Что такое рекуператор, виды, как подобрать

Уникальность рекуперативных устройств состоит в возможности использования тепла отработанного объема воздуха для нагрева воздуха, который поступает внутрь помещения снаружи через систему вентиляции. Разработка таких устройств стала возможной с ростом технологий и их усовершенствования в контексте обустройства вентиляционных устройств.

Наша статья не только научит вас перестать удивляться при слове «рекуператор», но также разберем принцип их работы и подскажем, как подобрать качественную и эффективную модель.

Назначение рекуператора и что это такое

Рекуператором принято называть техническое устройство, передающее тепловую энергию от отработанного воздуха, прогретого комнатным теплом к приточному воздушному объему, который циркулирует в помещение.

Функциональность рекуператора обеспечивается получением полезной энергии от воздуха, который выводится за пределы помещения. Но данная функциональность может быть соблюдена только при одном условии: воздух для подвода не должен смешиваться с отведенным воздухом – в противном случае возникнет смешение потоков и их температур, произойдет загрязнение свежего воздуха. Использование рекуператоров актуально для всех временных сезонов.

Более подробно о нагреве воздуха рекуператором

Зимой основная задача рекуператора нагревать приточный воздух за счет тепла воздуха на отвод. Для осуществления данного процесса оба потока подаются в теплообменник рекуператора, — там происходит тепловой процесс. Положительный эффект от применения рекуператоров состоит в том, что на нагрев не тратятся дополнительные ресурсы и средства из кармана владельца, используется естественная отдача тепла между теплым и холодным воздухом, заключенными в воздуховоды.

Виды, устройство и принцип работы рекуператоров

Как уже было сказано, рекуператоры работают по типу теплообменников. При этом сам рекуператор может состоять из одинарного теплообменника, то есть потоки воздуха обмениваются теплом через слой тонкого изолятора или же из двух индивидуальных теплообменников.

Если рекуператор состоит из нескольких теплообменников, то в первом отработанный воздух оставляет тепло на теплоносителе, который соединяет два теплообменника, а во втором происходит насыщение теплом холодного воздуха.

Казалось бы, все просто, но данный процесс реализуется в рекуператорах различного устройства и модификаций. Рассмотрим все возможные виды отдельно:

• Роторные.
• Пластинчатые и перекрестно-поточные.
• С промежуточным теплоносителем.
• Камерные.
• Фреоновые.

Роторный рекуператор

Данные модели считаются самыми эффективными. Конструкция представляет ротор, который вращается по направлению движения воздуха. Сам ротор состоит из двух раздельных секций для приточного и вытяжного воздуха. При разновращении секций ротора происходит тепловой обмен, а сам ротор является теплообменным элементом.

Пластинчатый и перекрестно-точный рекуператор

Такие устройства применяются совместно с моноблочными приточно-вытяжными установками. От роторных данные модификации отличает отсутствие подвижных частей. Конструкция представляет собой теплообменник, собранный из пластин наподобие щелевого фильтра. Через каналы теплообменника движутся два потока воздуха – вытяжной и приточный. Два потока проходят через каналы с чередованием и контактируют через пластины, таким образом осуществляется теплообмен.

Данные конструкции очень эффективны и позволяют рекуперацию тепла до 70%. На базе данной модификации создается еще один тип устройства – гексагональные рекуперационные приборы. К конструкции пластинчатого рекуператора дополнительно добавлен противоточный аппарат – это позволяет увеличить эффект рекуперации до 77-78%.

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Данная модификация сразу выявляет два важных преимущества:

• Возможно применение для двух воздуховодов, которые монтируются раздельно и на значительном удалении друг от друга.
• Такие устройства можно монтировать на системы, в которых наличие рекуператора изначально не было предусмотрено.

Конструктивно изделие состоит из двух теплообменных камер, которые монтируются индивидуально на воздуховоды, сами теплоносители соединены полым магистральным теплопроводом с теплоносителем.

Воздух с вытяжки прогревает теплоноситель, который посредством насоса циркулирует в теплообменный элемент на приточном воздуховоде. Там происходит теплообмен и нагрев приточного воздушного объема. После теплоноситель циркулирует обратно в теплообменник вытяжного воздуховода.

Камерный рекуператор

Источником тепла для приточного воздуха все также является воздух оттока, который передает энергию через стенку камеры.  Траектория воздушного потока изменяется посредством специальной заслонки: воздух оттока проходит через одну секцию камеры и нагревает ее стенку, а приточный подается через другую секцию и прогревается об общую стенку.

Заслонка в данном случае используется для того, чтобы в цикличном режиме позволять приточному воздуху перетекать в первую секцию, а вытяжному воздуху циркулировать через вторую секцию. То есть потоки меняются местами.

Фреоновый рекуператор

Наиболее сложная модификация устройств, так как в конструкции используется змеевик, заполненный хладагентом. Змеевик представляет собой полые кольцеобразные магистрали. Вытяжной воздух подается по нижней части рекуператора и контактирует с нижней поверхностью змеевика, при этом хладагент забирает на себя тепло отработанного воздуха. Происходит вскипание фреона и его подъем вверх по вертикальной секции змеевика, где обустроена зона прохождения приточного воздуха. Теплообмен двух потоков осуществляется через змеевик.

Эффективность рекуператора

Эффективность, как самый важный параметр, характеризует степень и скорость прогрева приточного воздуха. Как правило фактическая эффективность сравнивается с эталоном, в качестве которого используется значение прогрева приточного воздуха на температуру вытяжного с выравниванием значений.

По факту достигнуть такого состояние невозможно, есть промежуточная температура максимального теплообмена. При этом эффективность можно высчитать самостоятельно по формуле:

K=  (TП-ТН)/(TВ-ТН ), где:

• ТП – температура воздуха, прошедшего рекуператор, °С.
• ТН – температура приточного воздушного объема, °С.
• ТВ – вытяжной воздух перед циркуляцией в рекуператор, °С.

Воздух нельзя рассматривать, как явление или вещество с постоянными параметрами – у воздуха может меняться уровень влажности и скорость циркуляции. Для более точного подсчета с коррекцией на параметры воздуха используется более сложная формула, выводимая из предыдущей:

K=  (IП-IН)/(IВ-IН ), где:

• IП – энтальпия приточного воздушного объема, после циркуляции через рекуператор, °С.
• IН – энтальпия воздушного притока перед рекуператором, °С,
• IВ – энтальпия вытяжного воздушного объема перед рекуператором, °С.

Энтальпия (I) – это термодинамическая величина, которая определяет состояние данной термодинамической системы, как правило, в расчетах пневматических систем принимается в виде коэффициента. При монтаже рекуператоров коэффициент варьируется от 0,7 до 1,2.

Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов

Преимущество данных устройств заключается в возможности бесплатного прогрева поступающего воздуха. Потратить средства придется только на покупку и обустройство рекуперационной системы.

Но преимущества может быть нецелесообразным из-за ряда недостатков:

• Рекуператоры становятся причиной возникновения дополнительного сопротивления для воздушного потока в системе воздуховодов.

• Рекуператоры приводят к удорожанию обустройства вентиляционной системы. Кроме того, рекуператоры являются техническими приборами, которым необходимо периодическое обслуживание, в частности очистка. При этом отметим, затраты усилий на обслуживание никогда не превышают положительный эффект от применения.
• Роторные, камерные и пластинчатые устройства при работе могут сопровождаться перетоками воздушных потоков. В некоторых системах такие перетоки недопустимы, в частности в инфекционных отделениях больниц.

• Габариты вентиляционной системы увеличиваются. Самыми крупными являются пластинчатые устройства, после них промежуточные, так как они требуют обустройства двух отдельных подводов и теплообменников.

Выбор типа рекуператора

Эффективный выбор рекуператоров осуществляется с учетом следующих критериев:

• Желательно соблюдать возможность обустройства приточного и вытяжного воздуховода в одном корпусе.
• Типоразмеры рекуператора.
• Необходимая эффективность.
• Минимальные тепловые потери и отсутствие перетоков.
• Стоимость.

Ранее самыми востребованными моделями были рекуператоры с промежуточным теплоносителем, но в наши дни их практически повсеместно заменили на роторные аппараты. Пластинчатые рекуператоры хорошо зарекомендовали себя в системах для частных домов и офисов. Если же требуется обеспечить систему без перетоков воздуха, то избираются рекуператоры с фреоновыми змеевиками.

Мы полностью ответили на вопрос – что такое рекуператор. Предлагаем вам использовать данные нашей статьи, как руководство для выбора изделия под собственную вентиляционную систему. Те сведения, которые мы представили, позволят сделать максимально эффективный выбор, а также разобраться в конструкции того или иного рекуператора.