Рекуперация — оптимальное решение для экономии энергии

Энергосбережение сегодня является одним из важнейших аспектов для большинства потребителей тепловой энергии. Постоянный рост цен на энергоносители делает эту проблему еще острее и актуальнее. Кроме того, при проектировании новых зданий или реконструкции сооружений ранней постройки (особенно в центральных районах больших городов) интерес к системам рекуперации инициируется еще и отсутствием (ограничением) необходимых энергетических ресурсов.

В настоящее время рекуперация получила широкое распространение в большинстве европейских стран. Экономическое обоснование применения рекуператоров в условиях относительно сурового российского климата более чем очевидно. Мало у кого из инженеров- проектировщиков и инженеров служб эксплуатации сегодня могут возникнуть сомнения в необходимости использования принудительной приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла в современном здании.

На сегодняшний день существуют четыре основных типа рекуператоров: роторный, перекрестно-точный, рекуператор с промежуточным теплоносителем и рекуператор «Тепловая трубка». Самый высокий КПД среди этих типов имеет роторный рекуператор 75-85% в зависимости от рабочих условий. Таким образом, при использовании роторного рекуператора, в среднем мы затрачиваем на 80% меньше энергии для нагрева приточного воздуха, чем без него. Соответственно, при необходимости кондиционирования помещения в летний период мы также можем снизить требуемую холодильную мощность в среднем на 80%

В качестве примера рассмотрим расчет срока окупаемости роторного рекуператора в условиях г.Москвы.

Исходные данные:
Воздухопроизводительность установки: 5000м³/ч
КПД рекуператора: 80%
Температура воздуха в помещении: 22°С
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период: -3,6°С
Продолжительность отопительного периода: 213 дней
Время работы вентилятора: 24 часа
Стоимость тепловой энергии (электричество): 1,44 руб за 1кВт/ч

Экономия энергии за отопительный период при использовании роторного рекуператора и электрического нагревателя можно определить по выражению:

Е=L*Cр*P*(tпом — tоп)*n*Tоп*Tвент/1000 [кВт/ч]

где:
L — объем приточного воздуха, [м³/ч]
p — плотность воздуха, [кг/м³]
Cр — теплоемкость воздуха, [Вт ч/кг °C]
n — КПД роторного рекуператора, [%]
tпом — температура в помещении, [°C]
tоп — средняя температура наружного воздуха за отопительный период, [°C]
Tоп — продолжительность отопительного периода, [сутки]
Твент — время работы вентиляции, [час]

В нашем случае:
Е=5000*1,2*0,28*(22-(-3,6))*0,8*213*24/1000=175885,5 кВт/ч

Теперь определим срок окупаемости роторного рекуператора, по выражению:

C=S*Tоп/Е*q [дни отопительного периода]

где:
S — стоимость секции роторного рекуператора, [руб]
E — годовая экономия электроэнергии, [кВт/ч]
q — стоимость 1 кВт/ч, [руб]

В нашем случае:
С=95000*213*/175885,5*1,44=80 [дней отопительного периода]

При определении средней окупаемости рекуператоров другого типа необходимо учитывать их ограниченность работы в зависимости от данных температурных условий.