В таблици 1 и 2 представяме тези стойности за различни начални температурни условия.

При всякакви стойности и за ежедневни температурни диапазони T st room и T room (ще приемем, че T room / T st x

S / E (1 / T st - 1 / T стая)(1 -). (7)

Наистина, ако означим T стая = T улица (1 + x), 0< x

На графика 1 показваме тази зависимост за температури T st = 300K T room = 380K.

Тази крива не е правата линия, дефинирана от приближението (7), въпреки че е достатъчно близо до нея, за да са неразличими на графиката. Формула (7) показва, че качеството на пренос на топлина е минимално точно при = 0. Нека направим още една оценка на скалата S / E В дадения пример разглеждаме връзката на два топлинни резервоара с температури T 1 и T 2 (Т 1< T 2) теплопроводящим стержнем. Показано, что в стержне на единицу переданной энергии вырабатывается энтропия 1/Т 1 –1/Т 2 . Это соответствует именно минимальному качеству теплообмена при рекуперации с = 0. Интересное наблюдение заключается в том, что по физическому смыслу приведенный пример со стержнем интуитивно подобен теплообмену с = 1/2 , поскольку в обоих случаях происходит выравнивание температуры к среднему значению. Однако формулы демонстрируют, что он эквивалентен именно случаю теплообмена с = 0, то есть теплообмену с наиболее низким качеством из всех возможных. Без вывода укажем, что это же минимальное качество теплообмена S / E = 1 / Т 1 0 –1 / Т 2 0 в точности реализуется для ->0 и при произволно съотношение на дебита на охлаждащата течност.

ПРОМЕНИ В КАЧЕСТВОТО НА ТОПЛОПРЕДАВАНЕ ПРИ РАЗЛИЧНИ РАЗХОДИ НА ОТОПЛИТЕЛЕН ПОТОК

Ще приемем, че скоростите на потока на охлаждащата течност се различават с фактор n и топлообменът се извършва с възможно най-високо качество (= 1). На какво качество на топлообмен при равни дебити ще отговаря това? За да отговорим на този въпрос, нека да разгледаме как се държи стойността S/E при = 1 за различни съотношения на разходите. За разлика в потока n = 2, това съответствие вече е изчислено в точка 3: = 1 n=2 съответства на = 0,75026... за същите потоци. В таблица 3 за набор от температури от 300K и 350K представяме относителната промяна в ентропията при равни скорости на потока на охлаждащи течности със същия топлинен капацитет за различни стойности.

В таблица 4 също така представяме относителната промяна в ентропията за различни съотношения на потока n само при максималната възможна ефективност на топлопренос (= 1) и съответните ефективности, водещи до същото качество при равни скорости на потока.

Нека представим получената зависимост (n) на графика 2.

С безкрайна разлика в разходите има тенденция крайна граница 0,46745... Може да се покаже, че това е универсална зависимост. Той е валиден при всякакви начални температури за всякакви носители, ако вместо съотношението на разходите имаме предвид отношението на топлинните еквиваленти. Може да се апроксимира и чрез хипербола, която е обозначена на графиката с 3 сини линии:

„(n) 0,4675+ 0,5325/n. (8)

Червената линия показва точната връзка (n):

Ако се реализират неравни разходи в замяна с произволно n>1, тогава термодинамичната ефективност в смисъла на производството на относителна ентропия намалява. Представяме неговата оценка отгоре без извод:

Това съотношение има тенденция към точно равенство за n>1, близо до 0 или 1, и за междинни стойности не надвишава абсолютна грешка от няколко процента.

