Пластинчатые рекуператоры: конструкция, принцип работы, сравнение с другими рекуператорами

Пластинчатый рекуператор – устройство эффективной вентиляционной системы, созданное для обогрева воздуха в помещениях. Главной его особенностью является способность преобразовывать холодный воздух в теплый с минимальными потерями тепла. Благодаря рекуператору достигается максимально комфортный микроклимат в любом по размеру и типу помещении, независимо от времени года.

Содержание:

• Конструктивные особенности
• Принцип рекуперации
• Материалы для производства рекуператоров
• Основные особенности пластинчатых моделей
• Преимущества
• Недостатки
• Другие виды рекуператоров

Конструктивные особенности

Оборудование состоит из блока, в котором установлены многочисленные пластинчатые перегородки, а также вентилятор. Пластины представляют собой тонкие, гладкие, гофрированные листы из разнообразных материалов (алюминиевая фольга, оцинкованная сталь, пластик, бумага и пр.), по которым происходит движение воздушных масс. При этом теплый воздух, проходя сквозь пластины, отдает им свое тепло, которое используется в дальнейшем для обогрева холодных потоков с улицы. Такой эффект возврата энергии позволяет вентиляционной системе поддерживать заданную температуру с минимальными затратами.

В качестве дополнительных конструктивных элементов применяются:

• система, отводящая конденсат (так называемая, конденсационная ванна), которая предотвращает попадание влаги с пластинчатых перегородок в воздушные каналы. Если не предусмотреть монтаж этого элемента, можно столкнуться с образованием наледи на трубках воздуховодов. Если жидкости будет слишком много, работа приточно-вытяжной системы будет принудительно остановлена блокировкой водяного затвора водосборника;
• пропускной клапан – устанавливается для регулирования силы подачи воздушных масс в обоих направлениях.

Существует несколько моделей рекуператоров с различным направлением воздушных потоков:

• прямоточный – самый низкоэффективный, с параллельно проходящими массами воздуха;
• перекрестноточный – воздушные потоки двигаются перпендикулярно друг другу (КПД при этом снижается до 65%);
• противоточный – противоположно направленные массы воздуха не соприкасаются друг с другом, обеспечивая оптимально высокий уровень КПД.

Пластинчатые рекуператоры обеспечивают постоянный экономичный подогрев воздуха, устраняют неприятные ароматы, витающие в помещениях. А некоторые модели дополнительно снижают повышенную влажность в доме.

Принцип рекуперации

Устройства такой конструкции используют в работе эффект возврата энергии. Так, если взять пример с разницей в температуре на улице и дома (например, от -20°С до 25°С такая разница составляет 45°С), обычному кондиционеру необходимо затратить очень большое количество энергии. Но если в качестве промежуточного звена установить рекуператор, то уже перед подачей холодных масс в кондиционер произойдет теплообмен между домашним и уличным воздухом. Теплый, отработанный воздух частично прогревает холодные потоки, а в летний жаркий период наоборот, охлаждает. Это повышает стабильность микроклимата в помещении.

Перед установкой рекуператора необходимо обладать такими сведениями:

• какой расход энергоносителей был изначально;
• на какой период эксплуатации рассчитаны существующие системы климат-контроля и сколько они уже отработали;
• какова примерная стоимость покупки и установки всех нужных для модернизации блоков;
• сколько придется тратить на обслуживание вентиляционных систем каждый год.

Иногда затраты на покупку и монтаж рекуператоров не перекрывают расходы на уже применяемую в доме установку теплоснабжения.

Материалы для производства рекуператоров

Специалисты создают свои изделия из самого разного сырья. Невозможно однозначно сказать, какой материал является идеальным, потому что у каждого существуют свои достоинства и недостатки.

• Алюминий или оцинкованная сталь – применение этих металлов для создания теплообменников позволяет устанавливать на конечный продукт доступную цену. Но у таких систем есть свои отрицательные стороны: они имеют низкий КПД в зимний период, так как их нужно постоянно отогревать от обледенения.
• Пластик – при изначально завышенной стоимости таких агрегатов они имеют бесспорные преимущества: им не грозят проблемы замерзания жидкости на поверхности, что позволяет работать в обычном режиме в любую погоду, независимо от температуры воздуха на улице.
• Бумага – для производства этого типа рекуператора используется особый состав пергамента. Но такие устройства категорически не рекомендуется устанавливать в помещениях с высокой влажностью (в банях, саунах, бассейнах, ванных и туалетных комнатах). Бумага быстро приходит в негодность даже при установке двойных кассет – они также легко размокнут и перестанут функционировать, как и одинарные. Более того, все пергаментные поверхности срабатывают как губки в комнатах с высокими ароматическими концентрациями (кухни, производственные помещения, цеха и пр.).
• Латунь, чугун – тоже иногда применяются для создания рекуператоров, но их часто дополняют дополнительными теплообменниками для повышения КПД хотя бы до 85%.

Многими производителями было проведено усовершенствование некоторых современных моделей рекуператоров. Теперь в них применяется не только вышеперечисленные материалы, но и целлюлоза. Являясь гигроскопичным материалом, она снижает риск обмерзания трубок и снижения их проходимости в холодный сезон.

Основные особенности пластинчатых моделей

Это одна из разновидностей рекуператоров, состоящая из монолитной кассеты с металлическими листами. Чтобы повысить эффективность, производители усовершенствовали специальной штамповкой или уложенным особым способом уплотнителем, которые препятствуют смешиванию воздушных потоков. Пластины нагреваются теплым воздухом и остужаются холодным, не затрачивая дополнительной энергии. Пластинчатые рекуператоры считаются самыми подходящими для создания теплового барьера в частных домах.

Отличия пластинчатых рекуператоров от других типов:

• доступная стоимость – это один из самых дешевых вариантов для усовершенствования системы вентиляции;
• простота конструкции – незамысловатость устройства изделия делает его простым в монтаже и обслуживании;
• компактность – подходит для использования как в частных домах, так и в панельных многоэтажках;
• легкость очистки – кассеты легко прочистить в случае их загрязнения;
• отсутствие сложных рабочих узлов и механизмов.

Существующая возможность разобрать устройство позволяет обеспечивать поддержание гигиенической чистоты воздуха, поступающего в помещение. При этом уровень эффективности всегда остается на одной отметке.

При использовании таких изделий следует помнить о возможности их заморозки при сильных морозах. Конденсат, попадающий на металл, может промерзать, закрывая просвет трубок и останавливая циркуляцию воздушных масс.

Преимущества

• Установка этого вида рекуператоров позволяет экономить на нагреве приточных воздушных масс в зимний период и на охлаждении их летом при минимальных энергопотерях.
• Еще одним достоинством изделий специалисты называют долговечность конструкции. При правильном монтаже, обслуживании и эксплуатации срок службы может составить десятки лет.
• КПД рекуператора составляет от 50 до 80%.
• Качественный обогрев воздуха в холодный период с возможностью бороться с излишней влажностью.
• Простота монтажа.
• В основном модели имеют дистанционное управление, что облегчает их ежедневную эксплуатацию.
• Низкий уровень шума позволяет устанавливать их для работы в спальных и других помещениях, где требуется соблюдать тишину.
• При установке двух и более систем, возможно настроить их на режим синхронизации проветривания, когда один рекуператор обеспечивает приток воздуха, а второй – отток.

Дополнительным преимуществом является возможность удалять или добавлять пластины для улучшения характеристик рабочего узла.

Недостатки

Перечень недостатков у рекуператоров довольно большой, но все они не являются существенными:

• создание дополнительного аэродинамического давления в сети – оно обычно настолько мало, что не приводит к значительному увеличению мощности выбранного вентилятора;
• завышенная стоимость установки и обслуживания вентиляционной системы – во время монтажа может показаться, что затраты на покупку рекуператора излишни. Но уже после нескольких месяцев использования становится понятно, что опасения были напрасными и система вентиляции вполне себя окупает;
• увеличение габаритов вентиляционной системы – пластинчатые рекуператоры действительно занимают дополнительную площадь за счет присутствия рабочих узлов и трубопроводов около каждого из установленных теплообменников, но экономия бюджета на оплату электроэнергии покрывает этот недостаток;
• кассеты, изготовленные из целлюлозы, не поддаются ремонту и профилактике, а в случае их порчи, придется покупать и устанавливать новые.

Другие виды рекуператоров

Существуют иные разновидности теплообменников, работающих по схожему принципу:

• роторные,
• водяные,
• крышные,
• трубчатые,
• камерные,
• с промежуточным теплоносителем.

Роторные устройства занимают второе место по популярности среди рекуператоров благодаря сходному принципу работы. Разница состоит лишь в том, что вместо пластин используется барабан, который вращается для совершения теплообмена в камере (воздушные массы поочередно проходят сквозь рекуператор).

Принцип работы заключается в следующем: вытяжной канал служит для забора тепла из воздушных масс и передачи их далее в приточный воздухоток для охлаждения.

Преимущества роторных изделий:

• небольшие габаритные размеры – пригоден для установки на стенах любых строений, не требует дополнительного пространства для эксплуатации;
• скорость теплообменника (ротора) можно регулировать, чтобы оптимизировать подачу тепла в помещение;
• высокий КПД;
• частичное возвращение влаги в комнату позволяет создавать комфортный и безопасный микроклимат.

Недостатки:

• сложность конструкции – если принимать во внимание подвижность рабочих узлов, то стоимость обслуживания такого изделия выше, если сравнивать с пластинчатым рекуператором, где все механизмы неподвижные;
• особенности конструкции предполагают просачивание загрязненного воздуха в приточные трубки, что предполагает использование дополнительного очищающего фильтра;
• дополнительные затраты электроэнергии на вращение ротора (хоть и небольшое, но его необходимо учитывать).

Сегодня на рынке представлено множество видов рекуператоров, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Перед приобретением такого изделия необходимо детально изучить принцип его работы и необходимые условия для долгого и эффективного функционирования, а также посоветоваться со специалистами по вопросам обслуживания и эксплуатации.