Рекуператор принцип работы: Что такое рекуператор воздуха? Принцип работы и разновидности

Содержание

Принцип работы вентиляции с рекуператором воздуха

Свежий воздух не только в промышленных, но и в жилых помещениях – это залог здоровья людей и безопасного микроклимата. Но, у классической вентиляции есть существенный недостаток – в зимний период вместе с воздухом уходит драгоценное тепло. В летние месяцы, если в помещении установлен кондиционер, он будет чаще включаться в работу. Чтобы не выбрасывать деньги вместе с потоком ветра, существует технология рекуперации воздуха.

Что такое рекуператор?

Простыми словами, это специальный теплообменник для воздуха. Он способен частично возвращать уходящее тепло в зимнее время, и охлаждать поступающий с улицы воздух в летний период. Рекуперация – простой и эффективный способ снизить затраты на подержание нормального микроклимата в помещениях.

Что такое рекуператор?

Это специальная труба с двумя стенками, в которой поступающий поток и вытяжной не смешиваются друг с другом. Но, так как они тесно взаимосвязаны тонкими стенками теплообменника, температура двух потоков выравнивается относительно друг друга. Кроме этого, теплообменник способен уменьшать влажность воздуха путем конденсации излишек влаги на холодных стенках рекуператора.

Технология, по сути, разновидность энергосберегающих систем, призванных уменьшить потери тепла. При этом сохраняется нормальная циркуляция воздуха в доме или любом другом помещении. Исследования показали, что грамотно продуманная система сохраняет до 70% уходящего тепла. Благодаря разнообразию конструкций, подобрать оптимальное устройство можно для любого помещения или целого здания.

Классифицировать рекуператоры можно по следующим различиям:

Роторный тип устройства с механическим приводом.

Прямоточные и противоточные теплоносители системы.

Пластинчатые, ребристые или трубчатые конструкции.

Для подогрева воздуха или жидкого теплоносителя.

Первая конструкция имеет самый высокий показатель КПД. Но, система имеет один значительный недостаток, большие размеры устройства требуют большие габариты приточно-вытяжной системы чтобы обеспечить эффективную работу пластинчатого ротора.

Пластинчатый рекуператор воздуха - одна из самых компактных и недорогих конструкций, не требующих значительных изменений в уже существующей системе вентиляции. Работает по принципу несмешиваемых потоков воздуха. Но, благодаря этому обладает одним существенным недостатком – в зимний период вытяжная труба очень часто обмерзает. Повышенная влажность мгновенно конденсируется на стенках трубы, и превращается в растущую корку льда. Тем не менее, рекуператор пользуется популярностью, и широко применяется практически во всех широтах.

Подробное устройство и принцип работы

Отсутствие трущихся и движущихся деталей делает устройство очень надёжным в повседневной эксплуатации. КПД достигает средних показателей 60% за счёт простого устройства теплообменника. Несмотря на некоторые недостатки, связанные с частым обмерзанием в зимний период, конструкция теплообменника достаточно простая. Чаще всего применяется в квартирах, жилых домах и отапливаемых гаражах.

Частично нивелировать обмерзание удаётся установкой вентилятора принудительного обдува. Который необходимо периодически включать в работу. Клапан байпас тоже может решить проблему обмерзания, но он немного усложнит конструкцию рекуператора.

Технология достаточно простая, и вполне реализуема своими силами. Для этого не потребуется покупать сложные материалы, и иметь сложный электрический и ручной инструмент.

Самодельный рекуператор

Любой современный дом просто обязан иметь качественную вентиляцию. Отделочные материалы и пластиковые окна делают его практически герметичным. Если не обеспечить нормальное движение воздушных масс, люди, проживающие в таком доме, будут страдать от повышенной влажности воздуха и частыми респираторными болезнями. Кроме этого, вопрос энергосбережения с каждым годом всё острее становится перед владельцами частной недвижимости. Поэтому вполне оправданно желание самостоятельно изготовить недорогой, но эффективный теплообменник.

Перед тем как приступить к изготовлению, необходимо купить 4 квадратных метра жести, можно оцинкованной, и разрезать её на пластины размером 30 х 20 см. Пластины должны быть максимально точными. Это необходимо для создания эффективного рекуператора с показателем КПД не ниже 50%.

Важно: лучше воспользоваться не ножницами по металлу, а болгаркой. Резка отрезным кругом ускорит процесс и даст большую точность, если сложить листы в несколько слоёв.

Пластины не должны создавать повышенного сопротивления воздуху, то есть, зазор между отдельно взятыми кусками жести минимум 4 мм. В идеальных условиях поток воздуха должен быть максимально близким к значению 1 м/с. При такой скорости как раз можно выйти на показатель эффективности в 50-60%. Уложенные пластины дополнительно герметизируют любым веществом с нейтральными характеристиками.

Основной корпус рекуператора делают из жести или более толстого металла. Дополнительно его упаковывают в деревянный короб из фанеры или ДВП. Между деревянной и стальной частью обязательно должна быть прослойка из утеплителя. На эту роль лучше использовать минеральную вату. Общая эффективная площадь пластин будет 3,3 м кубических, этого вполне достаточно для обмена воздуха 150 м3/ч.

Важно: в зимний период, когда температура будет опускаться ниже -10, выходной фланец будет частично обмерзать. Датчик изменения давления позволит своевременно направлять приточный воздух через байпас, давая возможность тёплому потоку избавить фланец от накопившегося льда.

Принцип работы рекуператора. Работа попарно, функция проветривания, не используя догрев воздуха.

Рекуперация тепла

Как это работает.

Общий принцип

Через 68 секунд контроллер меняет направление движения воздуха на противоположное.

Ventoxx не заменяет отопление, но помогает сохранять тепло в доме. При выводе теплого воздуха из помещения, он проводится через высокоэффективный керамический теплообменник. При этом теплообменник нагревается, то есть находящееся в комнатном воздухе тепло передается керамическому аккумулятору, где оно на время сохраняется.

 

При смене направления вентилирования свежий, насыщенный кислородом воздух с улицы на своем пути в теплый дом забирает из теплообменника накопленное там тепло и поступает в помещение уже в нагретом состоянии.

Таким образом, свежий теплый воздух поступает в Вашу квартиру и создает в ней приятный микроклимат.

Фазы работы рекуператоров

Фаза 1.
Теплый использованный воздух выводится при помощи вентилятора, работающего при малых затратах электроэнергии, через теплообменник на улицу. При этом высокий процент тепла, содержащийся в отработанном воздухе, сохраняется в теплообменнике (эффект теплообмена).

Фаза 2.
Через 68 секунд теплообменник нагрет до комнатной температуры. В это время вентилятор автоматически переключается на другое направление работы и нагнетает свежий воздух в противоположное направление, т.е. в помещение.

Фаза 3.
Вентилятор нагнетает с улицы свежий, но холодный воздух в здание. Проходя через нагретый теплообменник, свежий воздух забирает максимум находящегося в нем тепла. Благодаря большой площади поверхности аккумулятора тепла, воздух нагревается почти до комнатной температуры, при этом теплообменник медленно и бережно охлаждается.

Фаза 3.
Через 68 секунд теплообменник охлаждается, ведь тепло уже находится в Вашем помещении. Вентилятор снова меняет направление работы и цикл начинается заново с фазы 1.

При минимальном расходе электроэнергии, благодаря шедевру немецкой инженерии и импортируемому из Германии керамическому теплообменнику, нам удалось достичь очень высокого показателя возврата тепла.

Ventoxx: попарная работа

Ventoxx: "двойной удар"

Наша вентиляционная система Ventoxx работает попарно согласно эффекту маятника. Поэтому мы рекомендуем, по возможности, всегда устанавливать вентиляционные приборы Ventoxx в паре. Попарная работа с эффектом маятника означает, что всегда одновременно работают два прибора, но в противоположных направлениях: на одной фазе один прибор выводит воздух наружу, а другой параллельно заводит свежий воздух в помещение. На следующей фазе приборы одновременно меняют свое направление.

Отработанный воздух
Отработанный теплый воздух проходит через теплообменник.
Нагревает и увлажняет его.
Затем вентилятор меняет направление вращения и соответственно – направление воздушного потока.

Приточный воздух
Cвежий холодный чистый воздух нагревается и увлажняется при прохождении через теплообменник.
Холодный свежий воздух нагрет почти до комнатной температуры.
Через 68 секунд аккумулятор тепла охлажден. Высококачественный блок управления снова автоматически переключает направление вращения вентилятора.

Ventoxx: комнаты прохождения воздушных потоков

Ventoxx: "свежий воздух везде".
Помещения, находящиеся внутри здания и не имеющие окон, также могут оптимально вентилироваться как проходные комнаты при помощи попарной работы Ventoxx. При этом используются перепускные отверстия в дверях комнат или достаточно зазора под дверью не менее 5 мм. Наконец, у Вас есть возможность снабдить свежим воздухом коридоры и прочие подобные помещения!

Что из себя представляет гликолевый рекуператор воздуха

Гликолевый рекуператор - энергосберегающее устройство, позволяющее использовать тепловую энергию, содержащуюся в потоке вытяжного воздуха для подогрева потока приточного воздуха. Теплопередача организуется за счет организации циркуляции в рекуператоре, теплоносителя – незамерзающих водо-гликолевых растворов.

 

Принцип работы гликолиевого рекуператора

В холодный период года утилизатор забирает тепло вытяжного потока воздуха и передает его нагревателю. Тепло используется для подогрева приточного потока воздуха, поступающего с улицы.
В теплый период года, гликолевый рекуператор способен работать в обратном направлении, передавая излишнее тепло потока приточного воздуха, вытяжному.

Таким образом, использование гликолиевого рекуператора позволяет сократить энергопотребление на подготовку приточного воздуха в течении всего года. Благодаря организации замкнутого гидравлического контура исключается передача загрязнений и запахов от вытяжного потока воздуха, приточному.

Сфера применения

  • В двухконтурных системах вентиляции
  • На предприятиях, где изоляция воздушных потоков является приоритетом
  • В вентиляционных системах, по которым могут транспортироваться взрывоопасные газы
  • На больших площадях торговых центров и различных производственных помещений, где на разных участках должна поддерживаться разная температура воздуха.
  • В регионах с низкими температурами воздуха, так как раствор гликоля не замерзает.

Возможности гликолевого рекуператора:

  • Можно увязать несколько вытяжных систем с одной приточной и наоборот.
  • Расстояние между притоком и вытяжкой может достигать 800 м.
  • Систему рекуперации можно регулировать автоматически за счёт изменения скорости циркуляции теплоносителя.
  • Гликолевый раствор не замерзает, т. е. при минусовых температурах разморозка системы не нужна.
  • Так как используется промежуточный теплоноситель, исключено попадание в приток воздуха из вытяжки.

Универсальность гликолевых рекуператоров даёт возможность устанавливать их в существующие системы, имеющие производительность 500 - 150 000 м3/час. С их помощью можно вернуть до 40% тепла. Она зависит от региона, в котором установлено оборудование, и интенсивности его использования, при этом необходим индивидуальный технический просчет этих систем.

Конструкция

Рекуператор, представляет собой два водо-воздушных теплообменника установленных по линии вытяжной и приточной вентиляции. Теплообменники соединены между собой замкнутым гидравлическим контуром, с непрерывно циркулирующим в нем теплоносителем. Первый теплообменник принято называть «утилизатор», второй «нагреватель». Утилизатор оборудуется поддоном для сбора и отвода конденсата и каплеуловителем.

Циркуляцию теплоносителя в гидравлическом контуре обеспечивает насосно-смесительный узел. Узел работает в двух режимах: режим рекуператора и режим оттаивания.

В состав узла входят:

  • Шаровые краны (1) служат для отключения узла регулирования от теплообменников  (для проведения ремонтных работ).
  • Сетчатый фильтр (2) защищает регулирующий клапан, циркуляционный насос и теплообменники от попадания в них твердых частиц, способных повлиять на работоспособность.
  • Регулирующий клапан с приводом (3) переключает направление циркуляции теплоносителя.
  • Циркуляционный насос (4) обеспечивает номинальный расход теплоносителя.
  • Расширительный бак (9) с группой безопасности компенсируют температурное расширение теплоносителя.

Факторы, учитываемые при подборе рекуператора:

  • Величина площади обслуживания системы вентиляции.
  • Необходимый расход теплоносителя (учитывается плотность раствора гликоля).
  • Расчет КПД и затрат энергии.
  • Обязательно наличие регулярного технического обслуживания.

