Концепция теплового обмена позволяет минимизировать затраты на обогрев и охлаждение обслуживаемых сред. В данном случае рассматриваются воздушные потоки, характеристики которых определяют параметры микроклимата в частных домах, производственных помещениях и т. д. Практически тепловой обмен организует система рекуперации. Она выступает своего рода временным аккумулятором тепла, собирая и отдавая его энергию. Чаще всего используется роторный рекуператор, который ценят за высокую производительность, возможность гибкой настройки и другие положительные качества.
Конструкция рекуператора
Рекуператоры практически не используются как самостоятельное оборудование. Чаще всего их вводят в приточно-вытяжные вентиляционные установки, в которых функция рекуперации выступает дополнительным опционалом. Сам же рекуператор представляет собой металлический теплообменник регенеративного класса. Рабочую основу составляет цилиндрический ротор, вращение которого и приводит к движению воздушных масс. Ротор формируется пакетом тонких пластинок, аккумулирующих тепло. В свою очередь, приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором может включаться в более крупную инженерную сеть. В простых исполнениях она выступает средством вентиляции воздуха, а на промышленных предприятиях также выполняет задачу утилизации тепла от технологических газовых сред. Впрочем, полный спектр функций рекуператора стоит рассмотреть отдельно.
Функции рекуператора
Главная задача заключается в сборе тепла для разных целей. Обычно – для последующего распределения тепловой энергии в новых поступающих массах воздуха, и реже – для ее гашения. В обоих случаях достигается сокращение энергозатрат на использование специального теплообменного оборудования. Вместе с этим рекуператор остается вентиляционным аппаратом, служащим для обновления воздуха в помещении. В зависимости от модификации, роторный рекуператор может выполнять очистку воздуха и даже ароматизацию. По крайней мере избавление от неприятных запахов является распространенным свойством таких устройств. Более функциональные модели также дают возможность регуляции температурного режима. В этом случае отдача накопленной энергии происходит с определенными параметрами, которые можно устанавливать вручную или автоматически – опять же, это зависит от возможностей конкретной модели.
Принцип работы
Действие рекуператоров такого типа базируется на передаче тепла от выходящих потоков воздуха (например, согретого комнатного) к холодным массам свежей воздушной среды. Проходя между роторными пластинами, воздух согревает их, а с другой стороны поступают новые уличные потоки холодного воздуха и нагреваются от аккумулированного тепла. Объемы исходящего и входящего воздуха определяются размерами и силовым потенциалом, с которым работает роторный рекуператор. Принцип работы агрегата предусматривает взаимодействие вращающихся пластин с приводом, подключенным к электросети. Как раз наличие электропривода позволяет тонко настраивать установку на работу с определенным скоростным режимом. В среднем же скорость вращения составляет 1 об./мин.
Разновидности устройства
В стандартном исполнении рабочий механизм рекуператора делится на несколько сегментов – от 4 до 12. Такие модели применяют для удаления лишнего тепла, образующегося в результате выполнения технологических операций на предприятиях. Это конденсационные роторы, активирующие свою функцию, когда температура обслуживаемого воздуха опускается ниже «точки росы». К особенностям конденсационных агрегатов относят способность металлических элементов противостоять воздействию влаги. Распространены и высокотемпературные устройства, предназначенные для работы в условиях повышенных температур. Бытовой роторный рекуператор не рассчитан на ликвидацию излишек тепла. Такой механизм применяют именно для его распределения в потоках свежего воздуха. Однако и подобные модели предусматривают возможность регуляции нагрева.
Сравнение с пластинчатыми моделями
По сравнению с роторными агрегатами, пластинчатые модели не имеют привода и осуществляют теплообмен в автономном режиме. Пользователь может вручную путем изменения направления аккумулирующих пластин изменять лишь пропускную способность механизма. Из этого можно сделать выводы о плюсах и минусах обеих систем. Но для начала стоит сказать об общих преимуществах. И роторный, и пластинчатый рекуператор имеют небольшие размеры и достаточную производительность. Это избавляет от необходимости применения дополнительных приспособлений, в том числе силовых. Если же говорить об отличиях, то роторный механизм более гибок в регулировках, избавлен от риска промерзания в зимнее время и энергоэффективен. Но в то же время он отличается более сложным устройством и предусматривает определенную долю смешивания отработанных потоков и свежего воздуха.
Монтажные работы
Рекуператор устанавливается в подготовленном канале приточно-вентиляционной системы. Корпус не должен контактировать со стеной, так как вибрации могут ей передаваться, что негативно отразится на несущей конструкции в целом. Рекомендуется также использовать специальную антивибрационную защиту в виде демпферных подкладок для рекуператора. Когда опорная основа с ножками и профильными крепежными элементами будет готова, можно приступать к интеграции корпуса. Обычно установка роторного рекуператора осуществляется в специальный технический блок, рассчитанный по размерам на конкретную модель. Фиксация реализуется с помощью комплектной соединительной фурнитуры – в базовый набор включаются уголки, метизы, уплотнители и подкладки. Далее к ротору могут подсоединяться вспомогательные технологические контуры. На этом этапе соединение выполняется посредством фитингов, адаптеров и переходников соответствующих размеров.
Управление рекуператором
Роторный механизм редко управляется отдельно от основной приточно-вентиляционной системы. В новейших конструкциях применяется возможность электронного управления устройством через контроллерный пульт. В автоматическом режиме владелец может задавать такие параметры, как скорость вращения, процентное соотношение между объемами впуска и выпуска воздуха, степень очистки, временные рабочие интервалы и т. д. Параметры работы механизма отслеживаются с помощью датчиков, которые, в частности, фиксируют пропускную способность оборудования. Также приточная установка с роторным рекуператором может настраиваться на специальные режимы эксплуатации. Одним из современных режимов такого типа является работа в условиях поддержания постоянного давления воздушной среды. Данная программа позволяет исключить риск перегрузки электропривода с последующим перегревом.
Обслуживание устройства
Поверхности ротора и самого корпуса требуют регулярной очистки. Пластины очищаются и при необходимости дополнительно обрабатываются антикоррозийными составами. Также следует регулярно проверять направленность вращения ротора, а в приводной системе – качество натяжения ремня. Поскольку рекуператор работает в тесной связке с другими функциональными компонентами вентиляции, то важно проверять и их состояние тоже. В частности, ревизии подвергается фильтр, воздуховодные каналы, пылеуловители, клапаны с датчиками и т. д. Если есть возможность, то роторный рекуператор будет не лишним изъять из места установки и полностью проверить на герметичность. Дело в том, что при наличии даже незначительных зазоров резко ухудшается качество поступающего воздуха.
Заключение
Механизм рекуперации воздуха является простейшим способом согрева помещения. Холодный уличный воздух подвергается предварительному обогреву практически без дополнительных энергозатрат. Разумеется, роторные рекуператоры воздуха при подключении к сети потребляют энергию для своей функции, но она расходуется в целом на обеспечение циркуляции потоков. Тот же пример с пластинчатыми рекуператорами показывает, насколько малоэффективна в работе может быть установка без электропривода. Также энергообеспечение требуется для питания управляющей инфраструктуры, которая обеспечивает работу всего приточно-вентиляционного комплекса. Обычно это минимальные затраты, но в результате они значительно упрощают процесс эксплуатации оборудования.
