Новинка от CLIVET: приточно-вытяжные установки с термодинамической рекуперацией

Повышение цен на энергоносители все больше привлекает внимание потребителя к энергосберегающему оборудованию и рекуперации тепла, то есть к использованию энергии воздуха, забираемого из помещения, для предварительного подогрева или охлаждения приточного воздуха. Применение различных систем рекуперации является одним из путей повышения энергоэффективности центральных кондиционеров и приточных установок.

Чаще всего используется система с применением перекрестно-точных пластинчатых воздушных теплообменников, обеспечивающая эффективность передачи тепла примерно на 60-70%. Система проста по конструкции, надежна в работе и имеет минимальные эксплуатационные расходы.

Основным недостатком системы с перекрестным теплообменником является опасность его обмерзания при температуре наружного воздуха ниже -15°С. Установка на теплообменнике байпасного клапана позволяет предотвратить остановку системы и несколько снизить допустимую температуру наружного воздуха, но увеличивает и без того высокую стоимость теплообменника. Кроме того, обязательным условием является совмещение приточки и вытяжки в одной установке.

Рис.1. Схема термодинамической рекуперации
С - компрессор
VQ - четырехходовой клапан
ВТ - теплообменник в вытяжной линии (конденсатор)
BR - теплообменник в подающей линии (испаритель)
Рис.1. Схема термодинамической рекуперации

Наиболее эффективной системой статической рекуперации является система с роторным рекуператором, позволяющая передавать 80-90% тепла. Она позволяет рекуперировать не только тепло, но и влажность (естественно, при специальном исполнении ротора), что очень важно в зимний период. Возможность обмерзания ротора предотвращается уменьшением его скорости вращения, что, однако, сказывается на эффективности работы рекуператора.

Основным недостатком этой системы является попадание воздуха из вытяжного канала в подающий канал, что исключает ее применение в «чистых» помещениях. Наличие вращающихся узлов (опоры, ремни, двигатель с редуктором) усложняет обслуживание системы и сильно повышает ее стоимость. Так же, как и в системе с перекрестным теплообменником, необходимо объединение приточки и вытяжки в одной установке.

Схема рекуперации с промежуточным теплоносителем позволяет не только разнести линии вытяжки и приточки, но и обеспечить стабильную работу без обмерзания теплообменников. Минимально допустимая температура наружного воздуха определяется только концентрацией и типом используемой в контуре незамерзающей жидкости. Отсутствие перетекания воздуха между притоком и вытяжкой позволяет использовать эту схему и для «чистых» помещений.

К сожалению, наличие в схеме двух промежуточных теплообменников снижает эффективность передачи тепла до 50-60%, при том, что жидкостной контур теплообменника должен включать все традиционные элементы гидравлического контура: насосы, расширительные баки, узлы заправки и контроля параметров, предохранительный клапан и так далее.

Во всех рассмотренных схемах рекуперации передача тепла происходит только за счет разницы температур забираемого и подаваемого воздуха. Поэтому температура воздуха после рекуператора всегда значительно отличается от температуры воздуха в помещении. Мы видим, что системы статической рекуперации не могут обеспечить охлаждение или обогрев помещения и работают эффективно только при большой разнице температур между наружным воздухом и воздухом в помещении.

В отличие от рассмотренных выше систем, система с термодинамической рекуперацией использует холодильный контур с прямым расширением, установленный в вытяжную и приточную часть кондиционера, для передачи тепла от вытяжного воздуха к приточному и наоборот (см. рис. 1).

В летний период холодильный контур работает в режиме охлаждения. Воздух, подаваемый в помещение с улицы, охлаждается в испарителе BR. Тепло сбрасывается в конденсатор BT, установленный в вытяжной линии. В холодное время года контур переводится в режим теплового насоса, и с помощью четырехходового клапана VQ парообразный фреон направляется в теплообменник BR, исполняющий роль конденсатора. Воздух, забираемый с улицы, нагревается за счет тепла, выделяемого при конденсации фреона, и подается в помещение. Теплообменник BT является испарителем.

Термодинамическая рекуперация позволяет значительно повысить энергетическую эффективность системы кондиционирования. Температура воздуха, подаваемого в помещение, оказывается гораздо ближе к заданной для этого помещения температуре.

Рис.2. Сравнение термодинамической и статической систем рекуперации
Рис.2. Сравнение термодинамической и статической систем рекуперации

Сравнение температуры подаваемого воздуха приточной установки ZEPHIR, рассмотренной ниже, с температурой на выходе статической системы с перекрестным теплообменником показано на рис. 2.

При определенных условиях эксплуатации, например, в осенний и весенний периоды, мощности системы термодинамической рекуперации достаточно для обогрева или охлаждения помещения.