Несмотря на низкую эффективность (40-50%) гликолевый рекуператор пользуется спросом благодаря возможности его установки в действующих раздельных системах вентиляции, простой регулировки теплоотдачи, его применения в агрессивных средах и пр.

Принцип работы рекуператора — что это такое, и для чего нужен рекуператор — Marley-spb.ru

Зачем нужен рекуператор?

В вашей квартире или доме скорее всего устроены 2 вент-канала (вент-шахты) отводящие воздух (вытягивающие) из Кухни и С/узла. Откуда возьмется новый воздух? По проекту -из окон, дверей и щелей. А если у вас хорошие герметичные окна и двери ? Вот и получается, что при закрытых окнах или засоренных шахтах эта система должным образом не работает, а при открытых – сквозняк, пыль, холод и шум проникают внутрь.

Именно здесь и помогает рекуператор воздуха Marley.

Он позволяет проветрить индивидуально каждое помещение без открытия окон и без вашего постоянного участия. Он сам выводит (вытягивает) старый воздух на улицу забирая и сохраняя в себе его тепло, а потом сам поставляет внутрь свежий, очищенный от пыли и подогретый воздух. На это действие Рекуператор Marley расходует всего 3,5-7 Вт/ч (= 1 энергосберегающая лампочка), а проветривает помещение до 25 м2. При парном использовании площадь может быть увеличена до 60 м2.

Для домов с индивидуальным отоплением – очень важно свойство рекуператора сохранять энергию воздуха. Вам не придется его вновь нагревать (как скажем в чисто приточных системах и бризерах) Значит каждую минуту вы будете экономить ваши средства.

Зачем нужна вентиляция?

Наверное, нет такого городского человека, до которого не доходила бы информация о качестве воздуха, которым ему приходится дышать. И тем не менее, планируя ремонт или строительство, не всем приходит в голову мысль о необходимости оснащения жилища, офиса или другого обитаемого помещения качественной системой вентиляции.

А ведь все, что в последующем будет окружать, может также являться дополнительным источником отравления и без того не свежего воздуха. Это и строительно-отделочные материалы, содержащие асбест, и мебель, сделанная из ДСП, и бытовая или офисная техника, и многие другие источники, которые в том или ином количестве присутствуют в любом доме.

Кроме того сам человек в результате своей жизнедеятельности выделяет в час около 16 литров углекислоты. А ведь приходится еще пользоваться бытовой химией, электрической или газовой плитой. О курении уже можно и не говорить. Пластиковые же стеклопакеты и плотные двери надежно и надолго сохраняют все перечисленное.

Откуда же взять тогда 20 л кислорода, необходимые человеку за тот же час? Правильно, можно открыть окно и... в удовольствие подышать уличной копотью, вдохнуть полную грудь пыли и запустить пожить комаров и мух. Зимой и вовсе можно устроить домашним или сослуживцам приятный сквознячок на уровне -25°C.

Второй вариант - установить систему вентиляции и забыть про проблемы с воздухом. Хорошо спроектированная и смонтированная вентиляция MARLEY позволит не только удалить постоянно накапливающиеся пыль, запахи и углекислый газ, но и обеспечить приток очищенного воздуха без лишних затрат. В дополнение к вентиляции MARLEY можно установить кондиционер, и тогда Вы будете иметь совершенную и комфортную климатическую систему.

Что такое Рекуператор?

Рекуператор свежего воздуха - это устройство, позволяющее проветривать помещение практически без потери энергии.

В чем же заключается принцип работы рекуператора от MARLEY?

Основной секрет в инновационном керамическом теплообменнике, через который воздух поступает 70 секунд из помещения, нагревая его, затем 70 секунд — в помещение, снимая с него тепло.

При этом, затраты на электроэнергию ничтожно малы. Прибор потребляет всего 3,5 - 7 Вт (не больше выключенного телевизора).

За счет своей конструкции он не займет много места в Вашем помещении (все агрегаты расположены в толщине стены) и будет смотреться, как хороший вентилятор.

Прибор не создает сквозняков, точнее позволяет их избежать, его можно устанавливать даже за шторами, т.к. он забирает и подает воздух в стороны по стене.

Словом, рекуператор — это прекрасное решение для вентиляции.

За счет чего происходит нагревание холодного поступающего воздуха в рекуператоре Marley MEnV-180?

В рекуператоре расположен керамический элемент с тонкими гранями, которые сохраняют тепло отводимого воздуха. После смены направления движения воздуха керамический элемент отдает тепло поступающему холодному воздуху. Тем самым электроэнергии на нагрев не расходуется.

Как и когда обслуживать рекуператор Marley?

Все очень просто, раз в полгода о необходимости проверить состояние фильтра Вам даст знать лампочка на устройстве. Обслуживание происходит изнутри помещения, открутив 2 болта Вы извлечете керамический элемент и фильтр. Керамический элемент промывается под струей воды, а фильтр пылесосится, либо заменяется новым. С наружной стороны защитный фильтр легко извлекается из колпака и так же пылесосится. Вся процедура занимает 15 минут.

обзор устройства и области применения

Автор Евгений Апрелев На чтение 6 мин. Просмотров 5.1k.

Одним из основных аспектов создания энергоэффективной системы обогрева и вентиляции зданий и сооружений, является решение проблемы подогрева поступающего воздуха и сведение к минимуму потерь тепла при удалении воздуха отработанного. Для обеспечения процесса передачи тепла от удаляемого воздуха приточному предназначены специальные агрегаты, называемый рекуператорами. Рассмотрим основные виды, принципы действия и условия применения такого рода устройств.

Рекуператоры подразделяются на два больших класса, в зависимости от конструктивного строения и принципа действия – пластинчатые и роторные. Каждый из них обладает как своими преимуществами, так и недостатками. В зависимости от характеристик помещения и условий использования, может применяться роторный или пластинчатый рекуператор. Остановимся более подробно на устройстве и принципе действия последнего.

Энергоэффективная система, берегущая тепло

Пластинчатый рекуператор представляет собой кассету, называемую блоком или теплообменником, оснащенную множеством тонких листов, которые могут быть выполнены из различных материалов: оцинкованной стали, алюминиевой фольги, пластика или специальной бумаги. Листы могут быть как гладкими, так и гофрированными.

Помимо материала, из которого выполнены элементы теплообменника, рекуператоры отличаются и по направлению воздушных потоков. В наиболее распространенном перекрестноточном типе рекуператоров потоки приточного и исходящего воздуха идут перпендикулярно друг другу, а в противоточном – в противоположных направлениях. Это связано с тем, что для эффективного обмена теплом потоки, в идеале, не должны соприкасаться друг с другом и перемешиваться.

Используя такой принцип работы, пластинчатый рекуператор обеспечивает бесперебойный подогрев входящего воздуха в холодное время года и сводит к практическому минимуму тот распространенный эффект вентиляционно-обогревательных систем, который принято называть «обогревом улицы». Что и является главной особенностью так называемых энергоэффективных систем.

Рекуператоры, в отличие от обычных систем вентилирования воздуха, способны не только достаточно успешно выполнять функции теплообмена, но и бороться с неприятными запахами, а отдельные виды позволяют справляться с повышенной влажностью помещения. Если вы не готовы приобретать пластинчатый рекуператор, вы можете попробовать изготовить его самостоятельно по данной инструкции.

Основные компоненты рекуперационной системы

В состав рекуперационной системы входит, помимо основного блока с пластинами и вентилятор. Кроме того, рекуператоры оснащаются:

  • Системой отвода конденсата, неизбежно образующегося на пластинах, дабы избежать попадания воды в воздушный канал или образования в нем наледи. Такой конденсатосборник обязательно оборудуется водяным затвором, блокирующим работу вентилятора в случае появления избыточного количества влаги.
  • В качестве устройства, регулирующего интенсивность воздушных потоков, используется специальный перепускной клапан. Важной конструктивной особенностью такого клапана и пластинчатого рекуператора является полное отсутствие подвижных деталей.

Как уже говорилось выше, теплообменники пластинчатого рекуператора могут быть выполнены из различных материалов. Каждый из них обладает своими свойствами, достоинствами и недостатками.

Попробуем сравнить их между собой:

  1. Алюминиевые пластины или теплообменники из оцинкованной стали. Такие системы пользуются достаточно высокой популярностью из-за своей относительно невысокой стоимости. Однако, такой пластинчатый рекуператор обладает сравнительно невысоким КПД, поскольку регулярно нуждается в использовании режима оттаивания.
  2. Пластиковые теплообменники обладают более высоким коэффициентом полезного действия и эффективность, но и стоят значительно дороже.
  3. Пластины из специальной бумаги также отличаются высокой эффективностью, но такие теплообменники нельзя применять в помещениях с высоким уровнем влажности (бассейны, автомойки, некоторые промышленные помещения), поскольку конденсат довольно легко преодолевает стенки кассеты.
  4. Используются также и рекуператоры с двойной бумажной кассетой. Их КПД существенно выше, за счет дополнительного прогрева воздуха, но, все же, они также боятся большого уровня влажности воздуха.

Преимущества и недостатки

Как уже упоминалось выше, пластинчатый рекуператор воздуха обладает рядом несомненных преимуществ перед обычными вентиляционными системами.

Основными из них являются следующие:

  • Высокая энергоэффективность, выражающаяся в минимальном уровне потери тепла.
  • Возможность обогрева входящего воздуха в холодное или сырое время года.
  • Минимальное энергопотребление при высоком коэффициенте полезного действия (от 40 до 80%).
  • Отсутствие подвижных деталей существенно облегчает обслуживание системы и продлевает ее рабочий ресурс и долговечность. Остается лишь следить за тем, чтобы система не засорилась.
  • Компактность всей системы, позволяющая монтировать ее практически в любых условиях.
  • Легкость модернизации. В зависимости от задач, мощность и эффективность такого агрегата можно легко увеличить или уменьшить добавив или изъяв пластины.

Правда, любой пластинчатый рекуператор имеет и один достаточно большой недостаток: необходимость дефростации (очистки от образовавшейся на кассете наледи) в холодное время года. Использование недостаточно качественного теплоносителя приводит к быстрому и обильному засорению системы. И если в обычных случаях чистка не представляет собой какой-либо проблемы, то при сильном засоре порой приходится потратить немало денежных средств и времени.

Сферы применения. Пластинчатый или роторный?

Несмотря на то что помимо пластинчатых или роторных рекуператоров, используются и другие конструктивные типы, два вышеназванные являются наиболее распространенными и популярными. Чтобы определиться с выбором типа устройства, необходимо учитывать не только стоимость системы, но и ее технические характеристики, а также условия, в которых она будет применяться.

Пластинчатые рекуператоры, имеющие невысокую цену, обладающие простотой в монтаже и обслуживании, имеют, по сравнению с роторными аналогами, ощутимо меньшую мощность и более низкий КПД. Что делает их малоэффективными для создания систем теплообмена на больших площадях. Кроме того, им противопоказаны помещения с высокой влажностью.

Поэтому пластинчатые рекуператоры используются для оборудования тепловентиляционных систем в загородных домах и на объектах индивидуального жилищного строительства, в офисных или административных помещениях, на небольших промышленных и складских площадях.

В случаях, когда система теплообмена должна охватывать достаточно обширные пространства – большие цеха, крупные жилые или административные здания и сооружения, другие просторные помещения, а также помещения, характеризующиеся повышенной влажностью или избыточно сухим воздухом, целесообразнее использовать рекуператоры роторного типа. Они более мощные, у них заметно выше уровень КПД, неприхотливы к условиям эксплуатации. Такой рекуператор, помимо выполнения функций вентиляции и теплообмена может использоваться и как осушитель. Но, взамен, они имеют гораздо более сложную конструкцию, высокую стоимость и нуждаются в регулярном техническом осмотре и обслуживании.

Области применения рекуператоров различных видов и типов отнюдь не ограничиваются созданием энергоэффективных вентиляционных систем в жилых и производственных зданиях и сооружениях. Агрегаты и системы подобного рода нашли достаточно широкое применение в промышленности и используются в различных производственных и технологических процессах, применяемых в самых разнообразных отраслях.

Рекуператор что это такое? Назначение, преимущества, устройство рекуператора воздуха

Тепло возвращается

Когда, как не зимой, мы вспоминаем теплые летние деньки и ждем возвращения тепла. Но, как говорил известный советский биолог Иван Владимирович Мичурин «мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее — наша задача». Этот лозунг, адресованный плодоводам, давно принят на вооружение производителями энергосберегающего оборудования, которые берут у природы максимум возможного, сводя к нулю наносимый ей урон. Сегодня в центре нашего внимания рекуператор — устройство, позволяющее возвращать тепло.

