Rider3T Блог Ликбез

Достоинства и недостатки

Несмотря на достаточно низкие показатели тепловой эффективности данных приборов, они до сих пор достаточно востребованы и используются для монтажа в функционирующие вентиляционной системы с серьезным «разбросом» по производительности.

Кроме того:

• На один теплообменник можно направить несколько приточных или вытяжных воздушных потоков.
• Расстояние между теплообменниками может достигать более 500 м.
• Такую систему можно использовать в зимний период, так как теплоноситель не замерзает.
• Не смешиваются воздушные потоки из вытяжного и приточного канала.

Из недостатков можно отметить:

• Достаточно низкую энергоэффективность (тепловой КПД), которая варьируется от 20 до 50 %.
• Серьезные затраты на электроэнергию, которая необходима для работы насоса.
• Обвязка рекуператора насчитывает большое количество контрольно-измерительных устройств и запорной арматуры, которая требует периодического технического обслуживания.

Данные узлы предназначены для правильной работы приточно-вытяжных установок, в составе которых входят гликолевые теплообменники выполняющие функцию теплоутилизации.

Данный смесительный узел устанавливается в контуре, соединяющем приточный и вытяжной гликолевый теплообменник, по средствам трубопровода. Узел содержит все необходимые элементы обвязки, нужные для правильной работы контура. Для правильной работы системы достаточно подсоединить узел к сети трубопроводов и подключить привод и насос к контроллеру управления.

В процессе работы узел создает необходимый расход теплоносителя, нужный для переноса тепла с нагретого вытяжного теплообменника на холодный приточный. Трехходовой клапан установленный в узле, смешивая в нужном количестве потоки гликоля регулирует максимальную производительность теплоутилизаторов. В случае переохлаждения одного из теплообменников, трехходовой клапан подмешивает в контур более нагретую жидкость, тем самым предотвращая возможность обмерзания гликолевого калорифера.

Использование электропривода плавного регулирования позволяет осуществлять точное управление трехходовым клапаном. Термоманометры установленные во всех частях узла позволяют отслеживать параметры температуры и давления в разных участках системы. На узел устанавливается группа безопасности, которая содержит предохранительный клапан, воздухоотводчик и расширительный бак. Воздухоотводчик необходим для автоматического стравливания из системы воздуха, попавшего в контур при заполнении.

Расширительный бак, устанавливаемый в гликолевом контуре необходим для компенсации излишек жидкости в системе при резком изменении температуры в контуре.

Предохранительный клапан, должен сработать в случае повышения давления выше заданного, тем самым уберечь остальные элементы от повреждения. Так же в контур узла входит сливной кран для быстрого слива жидкости из системы.

Шаровые краны позволяют перекрыть контур узла и тем самым заменять его отдельные элементы в случае необходимости, при этом, не сливая всю систему.

Смесительные узлы работы гликолевых рекуператоров предназначены для регулирования потоков этиленгликолевого раствора в контуре рекуперационных теплообменников приточно-вытяжной установки.

Задача , обеспечить такой необходимый расход теплоносителя, таким образом, что бы максимально передать теплоту вытяжного воздуха приточному, через отдельный замкнутый контур соединяющий теплообменники приточки и вытяжки. Теплоносителем данных узлов как правило является раствор этиленгликоля.

В состав узла обвязки гликолевых теплообменников входят следующие элементы.

• трехходовой клапан;
• электропривод;
• насос;
• грязевик;
• обратный клапан;
• шаровые краны;
• термоманометры;
• расширительный бачок;
• сливной кран;
• воздухоотводчи.

При необходимости узел комплектуется гофрированными подводками.

Применяются данные узлы для всех приточно-вытяжных установок, где предусмотрена опция рекуперации тепла за счет промежуточного теплоносителя. Как правило такие узлы ставятся на вентиляционные системы средней и большой производительности по воздуху от 5 000 до 100 000 м 3 ч.

Если узел рассчитан и собран правильно, то при включении системы автоматика приточно-вытяжной установки должна работать таким образом, что бы обеспечить сначала максимально возможный прогрев приточного воздуха, используя, теплоту гликолевого контура, а далее, подключить контур нагревателя, для того, что бы догреть воздух до заданной температуры.

Принцип работы гликолевого рекуператора

Устройство состоит из двух оребрённых теплообменников, которые объединены между собой в замкнутый контур с циркулирующим в нём теплоносителем (раствор этиленгликоля). Один теплообменник устанавливают в канале, через который проходит удаляемый воздух, второй находится в потоке приточного воздуха. Теплообменники должны работать в противоточном режиме относительно воздушного потока. При прямоточном подключении эффективность их работы снижается до 20%.

В холодное время года первый теплообменник является охладителем, забирая тепло из потока вытяжного воздуха. Теплоноситель при помощи циркуляционного насоса перемещается по замкнутому контуру и попадает во второй теплообменник, выполняющий функцию обогревателя, где тепло передаётся приточному воздуху. В теплый период функции теплообменников — прямо противоположны.

Зимой на теплообменнике в вытяжном потоке возможно образование конденсата, который собирают и отводят при помощи наклонной ванны из нержавеющей стали с гидравлическим затвором. Чтобы в поток вытяжного воздуха не попадали капли конденсата при высокой скорости потока, за теплообменником ставят каплеуловитель.

Где используется гликолевый рекуператор

Самым эффективным применением гликолевых теплообменников считается их использование в двухконтурных схемах. Они незаменимы во взрывоопасной среде, а также в случаях, когда воздушные приточные и вытяжные потоки абсолютно не должны пересекаться. Активно используют подобную схему на производствах с большими площадями и в торговых центрах, поддерживающих на разных участках различный температурный режим.

Рекуператор с промежуточным теплоносителем даёт возможность соединить две отдельно существующие системы вентиляции — вытяжную и приточную. Такие устройства идеально подходят для их модернизации в случае раздельного использования.

Универсальность гликолевых рекуператоров даёт возможность устанавливать их в существующие системы, имеющие производительность 500 — 150 000 м3/час. С их помощью можно вернуть до 55% тепла. Окупаемость таких систем — от полугода до двух лет. Она зависит от региона, в котором установлено оборудование, и интенсивности его использования. Как правило, необходим индивидуальный расчёт таких устройств.

Принцип действия

В этом разделе будет рассмотрен более подробно гликолевый рекуператор, принцип работы которого чем-то схож с работой обычного кондиционера. В зимний период один бойлер забирает из исходящего потока воздуха вытяжной вент системы тепловую энергию, и с помощью водно-гликолевого теплоносителя перемещает ее в приточный теплообменник. Именно во втором бойлере антифриз отдает накопленное тепло приточному воздуху, обогревая его. Летом, действие теплообменников этого устройства прямо противоположное, поэтому используя оборудование данного типа можно сэкономить не только на отоплении, но и на кондиционировании воздуха.

В холодное время года, бойлер, устанавливаемый в вытяжной вентиляционный канал, может подвергаться воздействию конденсата и как следствие – обледенению. Именно поэтому он оборудован емкостью с гидрозатвором для сбора и отвода конденсата. Кроме этого, для предотвращения попадания в воздушный поток влаги, за теплообменником обычно монтируют каплеуловитель. Для предотвращения загрязнения приточного теплообменника, в вентиляционный канал устанавливают фильтр грубой очистки воздуха.

Возможности установки

• Можно подсоединить несколько притоков и одну вытяжку 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.

При двухконтурной схеме гликолевого рекуператора количество удаляемого и приточного воздуха должно совпадать, хотя и допускаются отклонения до 40%, ухудшающие показатель КПД.

Расчет энергоэффективности устройства данного типа

Для эффективной работы и максимального теплосбережения, как правило, требуется индивидуальный расчет такого оборудования, которым занимаются специализированные компании. Можно рассчитать тепловой КПД и энергоэффективность такого рекуператора самостоятельно, используя методику расчета гликолевых рекуператоров. Для расчета теплового КПД необходимо знать затраты энергии на нагрев или охлаждение приточного воздуха, которые рассчитываются по формуле:

Q = 0,335 х L х (tкон. – tнач.),

• L расход водуха.
• t нач. (температура входа воздуха в рекуператоре)
• tкон. (температура вытяжного воздуха из помещения)
• 0, 335 это коэффициент, взятый из справочника Климатологии для конкретного региона.

Для расчета энергоэффективности рекуператора используют формулу:

где: Q– энергетические затраты на нагрев или охлаждение воздушного потока, n – заявленный производителем КПД рекуператора.

Как выполняется анализ гликоля

Процедура исследования качества теплоносителя довольно проста и не требует от владельца инженерных сетей особых усилий. Вы отбираете пробы гликоля и передаете их на исследование в лабораторию производителя. Специалисты проводят необходимые анализы и определяют количественные характеристики раствора. После исследований вы получаете полный отчет с рекомендациями. На их основании и принимается решение. Возможно, необходима утилизация отработанного раствора этиленгликоля и замена теплоносителя на новый. Возможно, отклонения от нормы не столь существенны и не влияют на эффективность работы климатической системы

Важно заметить, что если исследования выполняет компания-производитель, она идеально знает все особенности используемого состава и может дать компетентные советы. В любом случае вы получаете немало преимуществ от такого комплексного обслуживания:

• Определенные количественные характеристики гликоля сравниваются не с усредненными показателями, а первоначальными параметрами именно данного раствора;
• Вы можете оперативно заказать замену теплоносителя с утилизацией отработанного;

Производитель располагает необходимой материальной базой для транспортировки гликоля на объект и утилизацией отработанной смеси согласно экологическим правилам и нормам.

Рекуператоры

Кроме этого, в условиях постоянного дорожания энергоносителей, в настоящее время вентиляционные установки очень часто комплектуются рекуператорами различных типов и конструкции, которые позволяют передавать часть теплоты вытяжного воздуха приточному.

Перекрестноточные рекуператоры, благодаря своей конструкции направляют приточный и вытяжной воздух во взаимопересекающиеся каналы без смешивания и через поверхность тонких пластинчатых ячеек тепло от вытяжного воздуха передается к приточному. Эффективность таких рекуператоров может достигать 75%.

Роторные рекуператоры имеют конструкцию, благодаря которой тепло вытяжного воздуха передается к приточному посредством медленно вращающегося диска, являющегося наборкой множества пластинчастых перфорированых дисков. Роторные рекуператоры допускают небольшой (до 15%) подмес вытяжного воздуха к приточному. Это несколько сужает область их применения, но зато эффективность роторные рекуператоры имеют значительно большую, чем перекрестноточные, — до 85%, в зависимости от количества и параметров вытяжного и приточного воздуха.

Когда габариты венткамеры или другие особенности вентилируемых помещений не позволяют разместить в одной вентустановке приточный и вытяжной агрегат, тогда может быть применен гликолевый рекуператор. Гликолевый рекуператор работает следующим образом: через два отдельных теплообменника на вытяжном и приточном потоках циркулирует теплоноситель — гликоль; вытяжной воздух отдает тепло через теплообменник гликолю, который, в свою очередь нагревает пластины приточного теплообменника. Расстояние между вытяжным и приточним агрегатами может быть значительным и ограничивается лишь техническими возможностями прокладки трубопроводов между теплообменниками, но эффективность гликолевый рекуператор имеет небольшую, значительно ниже, чем перекрестноточный и, тем более, роторный рекуператор.

В настоящее время многие производители имеют в своем ассортименте стандартные вентиляционные установки относительно небольшой производительности. Это вентиляционные установки для котеджей, офисов, небольших коммерческих помещений, укомплектованные водяными, электрическими нагревателями, либо без них, рекуператорами разных типов. Для больших производительностей или каких-то особых условий вентиляционные установки подбираются и изготавливаются индивидуально, под заказ. После расчета вентиляционной системы, указав все необходимые параметры для подбора и конструктивные особенности, проектировщик выдает техническое задание для представителя производителя и через некоторое время получает распечатку установки с необходимыми параметрами, техническими характеристиками, габаритами и конструкцией. Некоторые производители размещают программы подбора оборудования на своих сайтах в интернете, что позволяет в режиме онлайн создавать вентиляционные установки любой конфигурации самому проектировщику.

Ключевые свойства гликоля

Прежде чем приступать к заказу исследований, необходимо определиться: какие свойства и характеристики определяют качество антифриза с низкой температурой замерзания.

• Теплопроводность;
• Коэффициент теплопередачи;
• Вязкость;
• Максимальная температура кристаллизации.

В процессе эксплуатации теплоноситель может загрязняться побочными примесями, которые существенно ухудшают рабочие свойства жидкости. Если концентрация активного вещества в растворе не соответствует норме, то температура замерзания может оказаться гораздо выше, чем указывает производитель или требуют условия эксплуатации климатической системы. В некоторых случаях это становится опасно, ведь при использовании оборудования в суровых климатических условиях возникает риск замерзания жидкости в системе. В отличие от воды коэффициент объемного расширения у гликоля мал, что минимизирует риск повреждения и разрыва трубопровода. Но переход раствора в кашеобразное агрегатное состояние заметно ухудшает его транспортировку по системе и вызывает повышенную нагрузку насосного оборудования.

Загрязненный примесями теплоноситель имеет сниженный КПД, который выражается в способности переносить или отводить тепло. Чтобы обеспечить требуемую производительность системы, нужно постоянно следить за этим и не допускать отклонений от нормы. Аналогично обстоит вопрос и с вязкостью. Если она превышает допустимые пределы, транспортировка по трубопроводу возможна лишь при повышенной мощности насосного оборудования, которое в таком режиме изнашивается гораздо быстрее.

Выводы

Антифриз для системы отопления использовать имеет смысл, когда действительно есть вероятность того, что вода внутри сети может замерзнуть

При этом следует определять оптимальную концентрацию раствора для эффективной работы всей отопительной системы и принимать во внимание требования техники безопасности

Антифриз – охлаждающая жидкость, имеющая, в своей основе, этилен или пропилен гликоль, переводится «Antifreeze», с международного английского языка, как “не замерзающий”. Антифриз класса G12 предназначен для применения на автомобилях с 96-го по 2001 года, на современных авто, как правило, применяются антифризы 12+, 12 plus plus или g13.