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.

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

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
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
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
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»