Recuperatio & ventilatio

В теплотехнике строительства темы рекуперации и вентиляции неразрывно связаны, потому что возврат тепла (recuperatio — «возвращение») происходит из нагретого в помещении и «выбрасываемого» в процессе вентиляции наружу воздуха.

В застройках советских времен вопрос организации вентиляции в жилых домах не стоял так остро, как сегодня. Несовершенство оконных конструкций, с одной стороны, вынуждало население заклеивать окна зимой, но с другой обеспечивало естественную циркуляцию воздуха. С заменой окон на пластиковые или более совершенные деревянные тема вентиляции становится все более актуальной.

При использовании естественной вентиляции для достижения необходимой интенсивности циркуляции воздушных масс окна должны быть открыты круглосуточно, что недостижимо в холодное время года. Именно поэтому более правильным и рациональным подходом считается устройство принудительной вентиляции. Иногда, например, в производственных помещениях, без нее просто невозможно обойтись.

Современное жилищное строительство все больше разворачивается в сторону энергоэффективности, но зачастую в погоне за экономией владельцы коттеджей, загородных домов или квартир вкладывают массу средств в утепление и герметизацию жилья, забывая об обратной стороне — необходимости притока свежего воздуха в помещение. Обеспечить и грамотный воздухообмен, и энергоэффективность позволяет принудительно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.

Рекуператор — это…

По сути рекуператор воздуха представляет собой теплообменник, в котором выходящий из помещения нагретый воздух отдает большую часть своего тепла холодному воздуху, входящему с улицы. То есть выходящий воздух нагревает входящий.

«Рынок рекуператоров в нашей стране довольно молод и долгое время был ориентирован исключительно на производство крупных установок мощностью 3 000–20 000 куб. м для промышленного сектора, а также для крупных деловых комплексов и бассейнов, где механическая вентиляция всегда была необходима по нормам. Но чаще эти установки работали лишь на автоматическую подачу и удаление воздуха, а догревался он централизованными системами отопления. Что касается жилищного и коммерческого строительства (в т.ч. и малоэтажного), то еще пять лет назад «Яндекс. Поиск» не выдавал практически ни одного реального предложения по рекуператорам этого типа (кроме шведских роторных), и путь к поставщику был долог и тернист. Теперь ситуация постепенно меняется, и купить рекуператор больше не проблема» (Светлана Дувинг, http://green-city. su).

РЕКУПЕРАТОР ПОДОГРЕВАЕТ ПОСТУПАЮЩИЙ В ПОМЕЩЕНИЕ ХОЛОДНЫЙ ВОЗДУХ ЗА СЧЕТ ТЕПЛА, ПОЛУЧАЕМОГО ОТ ВЫТЯЖНОГО ВОЗДУХА. А ЛЕТОМ НАОБОРОТ – ОХЛАЖДАЕТ ПРИТОЧНЫЙ ВОЗДУХ. И ВСЕ ЭТО ПРАКТИЧЕСКИ БЕЗ ЗАТРАТ!

Важнейшая характеристика рекуператора определяется эффективностью рекуперации, или КПД. Зная КПД рекуператора, можно определить, насколько подогреется уличный воздух. Это зависит не только от КПД, но и от температур — наружной и внутренней.

t (после рекуператора) = (t (внутри помещения) — t (на улице)) x K (КПД рекуператора) + t (на улице)

Например, при КПД, равном 77%, температуре внутри помещения 20°C, на улице — 0°C температура рекупирируемого воздуха составит 15,4°C.

Приятный сюрприз — рекуператор способен не только нагревать приточный воздух, но и охлаждать его. Летом, когда в помещении работает кондиционер, при помощи рекуператора можно добиться того, чтобы с улицы поступал уже охлажденный воздух.

t (после рекуператора) = t (на улице) + (t (внутри помещения) — t (на улице)) x K (КПД рекуператора)

То есть при уличной температуре в 35°C и температуре в помещении 21°C рекуператор остудит поступающий воздух до 24°C.

Казалось бы, есть отопительный котел для обогрева, кондиционер для охлаждения, зачем еще один прибор, который все равно не сможет полностью обеспечить необходимый климат в помещении? Ответ прост: рекуператору для подогрева и охлаждения воздуха не нужен энергоноситель. Поэтому использование рекуператора — это в первую очередь реальная экономия средств.

Коэффициент полезного действия рекуператоров может колебаться в широком диапазоне: от 30 до 96%. Естественно, чем он выше, тем выше энергосберегающие свойства прибора. КПД рекуператора во многом определяется его конструкцией.

СУЩЕСТВУЕТ ПЯТЬ ОСНОВНЫХ ТИПОВ КОНСТРУКЦИЙ РЕКУПЕРАТОРОВ ВОЗДУХА. ИЗ НИХ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫМИ ЯВЛЯЮТСЯ ПРИБОРЫ ПЛАСТИНЧАТОГО ТИПА.

Видовое разнообразие

Несмотря на казалось бы небольшую распространенность рекуператоров, по принципу устройства выделяют несколько видов приборов:

1. Пластинчатые рекуператоры
2. Роторные рекуператоры
3. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем
4. Камерные рекуператоры
5. Тепловые трубы

Пластинчатый рекуператор — самый простой тип устройства. Теплообменник прибора представляет собой кассету, оснащенную множеством тонких листов, которые могут быть выполнены из различных материалов: оцинкованной стали, алюминиевой фольги, пластика или специальной бумаги. Листы могут быть как гладкими, так и гофрированными.

В состав рекуперационной системы пластинчатого типа входят:

• основной блок с пластинами;
• вентилятор;
• система отвода конденсата, неизбежно образующегося на пластинах;
• специальный перепускной клапан, регулирующий интенсивность воздушных потоков.

Важной положительной конструктивной особенностью пластинчатого рекуператора является полное отсутствие подвижных деталей. КПД пластинчатых рекуператоров достаточно высок и зависит от вида используемых пластин:

• Алюминиевые пластины или теплообменники из оцинкованной стали пользуются достаточно высокой популярностью из-за относительно невысокой стоимости. Однако они регулярно нуждаются в использовании режима оттаивания.
• Пластиковые теплообменники обладают более высоким коэффициентом полезного действия, но и стоят значительно дороже.
• Пластины из специальной бумаги также отличаются высокой эффективностью, но такие теплообменники нельзя применять в помещениях с высоким уровнем влажности (бассейны, автомойки, некоторые промышленные помещения), поскольку конденсат довольно легко преодолевает стенки кассеты. Используются также и рекуператоры с двойной бумажной кассетой. Их КПД существенно выше, за счет дополнительного прогрева воздуха, но они также боятся большого уровня влажности воздуха.

Объективности ради нужно сказать, что в двадцатиградусные морозы пластинчатый рекуператор обмерзнет и заметно снизит свою эффективность. Для того, чтобы КПД рекуператора оставался на высоком уровне, поступающий наружный воздух должен быть не ниже –5… – 7°С. А так как на большей части территории России температура значительные периоды времени ниже этих отметок, то для сохранения КПД рекуператора требуется использование дополнительного оборудования, которое позволяет догревать воздух до нужных температур.

Следующий по популярности тип рекуператора — роторный. Основная часть данного прибора — роторный теплообменник, вращающийся с определенной скоростью. Вращаясь, теплообменник нагревается в зоне вытяжного канала, а затем охлаждается в зоне приточного канала. В итоге тепло из вытяжного воздуха передается в приточный. Также возвращается часть влаги в результате конденсации из вытяжного воздуха и испарения в потоке приточного воздуха с улицы. Роторные рекуператоры обладают более высоким КПД, чем пластинчатые. Кроме того, их можно применять при более низких температурах, вплоть до —20… —25°С, без установки дополнительных устройств.

Вместе с тем роторные рекуператоры имеют ряд недостатков. Первый — это передача вытяжного воздуха в приток. В микроканалах роторного рекуператора поочередно проходят то вытяжной, то приточный потоки воздуха — часть вытяжного воздуха попадает в приток. Для минимизации этого явления на роторные рекуператоры устанавливаются продувочные сектора, где микроканалы рекуператора продуваются приточным воздухом, который сразу отправляется обратно в вытяжку, но при таком действии снижается общий КПД.

Сложная конструкция роторного теплообменника включает в себя сам ротор, ремень, привод ротора. Чем больше составляющих, тем чаще техобслуживание и вероятность выхода из строя. Это второй недостаток роторных систем. Ну и наконец, привод роторного рекуператора потребляет электроэнергию, то есть снижает экономию ресурсов, ради которой, собственно, и используется рекуператор.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем устроены совершенно иначе. Вода или водно-гликолевый раствор циркулируют между двумя теплообменниками, один из которых расположен в вытяжном канале, а другой в приточном. Теплоноситель нагревается удаляемым воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Теплоноситель циркулирует в замкнутой системе, и отсутствует риск передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный. Передача тепла может регулироваться изменением скорости циркуляции теплоносителя. Такой тип рекуператора оптимально подходит для модернизации уже существующих раздельных систем вентиляции.

Но и этот тип устройства имеет недостаток — довольно невысокий КПД. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем позволяют вернуть от 25 до 55% тепла.

ВАЖНЕЙШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕКУПЕРАТОРА – КПД, ИЛИ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕКУПЕРАЦИИ – ПОКАЗЫВАЕТ, КАКОЙ ПРОЦЕНТ ТЕПЛА ПРИБОР МОЖЕТ ИЗВЛЕЧЬ ИЗ ВЫТЯЖНОГО ВОЗДУХА. ДЛЯ РЕКУПЕРАТОРОВ NIBE ЭТОТ ПОКАЗАТЕЛЬ ДОСТИГАЕТ 96%.

Отличительной особенностью камерных рекуператоров является наличие заслонки, разделяющей камеру теплообменника на две части. Высокий КПД (70–80%) достигается благодаря возможности изменения направления воздушного потока путем движения заслонки. К недостаткам камерных рекуператоров можно отнести небольшое смешивание потоков, передачу запахов и наличие подвижных деталей.

И наконец, завершают типологию рекуператоров приборы, состоящие из закрытой системы трубок, заполненных фреоном. При нагревании удаляемым воздухом фреон испаряется. Когда приточный холодный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Эффективность такого типа рекуператоров составляет 50–70%.

NIBE выбирает пластинчатый

Вошедший в состав концерна NIBE в 2011 году датский завод Genvex был основан в 1974 году в Копенгагене. Именно тогда, в мае 1974 года, заводом была выпущена первая пассивная система утилизации тепла. За 40 лет развития Genvex существенно расширил линейку производимой продукции, однако системы вентиляции и рекуперации остаются ведущим направлением деятельности компании.

Разработанный в Дании рекуператор NIBE GV-HR110, который компания ЭВАН предлагает на российском рынке, это прибор пластинчатого типа с высочайшим КПД, достигающим 96%. В комплект поставки NIBE GV-HR110 входит противоточный теплообменник, энергосберегающие вентиляторы с загнутыми вперед лопастями, бесколлекторные электродвигатели, фильтр на всасывание и на откачку воздуха, контейнер для отвода конденсата, панель управления для полного контроля за системой.

В противоточном теплообменнике вытяжка и приток движутся в противоположных направлениях, при этом достигается максимальная площадь теплообмена и, соответственно, высокий КПД. Дополнительно NIBE GV-HR110 может быть укомплектован электрическим теплообменником для догрева воздуха с целью предотвращения обмерзания прибора при низких наружных температурах.

Рекуператор NIBE выпускается в двух модификациях: NIBE GV-HR110–250 (для домов площадью до 180 кв. м) и NIBE GV-HR110–400 (для домов площадью до 380 кв. м).


NIBE GV-HR110

КПД рекуператора (эффективность теплопередачи) — величина непостоянная и зависит от температуры приточного воздуха, температуры вытяжного воздуха, скорости воздушного потока и даже влажности в помещении. Зависимость КПД рекуператора NIBE GV-HR110 от скорости воздушного потока проиллюстрирована на рис. 1.

Рис. 1. Эффективность рекуперации тепла согласно сертификату EN 308 при равномерном потоке на стороне приточного и вытяжного воздуха*, при следующих условиях:

• температуре приточного воздуха 5°С
• температуре вытяжного воздуха 25°С
• влажности вытяжного воздуха
*без учета возможного обледенения при низких наружных температурах

По различным оценкам от 50 до 70% утечек тепла из помещения приходится на вентиляцию. Можно утеплять фасады, ставить энергосберегающие окна, оптимизировать отопительную систему, но все усилия будут сведены на нет открытыми форточками. Применение рекуператоров, кардинально снижающих вентиляционные теплопотери, это совершенно необходимый элемент энергоэффективного строительства.

