Роторний рекуператор: принцип роботи, установка

Концепція теплового обміну дозволяє мінімізувати витрати на обігрів та охолодження обслуговуваних середовищ. В даному випадку розглядаються повітряні потоки, характеристики яких визначають параметри мікроклімату в приватних будинках, виробничих приміщеннях і т. д. Практично тепловий обмін організовує система рекуперації. Вона виступає свого роду тимчасовим акумулятором тепла, збираючи і віддаючи його енергію. Найчастіше використовується роторний рекуператор, який цінують за високу продуктивність, можливість гнучкої настройки та інші позитивні якості.

Конструкція теплообмінника

Рекуператори практично не використовуються як самостійне обладнання. Найчастіше їх вводять в припливно-витяжні вентиляційні установки, в яких функція рекуперації виступає додатковим опціоналом. Сам же рекуператор являє собою металевий теплообмінник регенеративного класу. Робочу основу становить циліндричний ротор, обертання якого і приводить до руху повітряних мас. Ротор формується пакетом тонких пластинок, що акумулюють тепло. У свою чергу, припливно-витяжна установка з роторним рекуператором може включатися в більш велику інженерну мережу. У простих виконаннях вона виступає засобом вентиляції повітря, а на промислових підприємствах також виконує завдання утилізації тепла від технологічних газових середовищ. Втім, повний спектр функцій варто розглянути рекуператора окремо.

Функції рекуператора

Головне завдання полягає в зборі тепла для різних цілей. Зазвичай для подальшого розподілу теплової енергії у нових вступників масах повітря, та рідше – для її гасіння. В обох випадках досягається скорочення енерговитрат на використання спеціального теплообмінного обладнання. Разом з цим рекуператор залишається вентиляційним апаратом, службовцям для оновлення повітря в приміщенні. Залежно від модифікації, роторний рекуператор може виконувати очищення повітря і навіть ароматизацію. Принаймні позбавлення від неприємних запахів є поширеним властивістю таких пристроїв. Більш функціональні моделі також дають можливість регулювання температурного режиму. В цьому випадку віддача накопиченої енергії відбувається з певними параметрами, які можна встановлювати вручну або автоматично – знову ж таки, це залежить від можливостей конкретної моделі.

Принцип роботи

Дія рекуператорів такого типу базується на передачі тепла від вихідних потоків повітря (наприклад, зігрітого кімнатного) до холодних мас свіжої повітряного середовища. Проходячи між роторними пластинами, повітря зігріває їх, а з іншого боку надходять нові вуличні потоки холодного повітря і нагріваються від акумульованого тепла. Обсяги вихідного і вхідного повітря визначаються розмірами і силовим потенціалом, з яким працює роторний рекуператор. Принцип роботи агрегату передбачає взаємодію обертових пластин з приводом, підключеним до електромережі. Якраз наявність електроприводу дозволяє тонко налаштовувати установку на роботу з певним швидкісним режимом. В середньому ж швидкість обертання становить 1 про./мін.

Різновиди пристрою

У стандартному виконання робочий механізм рекуператора поділяється на кілька сегментів – від 4 до 12. Такі моделі застосовують для видалення зайвого тепла, що утворюється в результаті виконання технологічних операцій на підприємствах. Це конденсаційні ротори, які активують свою функцію, коли температура обслуговуваного повітря опускається нижче «точки роси». До особливостей конденсаційних агрегатів відносять здатність металевих елементів протистояти впливу вологи. Поширені і високотемпературні пристрої, призначені для роботи в умовах підвищених температур. Побутовий роторний рекуператор не розрахований на ліквідацію надлишок тепла. Такий механізм застосовують саме для його розподілу в потоках свіжого повітря. Однак і такі моделі передбачають можливість регулювання нагріву.

Порівняння з пластинчастими моделями

Порівняно з роторними агрегатами, пластинчасті моделі не мають приводу і здійснюють теплообмін в автономному режимі. Користувач може вручну шляхом зміни напрямку акумулюючих пластин змінювати лише пропускну здатність механізму. З цього можна зробити висновки про плюси і мінуси обох систем. Але для початку варто сказати про загальні переваги. І роторний, і пластинчастий рекуператор мають невеликі розміри і достатню продуктивність. Це рятує від необхідності застосування додаткових пристосувань, в тому числі силових. Якщо ж говорити про відмінності, то роторний механізм більш гнучкий в регулюваннях, позбавлений ризику промерзання в зимовий час і енергоеффектівен. Але в той же час він відрізняється більш складним пристроєм і передбачає певну частку змішування відпрацьованих потоків і свіжого повітря.

Монтажні роботи

Рекуператор встановлюється у підготовленому каналі припливно-вентиляційної системи. Корпус не повинен контактувати зі стіною, так як вібрації можуть їй передаватися, що негативно позначиться на несучій конструкції в цілому. Рекомендується також використовувати спеціальну антивібраційний захист у вигляді демпферних підкладок для рекуператора. Коли опорна основа з ніжками і профільними кріпильними елементами буде готова, можна приступати до інтеграції корпусу. Зазвичай установка роторного рекуператора здійснюється в спеціальний технічний блок, розрахований за розмірами на конкретну модель. Фіксація реалізується з допомогою комплектної сполучної фурнітури – в базовий набір включаються куточки, метизи, ущільнювачі і підкладки. Далі до ротору можуть під'єднуватися допоміжні технологічні контури. На цьому етапі з'єднання виконується за допомогою фітингів, адаптерів і перехідників відповідних розмірів.

Управління рекуператором

Роторний механізм рідко управляється окремо від основної припливно-вентиляційної системи. В нових конструкціях застосовується можливість електронного управління пристроєм через контроллерний пульт. В автоматичному режимі власник може задавати такі параметри, як швидкість обертання, процентне співвідношення між обсягами впуску і випуску повітря, ступінь очищення, тимчасові робочі інтервали і т. д. Параметри роботи механізму відстежуються за допомогою датчиків, які, зокрема, фіксують пропускну здатність устаткування. Також припливна установка з роторним рекуператором може налаштовуватися на спеціальні режими експлуатації. Одним із сучасних режимів такого типу є робота в умовах підтримки постійного тиску повітряної середовища. Дана програма дозволяє виключити ризик перевантаження електроприводу з подальшим перегрівом.

Обслуговування пристрою

Поверхні ротора і самого корпусу вимагають регулярного очищення. Пластини очищаються і при необхідності додатково обробляються антикорозійними складами. Також слід регулярно перевіряти спрямованість обертання ротора, а в привідній системі – якість натягу ременя. Оскільки рекуператор працює в тісній зв'язці з іншими функціональними компонентами вентиляції, то важливо перевіряти і їх стан теж. Зокрема, ревізії піддається фільтр, воздуховодние канали, пиловловлювачі, клапани з датчиками і т. д. Якщо є можливість, то роторний рекуператор буде не зайвим вилучити з місця установки і повністю перевірити на герметичність. Справа в тому, що при наявності навіть незначних проміжків різко погіршується якість повітря, що поступає.

Висновок

Механізм рекуперації повітря є найпростішим способом зігріву приміщення. Холодний вуличне повітря піддається попередньою обігріву практично без додаткових енерговитрат. Зрозуміло, роторні рекуператори повітря при підключенні до мережі споживають енергію для своєї функції, але вона витрачається в цілому на забезпечення циркуляції потоків. Той же приклад з пластинчастими теплообмінниками показує, наскільки малоефективна в роботі може бути установка без електроприводу. Також енергозабезпечення потрібно для живлення керуючої інфраструктури, яка забезпечує роботу всього припливно-вентиляційного комплексу. Зазвичай це мінімальні витрати, але в результаті вони значно спрощують процес експлуатації обладнання.