Рекуперация: что это такое простыми словами?

Что это такое?

Само слово «рекуперация» в переводе с латыни значит «обратное получение» или «возмещение». Предполагается, что мы что-то теряем, но благодаря продуманной схеме инженерного оборудования или развитым технологиям повторной переработки получаем возможность еще раз использовать то, что можно было считать уже утерянным. Говоря простыми словами, рекуперация – это повторное использование чего-либо.

В настоящее время с примерами рекуперации можно столкнуться в различных отраслях человеческой деятельности – они могут касаться как неких материальных ценностей, так и энергии всех видов. Благодаря рекуперации товары и услуги становятся дешевле в производстве, а следовательно, и на рынке, кроме того, снижается нагрузка на Землю в целом, а иногда – и на некоторые инженерные сооружения. На самом деле понятие рекуперации весьма обширное и при этом очень простое, но без конкретных примеров человеку, впервые столкнувшемуся с этим явлением, может быть сложно охватить его целиком. Чтобы исправить эту ситуацию, пройдемся вкратце по разным видам рекуперации.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Устройство и принцип действия приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла

Чтобы обеспечить постоянный воздухообмен в помещении, очистку поступающего воздуха от пыли и нагрев температуры в частном доме или квартире необходимо установить принудительную вентиляцию. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла подает очищенный воздух. Экономия тепловой энергии при номинальной мощности составляет около 6 кВт. Рекуператор это устройство, которое возвращает тепло в дом. Относится к категории энергозависимых конструкций, требует подключения к источнику электрической энергии.

При проектировании учитывается:

  1. Количество помещений в доме;
  2. Ожидаемое количество людей;
  3. Назначение помещения.

Расчет сети воздуховодов по дому производится, исходя из потерь давления, которое присутствует в системе вентиляции. В здании с установленной принудительной системой приточно-вытяжной вентиляции воздушный поток поступает с улицы. При прохождении через конденсационный агрегат, воздух очищается от пыли, нагревается до необходимой температуры и поступает в помещение. Достоинство системы в том, что в дом подается очищенный и подогретый воздух в необходимом объеме.

Процесс работает круглосуточно:

  • Воздух с улицы поступает по вентиляционному каналу через шумоглушитель в вентиляционный агрегат;
  • В агрегате воздух очищается от пыли, нагревается и подается через шумоглушитель по вентиляционному каналу в помещение;
  • Отработанный воздух из санузлов и подсобных помещений возвращается обратно в вентиляционную установку и передает свое тепло входящему воздуху, который поступает с улицы;
  • Проходя через вентиляционную установку, уже охлажденный и отработанный воздух выходит на крышу улицы.

С помощью встроенного пульта управления можно настраивать:

  • Температуру входящего воздуха;
  • Скорость работы вентилятора, необходимого при воздухообмене;
  • Интервал замены фильтра регулируется по неделям.

Если необходимо, чтобы ночью или в определенные дни недели воздухообмен был меньше, делаются соответствующие настройки. Например,

  • Температура поступающего воздуха в приточную установку -9◦C;
  • Температура воздуха, которая подается в помещение +15◦C;
  • Температура выходящего из установки отработанного воздуха -3◦C.

При таком режиме калорифер (нагреватель) внутри приточного столба выключен — электроэнергия не тратится впустую для нагрева воздуха. Таким образом, обеспечивается экономия тепловой энергии.

Основные типы рекуператоров

В связи с ростом тарифов на первичные энергоресурсы рекуперация становиться как никогда актуальна. В приточно-вытяжных установках с рекуперацией обычно применяются следующие типы рекуператоров:

  • пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор;
  • роторный рекуператор;
  • рекуператоры с промежуточным теплоносителем;
  • тепловой насос;
  • рекуператор камерного типа;
  • рекуператор с тепловыми трубами.

Обзор видов рекуперации

Чтобы вникнуть в суть рекуперации, надо привыкнуть к мысли, что данное понятие применимо практически в любых отраслях и сферах человеческой деятельности, лишь бы там предполагалось повторное использование материалов или энергии. При этом речь не всегда идет о том, что повторное применение будет происходить по аналогии с первичным – просто «мусор» пытаются рассматривать как нечто полезное. При этом подлежащие рекуперации вещества и предметы могут нуждаться в дальнейшей переработке, тогда как в оригинальном виде действительно представляют собой просто мусор, однако, это тоже пример рекуперации.

В то же время обязательным признаком рекуперации является снижение расходов, достигнутое благодаря такому подходу. Хорошим примером может стать повторное использование растворителей – на первый взгляд, использованная жидкость уже не годится для какого-либо практического применения. Однако элементарные знания химии подсказывают, что необходимый набор атомов для восстановления первоначальной формулы в получившемся бесполезном веществе сохранился, а значит, должен существовать реагент или метод обработки, позволяющий отсеять все лишнее и снова получить растворитель.