Роторный рекуператор: устройство и принцип действия

Нет человека, который бы не знал о важности кислорода, поэтому обустройство качественной вентиляции — вполне понятное желание. Однако у данных систем, удаляющих отработанный воздух и обеспечивающих непрерывный приток свежего, есть один недостаток. В холодное время года они выбрасывают на улицу теплый воздух, замещая его холодным. Из-за такого транжирства на его нагрев тратится дополнительная энергия, а ее нельзя назвать дешевой. Жарким летом все наоборот: комфортный прохладный воздух удаляется из помещений, а на его смену приходит духота, превращающая дом в настоящую «душегубку». Чтобы не отапливать улицу и обеспечить благоприятный микроклимат в жилье в любой сезон, можно использовать роторный рекуператор.

Вентиляция в компании с рекуперацией

Самый простой вид — естественная вентиляция, принцип ее действия основан на природных явлениях. Воздухообмен обеспечивает организация специальных отверстий-продухов в здании: нижние являются приточными, а верхние — вытяжными. Однако такие системы очень далеки от совершенства. Плюс у них один — минимальные материальные затраты. Минусов много: это невозможность очистки воздуха, полная зависимость от климата, от сезонов года. Альтернатива — принудительная вентиляция. Она обходится гораздо дороже, зато такая система гарантирует оптимальный микроклимат в помещениях.

Искусственная вентиляция разделяется на приточную и вытяжную. Первая обеспечивает постоянную подачу свежего воздуха, а отработанные массы эвакуируются естественным образом. В такую систему входят:

  • воздуховоды, по которым проходит воздух;
  • вентиляторы, «заставляющие» его попадать в помещение;
  • фильтры, останавливающие до 90% пыли, более крупного мусора;
  • воздухонагреватели, без которых трудно и очень некомфортно зимой.

В эту систему могут входить различные дополнительные модули.

Вытяжная вентиляционная система, которая призвана помогать естественной вентиляции, наоборот, отвечает за удаления отработанных масс, практически лишенных кислорода. Главный элемент этого оборудования — вытяжные вентиляторы.

Приточная или вытяжная искусственная вентиляция недостаточно хорошо действует «в одиночку», поэтому оптимально приточно-вытяжное оборудование в комплексе. Однако в работе системы есть одно слабое место — удаление нагретого воздуха, замещение его холодным.

Чтобы сделать его комфортным, хозяева расходуют довольно большое количество электроэнергии, особенно чувствительны расходы в холодный сезон. Недостаток способна исправить рекуперация, которую используют как в централизованных, так и в локальных системах.

К оборудованию — рекуператорам — подводят вытяжные и приточные каналы. Устанавливать приборы можно в любом месте: снаружи здания (например, на крыше), на потолке, стене, полу. Они могут быть моноблоками либо отдельными модулями.

Рекуператор — лишь часть принудительной вентиляции, поэтому такое «возвращающее» оборудование рассматривают только как элемент общей системы.

Знакомство с оборудованием

Незнакомое слово «рекуператор» происходит от латинского «recuperatio», которое означает «возвращение». В нашем случае это часть тепла зимой или прохлады летом. Роторный рекуператор, как и его пластинчатый «коллега», совершает теплообмен: передает тепло от выходящего отработанного воздуха приточному холодному. Или, наоборот, забирает часть тепла от входящего, смешивая его с комфортными прохладными исходящими массами. Результат его рекуперативной зимней «деятельности» — снижение затрат на электроэнергию, тратящуюся на отопление помещений.

Устройство

Все приборы отличаются конструктивно, призваны выполнять свои задачи, которые в большей степени отличаются масштабами. Если сравнивать два популярных вида устройств — роторный и пластинчатый рекуператор, то последний предназначается для небольших помещений. Первый, герой этой статьи, способен справиться с более серьезной задачей — сделать комфортным помещение достаточно большой площади.

Рассматриваемый теплообменник состоит из стального оцинкованного (алюминиевого для небольших моделей) корпуса, ременного привода и ротора. Основа прибора — барабан, вращающийся с помощью двигателя. Этот цилиндр сделан из двух видов алюминиевой фольги: гладкой и гофрированной (60-120 мкм). Они намотаны друг на друга. В состав роторной конструкции входят осевые подшипники, датчик для контроля вращения ротора, а также уплотнительная лента, изолирующая воздушные потоки.

Внутри барабана располагаются каналы — коаксиальные и треугольные. Его устанавливают перпендикулярно движению воздушных масс. Исходящий воздух оставляет тепло в том секторе ротора, через который проходит. Вращаясь, прибор передает тепловую энергию приточным массам, а сам нагретый сектор охлаждается.

Характеристики

КПД роторных рекуператоров — 70-85% (87%). Помимо сохранения тепла устройства выполняют еще одну работу: они передают влагу. Для помещений, где постоянно повышен (или понижен) уровень влажности, такое дополнительное оборудование — наилучший вариант.

Полностью изолировать исходящие и входящие потоки друг от друга невозможно технически. Но такую задачу не ставят, потому что смешивается всего около 5%, либо цифра эта немногим больше. Есть возможность изменять скорость вращения теплообменника: для регулировки продуктивности используют преобразователи частоты.

Роторные конструкции более эффективны, чем их пластинчатые соперники, но из-за сложности конструкции и более высокого КПД стоят они совсем недешево. Однако оборудование, благодаря высокой эффективности, окупается за 1-2 года. Его устанавливают в качестве дополнительного элемента вентиляционной системы в помещениях средней площади: в гаражи, офисы, частные дома, на небольших складах.

Соперники роторного рекуператора

Есть и другие разновидности рекуперативных теплообменников, которые нередко становятся элементами приточно-вытяжных систем.

Пластинчатые

Эти приборы самые популярные, потому что относительно просты, им не нужна электроэнергия и серьезное обслуживание. Низкая стоимость — еще одно большое преимущество. Такие приборы — теплообменники, состоящие из большого количества пластин, между которыми оставлены минимальные расстояния. Материалы для их изготовления сильно различаются: это может быть металл, пластмасса либо целлюлоза. Рекуперация в устройствах происходит в разных плоскостях, поэтому потоки теплого и холодного воздуха не смешиваются.

Минус есть — это скопление конденсата, промерзание в сильные холода, поэтому приборам зимой требуется регулярное оттаивание. По этой причине в морозы вентиляционную установку отключают, либо устанавливают дополнительный элемент — подогреватель приточного воздушного потока.

Водяные

Если называть их корректно, то они гликолевые, спиртовые, так как обычная жидкость в зимнее время быстро замерзнет. Это оборудование состоит из двух теплообменников, которые соединены жидкостным контуром. Такие элементы устанавливают на расстоянии друг от друга, поэтому воздушные потоки тоже не смешиваются.

Еще одно достоинство прибора — минимальное отложение жиров, а значит, меньшая пожароопасность. По этой причине их часто устанавливают в кафе и ресторанах, даже в горячих цехах. Недостатки у устройства есть — это самые большие габариты, не слишком впечатляющая эффективность, едва превышающая 50%, высокая цена из-за необходимости дополнительного оборудования — теплового насоса.

Другие виды — камерные, трубчатые рекуператоры — не используют для устройства вентиляции в частных домах, поэтому их описывать большого смысла не имеет. Если рассматривать это «трио» претендентов в качестве моделей для самостоятельной сборки, то лидер один — это простой пластинчатый прибор.

Виды роторных рекуператоров

Модели различаются покрытием роторного барабана. Рекуператоры бывают:

  1. Гигроскопическими (энтальпийными). В этих приборах соты алюминиевого барабана покрывают материалом, обладающим сорбирующими (поглощающими) свойствами. Вращаясь, барабан собирает влагу, поэтому может переносить ее из одного потока в другой. В результате утилизируется как конденсат, так и скрытая теплота воздуха.
  2. Сорбционными. Это гигроскопический тип, но с улучшенными характеристиками благодаря инновационному сорбенту — силикагелю. Его главное свойство – повышенная способность впитывать влагу.
  3. Конденсационными. Это самые обычные конструкции. Алюминиевый ротор лишен дополнительного покрытия, поэтому он переносит только тепловую энергию, а полностью перемещать влагу не в состоянии.
  4. С эпоксидным покрытием. Оно предназначается для защиты алюминиевого барабана от химических соединений, находящихся в воздухе. Например, от концентрации морской соли, хлора в бассейнах, от паров на химическом производстве.
  5. С антибактериальным покрытием. Оно способно остановить около 600 видов микроорганизмов. Такую защиту наносят на энтальпийные роторы, на барабаны с эпоксидным покрытием.

В быту обычно используют обычные конденсационные приборы, гигроскопические — там, где постоянно повышенная влажность. Остальные виды приобретают для помещений с неблагоприятными (вредными) условиями труда. Роторные рекуператоры отличаются по внешнему виду, различно их конструктивное исполнение: они могут быть как вертикальными, так и горизонтальными.

Плюсы и минусы роторных приборов

К основным преимуществам вращающегося оборудования относится:

  • более высокий КПД зимой;
  • снижение затрат на охлаждение летом;
  • полная автоматизация процесса рекуперации;
  • частичная нормализация влажности в помещении;
  • отсутствие циклов оттаивания, потребности в отводе конденсата.

Самое большое преимущество этих сложных устройств — эффективность. Чтобы понять и сравнить, необходимо познакомиться с цифрами. Если роторные приборы имеют КПД 70-85%, то пластинчатые «простачки» гарантируют меньшую отдачу — всего 50-65%.

Некоторые минусы этих рекуператоров-профессионалов незначительны, но упомянуть лучше сразу все претензии. В этом списке:

  • более высокая цена из-за сложности конструкции;
  • определенный уровень шума во время работы;
  • возможное смешивание встречных воздушных потоков;
  • необходимость обеспечить источник питания;
  • подвижные элементы — причина, по которой оборудованию необходимо частое, непростое техническое обслуживание;
  • массивность некоторых моделей приборов, она требует обустройства довольно просторной вентиляционной камеры.

Если говорить о минусах, то чаще самый последний недостаток (большие размеры) не дает возможности установить роторное устройство в бытовых условиях.

Критерии для выбора рекуператора

В магазинах представлен относительно широкий ассортимент пластинчатых и роторных рекуператоров, поэтому подобрать оптимальный прибор бывает непросто. В этом случае не рекомендуют слепо доверять ни обещаниям изготовителя, ни похвалам из уст продавцов.

Если «продажные люди» гарантируют КПД, доходящий до 99%, а также эксплуатацию, возможную в условиях -50°, то можно утверждать, что это неправда. Оптимальную эффективность приборы обеспечат только до определенных температурных значений. Это до -10° для пластинчатых моделей и до -23° для роторных рекуператоров. Более низкие показатели уже снижают КПД.

Обращать внимание при выборе устройства необходимо на следующие моменты:

  • способ монтажа — в стене или снаружи здания;
  • используемые материалы и толщина корпуса;
  • присутствие дополнительной изоляции;
  • вид, мощность и напор вентиляции;
  • климатические условия региона;
  • особенности обслуживания;
  • степень автоматизации;
  • тип удаляемой среды;
  • объем помещения;
  • габариты;
  • цена.

Плюсом станет наличие встроенных фильтров, электронагревателя, возможность регулировать интенсивность работы. Для небольших помещений идеальным все же будет пластинчатый вид рекуператора, для больших площадей — роторный прибор.

По сравнению с более популярным и простым пластинчатым оборудованием, роторный рекуператор достаточно сложен. Зато устройство дает возможность решить сразу несколько проблем — обеспечить лучший подогрев (охлаждение) воздуха, повысить влажность. Большая эффективность этого прибора для бытового применения часто не самый важный фактор, поэтому перед принятием окончательного решения нужно хорошо подумать о целесообразности его приобретения.

Чтобы познакомиться с относительно новой конструкцией, можно посмотреть очень информативное видео:

Рекуператоры

- обзор | Темы ScienceDirect

6.5.3 Рекуператоры тепла

Рекуператоры тепла - это оборудование, которое позволяет утилизировать часть энергии кондиционированного воздуха внутри помещений, оборудованных системой механической вентиляции. Они состоят из теплообменника, который приводит вытяжной воздух в помещении в тепловой контакт с наружным воздухом для обновления. Зимой подогревают снаружи холодный воздух, а летом дают ему остыть; у них также есть фильтры, улучшающие качество воздуха.Таким образом, можно рекуперировать значительную часть энергии, используемой для нагрева или охлаждения воздуха в помещении, которая была бы полностью потеряна без рекуператора. Обычно они поставляются в виде коробок с некоторыми мундштуками, которые устанавливаются в системе вентиляции, включая вентиляторы для нагнетания и возврата, см. Рис. 6.25.

