Установка теплообменника
Как правильно установить противоточный пластинчатый теплообменник в вентиляционной установке?
(Общие рекомендации по проектированию агрегатов, новый стандарт EN 308)
Каковы основные рабочие параметры теплообменника?
Основными рабочими параметрами рекуператоров являются температурная (влажностная) эффективность, перепад давления и утечка при заданных расходе, температуре, влажности и давлении в приточном и вытяжном канале. Эти параметры измеряются в лабораторных условиях в соответствии с пересмотренным стандартом EN 308:2022 в идеальном испытательном боксе. Бокс имеет идеальную теплоизоляцию, а также идеальную маршрутизацию потока к теплообменнику и от него. Затем эти значения обрабатываются в программе проектирования rSelect, на основе которой проектируются вентиляционные установки.
Важно отметить, что конкретное включение теплообменника в вентиляционную установку часто приводит к ухудшению этих параметров, а причинами этих ухудшений являются отклонения реальной вентиляционной установки от идеального испытательного стенда.
Что необходимо для хорошей работы рекуператора?
Основным условием хорошей работы теплообменника является его собственная герметичность, а также герметичность его установки в вентиляционной установке. Утечки между приточным и вытяжным воздухом, а также по отношению к окружающей среде могут исказить реальные результаты измерений. Поэтому в новом стандарте EN308:2022 введен так называемый тепловой КПД брутто, который измеряется и корректируется (ухудшается) измеренной утечкой до так называемого теплового КПД нетто, который выражает эффективность самого теплообменника, не затронутого внутренней утечкой. Поэтому желательно идеально герметизировать теплообменник в корпусе вентиляционной установки.
Прочие допущения
Направление потока на входе в теплообменник должно быть как можно более перпендикулярным к входной поверхности теплообменника. Если направление потока на входе слишком косое, перепад давления на входе увеличится, и поток в теплообменнике изменится, уменьшив активные зоны теплообмена в воздуховодном пленуме.
Распределение скоростей воздуха на входе в теплообменник должно быть как можно более равномерным, чтобы все зоны теплообмена были максимально активными. Этого можно достичь путем прямолинейного постепенного расширения воздуховода без изгибов по направлению к входу в рекуператор без локальных аномалий и асимметрии воздушного потока. Максимальный угол расширения впускного канала от воздухозаборника до теплообменника должен составлять до 15°.
Влияние перепада давления
Пластины теплообменника очень тонкие для обеспечения хорошей теплопередачи, поэтому они никогда не бывают идеально жесткими и подвержены перепадам давления между входом и выходом. Перепады давления зависят от места расположения теплообменника и вызывают различные деформации пластин в разных точках теплообменника. Таким образом, теплообменник может локально «надувать» или «сдувать» входное отверстие относительно выходного и наоборот. Разница давлений в теплообменнике обусловлена не только потерей давления, но и, прежде всего, соотношением давлений между приточной и вытяжной ветвями внутри вентиляционной установки. Они в основном определяются расположением компонентов в установке (расположение вентиляторов относительно рекуператора), см. следующий рисунок.
Расположение теплообменника
Для надежного отвода конденсата из теплообменника или для того, чтобы цикл оттаивания теплообменника в зимних условиях был как можно короче, рекомендуется всегда располагать пластины вертикально по направлению силы тяжести. В идеале весь теплообменник должен быть наклонен в сторону выхода воздуха, чтобы конденсат как можно быстрее уходил по направлению потока, не задерживался внутри теплообменника и не блокировал воздушный поток.
Датчики температуры и теплоизоляция
Стоит также помнить, что распределение температуры на выходе из рекуператора значительно неравномерно по принципу работы теплообменника, что затрудняет получение средней температуры на выходе. Одного датчика температуры здесь недостаточно, так как положение датчика сильно влияет на результат. Необходимо использовать несколько датчиков температуры или идеально перемешивать воздух по всему сечению воздуховода с идеальной внешней теплоизоляцией.
Теплоизоляция блока также важна, так как при ее недостаточном размере возможны утечки или приток тепла снаружи блока, что может исказить работу теплообменника.
Противоточное устройство
Также всегда необходимо контролировать направление потока в теплообменнике, чтобы приточный и вытяжной потоки всегда шли в противотоке. Параллельное расположение потоков значительно снижает эффективность рекуперации тепла, вплоть до половины.