Система термодинамической рекуперации оказывается гораздо эффективнее статической системы при температурах наружного воздуха до -5°С. Для расширения возможностей системы применяются дополнительные водяные теплообменники или электронагреватели предварительного обогрева, позволяющие работать до температур -10°С - -15°С.

Необходимость работы холодильного рекуперационного контура в широком диапазоне температур и режимов накладывает ограничения на выбор размеров и возможностей холодильного контура. В первую очередь это относится к размеру теплообменника в линии притока BR (рис. 1), который в режиме теплового насоса должен обеспечить минимальную температуру конденсации. В «классической» схеме холодильного контура, как известно, применяется регулирование скорости вращения вентилятора, что, естественно, невозможно в нашем случае.

Фирмой CLIVET разработаны три серии компактных приточно-вытяжных установок, использующих термодинамическую рекуперацию.

ELFOFRESH-UP CPAN-U 3-9
Внутренняя установка. Работа на сеть
Рис.3. Приточная установка ELFOFRESH-UP
Рис.3. Приточная установка ELFOFRESH-UP
CPAN-U ELFOFRESH-UP 3 5 7 9
Холодопроизводительность, кВт 1,46 2,13 3,05 3,92
Теплопроизводительность, кВт 1,66 2,35 3,58 4,48
Расход подаваемого воздуха м3/час 195 310 490 650
Напор вентилятора, Па 40 40 40 40
Длина, мм 610 610 653 653
Ширина, мм 803 803 1036 1036
Высота, мм 340 340 400 400
 
ELFOFRESHLARGE CPAN-U 17-51.
Внутренняя установка. Работа на сеть
Рис.4. Приточная установка ELFOFRESH-LARGE
Рис.4. Приточная установка ELFOFRESH-LARGE

CPAN-U ELFOFRESH-LARGE

17 21 25 31 41 51

Холодопроизводител ьн ость, кВт

6,2 7,6 8,6 10,9 12,4 15,9

Теплопроизводительно сть, кВт

6,8 8,3 9,2 11,9 14,2 16,9

Расход подаваемого воздуха м3/час

1190 1400 1690 2200 2480 3310

Напор вентилятора, Па

190 175 300 180 270 340

Длина, мм

950 950 950 950 950 950

Ширина, мм

1503 1503 1503 1503 1503 1503

Высота,мм

443 443 518 518 668 668
 
ZEPHIRCPAN 41-222.
Наружная установка. Работа на сеть
Рис.5. Приточно-вытяжная установка ZEPHIR CPAN 41-222
Рис.5. Приточно-вытяжная установка ZEPHIR CPAN 41-222
CPAN ZEPHIR 41 51 82 102 142 182 202 222
Холодопроизводительность, кВт 14,8 17,9 32 37 47,4 57,9 69,3 78,8
Теплопроизводительность, кВт 15,3 18,3 33,1 38,7 50 62,4 74,5 85,2
Расход подаваемого воздуха м3/час 3550 4252 5900 7150 9000 10750 13000 15998
Напор вентилятора, Па 560 550 520 570 580 450 410 430
Длина, мм 2560 2560 2585 2585 2585 2585 2585 2585
Ширина, мм 1800 1800 1800 1800 2200 2200 2200 2200
Высота,мм 800 800 1145 1145 1145 1145 1595 1595

Нижний ряд занимают приточные канальные установки серии ELFOFRESH-U CPAN-U 3-9, предназначенные для внутренней установки и вентиляции небольших помещений. Характеристики ELFOFRESH-U 3-9 приведены на рис. 3.

Приточно-вытяжные установки серии ELFOFRESH-LARGE CPAN-U 17-51 обладают более широкими возможностями по расходу и напору и тоже предназначены для внутренней установки в канале (рис. 4).

В обеих установках применяется фреон R-410A, позволивший сократить размеры установок примерно на 25% и повысить эффективность холодильного цикла на 27% по сравнению с оборудованием на фреоне R-407C.

Наиболее мощная приточно-вытяжная установка данной серии ZEPHIR CPAN 41-222 работает на фреоне R-407C и предназначена для наружной установки (Рис. 5).

Особый интерес вызывает обширный набор опций, которые могут расширить сферу применения этих установок: дополнительные теплообменники, электростатический фильтр для очистки воздуха, осушение и увлажнение воздуха.

Таким образом, есть все основания считать, что приточно-вытяжные установки CLIVET с термодинамической рекуперацией будут пользоваться устойчивым спросом в России, где с ростом тарифов на электроэнергию, продолжает расти спрос на современное энергоэффективное климатическое оборудование.

Статья подготовлена компанией «Евроклимат»

 

наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест