Рекуперация тепла

Что такое рекуперация?
Термин «рекуперация» произошел от латинского слова recuperatio, что означает возврат, получение обратно чего-либо. В современном русском языке рекуперация – это возвращение в технологический процесс не полностью израсходованных сырья или энергоресурсов, используемых в этом процессе.
Эффект от рекуперации заключается в снижении расхода энергии и соответственно уменьшении эксплуатационных затрат на инженерные системы здания. Так, при воздушном отоплении здания и наличии ограничений на объем потребляемой энергии, повышение мощности обогревателя невозможно, а установка рекуператора, хотя и потребует определенных единовременных затрат, позволит решить задачу.

Как вернуть тепловую энергию?
Рекуперация тепловой энергии в системе воздушного отопления происходит в момент, когда отработанный и нагретый воздух через рекуперационный теплообменник передает тепловую энергию холодному наружному воздуху, поступающему в приточную вентиляционную систему. При этом смешивание отработанного и свежего воздуха исключено за счет конструкции теплообменника. В системах кондиционирования воздуха таким же образом производится рекуперация холода, когда температура приточного воздуха понижается за счет температуры отработанного воздуха в вытяжной вентиляции. Одной из главных характеристик рекуперационных теплообменников является коэффициент эффективности рекуперации. Этот коэффициент показывает выраженное в процентах отношение фактически полученного количества тепла к максимально возможному количеству тепловой энергии, определенному расчетом. В зависимости от характеристик рекуператора этот коэффициент может изменяться в пределах от 30 до 90%.

Виды рекуператоров

1. Рекуператоры пластинчатые, в которых теплообмен между свежим и отработанным воздухом происходит за счет прохождения потока мимо большого количества пластин из теплопроводящего металла. Возникающий при теплообмене конденсат через специальный отвод поступает в конденсатосборник, который оборудован гидрозатвором, препятствующим захвату конденсата вентилятором с последующей подачей воды в воздуховоды. При отрицательных температурах включается система предупреждения замерзания конденсата. Широко распространенные пластинчатые рекуператоры относительно недороги и обладают сравнительно высокой эффективностью (от 50 до 80%). Чаще всего они используются на предприятиях малого и среднего бизнеса, в небольших административных зданиях, торговых предприятиях, загородных домах.

2. Рекуператоры роторные, где тепло от отработанного воздуха воздуху приточному передается за счет ротора, вращающегося между воздуховодами. Здесь нет четкого разделения двух потоков, поэтому существует возможность попадания в приточный воздух пыли, запахов и примесей из отработанного потока, хотя большинство производителей систем такого рода исключают этот риск. Показатель рекуперации тепла регулируется за счет скорости вращения ротора. Коэффициент эффективности рекуперации роторных установок очень высок, он достигает 90%, что заметно сказывается на его стоимости. Роторные рекуператоры находят применение в промышленных и гражданских зданиях большого объема.

3. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем работают за счет переноса тепла между двумя теплообменниками циркулирующим теплоносителем – водой или гликолевым раствором. Один теплообменник установлен в системе приточной вентиляции, другой – в вытяжной и теплоноситель, нагретый в одном из них, отдает тепло другому. Поскольку теплоноситель работает в замкнутом контуре, отсутствует риск загрязнения приточного воздуха примесями из отработанного. Степень теплообмена регулируется за счет изменения скорости циркуляции теплоносителя. Рекуператоры такого вида имеют низкую эффективность (прядка 45 – 60%), но незаменимы на производствах, где отработанный воздух содержит токсичные примеси или имеет высокую степень загрязнения.

4. Рекуператоры камерные обладают высокой (70 – 80%) эффективностью. Принцип их работы заключается в разделении камеры на две части подвижной заслонкой. Рекуперация проходит в два этапа: на первом этапе одна камера нагревается за счет отработанного воздуха, а на втором, повернутая заслонка направляет поток приточного воздуха так, что он нагревается от стенок камеры. В этом случае высока вероятность попадания в приточный воздух загрязнений и примесей из отработанного.

5. Тепловые трубы – рекуператор, состоящий из системы замкнутых трубок, по которым циркулирует фреон. Фреон, получая тепло от отработанного воздуха испаряется, а отдавая тепло приточному воздуху и нагревая его, вновь конденсируется, возвращаясь в жидкое состояние. Обладает низкой эффективностью от 50 до 70%.