Смесительные узлы для гликолевых рекуператоров. Гликолевый рекуператор Приточные установки гликоль ацетат

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.

10 октября 2018

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.

Гликолевый рекуператор является, утилизирующим тепловую энергию устройством, посредством циркуляции незамерзающей жидкости (антифриза) в замкнутом контуре теплообменников.

В приборах этого типа используется этиленгликолевый теплоноситель или раствор пропиленгликоля в воде, в соотношении 30/50; 40/50 или 50/50. Этот раствор обладает высокими эксплуатационными характеристиками, а именно:

Не замерзает при минусовых температурах, что дает возможность использовать рекуператор даже в условиях с достаточно низкими температурными показателями.
Высокая теплоемкость раствора позволяет использовать устройство для максимальной утилизации тепловой энергии.

Конструктивные особенности

Данный прибор представляет собой два теплообменника (бойлера)соединенных между собой замкнутым контуром, с непрерывно циркулирующим в нем водно-гликолевым раствором. Благодаря замкнутому контуру исключается передача загрязнений и запахов от одного воздушного потока, второму. Вытяжной бойлер устанавливается в соответствующий вентиляционный канал, по которому проходит нагретый воздушный поток, а приточный монтируется в вентиляционных канал, по которым в помещение поступает холодный воздух.

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.

На первый взгляд, устройство утилизации тепловой энергии посредством промежуточного теплоносителя выглядит достаточно просто: два теплообменника связанных между собой замкнутым контуром в который включен насос для перемещения водно-гликолевого раствора. На самом деле такая схема будет работать, но обеспечивать высокий КПД не будет. Для эффективной утилизации тепла в такой системе нужен грамотно спроектированный узел обвязки гликолевого рекуператора с наличием дополнительного оборудования.

Типовая схема узла обвязки устройств с промежуточным теплоносителем.

Важно!
Правильно смонтированная обвязка замкнутого контура с теплоносителем позволяет не только значительно повысить КПД гликолевого рекуператора, но и предотвратить его обмерзание в зимний период.

На этом рисунке представлена универсальная схема обвязки гликолевого рекуператора, подходящая для большинства устройств.

А так она выглядит в смонтированном состоянии.

Сфера применения

Гликолевые рекуператоры применяются:

В двухконтурных системах вентиляции.
На предприятиях, где не перемешивание воздушных потоков является приоритетным.
В вентиляционных системах по которым могут транспортироваться взрывоопасные газы.

Наиболее часто используют данное оборудование на предприятиях, в которых необходимо поддерживать различную температуру в помещениях. Кроме того, использование гликолевого рекуператора позволяет объединить две вентиляционные системы в единое целое, при этом не давая возможности соприкасаться воздушным потокам. Окупаемость таких устройств зависимости от региона, с определенными температурными показателями и интенсивности использования устройства.

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.

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.

Совет:
Грамотный расчет теплообменников гликолевого рекуператора, позволит вам значительно повысить энергоэффективность устройства. Несмотря на обилие методик для самостоятельного расчета, лучше всего, если этим будут заниматься профессионалы.

Само слово «рекуперация» в переводе с латинского означает возврат или обратное получение, сбережение, что касается воздуха, то подразумевается сбережение тепловой энергии, которая перемещается с воздухом через систему вентиляции. Устройство уравновешивает температуру двух потоков воздуха. Принцип работы основан на теплообмене двух встречных потоков приточного и вытяжного воздуха с разной температурой, и за счет этого происходит выравнивание температуры воздуха. Основное назначение рекуператора – это утилизация тепла, снижение расходов на энергоносители, так как он эффективно сокращает потери тепла. Система рекуперации в вентиляционной системе способна сохранять от 60 до 95% тепла, выбрасываемого из помещения с вытяжным воздухом, при этом тепловая энергия используется повторно в том же технологическом процессе.
Мы рассмотрим разновидности рекуператоров, которые применяются в наших вентиляционных установках.

Пластинчатые рекуператоры
Самый распространенный тип рекуператоров – пластинчатый, так как имеет невысокую стоимость и достаточно высокую эффективность. Состоит из пластин меди или алюминия, пластика или очень прочной целлюлозы. Принцип работы основан на том, что уходящий вытяжной воздух отдает тепло пластине с одной стороны, а она, в свою очередь, отдает тепло потоку приточного воздуха. Таким образом, уменьшаются затраты на нагрев подаваемого воздуха в помещение. Эффективность теплоутилизации может достигать 93%. Изолированные друг от друга потоки приточного и вытяжного воздуха позволяют применять этот вид теплоутилизаторов в помещениях, содержащих в вытяжном воздухе запахи или вредные выбросы.

Вытяжной воздух может содержать большое количество влаги, тогда при работе рекуператора неизбежно образование конденсата, который удаляется в поддон и имеет отвод. В холодное время при уличной температуре воздуха ниже -15С существует вероятность нарастания «шубы» или обледенения рекуператора. Чтобы этого избежать, производителями предусматривается преднагреватель (устанавливается перед рекуператором). По такому принципу, например, работают установки или , которые имеют уже встроенный электрический преднагреватель для эффективной работы установки в зимнее время.
Также защиту рекуператора от замерзания обеспечивают с помощью автоматики вентиляционной установки, она настраивается таким образом, чтобы автоматически снижать скорость приточного вентилятора, пока система рекуперации не оттает.

Пластинчатые рекуператоры имеют два типа исполнения:

Перекрестноточные рекуператоры — где движение приточного потока воздуха
и вытяжного перпендикулярны по отношению друг к другу. Они имеют эффективность до 70%. Такие типы рекуператоров применяется в итальянской установках

Противоточные рекуператоры – где вытяжка и приток движутся в противоположных направлениях, КПД рекуператора противоточного типа доходит до 93%. Такой тип рекуператоров применяется во многих приточно-вытяжных установках, который мы предлагаем. Например, установка или имеют алюминиевый противоточный рекуператор и также автоматически управляемы байпас, который защищает рекуператор от обледенения при низких температурах уличного воздуха.

Роторный рекуператор
Наиболее эффективный вид теплоутилизаторов. Представляет собой барабан, имеющий ячеистую структуру. Принцип работы: вытяжной теплый воздух проходит через ячейки и отдает им свое тепло. Барабан поворачивается и попадает в струю приточного воздуха, который нагревается, проходя через ячейки теплообменника. Эффективность рекуперации можно регулировать путем изменения оборотов скорости вращения ротора. КПД таких рекуператоров достигает 90%. Важно отметить, что такой тип рекуперации нельзя применять в помещениях с вредными выбросами, так как происходит частичное смешивание приточного и вытяжного воздуха. Мы предлагаем компактные установки с таким типом рекуператора – это и –одна из самых энергоэффективных установок еще и благодаря энергосберегающим вентиляторам .

Гликолевые рекуператоры
Представляют собой два теплообменника находящихся в приточной и вытяжной камерах. Теплообменники соединяются трубами, по которым циркулирует смесь этилен или пропиленгликоля с водой. Циркуляцию обеспечивает насос. Вытяжной воздух нагревает смесь в теплообменнике вытяжки, которая затем поступает в теплообменник приточной установки, где и отдает свое тепло приточному воздуху. Такие рекуператоры применяются в помещениях, где конструктивное исполнение приточно-вытяжной установки в виде единого блока невозможно, когда не хватает места в вентиляционной камере, либо в производственных помещениях, где притоки вытяжка должны находится в разных местах. Эффективность таких рекуператоров достигает 60-70%. Поставляются такие рекуператоры в установках Lufberg серии , подбираемых по программе, под определенный заданный расход воздуха, процентное содержание гликоля и требования по температуре воздуха помещения.

Динамические рекуператоры
В системе с динамической рекуперацией применяется принцип работы холодильной машины. Холодильный контур устанавливается в приточную и вытяжную часть установки, чтобы передавать тепло от приточного воздуха к вытяжному и наоборот. Тепловой насос – это традиционный холодильный контур с расширительным клапаном, компрессором, испарителем, конденсатором, которые располагаются отдельно в вытяжном и приточном воздуховодах. В системе имеется 4-ходовой перепускной клапан, который обеспечивает попеременное направление работы хладагента в зависимости от сезона. Принцип работы основан на физических процессах, происходящих с фреоном. В летний период холодильный контур работает в режиме охлаждения. Воздух, подаваемый в помещение с улицы, охлаждается в испарителе. Тепло сбрасывается в конденсатор, установленный в вытяжной линии. В холодное время года контур переводится в режим теплового насоса, и с помощью 4-ходового клапана парообразный фреон направляется в теплообменник, исполняющий роль конденсатора. Воздух, забираемый с улицы, нагревается за счет тепла, выделяемого при конденсации фреона, и подается в помещение.
Такой принцип работы встречается в установках , HPR , HPS. Каждая из этих установок имеет свой встроенный рекуператор пластинчатый или роторный, но в дополнение оснащена встроенной холодильной машиной (тепловым насосом). Благодаря этому установки имеет высокую эффективность рекуперации до 90%.

Любой рекуператор в вентиляционной системе значительно снижает затраты на электроэнергию при нагреве приточного воздуха. Рассчитывая проект вентиляции с рекуператором нужно учитывать площадь помещения, влажность и назначение, а также КПД подобранной установки при данном расходе воздуха и температуре уличного и подаваемого воздуха, от которого будет зависеть качество вентиляции всего объекта.
Мы предлагаем вам обратиться к нам для правильного и грамотного подбора приточно-вытяжной системы с рекуперацией. Наши специалисты сделают расчет и предоставят все технические параметры выбранной установки, и вы достоверно сможете убедиться в эффективности работы системы вентиляции при заданных вами условиях.