Краят на статията ще бъде представен в някой от следващите броеве на списание „СВЯТ НА КЛИМАТА”. Използвайки примери за реални топлообменни единици, ще намерим стойностите на коефициентите на възстановяване и ще покажем колко те се определят от характеристиките на устройството и колко от дебита на охлаждащата течност.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пухов А. въздух. Интерпретация на експериментални данни. // Светът на климата. 2013. № 80. С. 110.
2. Пухов А. Б. Мощността на термичната завеса при произволни дебити на охлаждащата течност и въздух. Инварианти на процеса на топлообмен. // Светът на климата. 2014. № 83. С. 202.
3. Дело W. M., Лондон A. L. Компактни топлообменници. . М.: Енергия, 1967. С. 23.
4. Wang H. Основни формули и данни за пренос на топлина за инженери. . М.: Атомиздат, 1979. С. 138.
5. Кадомцев Б. Б. Динамика и информация // Напредък във физическите науки. Т. 164. 1994 г. бр. 5 май. С. 453.

Пухов Алексей Вячеславович,
технически директор
Фирма Tropic Line

Поради повишаването на тарифите за първични енергийни ресурси, възстановяването стана по-актуално от всякога. Те обикновено се използват във климатични камери с рекуперация следните видоверекуператори:

• плоча или рекуператор с кръстосан поток;
• ротационен рекуператор;
• рекуператори с междинен охладител;
• термопомпа;
• рекуператор от камерен тип;
• рекуператор с топлинни тръби.

Принцип на действие

Принципът на работа на всеки рекуператор във климатичните камери е следният. Той осигурява топлообмен (при някои модели - както студен обмен, така и обмен на влага) между потока на подавания и изходящия въздух. Процесът на топлообмен може да протича непрекъснато - през стените на топлообменника, като се използва фреон или междинна охлаждаща течност. Топлообменът може да бъде и периодичен, както при ротационен и камерен рекуператор. В резултат на това отработеният въздух се охлажда, като по този начин се нагрява свежият захранващ въздух. Процесът на студообмен в някои модели рекуператори се извършва през топлия сезон и позволява да се намалят разходите за енергия за климатичните системи поради известно охлаждане на захранващия въздух, подаван в помещението. Обменът на влага се осъществява между изходящия и захранващия въздушен поток, което ви позволява да поддържате комфортна влажност в помещението през цялата година, без да използвате допълнителни устройства - овлажнители и други.

Пластинчат или напречен рекуператор.

Топлопроводимите плочи на рекуперативната повърхност са изработени от тънко метално (материал - алуминий, мед, неръждаема стомана) фолио или ултратънък картон, пластмаса, хигроскопична целулоза. Захранващият и отработеният въздушен поток се движат през много малки канали, образувани от тези топлопроводими плочи в противоточен модел. Контактът и смесването на потоците и тяхното замърсяване са практически изключени. В конструкцията на рекуператора няма движещи се части. Ефективност 50-80%. В топлообменник с метално фолио, поради разликата в температурите на въздушния поток, влагата може да кондензира върху повърхността на плочите. През топлия сезон трябва да се отвежда в канализацията на сградата чрез специално оборудван дренажен тръбопровод. При студено време има опасност тази влага да замръзне в рекуператора и да причини механична повреда (размразяване). Освен това образуваният лед значително намалява ефективността на рекуператора. Следователно, когато работят през студения сезон, топлообменниците с метални топлопроводими плочи изискват периодично размразяване с поток от топъл отработен въздух или използване на допълнителен воден или електрически нагревател за въздух. В този случай захранващият въздух или изобщо не се подава, или се подава в помещението, заобикаляйки рекуператора чрез допълнителен клапан (байпас). Времето за размразяване е средно от 5 до 25 минути. Топлообменник с топлопроводими плочи от ултратънък картон и пластмаса не подлежи на замръзване, тъй като обменът на влага се осъществява чрез тези материали, но има друг недостатък - не може да се използва за вентилация на помещения с висока влажност, за да изсушете ги. Пластинчатият топлообменник може да се монтира в захранващата и изпускателната система както във вертикално, така и в хоризонтално положение, в зависимост от изискванията за размера на вентилационната камера. Пластинчатите рекуператори са най-разпространени поради тяхната относителна простота на дизайн и ниска цена.

Ротационен рекуператор.

