Пластинчатые и мембранные рекуператоры
Вместе с застоявшимся внутренним воздухом система вентиляции выбрасывает на улицу энергию, которая была затрачена на его нагрев или охлаждение. Рекуперация позволяет это исправить.
Современные рекуператоры вентиляционных систем обеспечивают охлаждение или нагрев приточного потока воздуха за счет вытяжного. Некоторые модели, например, мембранный рекуператор, способны так же менять влажность забираемого воздуха.
Как работает?
Назначение рекуператора заключается в том, чтобы организовать обмен определенным видом энергии (тепловой) между выходящим потоком вещества и входящим. Бытовые воздушные рекуператоры нагревают приточный поток за счет тепла вытяжного потока, либо заставляют приточный поток отдать тепло вытяжному, если перед нами стоит задача охлаждения. Так как сам процесс рекуперации протекает без дополнительных затрат энергии (за счет прямого теплообмена), он позволяет снизить расходы на отопление или кондиционирование.
Разобравшись, что такое рекуператор, для чего нужен, и чем хорош, рассмотрим подробнее наиболее популярную схему.
Какие бывают?
Существует несколько типов рекуператоров, отличие между которыми заключается в конструкционных особенностях организации теплообмена. Данные особенности напрямую влияют на:
- эффективность рекуперации;
- максимальную мощность воздушного потока, с которой может работать система;
- стоимость оборудования;
- величину экономии энергии.
Выбор рекуператора зависит от бюджетных ограничений, особенностей системы вентиляции, параметров помещения, наличия систем обогрева и кондиционирования и требований к влажности воздуха.
Особенности пластинчатых устройств
Пластинчатая схема – это практически идеальный рекуператор для коттеджа. Причина в простоте конструкции и низкой стоимости. Рекуператор представляет собой блок с теплообменными пластинами, куда последовательно подается вытяжной и приточный поток рабочего вещества. Сначала, вытяжной поток нагревает или охлаждает пластины. Затем от пластин нагревается или охлаждается приточный поток.
Расчет пластинчатого рекуператора зависит от следующих факторов:
- объем рабочей камеры;
- количество пластин;
- материал пластин;
- время циркуляции вещества в камере;
- мощность приточного и вытяжного потока.
Кстати, расчет трубчатого рекуператора опирается на те же параметры, только вместо пластин – трубки.
Эффективность теплообмена напрямую зависит от количества пластин, материала их изготовления и времени циркуляции вещества в камере.
Потоки воздуха могут нагнетаться в камеру по-разному. Например, перекрестно точный рекуператор подает потоки перпендикулярно, а противоточный – в противоположных направлениях.
У данной конструкции есть несколько негативных черт:
- Эффективность теплообмена пластинчатых рекуператоров низка относительно других типов. КПД составляет 40-60%. Для повышения эффективности приходится увеличивать размеры камеры, устанавливать больше пластин и увеличивать время теплообмена, что не всегда возможно или целесообразно.
- Так как пластины охлаждаются при заборе тепла, на них остается конденсат. В результате происходит обмерзание пластинчатого рекуператора, если его рабочая камера расположена вне помещения. Обмерзание рекуператора приводит к резкому снижению эффективности работы. Как правило, схема автоматизации СКВ с рекуператором тепла подразумевает автоматическое снижение интенсивности забора воздуха до оттаивания пластин. Бороться с этим явлением можно путем размещения активной камеры рекуператора внутри помещения, установкой системы подогрева пластин (расход энергии), установка системы отвода конденсата (усложнение).
Усовершенствования конструкции
Существуют продвинутые типы пластинчатых рекуператоров, например, с применением теплоносителя или мембранного типа.
В первом случае речь идет о том, что теплообмен между потоками и пластинами усиливается за счет использования теплоносителя. Такие варианты часто используются для нагрева воды. Принцип пластинчатого паяного рекуператора воды и фреона во многом аналогичен работе теплового насоса.
Рекуператор мембранного типа отличается использованием пластин из специальных материалов (мембраны). Помимо более эффективного теплообмена (КПД 75-90%), мембраны обеспечивают так же придание приточному воздуху требуемой влажности.