Рисунок 6.25. Внешний вид рекуператора тепла.

Рекуператоры бывают трех типов: с перекрестным потоком, , в котором горячий и холодный воздух циркулируют перпендикулярно друг другу, так что они пересекаются, с параллельным потоком и с роторным потоком , который имеет ротор с высокой тепловой инерция, которая вращается, приводимая в движение двигателем.

Технический кодекс устанавливает в своем Основном документе механическую или гибридную систему вентиляции жилых помещений. Следовательно, если вентиляция гибридного типа, размещение рекуператоров не может быть рассмотрено, так как приток не проходит через решетки и воздуховоды. Однако в третичном секторе, в тех местах, где поток воздуха, выбрасываемый наружу, превышает 0,5 м 3 / с, RITE требует наличия блоков рекуперации тепла.

Рассмотрим рекуператор тепла, в котором мы используем 0 и 1 для состояний всасываемого воздуха на входе и выходе рекуператора и 2 и 3 для состояний вытяжного воздуха также на входе и выходе рекуператора.Использование V˙ для объемного расхода воздуха, который вводится в здание, который, как мы предполагаем, совпадает с расходом вытяжного воздуха (рекуператор уравновешен), где ρ 0 , ρ i - плотности внешнего и внутреннего воздуха соответственно, и, учитывая, например, некоторые зимние условия, из баланса энергии можно записать уравнение

(6,85) V˙ϱi (h3 − h4) + W˙v = V ˙ρ0 (h2 − h0) + Q˙l

, где мощность вентиляторов W˙v используется для преодоления потерь напора, а Q˙l - тепловые потери, которые приблизительно можно считать незначительными.

Работа рекуператора характеризуется его эффективностью , ASHRAE 1993 [48], которая, как мы знаем, определяется как теплообменник по отношению к максимуму, который мог бы быть обменен. Учитывая, что коэффициент теплоемкости для двух воздушных потоков одинаков, эффективность рекуператора составляет

(6,86) ε = T1 − T0T2 − T0

Эффективность меняется от часа к часу, так как внешняя температура меняется, поэтому более привлекательно определить среднюю сезонную эффективность , которая составит

(6.87) ε¯ = ∑i = 1HεihiH

, где h i - количество часов, в которых эффективность составляет ε i , а H - общее количество часов в период, например, нагрева. Обращаясь теперь к определению эффективности, если мы примем во внимание, что рекуператор является адиабатическим, поскольку уменьшение энтальпии вытяжного воздуха совпадает с увеличением энтальпии воздуха для обновления, то его энергоэффективность будет равна единице.Теперь мы также можем определить КПД, считая энергию воздуха в помещении единственно доступной, поскольку энергия в состоянии 3 является частью потерь, это

(6,88) η = V˙ρ0 (h2 − h0) V˙ρih3 + W˙v = 1 − V˙ρih4 + Q˙lV˙ρih3 + W˙v

Так же, как и для эффективности, наиболее интересным значением является средняя сезонная эффективность , которая рассчитывается аналогичным образом.

С другой стороны, беря баланс эксергии в рекуператоре, мы имеем

(6,89) V˙ρi (b2 − b3) + W˙v = V˙ϱ0 (b1 − b0) + I˙rec

, где термин I˙rec охватывает эксергию, связанную с потерями тепла и внутренними эксергетическими деструкциями из-за термической и механической необратимости.Фактически, поскольку эксергия воздуха в состоянии 3 окончательно разрушается, ее необходимо включить в термин необратимости, а поскольку состояние 0 - это окружающий воздух, баланс эксергии дает

(6.90) V˙ρ2b2 + W˙v = V ˙ρ0b1 + I˙T, rec

с эксергетической эффективностью оборудования

(6,91) φ = V˙ρ0b1V˙ρ2b2 + W˙v = 1 − I˙T, recV˙ρ2b2 + W˙v

Таким же образом, что касается эффективности и энергоэффективности, мы рассчитаем средний сезонный эксергетический КПД рекуператора.

Изготовление, монтаж, эксплуатация газового теплообменника

Теплообменники газ-газ предназначены для нагрева газа за счет теплопередачи с другой газовой средой.

Кожухотрубные газо-газовые теплообменники

Трубчатые теплообменники обычно используются для нагрева природного газа: нагретая среда (газ) проходит по трубам, а теплоноситель греющего газа движется в межтрубном пространстве и передает тепло через поверхность труб. Для увеличения производительности теплообменника необходимо повысить температуру теплоносителя и увеличить поверхность теплопередачи за счет добавления труб и, как следствие, увеличения размеров теплообменника, что может быть неприемлемым решением для определенные условия.

Большой размер традиционных газовых теплообменников является существенным недостатком, который может поставить под сомнение установку оборудования этого типа. Но есть альтернативный вариант, который по всем параметрам имеет более высокие характеристики, чем трубчатые агрегаты, - это теплообменник газ-газ OPT.

Газо-газовые теплообменники ОПТ

Основной принцип работы теплообменника нового поколения практически не отличается от принципа действия традиционного аппарата, он также осуществляет теплообмен между двумя средами, но в силу конструктивных особенностей блоки ОПТ имеют меньшие размеры. по размеру и легче, с высокой эффективностью и возможностью модернизации на месте.

Модули теплообменника состоят из стальных оребренных панелей, разделяющих каналы для прохождения газов и являющихся элементами теплопередачи оборудования. Каналы для разных сред чередуются, так что одна сторона панели контактирует с теплоносителем и получает тепло от него, а через другую сторону панели тепло передается нагретому газу. Каналы герметичны и не допускают смешения газов.

Оптимизация теплообменников OPT необходима, когда речь идет об изменении условий эксплуатации на длительный период времени, в основном, из-за повышения или понижения температуры газа на входе в установку.Увеличение или уменьшение мощности теплообменника можно регулировать количеством панелей в модуле и сечением каналов для прохождения сред.

Такие преимущества у аппаратов нового поколения делают их безоговорочными лидерами на рынке промышленного теплообменного оборудования.

Теплообменники: регенераторы и рекуператоры

Теплообменник - это оборудование, в котором тепловая энергия передается от горячей жидкости к более холодной.

ТИПЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ:

Теплообменники: регенераторы и Рекуператоры

Теплообменник - это оборудование, в котором тепловая энергия передается от горячей жидкости к более холодной. Передача тепловой энергии между двумя жидкостями может осуществляться (i) либо путем прямого смешивания двух жидкостей, и смешанные жидкости уходят в промежуточная температура, определяемая из принципов сохранения энергии, (ii) или путем передачи через стенку, разделяющую две жидкости.В первые типы называются теплообменниками с прямым контактом, такими как водяное охлаждение башни и струйные конденсаторы. Последние типы называются регенераторами, рекуператорные поверхностные теплообменники.

В регенератор, горячие и холодные жидкости попеременно текут по поверхности, которая поочередно обеспечивает сток и источник теплового потока. Рис. 10.1 (а) показывает цилиндр, содержащий матрицу, которая вращается таким образом, что проходит попеременно через потоки холодного и горячего газа, которые изолированы друг от друга.На Рис. 10.1 (b) показан стационарный регенератор матрицы, в котором горячий и холодный через них попеременно протекают газы.


Рис. 3.1 (a) Регенератор вращающейся матрицы

В рекуператоре горячая и холодные жидкости непрерывно текут по одному и тому же пути. Передача тепла процесс состоит из конвекции между жидкостью и разделительной стенкой, проводимость через стену и конвекцию между стеной и другой жидкость.Чаще всего используются теплообменники рекуперативного типа с широким разнообразие геометрий:

Учебный материал, Конспект лекций, Задание, Ссылка, Пояснение к описанию Wiki, краткая деталь

Рекуператор воздуха для частного дома

Энергосберегающие технологии представляют интерес не только для тех, кого озадачивает состояние экосистема, но и те, кто просто хочет спасти людей. Мы расскажем, какие преимущества обещают блоки рекуперации, как они работают и в чем особенность установки такой системы в собственном доме.

О принципе рекуперации

Термин «восстановление» происходит от латинского слова, означающего обмен, передачу чего-либо. В контексте вентиляции эта концепция означает передачу тепла от вытяжного воздуха к приточному без смешивания двух потоков. Первоначально интерес к рекуперативным устройствам был продиктован в основном инновационными тенденциями и перспективами экологической безопасности. Позже выяснилось, что это действительно эффективный способ оптимизации энергоэффективности здания..

Принцип работы рекуператора воздуха

Принцип обратной теплопередачи имеет количественное выражение. Эффективность теплопередачи увеличивается с увеличением разницы температур. Также из-за отсутствия смешения потоков очевидно, что полноценная работа устройства возможна только при достаточно большом соотношении площади теплового контакта к массе воздуха, проходящего через рекуператор.

По существу и по принципу действия каждый рекуператор представляет собой экономайзер, который собирает отходы низкопотенциальной энергии и направляет их на полезную работу.Рекуперация тепла не отличается высокой эффективностью, но в хорошо изолированных зданиях утечки тепла через вентиляцию являются одними из основных потерь, поэтому их уменьшение является важнейшей задачей для обеспечения минимально возможного теплового баланса.

Технологические решения

Тепло Рекуператоры имеют множество технических реализаций, среди которых есть как локальные приточно-вытяжные установки, так и оборудование для установки в централизованные системы. В любой конкретной модели разработчики стремятся продумать каждую мелочь, ведь для таких устройств увеличение одного из показателей неизбежно вызывает ухудшение других параметров..

Например, чтобы успеть отдать максимальное количество тепла, отработанный воздух должен проходить как можно более длинный путь, что неизбежно увеличивает общее аэродинамическое сопротивление вентиляционной системы. Оказывается, для правильной работы высокоэффективного рекуператора требуется либо очень большая разгонная секция, либо принудительное движение воздуха, что влечет за собой зависимость от источника питания.

По устройству и принципу действия различают пластинчатые, трубчатые и роторные рекуператоры - это три наиболее популярных типа, которые подходят для использования в гражданской сфере благодаря своей простой конструкции.

Пластинчатые рекуператоры представляют собой емкости со сложным лабиринтом перегородок, по которым два воздушных потока движутся в противоположных направлениях. Это самый простой вид конструкции, который наиболее широко применяется в бытовых рекуператорах. Главный недостаток - увеличение аэродинамического сопротивления в месте установки.

Трубчатые рекуператоры более сложные, по сути, представляют собой один большой канал, в который уложено несколько трубок меньшего диаметра. Для достижения площади теплового контакта, сопоставимой с пластинчатой ​​конструкцией, требуется увеличение длины каналов, что приводит к увеличению расхода материала и отрицательно сказывается на габаритах и ​​стоимости устройства.Но есть и положительный момент: турбулентность воздуха, движущегося по системе трубок, способствует более эффективной передаче тепла без замедления выхлопного потока.

В роторных рекуператорах для теплообмена используется рабочая жидкость - набор тонких вращающихся диски, которые нагреваются при прохождении через теплый канал и охлаждаются в холодном. Недостатком таких рекуператоров являются технологические зазоры между дисками, которые хоть и незначительны, но все же приводят к частичному перемешиванию потоков.

В целом все конструкции имеют примитивное устройство, что сказывается на КПД, поэтому многие производители дополняют классическую схему устройства некоторыми интересными решениями. Ведется большая работа по поиску материалов, которые можно хорошо обрабатывать и как можно лучше передавать тепло. В пластинчатых рекуператорах стенки делают гофрированными или на них устанавливают оребрение, трубчатые теплообменники - из тонкостенных цветных металлов.

Одно из самых интересных решений - установка элементов Пельтье, а из-за положительного КПД их количество буквально не ограничено.Тот же принцип используется в рекуператорах, совмещенных с системой воздушного отопления: тепловые насосы в таких установках имеют гораздо более широкий диапазон рабочих температур и повышенный прирост мощности.

