Типы теплоутилизаторов

Объекты

Типы теплоутилизаторов

При проектировании вентиляции и кондиционирования для экономии тепла и холода целесообразно использовать тепловые вторичные энергетические ресурсы, такие как:

тепло воздуха, удаляемого системами общеобменной вентиляции кондиционирования воздуха и местных отсосов, когда рециркуляция воздуха недопустима;
тепло и холод технологических установок, пригодные для вентиляции и кондиционирования.

Для использования тепла удаляемого из помещений воздуха применяются теплоутилизаторы, которые подразделяются на три типа:

перекрестноточные (рекуперативные) теплообменники;
вращающиеся (регенеративные) теплообменники;
система с промежуточным теплоносителем, состоящая из двух теплообменников.

Тип теплоутилизатора определяет и тип соответствующей секции центрального кондиционера.

Перекрестноточный теплообменник

Теплообменник изготовлен из алюминиевых пластин, создающих систему каналов для протекания двух потоков воздуха. В теплообменнике происходит теплопередача между этими тщательно разделенными потоками с различной температурой. Вытяжной, удаляемый из помещения воздух, протекает в каждом втором канале между пластинами теплообменника, нагревая их.

Приточный, кондиционируемый воздух протекает через остальные каналы теплообменника и поглощает тепло нагретых пластин. Варианты различных компоновок секции перекрестноточного теплообменника представлены на рис. 1.

Благодаря турбулентному течению воздуха в каналах теплообменника, добиваются высокой эффективности утилизации тепла при сравнительно низком гидравлическом сопротивлении.

В связи с возможностью конденсации влаги из удаляемого воздуха, за теплообменником установлен сепаратор со сливным поддоном и отводом конденсата через сифон.

Для исключения обледенения зимой на теплообменнике установлен термостат, управляющий положением клапана обводной линии.

Рис. 1 - Секции перекрестноточного теплообменника: а - ванна и сепаратор на выходе из вытяжной секции; б - ванна и сепаратор на выходе из вытяжной секции. Ванна и сепаратор на выходе из приточной секции (применяется летом во время охлаждения приточного воздуха в перекрестноточном теплообменнике; в -ванна и сепаратор на выходе из вытяжной секции. Фильтры первой ступени класса Е113 на входе в приточную и вытяжную секции. Возможен монтаж регулирующего воздушного клапана и эластичных вставок; г - ванна и сепаратор на выходе из вытяжной секции. Ванна и сепаратор на выходе из приточной секции (необходимы летом при охлаждении приточного воздуха в перекрестноточном теплообменнике}. Фильтры первой ступени класса ЕU3 на входе в приточную и вытяжную секции. Возможен монтаж регулирующего воздушного клапана и эластичных вставок.

Вращающийся теплообменник

Вращающийся теплообменник — это устройство, в котором теплообмен происходит в результате аккумуляции тепла вращающейся регенеративной «насадкой».

Насадка представляет собой гофрированный стальной лист, свернутый так, чтобы были созданы каналы для горизонтального протекания воздуха. Изготовленная в форме колеса, она вращается двигателем с редуктором и ременной передачей.

Вытяжной удаляемый воздух, имеющий высокую температуру, проходит через насадку, нагревая ее. Вращаясь, насадка оказывается в потоке холодного приточного воздуха, где происходит передача тепла от насадки к приточному воздуху (рис. 2).

Регулирование эффективности теплоутилизации производится путем изменения числа оборотов двигателя.

В связи с возможностью конденсации влаги из потока выходящего воздуха за теплообменником устанавливается сепаратор со сливным поддоном и отводом конденсата через сифон.

Секция вращающегося теплообменника включает:

теплообменник;
привод, состоящий из электродвигателя, редуктора и ременной передачи (привод может быть с постоянным или переменным числом оборотов);
щит управления;
корпус.

Допускаемая скорость движения воздуха через теплообменник — 4,5 м/с; максимальная рабочая температура 50 °С.

Вращающиеся теплообменники имеют самую высокую эффективность теплоутилизации (до 80%), однако основным их недостатком является наличие взаимного перетекания воздушных потоков, что делает их непригодными там, где требуется полное разделение приточного и вытяжного воздуха.

Система с промежуточным теплоносителем

Система с промежуточным теплоносителем применяется в системах, где недопустимо смешение потоков воздуха, а также в случае большого расстояния между приточной и вытяжной установкой. Эффективность теплоутилизации в такой системе составляет 60%. Преимуществом этой системы является и то, что в качестве промежуточного теплоносителя используется незамерзающая жидкость, что очень важно в условиях холодного климата.

Система состоит из двух теплообменников с алюминиевыми трубками и алюминиевым оребрением.

Теплообменник, расположенный в потоке удаляемого воздуха, оснащен каплеуловителем. В поддоне каплеуловителя установлен переливной патрубок, выходящий наружу кожуха секции.

Теплообменники могут быть закреплены в одном кожухе или каждый теплообменник устанавливается в отдельной секции, представленной на рис. 3.

Теплообменники соединяются системой трубопроводов, заполненных теплоносителем, который чаще всего представляет собой 40%-ный раствор этиленгликоля в дистиллированной воде. Теплоноситель, нагревшись в теплообменнике-теплоприемнике, обдуваемом теплым вытяжным воздухом, переносит это тепло в теплообменник-теплопередатчик, расположенный в потоке приточного воздуха. Работа осуществляется в замкнутом контуре. Теплообменник-теплопередатчик, расположенный на приточной стороне, чаще всего играет роль подогревателя первой ступени. Эту схему можно использовать в системах кондиционирования помещений с высокими требованиями к чистоте воздуха, а также в случае большого расстояния между приточной и вытяжной установкой. Эффективность рекуперации тепла доходит до 60%.

Использованы материалы книги «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика.»

Компания «МПК Инжиниринг» основана в 2009 году.