Если восстановление в силу дешевизны процесса или дороговизны изначального продукта выглядит экономически целесообразнее, чем закупка новой партии растворителей, или хотя бы имеет смысл с точки зрения экологии, то рекуперация оказывается вполне оправданной.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Воды

На первый взгляд, воды на планете так много, что выпить ее всю не получится, тем более, что она постоянно циркулирует в природе. Тем не менее, ученые не зря постоянно трубят о том, что воду надо беречь – хоть она и остается на нашей планете, но может оказаться менее доступной, чем это было раньше. На самом деле подобное явление уже и так характерно для нашей планеты – если в Сибири, например, рек намного больше, чем людей и всей остальной живности, то в пустынных регионах из-за своей редкости она превращается в огромную ценность.

При этом даже крупные водоемы под влиянием человеческой деятельности могут отступать, и перерасход воды способен превратить в пустыню даже ту местность, в которой раньше были и реки, и озера.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Рекуперация сточных вод актуальна во всех случаях – когда человечество просто демонстрирует ответственное отношение к последствиям своего потребительского размаха, или закупка новой воды обходится достаточно дорого (как в некоторых арабских странах), или просто для того, чтобы не загрязнять чистые водоемы. Важно понимать, что вода воде – рознь: некоторое время назад люди не стесняясь пили воду из рек, и далеко не всегда это оканчивалось плачевно, а сегодня так рисковать не стоит, потому что бактерии давно перестали быть главной опасностью.

Рекуперация воды может означать ее очистку как для повторного использования, так и даже для сброса назад в водоемы. Прибегать к ней можно даже в условиях собственной дачи – например, вода, использованная для мытья овощей и фруктов (без моющих средств), в дальнейшем может быть еще раз использована для полива грядок.

В промышленности аналогов этого процесса может быть намного больше.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Отходов

Другая популярная тема экологической повестки говорит о том, что человечество производит слишком много отходов. Чаще всего упоминают о пластике, но даже без него дело обстоит не слишком хорошо – можно себе представить, сколько мусора производят восемь миллиардов человек ежедневно. Мы вряд ли хотим жить на свалке, но без мусорной рекуперации рискуем со временем и по мере роста населения завалить отходами всю планету. Тем временем некоторые из отходов вполне могут применяться повторно. В первую очередь это тот же пластик, который во многих случаях может быть переплавлен для изготовления чего-то нового. Сам по себе такой материал стоит не так уж дорого, потому в экономическом смысле компаниям зачастую проще изготовить новую пластмассу, чем собирать по свалкам старую, однако, для будущего планеты такая мера просто необходима.

Еще одним ярким примером того, что можно и нужно использовать повторно, является металл, особенно цветной. Многие потребители выбрасывают старую технику, не задумываясь о том, что внутри нее, возможно, есть медь. Тем временем этот материал стоит довольно дорого, и причина для этого очевидна – земные запасы такого минерала не столь уж велики. Рано или поздно мы, не придумав адекватного заменителя, столкнемся с тем, что меди на всех уже не хватает, но уже сейчас многим мелким производителям проще порыться в старом мусоре, чем договориться о закупке у добывающих предприятий.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Ситуация с бутылочным стеклом одновременно похожа и не похожа на ту, что сложилась с металлами.

  • запасы ингредиентов для производства стекла у нас пока что не иссякают, и произвести такой продукт можно при сравнительно небольших расходах.
  • стопроцентная переработка битой тары без добавления нового сырья не представляется возможной – по крайней мере, качество будет потеряно. Поэтому в данном случае рекуперация нужна во многом по аналогии с пластиком – просто для того, чтобы не приумножать площадь территорий, уже и так занятых под свалку.

Отдельно следует сказать об органических отходах. Многие граждане рассуждают так, что недоеденная пища со временем просто перегниет, а органика природе не навредит даже на свалке. Во многих случаях так оно и есть, однако, принцип рекуперации заключается в том, чтобы повторно использовать все, что только возможно. На сегодняшний день разработаны методики компостирования пищи растительного происхождения.

Если вы сами являетесь дачником, было бы намного разумнее делать питательный компост самостоятельно, чем платить отдельно как за вывоз больших количеств мусора, так и за покупку органических удобрений.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Воздуха

Когда рассуждают о рекуперации воздуха, имеют в виду повторное использование, а в данном случае правильнее было бы говорить вообще о сохранении не столько газа как такового, сколько тепловой энергии, которую он несет. Воздушная рекуперация применяется в любых современных системах вентилирования и помогает существенно сэкономить зимой на отоплении, а летом – на кондиционировании помещений.

Рассмотрим, как это работает. Вентиляционная шахта неизбежно связывает между собой две среды, температура которых наверняка отличается хотя бы на несколько градусов. Такая разница особенно заметна, если одна из таких сред – это помещение, в котором включены отопительные приборы или кондиционер, а за окном, соответственно, лютые морозы или знойное лето. Совсем без вентиляции люди внутри помещения рано или поздно обеспечат критическое содержание углекислого газа в воздухе и поставят себе в очень нехорошее положение. Однако вентиляция не мешает поддержанию заданной температуры!

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Существует несколько вариантов так называемых рекуператоров – механизмов, которые устанавливаются в вентиляционной шахте. Вне зависимости от вида конструкции, задача такого устройства – разделять входящие и исходящие воздушные потоки, чтобы они не перемешивались. Перегородка между потоками при этом, как правило, делается из некоего теплоемкого материала, способного быстро нагреваться и так же легко отдавать тепло.

Зимой из помещения по одному каналу выходит наружу теплый воздух, а внутрь должен бы попадать холодный с улицы. Однако теплоемкая перегородка забирает у воздушной массы тепловую энергию и тут же отдает ее входящему холодному потоку, обеспечивая, таким образом, сохранение тепла. Точно так же, но наоборот, эта система работает и летом: жаркий воздух с улицы накаляет перегородку, отдавая ей свое тепло, но та тут же отдает тепловую энергию в выводящий канал. Как итог, попадающий с улицы воздух не нарушает атмосферу легкого холода в помещении.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Газа

Рекуперация газа в большинстве случаев актуальна только в условиях крупных промышленных предприятий – по той причине, что они и сами производят газ и имеют собственные возможности для того, чтобы полезно его применить. Откуда берется газ, зависит только от того, чем именно занимается предприятие. В некоторых случаях он является побочным результатом химических реакций, цель которых – в производстве некой продукции, являющейся основой деятельности предприятия. В других случаях сам химический процесс требует участия некоего газа, который должен создать газовую среду для правильной обработки заготовок. Вне зависимости от того, идет ли речь об отработавших или «бесполезных» газах, почти всегда можно придумать повторный вариант их использования.

Самое простое применение для газа можно придумать в том случае, если он горюч. Даже если в налаженном производстве не нужен подогрев чего-либо, получаемая в результате сжигания тепловая энергия вполне может быть использована для налаживания быта людей.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

У крупного предприятия объем производимого газа может быть настолько огромным, что можно качать его инжекционной установкой в специальные резервуары и строить на их базе собственную котельную. В металлургических центрах часть жителей города вполне может получать горячую воду именно с такой котельной, а если горючий газ действительно оказался всего лишь побочным продуктом производства, то его использование точно обойдется дешевле, нежели закупка города.

Негорючие газы во многих случаях тоже можно применять, зная их свойства. К примеру, если такой побочный продукт обладает выраженным неприятным запахом, но при этом не отличается никаким вредным воздействием на здоровье человека, его могут продавать газораспределительным компаниям. Как известно, обычный природный газ, широко используемый в быту, не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, но при этом очень взрывоопасен.

В чистом виде обнаружить его утечку невозможно, но если добавить к нему немного зловонных примесей, эксплуатация сразу станет более безопасной.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Энергии

Видов энергии существует много, и о рекуперации ее в тепловом виде мы уже поговорили выше. Однако под словом «энергия» в целом чаще всего подразумевают электричество, и в электрике рекуперации, конечно, место тоже нашлось. Наиболее ярким примером механизма, в котором это не только возможно, но и уместно, являются асинхронные электрические двигатели.

Особенность таковых заключается в том, что в процессе резкого торможения двигателя выделяется большое количество тепла, которое не только никак не используется в системе, но и провоцирует неуместное и очень сильное нагревание узлов мотора. В таких условиях мы не просто теряем тепловую энергию, но еще и рискуем полностью вывести двигатель из строя за счет перегрева. Инженерным решением проблемы мог бы быть тормозной резистор, рассеивающий тепло в пространство, но как это выглядит со стороны – энергию мы все равно, считай, потребили, при этом выбросили ее в окружающее пространство, да при этом еще и потратились на покупку резисторов с обязательной вентиляцией и защитой от влаги и пыли!

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Посредством сложной системы частотных преобразователей тепловая энергия вместо рассеивания снимается с двигателя и заново преобразовывается в электричество. Электрический двигатель при этом должен быть двухсистемным, способным принимать питание как из сети, так и от собственных преобразователей, при этом на плечи последних ложится обязанность довести показатели тока до тех, которые используются в подключенной сети.

На сегодняшний день рекуперация энергии наблюдается в множестве различных устройств и механизмов, где установка дополнительного оборудования оправдана масштабами экономии. Современные трамваи, электрички, троллейбусы, эскалаторы и различное промышленное оборудование стали потреблять из сети заметно меньше энергии, поскольку благодаря рекуперации у них существенно возрос коэффициент полезного действия.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Разновидности рекуператоров для вентиляции

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Встречающиеся в продаже виды рекуператоров различаются конструкцией. Это определяет эффективность устройства, а также может накладывать ограничения на область использования.

Пластинчатый

Модели очень популярны благодаря доступной цене и высокой эффективности. Этому способствует и простая установка. Часто их приобретают для коттеджных построек, помещений коммерческого назначения. Рекуперация воздуха в них осуществляется во время прохождения через конструкцию из большого числа пластинок. Строение таких приборов предрасполагает к накапливанию конденсированной влаги, поэтому часто их оснащают затворными приспособлениями, не дающими вентилятору засасывать и направлять воду в вентканал. Зимой возникает риск появления льдинок.

Роторный

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Принцип работы роторного рекуператора

Рекуператор тепла оснащен крутящимся ротором. Он осуществляет передачу теплоты между приточным и отточным путями. Скорость движения определяет показатели рекуперации. Устройства имеют высокий КПД (до 90%) и соответствующую стоимость. Используются в крупных помещениях промышленного и иного назначения. Открытость конструкции повышает вероятность перемещения запахов из отработанного воздуха в поступающий.

С промежуточным теплоносителем

Обычно в роли жидкого теплоносителя, циркулирующего между парой теплообменных элементов, выступает простая вода. Иногда используется раствор этиленгликоля. Один обменник монтируют в приточном вентканале, второй – в отточном. Жидкость подогревается отработанным воздухом и отдает теплоту приточному. Благодаря замкнутости конструкции грязь и запахи из вытяжного канала не поступают в приточный. У такого рекуператора невысокий КПД (50-60%), поэтому ставят его в тех местах, где важно исключить смешивание потоков. Обычно это подразумевает высокую загрязненность отработанного воздуха или его насыщенность вредными соединениями.

Камерный

В основе конструкции – камера, поделенная на 2 зоны перегородкой. Отработанный воздух подогревает одну из частей. Перегородка меняет направление потока воздуха так, что происходит подогрев приточных масс от теплой внутренней поверхности камеры. Устройство достаточно эффективно (до 80%), но существует вероятность попадания запахов и грязи в струю, поступающую в помещение.

Тепловые трубы

В основе этой конструкции – трубочки, наполненные фреоном. Отработанные массы, идя через устройство, передают трубам свое тепло, газ испаряется. При прохождении идущего с улицы воздуха через систему происходит конденсация пара с переходом вещества в жидкую форму. КПД такого рекуперативного устройства невысок (до 70%).

Способы организации рекуперативной вентиляции

Рекуперация обустраивается одним из способов: централизованно и децентрализовано. В первом случае через теплообменник проходят вентиляционные потоки со всего помещения, во втором – с одной комнаты.

Централизованный комплекс – приточно-вытяжная установка

Централизованная система обустраивается на этапе строительства или капитальной модернизации вентсистемы.

Централизованная рекуперация
Подбирается принудительная приточно-вытяжная установка (ПВУ) с вмонтированным рекуператором. Основной критерий выбора – общая производительность комплекса из расчета на весь объем воздуха в сооружении (+)

ПВУ с рекуператором обеспечивает достаточный воздухообмен даже в домах с герметичными окнами. При этом воздухопотоки распределяются равномерно, не создавая сквозняков.

Комплексные приточно-вытяжные установки моноблочного типа укомплектованы:

  • вентиляторами – круглосуточная подача чистого воздуха и выброс струй, насыщенных углекислым газом;
  • нагревателями – предварительный подогрев притока;
  • фильтрами – задерживают пыль и микрочастицы;
  • рекуператором – могут использоваться разные типы установок.

Функционал некоторых ПВУ расширен таймером отсрочки работы, регулятором мощности, датчиками уровня влажности и тд.

Моноблочная установка
Корпус моноблочных моделей покрыт шумопоглощающим материалом, благодаря чему работа ПВУ становится очень тихой. Возможны вертикальные, горизонтальные и подвесные варианты исполнения вентустановок

Хорошо зарекомендовали себя рекуперационные моноблочные ПВУ производства: «Вентс» (Украина), Dantherm (Дания), «Daikin» (Япония), «Dantex» (Англия).

Локальные агрегаты – дополнение к действующей вентсистеме

Для восстановления циркуляции воздушных масс в эксплуатируемом помещении подойдут децентрализованные приточники с рекуперацией тепла.

Они врезаются в фасад здания или монтируются через окно. Их основная задача – улучшение приточной вентиляции в доме.

Стеновой клапан с рекуперацией
В локальных рекуператорах предусмотрен вентилятор и пластинчатый теплообменник. «Рукав» приточника изолирован шумопоглощающим материалом. Блок управления компактных вентустановок размещается на внутренней стене

Особенности децентрализованных вентсистем с рекуперацией:

  • КПД – 60-96%;
  • невысокая производительность – устройства рассчитаны на обеспечения воздухообмена в помещениях до 20-35 кв.м;
  • доступная стоимость и широкий выбор агрегатов, начиная от обычных стеновых клапанов до автоматизированных моделей с многоступенчатой системой фильтрации и возможностью регулировки влажности;
  • простота монтажа – для ввода в эксплуатацию не требуется прокладка воздуховодов, установить стеновой клапан можно самостоятельно.

Популярные производители локальных рекуператоров: Prana (Украина), O.Erre (Италия), Blizzard (Германия), Вентс (Украина), Aerovital (Германия).

Стеновой приточник
Важные критерии выбора стенового приточника: допустимая толщина стены, производительность, КПД рекуператора, диаметр воздушного канала и температура перекачиваемой среды

Расчет эффективности рекуператора.

В технических характеристиках рекуперативных вентиляционных установок многих фирм-производителей приводят, как правило, два значения коэффициента рекуперации – по температуре воздуха и его энтальпии. Расчет эффективности работы рекуператора может быть произведен по температуре или по энтальпии воздуха. Расчет по температуре учитывает явное теплосодержание воздуха, а по энтальпии – учитывается еще и влагосодержание воздуха (его относительную влажность). Расчет по энтальпии считается более точным. Для расчета необходимы исходные данные. Их получают путем замера температуры и влажности воздуха в трех местах: в помещении (где вентиляционная установка обеспечивает воздухообмен), на улице и в сечении приточной воздухораспределительной решетки (откуда в помещение попадает обработанный наружный воздух). Формула для расчета эффективности рекуперации по температуре следующая:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), где

  • Kt – коэффициент эффективности рекуператора по температуре; 
  • T1 – температура наружного воздуха, oC; 
  • T2 – температура вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), оС; 
  • T4 – температура приточного воздуха, оС. 

Энтальпия воздуха – это теплосодержание воздуха, т.е. количество теплоты, содержащейся в нем, отнесенное к 1 кг сухого воздуха. Энтальпию определяют с помощью i-d диаграммы состояния влажного воздуха, нанеся на нее точки, соответствующие замеренной температуре и влажности в помещении, на улице и приточного воздуха. Формула для расчета эффективности рекуперации по энтальпии следующая:
Kh = (H4 – H1) / (H2 – H1), где

  • Kh – коэффициент эффективности рекуператора по энтальпии; 
  • H1 – энтальпия наружного воздуха, кДж/кг; 
  • H2 –энтальпия вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), кДж/кг; 
  • H4 – энтальпия приточного воздуха, кДж/кг.

Экономическая целесообразность применения приточно-вытяжных установок с рекуперацией.

В качестве примера возьмем технико-экономическое обоснование применения вентиляционных установок с рекуперацией в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона. 
Исходные данные:

  • объект – автосалон общей площадью 2000 м2; 
  • средняя высота помещений 3-6 м, состоит из двух выставочных залов, офисной зоны и станции технического обслуживания (СТО);
  • для приточно-вытяжной вентиляции указанных помещений были выбраны вентиляционные установки канального типа: 1 единица с расходом воздуха 650 м3/час и потребляемой мощностью 0,4 кВт и  5 единиц с расходом воздуха 1500м3/час и потребляемой мощностью 0,83 кВт. 
  • гарантированный диапазон наружных температур воздуха для канальных установок составляет (-15…+40) оС.

Для сравнения энергопотребления произведем расчет мощности канального электрического воздухонагревателя, которая необходима для подогрева наружного воздуха в холодное время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и электрического воздухонагревателя)  с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час. Наружный воздух необходимо нагреть от -15 до +20оС. Расчет мощности электрического воздухонагревателя произведен по уравнению теплового баланса:
Qн = G*Cp*T, Вт, где:

  • – мощность воздухонагревателя, Вт;
  • G — массовый расход воздуха через воздухонагреватель, кг/сек;
  • Ср – удельная изобарная теплоемкость воздуха. Ср = 1000кДж/кг*К;
  • Т – разность температур воздуха на выходе из воздухонагревателя и входе.

T = 20 – (-15) = 35 оС.
1. 650 / 3600 = 0,181 м3/секр = 1, 2 кг/м3 – плотность воздуха.G = 0, 181*1, 2 = 0,217 кг/секQн = 0, 217*1000*35 = 7600 Вт. 2. 1500 / 3600 = 0, 417 м3/секG = 0, 417*1, 2 = 0, 5 кг/ секQн = 0, 5*1000*35 = 17500 Вт.
Таким образом, применение в холодное время года канальных установок с рекуперацией тепла вместо традиционных с использованием электрических воздухонагревателей позволяет уменьшить затраты электроэнергии  при одном и том же количестве подаваемого воздуха более чем в 20 раз и тем самым позволяет снизить затраты и соответственно увеличить прибыль автосалона. Кроме этого, применение установок с рекуперацией позволяет уменьшить финансовые затраты потребителя на энергоносители на отопление помещений в холодное время года и на их кондиционирование в теплое время примерно на 50%.Для большей наглядности произведем сравнительный финансовый анализ энергопотребления систем приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона, укомплектованных установками с рекуперацией тепла канального типа и традиционных установок с электрическими воздухонагревателями. 
Исходные данные:

Система 1.

Установки с рекуперацией тепла расходом 650 м3/час– 1ед. и 1500 м3/час – 5ед.Суммарная электрическая потребляемая мощность составит: 0,4 + 5*0,83 = 4,55 кВт*час.  

Система 2.

Традиционные канальные приточно-вытяжные вентиляционные установки -1ед. с расходом 650м3/час и 5ед. с расходом 1500м3/час.Суммарная электрическая мощность установки на 650 м3/час составит:

  • вентиляторы – 2*0,155 = 0,31 кВт*час;
  • автоматика и приводы клапанов – 0,1кВт*час;
  • электрический воздухонагреватель – 7,6 кВт*час;

Итого: 8,01 кВт*час.
Суммарная электрическая мощность установки на 1500м3/час составит: 

  • вентиляторы – 2*0,32 = 0,64кВт*час; 
  • автоматика и приводы клапанов – 0,1 кВт*час;
  • электрический воздухонагреватель – 17,5 кВт*час. 

Итого: (18,24 кВт*час)*5 = 91,2 кВт*час. Всего: 91,2 + 8,01 = 99,21кВт*час.
Принимаем период использования подогрева в  системах вентиляции 150 рабочих дней в год по 9 часов. Получаем 150*9 =1350 часов.Энергопотребление установок с рекуперацией составит: 4,55*1350 = 6142,5 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*6142,5 кВт = 30712,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 30172,5 / 2000 = 15,1 руб./м2.Энергопотребление традиционных систем составит: 99,21*1350 = 133933,5 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*133933,5 кВт = 669667,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 669667,5 / 2000 = 334,8 руб./м2.
Можно рассчитать коэффициент экономии на эксплуатации вентиляционных систем с рекуперацией теплоты в режиме «нагрев» Кн = 334,8 / 15,1 = 22,2. Таким образом, в холодное время года эксплуатация установок с рекуперацией обходится дешевле эксплуатации традиционных вентиляционных установок более чем в 22 раза. Для сравнения энергопотребления произведем расчет холодопроизводительности канального  воздухоохладителя для охлаждения наружного воздуха в теплое время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и воздухоохладителя) с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час. 
Наружный воздух необходимо охладить от +35 до +24оС. Расчет холодопроизводительности воздухоохладителя произведен по уравнению теплового баланса:Qо = G*Cp*T, Вт, где:

  • Qо – холодопроизводительность воздухоохладителя, Вт;
  • G — массовый расход воздуха через воздухоохладитель, кг/сек;
  • Ср – удельная изобарная теплоемкость воздуха. Ср = 1000кДж/кг*К;
  • Т – разность температур воздуха на выходе из воздухоохладителя и входе.

T = 35 – 24 = 11 оС.
3. 650 / 3600 = 0,181 м3/секр = 1, 2 кг/м3 – плотность воздуха.G = 0, 181*1, 2 = 0,217 кг/секQо = 0, 217*1000*11 = 2387 Вт. 4. 1500 / 3600 = 0, 417 м3/секG = 0, 417*1, 2 = 0, 5 кг/ секQо = 0, 5*1000*11 = 5500 Вт.
Для дальнейшего расчета определяем две основные характеристики холодильной машины с воздухоохладителем, которая обеспечивает охлаждение приточного воздуха. Принимаем значение холодильного коэффициента Е = 3, питание холодильной машины — от электрической сети. Отсюда можем получить мощность, потребляемую холодильной машиной, от  электрической сети Nэ.
Nэ = Qо / Е
Для установки с расходом: 

  • 650 м3/час Nэ = 2387 / 3 = 0,8 кВт;
  • 1500 м3/час Nэ = 5500 / 3 = 1,83 кВт.

Таким образом, применение в теплое время года канальных установок с рекуперацией тепла вместо традиционных с использованием воздухоохладителей позволяет уменьшить затраты электроэнергии  при одном и том же количестве подаваемого воздуха почти в 2,2 раза и тем самым позволяет снизить затраты и соответственно увеличить прибыль автосалона. Кроме этого, применение установок с рекуперацией позволяет уменьшить финансовые затраты потребителя на энергоносители на кондиционирование в теплое время примерно на 50%.
Для большей наглядности произведем сравнительный финансовый анализ энергопотребления систем приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона, укомплектованных установками с рекуперацией тепла канального типа и традиционных установок с  воздухоохладителями. 
Исходные данные:

Система 1.

Установки с рекуперацией тепла расходом 650 м3/час– 1ед. и 1500 м3/час — 5ед.Суммарная электрическая потребляемая мощность составит: 0,4 + 5*0,83 = 4,55 кВт*час.  

Система 2.

Традиционные канальные приточно-вытяжные вентиляционные установки — 1ед. с расходом 650 м3/час и 5ед. с расходом 1500 м3/час.Суммарная электрическая мощность установки на 650 м3/час составит:

  • вентиляторы – 2*0,155 = 0,31 кВт*час;
  • автоматика и приводы клапанов – 0,1 кВт*час;
  • холодильная машина с испарителем-воздухоохладителем – 0,8 кВт*час;

Итого: 1,21 кВт*час. 
Суммарная электрическая мощность установки на 1500 м3/час составит: 

  • вентиляторы – 2*0,32 = 0,64 кВт*час; 
  • автоматика и приводы клапанов – 0,1 кВт*час;
  • холодильная машина с испарителем-воздухоохладителем – 1,83 кВт*час. 

Итого: (2,57 кВт*час)*5 = 12,85 кВт*час. Всего: 12,85 + 1,21 = 14,06 кВт*час.
Принимаем период использования охлаждения в системах вентиляции 150 рабочих дней в год по 9 часов. Получаем 150*9 =1350 часов.Энергопотребление установок с рекуперацией составит: 4,55*1350 = 6142,5 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*6142,5 кВт = 30712,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 30172,5 / 2000 = 15,1 руб./м2.Энергопотребление традиционных систем составит: 14,06*1350 = 18981 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*18981 кВт = 94905 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 94905 / 2000 = 47,5 руб./м2.Можно рассчитать коэффициент экономии на эксплуатации вентиляционных систем с рекуперацией теплоты в режиме «охлаждение» Ко = 47,5 / 15,1 = 3,2. Таким образом, в теплое время года эксплуатация установок с рекуперацией обходится дешевле эксплуатации традиционных вентиляционных установок почти в 3,2 раза. Коэффициент Кср.г. среднегодовой экономии эксплуатационных расходов составит:
Кср.г. = (22,2+3,2) / 2 = 12,7.
Вывод: среднегодовая экономия эксплуатационных затрат при использовании приточно-вытяжных вентиляционных установок с рекуперацией теплоты по сравнению с традиционными установками канального типа составляет более 12,7 раза.

Отзывы о рекуператорах воздуха: плюсы и минусы

Плюсы

  • В случае необходимости можно полностью заменить естественное проветривание;
  • Очистка происходит в закрытом виде через фильтры, одновременно защищая оборудование от загрязнения;
  • Экономия на энергозатратах, в частности, расходах на отопление и дополнительных системах. Сокращаются расходы на 30% — 50%. В некоторых ситуациях отпадает необходимость устанавливать радиаторы;
  • В помещении постоянно работает вентиляция. Во время воздухообмена легко удаляется избыточная влажность, посторонние запахи, вредные вещества. Чистая квартира выглядит ухоженно, а свежий микроклимат благоприятно действует на здоровье человека.

Минусы

  • В некоторых устройствах присутствует небольшой шум;
  • После длительной эксплуатации должна производиться очистка каналов;
  • Бывают сбои в питании, после которых система не запускается автоматически;
  • Оборудование помещения системами рекуперации — дело затратное, но только на первоначальном этапе. В дальнейшем расходы окупаются.

В целом, по отзывам потребителей выявляется больше положительных моментов, чем отрицательных.

На что стоит обратить внимание при выборе?

  • Во внимание принимается местный климат. Например, пластинчатые приборы со встречным потоком больше подойдут в полосе с умеренным климатом;
  • Для дома важно выбирать модель с наименьшими энергозатратами. Вентиляторы расходуют большую часть потребляемой энергии. При выборе необходимо обращать внимание на мощность прибора;
  • Необходимо смотреть на площадь фильтрационного материала. При большой площади более длительный срок эксплуатации и меньше энергозатраты. Загрязненный фильтр повышает потребление энергии;
  • Следует обращать внимание на фильтры. Самые простые G3 очищают только от крупных загрязнений. Более качественные фильтры M5 могут задерживать крупную пыль. Самый высокий класс F7: убирает все, включая мелкую пыль;
  • Производительность установки должна соответствовать потребностям и размеру помещения. На интенсивность влияет количество и частота замены воздушных потоков. Эффективность работы приблизительно приравнивается объему помещения;
  • При выборе имеет значение управление системой рекуперации. Автоматика предоставляет широкие возможности. Работает в соответствии с необходимостью: просто запрограммировать нужный режим. В любой момент уровень интенсивности можно изменить с помощью недельной программы.

Основные советы помогут выбрать лучший и наиболее подходящий рекуператор. Работоспособность также зависит от качества монтажа и надлежащей эксплуатации.

Лучшие производители

Россия, как и многие другие страны, является той страной, в которой производят рекуператоры. В настоящее время на рынке можно встретить широкий ассортимент товаров данного типа. Одними из лучших востребованных моделей можно назвать следующие.

  • VAKIO. Данная модель рекуператора характеризуется наличием 3 рабочих режимов, а именно, вытяжки, приточки и рекуперации. Владельцу такого агрегата не придется переплачивать за подогревание жилья в морозный период года. В автоматическом режиме на протяжении 40 секунд устройство вытягивает воздушные массы, после чего меняет свой рабочий режим. Смена режимов происходит благодаря наличию поворотной платформы. В продаже имеет несколько комплектаций рекуператора, с шумоглушителем и обычным клапаном. Агрегат имеет хорошую мощность и среднюю степень очистки воздушных масс. К преимуществам техники потребители относят приемлемую цену, отсутствие необходимости тратить деньги на замену фильтров. Кроме этого, данный рекуператор ликвидирует из воздуха мельчайшие пылевые частички, при этом работая практически бесшумно. Минусом приспособления считается то, что он не способен защитить от аллергенов и выхлопных газов.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

  • Marley. Рекуператор работает на основе реверсивных подач. Он делает смену направлений потока через каждую минуту. Так как в приборе имеются встроенные фильтры, помещение постоянно наполнено чистым воздухом. Высокая эффективность модели основана на парном функционировании нескольких режимов в приспособлении. Работает рекуператор довольно тихо, им легко и удобно управлять. Уличная грязь никогда не проникает внутрь помещения, помимо этого, прибор организует качественный энергосохраняющий обмен воздуха. К сожалению, данную модель не рекомендуется устанавливать в холодной климатической зоне.

Рекуперация: что это такое простыми словами?

  • Mitsubishi Electric осуществляет воздухообмен внутри камер. Около фильтров располагается сетка для защиты вытяжного вентилятора. Чтобы установить рекуператор, мастеру потребуется сделать в стене несколько отверстий под уклоном. Благодаря тонким стенкам прибора, воздух в помещении активно наполняется кислородом и имеет оптимальную влажность. В комнате он не портит интерьера своим присутствием.

Рекуперация: что это такое простыми словами?
Рекуперация: что это такое простыми словами?

Особенности монтажа и эксплуатации

В настоящее время реализуются рекуператоры с напольным и настенным монтажом. Существует также точечный стеновой вид, который можно установить в любом помещении, что находится по соседству с улицей и обрабатывает дымовые газы. Такие приспособления не нуждаются в дополнительных коммуникациях.

Потолочная установка оконного канального прибора позволяет мастеру спрятать все элементы технического оснащения, поэтому выглядит данное приспособление довольно аккуратно. Компактные рекуператоры характеризуются некоторой шумностью, так как функционируют недалеко от вентиляционной решетки. Напольный и настенный вид техники лучше устанавливать в техническом помещении. Этот прибор имеет хорошую производительность, но при этом крупные габариты.

Рекуперация: что это такое простыми словами?

Схема процесса установки и подключения рекуператора сводится к его механическому крепежу на капитальную поверхность, а также стыковку с общими вытяжными и приточными каналами.

По окончании данной процедуры требуется загерметизировать места соединений, а рекуператор покрыть специально предназначенным корпусом. Последний необходим для поглощения шума, а также тепловой защиты. Больше сложностей подразумевает проектирование вентиляционной системы, при условии, что в ней предусмотрена установка рекуператора.

Принудительная вентиляционная система с рекуперацией – это возможность сэкономить тепло и электрическую энергию. Особенно актуальной покупка специального воздухообменника считается для квартиры и частного дома. Такое вложение средств довольно быстро окупается, а также способствует сохранению здорового микроклимата в помещении.

Рекуперация: что это такое простыми словами?

Источники

  • https://stroy-podskazka.ru/rekuperator/chto-takoe-rekuperaciya-i-kakoj-byvaet/
  • https://www.air-ventilation.ru/chto-takoe-rekuperatsiya.htm
  • https://www.promventholod.ru/tekhnicheskaya-biblioteka/rekuperatsiya-v-sistemakh-ventilyatsii-analiz-sistem-rekuperatsii-i-ekonomicheskaya-tselesoobraznost.html
  • https://StrojDvor.ru/ventilyaciya/chto-takoe-rekuperaciya-i-princip-ee-raboty/
  • https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/rekuperaciya-tepla-v-sistemax-ventilyacii.html
  • https://ventilsystem.ru/klimaticheskaya-texnika/rekuperator/rekuperator-vozduxa.html
  • https://stroy-podskazka.ru/rekuperator/vozduha/

[свернуть]
Adblock
detector