Самые современные рекуператоры имеют двойную систему реверсирования потока. Теплый отработанный воздух сначала подается в более холодную часть теплообменника, где из-за большой разницы температур наблюдается значительное повышение эффективности теплопередачи. При этом также образуется конденсат, который нагревается и передается в испаритель внутри камеры подачи.Это помогает нивелировать осушение воздуха при нагреве, кроме того, вода как носитель скрытого тепла способствует еще более интенсивной передаче энергии. Некоторые моменты продуманы до мелочей: например, моторы специально ставят в начале выхлопа и в конце приточного канала, а еще они снабжены качественными ребрами для полной отдачи паразитного тепла.

Определение производительности

Для рекуператора, входящего в систему вентиляции, наиболее важными являются три параметра: пониженное аэродинамическое сопротивление, допустимый расход и эффективность, выраженная в виде тепла, рекуперированного до общего количества энергии, содержащейся в воздухе в эффективная дельта температуры.Это соотношение непостоянно: чем холоднее приточный воздух, тем эффективнее в целом работает рекуператор, и зависимость этих изменений не является линейной. Поэтому так важно обращать внимание на графики изменения основных характеристик в зависимости от других условий.

Q = S v 3600

Где:

  • Q - пропускная способность вентиляционного канала, м 3 / ч;
  • S - площадь поперечного сечения канала, м 2 ;
  • v - скорость потока, м / с.

K t = (T 3 - T 1 ) / (T 2 - T 1 )

Где:

  • K t - коэффициент полезного действия рекуператор по температуре;
  • T 1 - температура наружного воздуха, ° С;
  • T 2 - температура воздуха в помещении, ° С;
  • T 3 - температура приточного воздуха, ° С.

Исходный критерий - допустимый расход - определяется параметрами системы вентиляции.Разумеется, воздухообмен не может быть ниже норм, установленных СНиП: 3 м 3 / ч 2 или 30 м 3 / ч на каждого человека при норме обеспечения площади менее 20 м 3 / чел. При этом общая частота воздухообмена в час должна быть не менее 0,35. Если параметры системы вентиляции на данный момент не соответствуют норме, рекуператор подбирается согласно нормативным требованиям, а система вентиляции впоследствии дорабатывается..

Если мощность рекуператора с принудительной подачей воздуха превышает мощность системы вентиляции более чем на 50%, избыточный шум устраняется установкой глушителя. Также следует помнить, что производительность вентилятора на приточном канале выше, чем на вытяжном; разницу нужно подбирать в соответствии с количеством дополнительных точек естественного удаления воздуха.

Нет особых требований к энергоэффективности установки; в целом этот параметр важен для определения рентабельности покупки.Оценить условный КПД устройства можно с помощью онлайн-калькуляторов и данных производителя, за точку отсчета берется разница температур приточного воздуха. Дополнительно нужно обратить внимание на ограничения по влажности воздуха и перепадам температур, из-за несоответствия этих показателей рекуператор может замерзнуть зимой.

Управление рекуператором

Рекуператоры, как правило, служат активным элементом системы принудительной вентиляции или, по крайней мере, подразумевают возможность регулирования интенсивности воздухообмена.Существует несколько способов наладить взаимодействие рекуператора с остальными компонентами.

В простейшем случае рекуператор не имеет устройств нагнетания потока, но он оснащен регулируемой заслонкой. Необходимо обеспечить правильное соотношение мощности теплообменника и текущей мощности вентилятора в зависимости от расположения последнего. В одном случае блок управления, встроенный в рекуператор, регулирует скорость вращения вентилятора, но также возможно использование ПЛК со встроенным пропорциональным регулятором, настройка которого осуществляется опытным путем.

В другом случае рекуператор служит единственным устройством для нагнетания потока и, соответственно, только скорость его вентиляторов определяет интенсивность воздухообмена. Для таких устройств предусмотрено ручное переключение режимов, а также внутренние алгоритмы управления, оптимизирующие теплообмен в зависимости от текущего перепада температур. Самые современные с точки зрения эргономики агрегаты подключаются к общей системе автоматизации дома и самостоятельно регулируют производительность в зависимости от количества людей или на основании данных комнатных газоанализаторов.

Место и способ установки

Рекуператоры доступны для установки на полу или на подвесном потолке. Есть и третий вариант - точечные настенные рекуператоры, которые монтируются в каждом помещении, прилегающем к улице, и не требуют прокладки дополнительных коммуникаций.

Варианты потолочного монтажа интересны возможностью скрыть техническое оснащение дома в полости натяжных или натяжных потолков. Такие устройства несколько дороже из-за требований к компактности, при этом не требуются дополнительные байпасные каналы для их подключения.Очевидным недостатком такого типа размещения является повышенный шум из-за небольшого расстояния работающих двигателей от вентиляционных решеток.

Рекуператоры напольные (и настенные) предназначены для установки в технических помещениях. Их производительность не ограничивается габаритами, но требуется качественная система обвязки. Как правило, устройства этой категории используются в сочетании с системами воздушного отопления и кондиционирования.

Установка рекуператора

Установка и подключение самого рекуператора ограничивается его механическим креплением к основной поверхности и соединением с ней. общие вытяжные и приточные каналы.После этого стыки герметизируются, а сам рекуператор помещается в специальный корпус, одновременно выполняющий функцию теплозащиты и звукопоглощения.

Гораздо сложнее обстоят дела с проектированием систем вентиляции, если они предусматривают установку рекуператора. Для канальных рекуператоров требуется проложить в каждой жилой комнате по два воздуховода для забора и подачи воздуха. При этом важно рассчитать свободное сечение вентиляционных решеток и правильно подобрать розетки, чтобы избежать дополнительного шума..

В составе общеобменной вентиляции в доме рекуператоры обеспечивают воздухообмен только между жилыми помещениями. Вытяжные каналы из кухни и ванных комнат обычно устраивают в обход теплообменника из-за его чувствительности к грязному воздуху и повышенной влажности. В таком случае можно рекомендовать установку дополнительного блока фильтрации воздуха с жировыми и дисперсными фильтрами. Также можно сделать выбор в пользу многоканальных рекуператоров, конструкция которых предусматривает подключение вспомогательного контура вентиляции технических помещений.

Конечноэлементный анализ напряжения в рекуператоре с поперечно-волнистой первичной поверхностью на основе модели тепло-структурной связи

Для изучения напряжений, деформации и деформации рекуператора используется модель анализа методом конечных элементов тепло-структурной связи перекрестно-волнистой связи. Установлен первичный поверхностный рекуператор газовой микротурбины. Напряжение рекуператора первичной поверхности с поперечной волной после работы в проектных условиях было проанализировано методом конечных элементов. Была проверена надежность материала, выбранного для рекуператора, и проанализировано влияние перепада давлений и температуры газа на входе на напряжение и смещение рекуператора.Результаты исследования показывают, что максимальное напряжение и деформация на стороне выхода газа из рекуператора выше, чем максимальное напряжение и деформация на стороне входа газа, когда учитывается только давление, и результат противоположен, когда учитываются давление и термическое напряжение. . Воздушный канал рекуператора деформируется в сторону газового канала, воздушный канал становится больше, а газовый канал сжимается. С увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение в канале рекуператора также увеличивается.Когда степень сжатия увеличивается до 8,4, достигается предел прочности материала теплообменных ребер. Когда температуры газа и воздуха на выходе остаются неизменными, а тепловое соотношение уменьшается, по мере увеличения температуры газа на входе увеличивается максимальное напряжение. На каждые 50 К повышения температуры газа на входе максимальное напряжение рекуператора увеличивается примерно на 2,3 МПа. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и оптимизации рекуператора.

1. Введение

Микротурбина - это двигатель нового типа.В последние годы он быстро развился в области распределенных систем генерации / энергетики. Внедрение эффективных и компактных теплообменников - один из ключей к их успешному применению. Основываясь на компактности газовой турбины, разработчик должен спроектировать компактный рекуператор с наименьшим объемом и массой, наименьшей стоимостью и легко поддающимся автоматизации массового производства. На рисунке 1 показана принципиальная схема микротурбины с рекуператором, которая в основном состоит из центробежного компрессора, центростремительной турбины, камеры сгорания и рекуператора.После того, как воздух сжимается компрессором, он поступает в рекуператор, повышает температуру, затем входит в камеру сгорания, смешивается с топливом и сгорает, поступает в турбину, выпускается в турбину и выпускает дымовой газ с более высокой температурой, а затем поступает в рекуператор. Он используется для нагрева холодного воздуха от компрессора для дальнейшего повышения эффективности системы. Следовательно, роль рекуператора заключается в использовании отходящего тепла в выхлопе газовой турбины для нагрева сжатого воздуха для экономии части топлива, так что температура выхлопных газов снижается для рекуперации отходящего тепла, тем самым повышая эффективность всей системы. машина.


Для экономии топлива и повышения эффективности цикла газовой турбины рекуператор используется для подогрева воздуха, поступающего в систему сгорания газовой турбины, путем поглощения тепла выхлопных газов в цикле рекуперации. Это увеличивает КПД цикла на 10% и даже больше за счет использования цикла с рекуперацией. Рекуператор, как ключевая часть цикла рекуперации, играет важную роль в повышении эффективности газовой турбины. Это должен быть своего рода рекуператор, который имеет небольшой объем, легкий вес, высокую эффективность рекуперации и высокую надежность для использования на газовой микротурбине.Исследования показывают, что рекуператор с поперечно-волнистой первичной поверхностью (CWPSR) может удовлетворить эти требования, поэтому он является предпочтительной конструкцией рекуператора микротурбины.

При условии толщины полусферы и многопериодных граничных условий Xi et al. В [1] была создана трехмерная модель теплопередачи на основе муфты «жидкость-твердое тело», учитывающая взаимодействие между высокотемпературным горячим газом и сжатым холодным воздухом, и предсказаны поток и теплоперенос в канале поперечной волны.Путем сравнения теплопередачи и потери давления пяти конфигураций выявлен закон действия геометрических параметров.

Cai et al. [2] представила вычислительную модель теплопередачи и падения давления, установленную для оптимизации конструкции рекуператора первичной поверхности с поперечно-волнистой поверхностью (CWPSR) с эвольвентным профилем в микротурбине. Метод генетического алгоритма применяется для решения задачи оптимизации кольцевого рекуператора CWPS с несколькими проектными переменными.

Wu et al.[3] провели численное моделирование для исследования течения и теплообмена в канале первичной поверхности КС. Каналы первичной поверхности CW настроены в трехмерной модели численного моделирования для различных конфигураций и создания сетки. Затем в этих моделях моделируются поток и теплопередача, когда число Рейнольдса низкое (Re = 50 ~ 600), а для границы используется периодическое граничное условие. Численное исследование характеристик потока жидкости и теплопередачи для двух различных конфигураций показывает, что среднее число Нуссельта увеличивается с увеличением числа Рейнольдса, в то время как коэффициент трения уменьшается с увеличением числа Рейнольдса.Прямоугольное поперечное сечение обладает лучшими характеристиками среди двух конфигураций.

Ma et al. [4] провели эксперименты по сублимации нафталина для поперечно-волнистых каналов в аэродинамической трубе. Результаты экспериментов показывают, что входная область мало влияет на усредненный за единицу коэффициент теплопередачи для целых поперечно-волнистых каналов. Получены корреляции числа Нуссельта и коэффициента трения в поперечно-волнистом канале. Основываясь на правилах подобия, пять поперечно-волнистых каналов с аналогичной структурой, но с разными эквивалентными диаметрами дополнительно исследуются с помощью численного моделирования.Численные результаты показывают, что поперечно-волнистые каналы с аналогичной структурой, но с разными эквивалентными диаметрами имеют схожие теплогидравлические характеристики в исследованном диапазоне чисел Рейнольдса.

Maghsoudi et al. [5] направлен на выполнение всестороннего термоэкономического анализа, оптимизации и ранжирования пластинчато-ребристых рекуператоров с поперечным и противотоком, использующих прямоугольные, треугольные, смещенные ленточные и жалюзийные ребра. Анализ в основном проводится для двух конструкций рекуператоров: (i) конфигурации ребер на горячей и холодной сторонах одинаковы; (ii) ребра на горячей и холодной сторонах различаются по конфигурации.Принимая во внимание эффективные практические ограничения оптимизации и параметры конструкции, используется генетический алгоритм недоминируемой сортировки (NSGA-II), чтобы одновременно максимизировать эффективность рекуператора и минимизировать его общую стоимость. Представлены оптимальные по Парето фронты для определения желательных конструкций рекуператоров, удовлетворяющих ограничениям. После этого для точного и надежного ранжирования оптимальных конструкций на основе важных факторов, включая эффективность рекуператора, общую стоимость, объем, массу и перепад давления, используется модель анализа охвата данных (DEA).