Този тип е вторият най-разпространен след ламеларния тип. Топлината от един въздушен поток към друг се прехвърля през цилиндричен кух барабан, наречен ротор, въртящ се между изпускателната и захранващата секции. Вътрешният обем на ротора е запълнен с плътно натъпкано метално фолио или тел, което играе ролята на въртяща се топлообменна повърхност. Материалът на фолиото или телта е същият като този на пластинчатия рекуператор - мед, алуминий или неръждаема стомана. Роторът има хоризонтална ос на въртене на задвижващия вал, завъртян от електродвигател със стъпково или инверторно управление. Двигателят може да се използва за управление на процеса на възстановяване. Ефективност 75-90%. Ефективността на рекуператора зависи от температурите на потока, тяхната скорост и скоростта на ротора. Чрез промяна на скоростта на ротора можете да промените ефективността на работа. Замръзването на влага в ротора е изключено, но смесването на потоците, взаимното им замърсяване и пренасянето на миризми не може да бъде напълно изключено, тъй като потоците са в пряк контакт един с друг. Възможно е смесване до 3%. Ротационните топлообменници не изискват голямо количество електроенергия и ви позволяват да изсушавате въздуха в помещения с висока влажност. Дизайнът на ротационните рекуператори е по-сложен от пластинчатите рекуператори и тяхната цена и експлоатационни разходи са по-високи. Въпреки това климатичните камери с ротационни топлообменници са много популярни поради високата си ефективност.

Рекуператори с междинен охладител.

Охлаждащата течност най-често е вода или водни разтвори на гликоли. Такъв рекуператор се състои от два топлообменника, свързани с тръбопроводи с циркулационна помпа и фитинги. Един от топлообменниците е поставен в канал с потока отработен въздух и получава топлина от него. Топлината се пренася през охлаждащата течност с помощта на помпа и тръби към друг топлообменник, разположен в канала за подаване на въздух. Подаваният въздух приема тази топлина и се нагрява. Смесването на потоците в този случай е напълно изключено, но поради наличието на междинна охлаждаща течност, коефициентът на ефективност на този тип рекуператор е сравнително нисък и възлиза на 45-55%. Ефективността може да се повлияе с помощта на помпа чрез повлияване на скоростта на охлаждащата течност. Основното предимство и разлика между рекуператор с междинна охлаждаща течност и рекуператор с топлинна тръба е, че топлообменниците в изпускателния и захранващия блок могат да бъдат разположени на разстояние един от друг. Монтажната позиция на топлообменници, помпи и тръбопроводи може да бъде вертикална или хоризонтална.

Термопомпа.

Сравнително наскоро се появи интересен тип рекуператор с междинна охлаждаща течност - т.нар. термодинамичен рекуператор, в който ролята на течни топлообменници, тръби и помпа се играе от хладилна машина, работеща в термопомпа. Това е вид комбинация от рекуператор и термопомпа. Състои се от два хладилни топлообменника - изпарител-въздухоохладител и кондензатор, тръбопроводи, термостатен вентил, компресор и 4-пътен вентил. Топлообменниците са разположени в захранващите и изходящите въздуховоди, необходим е компресор, за да се осигури циркулация на хладилния агент, а вентилът превключва потоците на хладилния агент в зависимост от сезона и позволява топлината да се пренася от изходящия въздух към подавания въздух и обратно обратно. В този случай захранващата и изпускателната система може да се състои от няколко захранващи и един изпускателен блок с по-висок капацитет, обединени от една хладилна верига. В същото време възможностите на системата позволяват да работят няколко климатични камери различни режими(отопление/охлаждане) едновременно. Коефициентът на преобразуване на термопомпата COP може да достигне стойности от 4,5-6,5.

Рекуператор с топлинни тръби.

Според принципа на работа рекуператорът с топлинни тръби е подобен на рекуператор с междинна охлаждаща течност. Единствената разлика е, че във въздушните потоци не се поставят топлообменници, а така наречените топлинни тръби или по-точно термосифони. Конструктивно това представляват херметически затворени участъци от медно оребрена тръба, запълнена отвътре със специално подбран нискокипящ фреон. Единият край на тръбата в изпускателния поток се нагрява, фреонът кипи на това място и пренася топлината, получена от въздуха, към другия край на тръбата, издухан от потока захранващ въздух. Тук фреонът вътре в тръбата кондензира и предава топлина на въздуха, който се нагрява. Взаимното смесване на потоци, тяхното замърсяване и пренасяне на миризми са напълно изключени. Няма подвижни елементи; тръбите се поставят в потоци само вертикално или под лек наклон, така че фреонът да се движи вътре в тръбите от студения към горещия край поради гравитацията. Ефективност 50-70%. Важно условиеза осигуряване на работата му: въздуховодите, в които са монтирани термосифоните, трябва да са разположени вертикално един над друг.

Камерен тип рекуператор.

Вътрешният обем (камера) на такъв рекуператор е разделен на две половини от амортисьор. Амортисьорът се движи от време на време, като по този начин променя посоката на движение на изходящия и подавания въздушен поток. Отработеният въздух загрява едната половина на камерата, след което клапата насочва потока на подавания въздух тук и той се нагрява от нагрятите стени на камерата. Този процес се повтаря периодично. Коефициентът на полезно действие достига 70-80%. Но дизайнът има движещи се части и следователно има голяма вероятност от взаимно смесване, замърсяване на потоците и пренасяне на миризми.

Изчисляване на ефективността на рекуператора.

IN технически спецификацииЗа рекуперативните вентилационни агрегати много производители обикновено предоставят две стойности на коефициента на възстановяване - въз основа на температурата на въздуха и неговата енталпия. Изчисляването на ефективността на рекуператора може да се направи по температура или енталпия на въздуха. Изчисляването по температура взема предвид съдържанието на осезаема топлина на въздуха, а по енталпия се взема предвид и съдържанието на влага във въздуха (неговата относителна влажност). Изчислението на базата на енталпията се счита за по-точно. За изчислението са необходими първоначални данни. Получават се чрез измерване на температурата и влажността на въздуха на три места: на закрито (където вентилационният агрегат осигурява въздухообмен), на открито и в сечението на разпределителната решетка за подаване на въздух (откъдето в помещението постъпва обработеният външен въздух). . Формулата за изчисляване на ефективността на възстановяване по температура е следната:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), Къде

• Kt– коефициент на полезно действие на рекуператора по температура;
• T1– температура на външния въздух, oC;
• Т2– температура на изходящия въздух (т.е. въздух в помещенията), °C;
• Т4– температура на подавания въздух, oC.

Енталпията на въздуха е топлинното съдържание на въздуха, т.е. количеството топлина, съдържащо се в него на 1 kg сух въздух. Енталпията се определя с помощта на i-d диаграмисъстоянието на влажния въздух, като го маркира с точки, съответстващи на измерената температура и влажност в помещението, външния и подавания въздух. Формулата за изчисляване на ефективността на възстановяване въз основа на енталпията е следната:

Kh = (H4 – H1) / (H2 – H1), Къде

• х– коефициент на полезно действие на рекуператора по енталпия;
• H1– енталпия на външен въздух, kJ/kg;
• H2– енталпия на изходящия въздух (т.е. въздух на закрито), kJ/kg;
• H4– енталпия на подавания въздух, kJ/kg.

Икономическата осъществимост на използването на климатични камери с рекуперация.

Като пример, нека вземем проучване за осъществимост за използването на вентилационни модули с възстановяване в системите захранваща и смукателна вентилацияпомещение за автосалон.

Първоначални данни:

• обект – автосалон с обща площ 2000 м2;
• средната височина на помещенията е 3-6 м, състои се от две изложбени зали, офис площ и гара поддръжка(СТО);
• За приточна и смукателна вентилация на тези помещения бяха избрани вентилационни агрегати от канален тип: 1 модул с дебит на въздуха 650 m3/час и консумация на енергия 0,4 kW и 5 агрегата с дебит на въздуха 1500 m3/час и консумация на енергия от 0,83 kW.
• Гарантираният диапазон на външните температури на въздуха за канални инсталации е (-15…+40) оС.

За да сравним потреблението на енергия, ще изчислим мощността на канален електрически нагревател за въздух, който е необходим за загряване на външния въздух през студения сезон в традиционен тип климатична инсталация (състояща се от възвратен клапан, канален филтър, вентилатор и електрически нагревател за въздух) с въздушен поток съответно 650 и 1500 m3/час. В същото време цената на електроенергията е 5 рубли за 1 kW*час.

Външният въздух трябва да се затопли от -15 до +20°C.

Мощността на електрическия въздухонагревател се изчислява с помощта на уравнението на топлинния баланс:

Qн = G*Cp*T, W, където:

• Qн– мощност на въздухонагревателя, W;
• Ж- масов въздушен поток през въздухонагревателя, kg/s;
• ср– специфичен изобарен топлинен капацитет на въздуха. Ср = 1000kJ/kg*K;
• Т– разлика в температурата на въздуха на изхода на въздухонагревателя и на входа.

T = 20 – (-15) = 35 oC.

1. 650 / 3600 = 0,181 m3/сек

p = 1,2 kg/m3 – плътност на въздуха.

G = 0,181*1,2 = 0,217 кг/сек

Qn = 0,217*1000*35 = 7600 W.

2. 1500 / 3600 = 0,417 m3/сек

G = 0,417*1,2 = 0,5 кг/сек

Qn = 0,5*1000*35 = 17500 W.

По този начин използването на канални агрегати с рекуперация на топлина през студения сезон вместо традиционните, използващи електрически нагреватели за въздух, позволява да се намалят разходите за енергия със същото количество подаден въздух с повече от 20 пъти и по този начин да се намалят разходите и съответно да се увеличи печалбата на автокъща. В допълнение, използването на оползотворяващи агрегати позволява да се намалят финансовите разходи на потребителя за енергийни ресурси за отопление на помещения през студения сезон и за климатизация през топлия сезон с приблизително 50%.

За по-голяма яснота ще направим сравнителен финансов анализ на потреблението на енергия от захранващи и смукателни вентилационни системи за помещения на автокъщи, оборудвани с въздушни рекуператори и традиционни устройства с електрически нагреватели.

Първоначални данни:

Система 1.

Инсталации с рекуперация на топлина с дебит 650 м3/час – 1 бр. и 1500 м3/час – 5 бр.

Общата консумация на електроенергия ще бъде: 0,4 + 5*0,83 = 4,55 kW*час.

Система 2.

Традиционни канални приточно-смукателни вентилационни инсталации - 1 бр. с дебит 650м3/час и 5 бр. с дебит 1500m3/час.

Общо електрическа мощностинсталация при 650 m3/час ще бъде:

• вентилатори – 2*0,155 = 0,31 kW*час;
• автоматика и вентилни задвижвания – 0,1 kW*час;
• електрически нагревател за въздух – 7,6 kW*час;

Общо: 8,01 kW*час.

Общата електрическа мощност на инсталацията при 1500 m3/час ще бъде:

• вентилатори – 2*0,32 = 0,64 kW*час;
• автоматика и вентилни задвижвания – 0,1 kW*час;
• електрически нагревател за въздух – 17,5 kW*час.

Общо: (18,24 kW*час)*5 = 91,2 kW*час.

Общо: 91,2 + 8,01 = 99,21 kW*час.

Приемаме, че периодът на използване на отоплението във вентилационните системи е 150 работни дни годишно по 9 часа. Получаваме 150*9 =1350 часа.

Консумацията на енергия на инсталациите с възстановяване ще бъде: 4,55 * 1350 = 6142,5 kW

Оперативните разходи ще бъдат: 5 рубли * 6142,5 kW = 30712,5 рубли. или в относително изражение (спрямо обща площ на автокъща от 2000 m2) 30172,5 / 2000 = 15,1 rub./m2.

Консумацията на енергия на традиционните системи ще бъде: 99,21 * 1350 = 133933,5 kW Оперативните разходи ще бъдат: 5 рубли * 133933,5 kW = 669667,5 рубли. или в относително изражение (към общата площ на автокъщата от 2000 m2) 669667,5 / 2000 = 334,8 рубли / m2.

Екология на потреблението. Комби: Топлинни загуби – сериозен проблем, с които строителната наука се бори. Ефективна изолация, запечатани прозорциа вратите го решават само частично. Изтичането на топлина през стени, прозорци, покриви и подове може да бъде значително намалено. Въпреки това енергията все още има още един широк път за „бягство“. Това е вентилация, без която е невъзможно да се направи във всяка сграда.

Топлинните загуби са сериозен проблем, с който строителната наука се бори. Ефективната изолация, уплътнените прозорци и врати само частично решават този проблем. Изтичането на топлина през стени, прозорци, покриви и подове може да бъде значително намалено. Въпреки това енергията все още има още един широк път за „бягство“. Това е вентилация, без която е невъзможно да се направи във всяка сграда.

Оказва се, че през зимата харчим ценно гориво за отопление на помещения и в същото време непрекъснато изхвърляме топлина на улицата, пускайки студен въздух.

Проблемът с енергоспестяването може да бъде решен с помощта на рекуператор на топлина. В това устройство топлият вътрешен въздух загрява външния въздух. Така се постигат значителни икономии на разходи за отопление (до 25% от общите разходи).

През лятото, когато навън е горещо и климатикът работи в къщата, рекуператорът също носи ползи. Той охлажда горещия входящ поток, намалявайки разходите за климатизация.

Нека разгледаме по-подробно битовите агрегати за рекуперация на топлина, за да имаме представа за техния дизайн, предимства и характеристики на избор.

Видове, принцип на действие и устройство на рекуператори

Идеята за използване на топлината от вътрешния въздух за отопление на външния въздух се оказа много плодотворна. Това беше основата за работата на всички рекуператори.

Днес се използват три вида такива устройства:

• ламеларен;
• ротационен;
• рециркулираща вода.

Най-често срещаните и най-прости в дизайна са пластинчатите рекуператори. Те са енергонезависими, компактни, надеждни при работа и имат доста висока ефективност (40-65%).

Основната работна част на такова устройство е касета, вътре в която са монтирани паралелни плочи. Въздухът, който излиза и влиза в стаята, се нарязва от тях на тесни потоци, всеки от които преминава през собствен канал. Топлообменът се осъществява през плочите. Уличният въздух се нагрява, а въздухът в помещенията се охлажда и се изпуска в атмосферата.

Принцип на работа на пластинчат рекуператор

Основният недостатък на плочите е замръзване при силни студове. Кондензатът, който се утаява в устройството за възстановяване, се превръща в лед и рязко намалява производителността на устройството. Открити са три начина за борба с това явление.

Първият е инсталирането на байпасен клапан. След като получи сигнал от сензора, той позволява студен поток да заобиколи блока. Само топъл въздух преминава през плочите, размразявайки леда. След размразяване и източване на конденза, вентилът възстановява нормалната работа на системата.

Вторият вариант е да се използват плочи от хигроскопична целулоза. Водата, която се утаява по стените на касетата, се абсорбира в тях и прониква в каналите, през които се движи захранващият въздух. Това решава два проблема едновременно: елиминиране на конденза и овлажняване.

Третият метод е предварително загряване на студения поток до температура, която предотвратява замръзването на водата. За да направите това, сървърът вентилационен каналмонтирайте нагревателен елемент. Необходимостта от него възниква, когато температурата на външния въздух е под -10C.

През последните години на пазара се появиха реверсивни пластини. За разлика от устройствата с директен поток, те работят на две стъпки: първата е изпускането на топъл въздух на улицата, втората е изсмукването на студен въздух през отопляем блок.

Принцип на работа на реверсивна инсталация

Друг вид инсталация - ротационни рекуператори. Ефективността на такива устройства е значително по-висока от тази на пластинчатите устройства (74-87%).

Принцип на действие ротационна инсталациясе състои от въртене на касета с клетки в потока на входящия и изходящия въздух. Движейки се в кръг, каналите последователно преминават топли вътрешни и студени външни потоци. В този случай влагата не замръзва, а насища подавания въздух.

Трябва да се отбележи, че блокът за захранване и изпускане с рекуператор от ротационен тип ви позволява плавно да регулирате преноса на топлина. Това става чрез промяна на скоростта на въртене на касетата. Основният недостатък на ротационните системи е високата цена на поддръжка. По отношение на надеждността те също са по-ниски от пластинчатите.

Следващият тип е инсталация за рециркулационна вода. Той е най-сложен като дизайн. Преносът на топлина тук не се извършва през плочите или ротора, а с помощта на антифриз или вода.

Първият топлообменник течност-въздух е монтиран на изпускателния канал, а вторият - на смукателния канал. Работата се извършва на принципа на нагревателя: вътрешният въздух загрява вода, а той загрява външния въздух.

Ефективността на такава система не надвишава тази на пластинчатите рекуператори (50-65%). Високата цена, която човек трябва да плати за сложността на дизайна, е оправдана от единственото предимство: единиците на такава инсталация могат да бъдат поставени не в една сграда, а в зони за захранване и изпускателна вентилация, отдалечени една от друга. За мощни индустриални системи това е така голяма стойност. Такива устройства не се инсталират в малки сгради.

Характеристики при избора на рекуператор

След като се запознахме с характеристиките на работа на рекуператорите, е време да преминем към практическата част - критериите за избор за изпълнение на конкретни задачи.

Първото нещо, на което трябва да обърнете внимание, е методът на инсталиране. Битова снабдяваща и смукателна вентилация с възстановяване на топлината може да се монтира в работно положение по няколко начина:

• Вътре в стената. Корпусът се монтира в предварително пробит отвор. Отвън е поставена капачка, а отвътре решетка и контролен блок.

• На закрито. Инсталацията е окачена на стената. Отвън се поставя решетка или капачка.

• Разположение на открито. Предимствата на това решение са очевидни: минимален шум и спестяване на място. Каналният дизайн на устройството позволява да се постави както на балкони и лоджии, така и просто на фасадата на сграда.

Друг параметър, който трябва да се вземе предвид при покупката, е броят на вентилаторите. Бюджетните въздушни рекуператори за дома са оборудвани с такъв вентилационен агрегат, работещ както за приток, така и за изпускане.

По-скъпите устройства имат 2 вентилатора. Единият от тях изпомпва, а другият изпуска въздух. Производителността на такива устройства е по-висока от тази на устройствата с един вентилатор.

Когато купувате, трябва да обърнете внимание и на наличността електрически нагревател. С негова помощ се предотвратява замръзване на касетата и се повишава долната температурна граница на работа на устройството.

Функция за контрол на климата. Позволява точно да зададете температурата, до която рекуператорът ще загрява въздуха.

Възможност за контрол на влажността. Този параметър значително влияе върху комфорта на микроклимата. Стандартният рекуператор изсушава въздуха, премахвайки влагата от него.

Наличие или липса на филтър. Допълнителна опция, което има положителен ефект върху санитарните характеристики на въздушната смес.

Важен параметър, който изисква внимание, е температурата на изпомпвания въздух. При различните модели стойността му може да се различава значително. Най-широкият възможен диапазон от работни температури от -40 до +50C е рядък за домакинските устройства.

Ето защо, в допълнение към оптималната производителност в m3/час, когато купувате, изберете устройство, което може да работи пълноценно във вашите климатични условия.

Изчисляване на производителността

Подробните изчисления на работата на рекуператорите в захранващата и изпускателната вентилационна система са доста сложни. Тук трябва да вземем предвид много фактори: честотата на обмен на въздух в помещенията, сечението на каналите, скоростта на движение на въздуха, необходимостта от инсталиране на шумозаглушители и др. Само опитни инженери могат компетентно да изпълнят такава задача.

Средният потребител може да използва опростен метод за правилна навигация при закупуване на устройство.

Ефективността на рекуператора зависи пряко от санитарния стандарт на въздушния поток на човек. Средната му стойност е 30 m3/час. Следователно, ако 4 души постоянно живеят в апартамент или частна къща, тогава производителността на инсталацията трябва да бъде най-малко 4x30 = 120 m3 / час.

Собствената електрическа мощност на битовите рекуператори е малка (25-80 W). Определя се от нивото на потребление на енергия на каналните вентилатори. В инсталации с електрическо отопление на входящия поток се монтират нагревателни елементи с обща мощност от 0,8 до 2,0 kW.

Популярни марки и приблизителни цени

Когато избирате домакински рекуператор, трябва да се съсредоточите върху производителите и моделите, които са спечелили високи оценки на клиентите. Като пример можем да цитираме продукти чужди компании Electrolux (Electrolux), Mitsubishi (Mitsubishi), Marley (Marley).

Рекуператор за малки помещения Mitsubishi Electric VL-100EU5-E. Разход на въздух 105 m3/h. Цена от 21 000 rub.

Популярен модел от Electrolux. Прогнозна цена на дребно от 42 000 рубли.

Цените за 2017 г. за битови инсталации на тези марки започват от 22 000 рубли и завършват на 60 000 рубли.

MARLEY MENV-180. Разход на въздух 90 m3/час. Цена от 27 500 rub.

Оборудването на руски и украински компании Vents (Vents), Vakio (Vakio), Prana и Zilant се е доказало добре. Не по-ниски от чуждестранните аналози по производителност и надеждност, те често са по-достъпни.

Инсталиране на Vakio. Капацитет 60 m3/h в режим на възстановяване, до 120 m3/h в захранваща вентилация. Цена от 17 000 rub.

Приблизителната цена на системите за възстановяване на въздуха от тези компании (капацитет от 120 до 250 m3 / час) варира от 17 000 до 55 000 рубли.

Права 200гр. Приток - 135 m3/h, изпускателен - 125 m3/h. Препоръчителната площ за обслужване на системата е до 60 m2.

Характерът на отзивите за въздушните рекуператори е предимно положителен. Много собственици отбелязват, че с тяхна помощ е решен проблемът с излишната влажност, която е причинила появата на мухъл и плесен в помещенията.

При изчисленията на периода на изплащане на това оборудване са дадени цифри от 3 до 7 години. Във форуми, посветени на тази тема, не открихме данни от инструментални измервания за реални енергийни спестявания.

Накратко за самосглобяването

В повечето снимки и видео инструкции за самопроизводствоза рекуператори се разглеждат моделите с плочи. Това е най-простият и достъпен вариант за домашния майстор.

Основната част от конструкцията е топлообменникът. Изработена е от поцинкована стомана, нарязана на плочи с размери 30х30 см. За създаване на канали по ръбовете и в средата на всяка секция са залепени със силикон пластмасови ленти с дебелина 4 мм и ширина 2-3 см.

Топлообменникът се сглобява чрез поставяне и последователно завъртане на плочите под ъгъл от 90 градуса една спрямо друга. Това създава изолирани канали за насрещното движение на студен и топъл въздух.

След това се изработва корпус от метал, ПДЧ или пластмаса, съобразен с размерите на топлообменника. В него има четири отвора за подаване на въздух. Двама от тях имат фенове. Топлообменникът се завърта под ъгъл от 45 градуса и се закрепва в корпуса.

Работата завършва с цялостно уплътняване на всички монтажни фуги със силикон.