Xiao et al. [6] призван дать исчерпывающее представление о рекуператорах, охватывая фундаментальные принципы (типы, выбор материалов и производство), рабочие характеристики (теплопередача и потеря давления), методы оптимизации, а также горячие точки и предложения для исследований. Выявлено, что рекуператор первичной поверхности предшествует пластинчато-ребристым и трубчатым. Керамические рекуператоры превосходят металлические рекуператоры с точки зрения механических и коррозионных свойств при высоких температурах, и ожидается, что общий КПД достигнет 40%.Характеристики теплопередачи и перепада давления имеют решающее значение для проектирования желаемого рекуператора, и необходимы дополнительные экспериментальные исследования и моделирование для получения точных эмпирических корреляций для оптимизации конфигураций поверхностей теплопередачи с высокими отношениями числа Нуссельта к коэффициенту трения. Обобщены и обсуждены методы оптимизации с учетом сложных соотношений между потерями давления, эффективностью теплопередачи, компактностью и стоимостью, и отмечено, что методы многокритериальной оптимизации заслуживают внимания.Как правило, металлический рентабельный рекуператор с первичной поверхностью с высокой эффективностью и низким перепадом давления в настоящее время является оптимальным вариантом для газовой микротурбины с КПД, близким к 30%, в то время как керамический рекуператор предлагается для высокоэффективной газовой микротурбины (например, 40 %).

Распределенное газотурбинное устройство для выработки электроэнергии является простым и гибким. Он может не только обеспечивать разные уровни мощности, но также обеспечивать хорошее аварийное оборудование для выработки электроэнергии. За счет утилизации отработанного тепла газа можно еще больше повысить коэффициент использования топлива, а его совокупная выгода не ниже или даже выше, чем потребление электроэнергии в единой сети [7].Появление микротурбины обеспечивает безопасную и надежную мощность и энергию для децентрализации офиса и миниатюризации производства, чтобы избежать дефектов единой энергосистемы и удовлетворить потребности углубляющейся реформы электроэнергетики. Некоторые называют это иллюзией власти 21 века, и у этого есть широкие рыночные перспективы.

Чтобы повысить КПД газовой микротурбины до 30%, необходимо использовать цикл регенерации. Рекуператор отличается высокой эффективностью теплопередачи, низкими потерями давления, небольшими размерами и малым весом.При этом он также должен обладать высокой эксплуатационной надежностью и долговечностью. В рабочей среде с высокой температурой и высоким давлением в канале рекуператора будут возникать большие напряжения и деформации, а канал для газа будет деформирован, что повлияет на поток воздуха и даже приведет к разрыву листа теплообменника и отказ от рекуператора. Следовательно, необходимо проанализировать напряжения, деформации и деформации рекуператора.

2. Анализ методом конечных элементов напряжения, деформации и деформации рекуператора микротурбины [8–10]
2.1. Физическая модель и граничные условия

Рекуператор состоит из нескольких теплообменных блоков, каждый из которых включает теплообменную пластину на поперечно-волнистой первичной поверхности, сваренную вместе, чтобы сформировать воздушный канал, между которым находится газовый канал, как показано на рисунке 2. Форма каждого поперечного сечения элемента одинакова, а каналы для воздуха и газа расположены поочередно. Таким образом, двумерная модель может быть создана для расчета напряжения и деформации [11].


Материал теплообменника - 0Cr17Ni12Mo2.Геометрические параметры: шаг P = 1,8 мм, высота H = 1,8 мм, диаметр газового канала W газ = 1,1 мм, диаметр воздушного канала W воздух = 0,7 мм, толщина стенки 0,1 мм.

Некоторые предположения сделаны следующим образом: (1) Поле потока внутри рекуператора устойчиво; то есть температура рекуператора не меняется со временем. На практике, поскольку рекуператор работает при высокой температуре в течение длительного периода времени, он является долговременной рабочей частью, поэтому температура рекуператора будет колебаться, когда он работает.(2) Термическое напряжение не влияет на ползучесть. Фактически, когда рекуператор работает при высокой температуре в течение длительного времени, тепловое напряжение, создаваемое нагревом, будет продолжать уменьшаться во время процесса ползучести. Когда ползучесть достигает стабильной стадии, термическое напряжение приближается к нулю.

Газовый и воздушный каналы рекуператора имеют противоточное расположение. Согласно результатам моделирования нашей группы [12], давление воздуха на входе в рекуператор составляет 382428 Па, температура воздуха на входе - 463 K, давление воздуха на выходе - 374779 Па, температура воздуха на выходе - 873 K, температура на входе газа давление рекуператора 105547 Па, температура газа на входе 928 K, давление газа на выходе 101325 Па, температура газа на выходе 529 K.Поскольку рекуператор работает при высокой температуре в течение длительного времени и является долговременным рабочим компонентом, колебания температуры во время работы рекуператора не учитываются в расчетах, а поле потока внутри рекуператора рассматривается как установившееся состояние; то есть температура рекуператора не меняется со временем.

Периодические граничные условия применяются к левому и правому участкам во время расчета. Модель конечных элементов и ограничивающие нагрузки показаны на рисунке 2.

2.2. Математическая модель [13]

Проблема теплового напряжения на самом деле является проблемой связи между двумя физическими полями тепла и напряжения. Существует два аналитических метода: прямой и косвенный. Прямой метод относится к прямому использованию связанных элементов со степенями свободы температуры и смещения. Прямой метод означает, что результаты термического анализа и анализа структурных напряжений получены с использованием соединительного элемента с температурой и степенями свободы смещения.Косвенный принцип относится к выполнению сначала термического анализа, затем применения расчетной температуры узла в качестве температурной нагрузки к анализу структурных напряжений и получения результатов анализа напряжений.

Прямой метод и непрямой метод имеют свои достоинства и недостатки. Что касается прямого метода, он имеет два преимущества: (1) он использует один тип элемента для решения двух физических задач и может обеспечить реальную связь между тепловыми проблемами и структурными явлениями; (2) поскольку взаимодействие связанных полей сильно нелинейно, прямой метод является предпочтительным и лучшим методом, когда формула связи используется для одного решения.Однако у него также есть некоторые недостатки: (1) анализ прямой связи обычно нелинейный, потому что состояние равновесия должно соответствовать нескольким критериям; (2) чем больше степеней свободы в каждом узле, тем больше матричное уравнение, тем больше вычислительные затраты и тем больше времени требуется. У косвенного метода есть три преимущества: (1) он может использовать все функции термического анализа и структурного анализа и не требует специального типа ячейки, а также более эффективен, чем прямое связывание; (2) в практических задачах этот подход более удобен, чем прямая связь, потому что анализ использует один элемент поля и не требует многократных итераций; (3) для случаев связывания, которые не являются сильно нелинейными, косвенный метод более эффективен и гибок, поскольку два анализа могут выполняться независимо друг от друга.Кроме того, косвенный метод также имеет недостатки. То есть этапы косвенного метода более сложны, чем этапы прямого метода. В этом исследовании для повышения эффективности и экономии времени расчетов принят косвенный метод.

2.2.1. Уравнение теплопроводности сердечника рекуператора

Поскольку рекуператор является частью длительной работы (расчетное время работы составляет 40000 часов), теплопередача быстро достигает стабильного состояния во время работы, которое может быть решено как установившееся состояние. государственная проблема.Дифференциальное уравнение теплопроводности:

Конвективные граничные условия выполнены:

Адиабатические граничные условия выполнены:

В приведенной выше формуле - температура стенки, К; - температура жидкости, К; - теплопроводность материала, Вт / м · К.

2.2.2. Уравнение плоского напряжения термоупругой механики

Для задачи термоупругого плоского напряжения в этой точке уравнения равновесия, определяющие уравнения и уравнения координации деформации можно упростить следующим образом: (1) Уравнение баланса выглядит следующим образом: (2) Материальное уравнение выглядит следующим образом: (3) Уравнение координации деформации выглядит следующим образом: где

Статические граничные условия также упрощаются до

В соответствии с вышеупомянутыми уравнениями и в сочетании с граничными условиями смещения можно получить смещение и , и тогда решение напряжений можно получить, подставив их в (5).

2.3. Деление сетки

Как правило, в анализе методом конечных элементов существует несколько типов сеток, таких как треугольная сетка, четырехугольная сетка и шестигранная сетка. Треугольная и четырехугольная сетки используются для 2D-модели, а шестигранная сетка используется для 3D-модели. Точность расчета четырехугольной сетки выше, чем треугольной, поэтому рекомендуется четырехугольная сетка. В этом исследовании вычислительная модель является двумерной. Поэтому принята четырехугольная сетка с 9444 ячейками и 10317 узлами.Два набора сеток используются для проверки независимости сетки. Сетка 1 состоит из 5490 элементов и 5997 узлов, а максимальное напряжение составляет 78,9 МПа. Максимальное напряжение составляет 78,2 МПа при 9444 элементах и ​​19493 узлах в сетке 2. Погрешность напряжения двух наборов сеток составляет менее 0,89%. Сетка 2 выбрана в качестве расчетной сетки.

2.4. Дискретность

Уравнения с частными производными (PDE) являются основой математического моделирования для физических и инженерных задач. Чтобы проанализировать PDE реальной системы до приемлемого уровня, необходима дискретизация.При решении инженерных задач метод конечных элементов (МКЭ) является одним из наиболее часто используемых методов дискретизации, который может использоваться для вычисления приближенного значения реального решения дифференциальных уравнений в частных производных. Однако для дискретизации могут использоваться и другие методы, например, методы без сетки и изогеометрический анализ (IGA), основная идея которых состоит в приближении решения уравнения в частных производных с использованием функций с желаемыми свойствами. Samaniego et al. [14] изучали глубокие нейронные сети (DNN) как альтернативу приближениям и обнаружили, что они дают хорошие результаты в таких областях, как визуальное распознавание.Анитеску и др. [15] предложил метод искусственной нейронной сети и адаптивную стратегию согласования для решения уравнений в частных производных (PDE). Этот метод использует только разбросанные наборы точек в обучающих и оценочных наборах и полностью не содержит сетки. Это может повысить надежность аппроксимации нейронной сети и сэкономить много вычислительных ресурсов, особенно когда решение не является гладким.

3. Результаты расчетов и анализ
3.1. Сравнение и анализ напряжений, деформаций и деформаций между входом и выходом в канале рекуператора без учета теплового напряжения

На рисунке 3 показано распределение напряжения на стороне входа воздуха и выхода газа, когда термическое напряжение не учитывается, но измеряется давление. в учетную запись.Максимальное напряжение 60,8 МПа. На рис. 4 показано распределение напряжений на стороне выхода воздуха и входа газа с максимальным напряжением 58,3 МПа. На рис. 5 показано распределение деформации со стороны входа воздуха и выхода газа, максимальная деформация которых составляет 0,292e-3. На рис. 6 показано распределение поперечной деформации выпускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для газа, максимальная деформация которых составляет 0,279e-3; На рис. 7 показано распределение деформации на стороне входа воздуха и выхода газа с максимальной деформацией 0,550e-3 мм. На рис.8 показано распределение деформации на стороне выхода воздуха и входа газа с максимальной деформацией 0.526e-3 мм. Можно видеть, что максимальное напряжение, деформация и деформация на стороне выхода газа и входа воздуха в рекуператоре больше, чем у стороны входа газа и стороны выхода воздуха, когда термическое напряжение не учитывается, а учитывается только давление. Причина в том, что давление воздуха на входе и давление газа на выходе из рекуператора составляет 382428 Па и 101325 Па соответственно. Соотношение давлений составляет 3,77: 1. Давление воздуха на выходе и давление газа на входе в рекуператор составляют 374779 Па и 105547 Па соответственно.С увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение, деформация и деформация увеличиваются. Рекуператор установлен противотоком, поэтому максимальное напряжение, деформация и деформация возникают на стороне входа воздуха и выхода газа. Кроме того, из рисунка видно, что воздушный канал деформируется в сторону газового канала, воздушный канал становится больше, проход для газа уменьшается, а максимальная деформация меньше, что составляет порядка 10 - 7 г.







3.2. Сравнение и анализ напряжений, деформаций и деформаций между входом и выходом в канале рекуператора с учетом теплового напряжения

На рисунке 9 показано распределение напряжений на стороне входа воздуха и выхода газа с учетом термического напряжения. Максимальное напряжение 66,4 МПа. На рис. 10 показано распределение напряжений



на стороне выхода воздуха и входа газа, его максимальное напряжение составляет 78.2 МПа. На рис. 11 показано распределение деформации со стороны входа воздуха и выхода газа, максимальная деформация которых составляет 0,336e-3; На рис. 12 показано распределение поперечной деформации выпускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для газа, максимальная деформация которых составляет 0,478e-3; На рисунке 13 показано распределение деформации на стороне входа воздуха и выхода газа, максимальная деформация составляет 0,562e-3 мм. На рисунке 14 показано распределение деформации на стороне выхода воздуха и входа газа, максимальная деформация составляет 0,656e-3 мм. Можно видеть, что с учетом теплового напряжения максимальные напряжения, деформации и деформации на стороне входа воздуха и выхода газа рекуператора меньше, чем у стороны выхода воздуха и стороны входа газа.Причина в том, что рекуператор использует противоточную схему. Температура газа на входе в рекуператор составляет 928 K, температура воздуха на выходе составляет 873 K, температура газа на выходе составляет 529 K, а температура воздуха на входе составляет 463 K. Температура газа на входе намного выше, чем температура газа на выходе, и температура воздуха на выходе намного выше, чем температура воздуха на входе. Хотя соотношение давлений между выпускным отверстием для воздуха и впуском газа в рекуператоре меньше, чем между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для газа в рекуператоре, максимальное напряжение, деформация и деформация на выпускном отверстии для воздуха и впускном отверстии для газа, очевидно, увеличиваются под действием сочетания давления и температуры. .Видно, что термическое напряжение, вызванное тепловым расширением, вызванным повышением температуры, является значительным, и ему следует уделять достаточно внимания. Сравнивая рис. 3 с рис. 9, сравнивая рис. 4 с рис. 10, сравнивая рис. 5 с рис. 11, сравнивая рис. 6 с рис. 12, сравнивая рис. 7 с рис. 13, сравнивая рис. 8 с рис. 14, можно увидеть, что при нагревании Учитывается напряжение, напряжение, деформация и деформация на входе и выходе рекуперативного прохода, очевидно, возрастают под действием давления и температуры.Поскольку материалом теплообменника является 0Cr17Ni12Mo2, предел прочности 0Cr17Ni12Mo2 составляет 170 МПа, что превышает значение напряжения 78,2 МПа. По литературным данным [16] видно, что предел прочности 0Cr17Ni12Mo2 составляет 170 МПа, что превышает значение термического напряжения 78,2 МПа. Следовательно, сконструированный рекуператор безопасен и надежен по прочности.





3.3. Влияние соотношения давлений на напряжение и деформацию рекуператора

На рисунке 15 показано, что максимальное напряжение и деформация на входе и выходе газа изменяются в зависимости от соотношения давлений между стороной воздуха и стороной газа, в то время как температура и давление на входе газа и температура выходящего воздуха остается неизменной.Видно, что с увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение и максимальная деформация рекуператора также увеличиваются. Когда степень сжатия увеличивается до 8,4, максимальное напряжение рекуператора достигает 170 МПа и достигает предела прочности материала теплообменника 0Cr17Ni12Mo2. Когда степень сжатия увеличивается до 8,5, максимальное напряжение рекуператора увеличивается до 172 МПа, что превышает предел прочности материала теплообменника 0Cr17Ni12Mo2.Поэтому при проектировании рекуператора для обеспечения его безопасности и надежности перепад давлений между воздушной и газовой сторонами не должен превышать 8,4.


3.4. Влияние температуры газа на входе на напряжение и деформацию рекуператора

Согласно литературным данным [17], с увеличением температуры газа на входе, температура газа на выходе немного изменяется, и тепловой коэффициент постепенно уменьшается. В соответствии с этой идеей выполняется анализ напряжений методом конечных элементов на входе и выходе газа в рекуператор; то есть изменяется только температура газа на входе, в то время как температура газа на выходе и температура воздуха на выходе остаются неизменными.На рисунке 16 показано, что максимальное напряжение, возникающее в желобе воздушного канала, и максимальная деформация рекуператора зависят от температуры на входе газа, в то время как тепловой коэффициент остается неизменным. Видно, что с увеличением температуры газа на входе максимальное напряжение увеличивается. На каждые 50 К повышения температуры газа на входе максимальное напряжение рекуператора увеличивается на 2,3 МПа, а максимальная деформация увеличивается примерно на 0,025 мкм м. В этой статье 0Cr17Ni12Mo2 выбран в качестве изотропного материала для листа теплообменника, который удовлетворяет теореме Гука, т.е.е. зависимость между напряжением и деформацией линейна. Из рисунка также видно, что существует линейная зависимость между максимальным напряжением и максимальной деформацией.


На рисунке 17 показан тренд изменения максимального напряжения, рассчитанного с температурой газа на входе в [13]. Можно видеть, что максимальное напряжение, которое возникает в желобе прохода для воздуха, увеличивается с увеличением температуры газа на входе и имеет линейную тенденцию изменения. При повышении температуры на 50 К максимальное напряжение увеличивается на 6 МПа, что выше результатов, рассчитанных в этой статье.Причина в том, что установлен такой же тепловой коэффициент. С увеличением температуры газа на входе, температура газа на выходе и температура воздуха на выходе также увеличиваются, и максимальное напряжение быстро увеличивается. Фактически, согласно экспериментальным исследованиям в литературе [17], с повышением температуры газа на входе, температура газа на выходе не сильно меняется, а тепловой коэффициент постепенно уменьшается. С помощью вышеупомянутого сравнения далее объясняется, что увеличение теплового напряжения, вызванное повышением температуры, является значительным и требует достаточного внимания.


4. Выводы
(1) Максимальное напряжение, деформация и деформация стороны входа воздуха и выхода газа в рекуператоре больше, чем у стороны выхода воздуха и стороны входа газа, когда термическое напряжение не принимается во внимание и только учитывается давление. Результат обратный, если учесть давление и термическое напряжение. Хотя соотношение давлений между выпускным отверстием для воздуха и впускным отверстием для газа рекуператора меньше, чем соотношение давлений между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для газа рекуператора, максимальное напряжение, деформация и деформация выпускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для газа равны очевидно, увеличивается под действием давления и температуры.Следовательно, увеличение теплового напряжения, вызванное повышением температуры, является значительным, и на него следует обращать достаточно внимания. (2) Сторона газового канала деформируется по отношению к воздушному каналу рекуператора, воздушный канал становится больше, а газ проход уменьшается. Максимальная деформация меньше и составляет порядка 10 -7 м. (3) С увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение и максимальная деформация рекуператора также увеличиваются. Когда степень сжатия увеличивается до 8.4, максимальное напряжение рекуператора достигает 170 МПа и достигает предела прочности материала теплообменника 0Cr17Ni12Mo2. Следовательно, чтобы обеспечить его безопасность и надежность при проектировании теплообменника, перепад давлений между стороной воздуха и стороной газа не должен превышать 8,4. (4) Когда температура газа на выходе и температура воздуха на выходе остаются неизменными, а тепловое соотношение уменьшается. , при увеличении температуры газа на входе максимальное напряжение увеличивается. На каждые 50 К повышения температуры газа на входе максимальное напряжение рекуператора увеличивается в 2 раза.3 МПа и максимальная деформация увеличивается примерно на 0,025 мкм мкм.
Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку, предоставленную Фондами фундаментальных исследований для центральных университетов (грант №2018YZ02) и Китайского горно-технологического университета (Пекин) Программа инноваций и предпринимательства для студентов (№ C202012154).

Децентрализованная механическая вентиляция с рекуперацией тепла

КОМПАКТНЫЕ РАЗМЕРЫ:
Диаметр корпуса рабочего модуля составляет (в зависимости от модели) 150 мм, 200 мм, 250 мм или 340 мм. Длина регулируется в зависимости от толщины стены.

МЕДНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК:
Во-первых, медь очень хорошо передает тепло, а во-вторых, поскольку медь является природным антисептиком (максимально приближенным к серебру), рекуператор может создать среду, обеспечивающую обеззараживание воздуха от вирусов, бактерии и микробы.

КОЭФФИЦИЕНТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДО 92%:
Достижение этого достигается за счет противоточных вытяжных и приточных воздушных потоков. Эти два воздушных потока не пересекаются друг с другом при прохождении через медный теплообменник, но 92% энергии передается от отработанного воздуха к приточному.

СКОРОСТЬ И ПРОСТОТА МОНТАЖА:
установка рекуператора «ПРАНА» без ремонта занимает в среднем два часа. С помощью алмазных сверл снаружи вырезается сквозное отверстие, в которое устанавливается рабочий модуль и заделывается монтажной пеной или аналогичным герметиком.Видны только вентиляционные решетки: одна внутри помещения, другая на внешней стене. Также существуют модели для размещения блока внутри помещения (как внутренний блок).

ДОСТУПНОСТЬ И ПРОСТОТА ОБСЛУЖИВАНИЯ:
Система моноблочная, простая в доступе и обслуживании.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ:
Потребляемая мощность от 6 Вт * ч до 310 Вт * ч (в зависимости от модели).

УДОБНАЯ И ПРОСТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ:
пульт дистанционного управления, диммер (реостат) и управление через мобильное приложение Android.

БЕСШУМНЫЙ НОЧНОЙ РЕЖИМ:
(бытовая и общественная серия).

ГАРАНТИЙНЫЙ СРОК 2 ГОДА.
Срок службы агрегата до 15 лет.

ЛУЧШЕЕ СООТНОШЕНИЕ «цена / качество» на рынке.

Рекуперативные и регенеративные горелки | EE Металл

Наилучшая доступная технология (НДТ)

НИМ - оптимизировать энергоэффективность сжигания с помощью соответствующих методов.

Краткое техническое описание

Одной из основных проблем, связанных с технологическими процессами эксплуатации промышленных печей, являются потери энергии. При использовании традиционной технологии около 70% подводимого тепла теряется с дымовыми газами при температуре около 1300 ° C. Поэтому меры по экономии энергии играют важную роль, особенно для высокотемпературных процессов (от 400 до 1600 ° C).

Таким образом, рекуперативные и регенеративные горелки

были разработаны для прямой рекуперации отработанного тепла за счет предварительного нагрева воздуха для горения. Рекуператор - это теплообменник, который отбирает тепло из отходящих газов печи для предварительного нагрева поступающего воздуха для горения. По сравнению с системами сжигания холодного воздуха можно ожидать, что рекуператоры сэкономят около 30% энергии.

Однако они обычно только предварительно нагревают воздух до максимальной температуры 550-600 ° C. Рекуперативные горелки могут использоваться в высокотемпературных процессах (700-1100 ° C).

Рекуперативные горелки работают попарно и работают по принципу кратковременного накопления тепла с использованием керамических регенераторов тепла. Они восстанавливают от 85 до 90% тепла от отходящих газов печи; поэтому поступающий воздух для горения может быть предварительно нагрет до очень высоких температур, вплоть до 10–150 ° C ниже рабочей температуры печи. Диапазон температур применения от 800 до 1500 ° C. Расход топлива можно снизить до 60%.

Рекуперативные и регенеративные горелки (технология HiTAC) реализуются в новом режиме горения с однородной температурой пламени (беспламенное горение), без температурных пиков обычного пламени, в существенно расширенной зоне горения.

Экологические преимущества

экономия энергии

Кросс-медиа эффекты

Важным ограничением современной рекуперативной / регенеративной технологии горелок является конфликт между технологиями, разработанными для сокращения выбросов и сосредоточения внимания на энергоэффективности.

Образование NOx для топлива, не содержащего азот, в основном зависит от температуры, концентрации кислорода и времени пребывания. Из-за высоких температур предварительно нагретого воздуха и продолжительности пребывания в обычном пламени наблюдается высокая пиковая температура, что приводит к значительному увеличению выбросов NOx.

Эксплуатационные данные

В промышленной печи воздух для горения может быть получен при температуре 800–1350 ° C с использованием высокоэффективного теплообменника.Например, современный регенеративный теплообменник, переведенный на высокий цикл, может утилизировать до 90% отходящего тепла. Таким образом достигается большая экономия энергии.

Применимость

Широко используется

Экономика

Недостатком этих горелок является инвестиционная стоимость.Снижение затрат на энергию довольно редко само по себе может компенсировать более высокие инвестиционные затраты. Следовательно, более высокая производительность печи и более низкие выбросы оксидов азота являются важными факторами, которые необходимо включить в анализ рентабельности.

Движущая сила внедрения

Важными факторами являются более высокая производительность печи и меньшие выбросы оксидов азота.

Примеры установок

Широко используется

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *