Рециркуляция воздуха и воды¶

Рециркуляция — это многократное возвращение части рабочей среды (воздуха, воды, газа или иной текучей среды) в технологический цикл или замкнутый контур после её использования или обработки. Термин происходит от латинского recirculatio — «обратное круговое движение». Рециркуляция применяется в системах вентиляции и отопления, водоснабжении, промышленных технологиях, медицине и биологии, а также в бытовых устройствах. Ключевая цель — сокращение расхода ресурсов, снижение теплопотерь, поддержание заданных параметров среды или очистка потоков без постоянного забора свежего объёма.

¶Общие принципы

В основе рециркуляции лежит разделение потока на две части: одна выводится из системы (сброс, выброс), другая возвращается обратно. Доля возвращаемого потока называется коэффициентом рециркуляции и выражается в процентах или долях единицы. Чем выше этот коэффициент, тем меньше внешний забор среды, но тем выше требования к её очистке и обработке, поскольку примеси накапливаются в контуре.

Различают два базовых режима:

• Полная рециркуляция — среда циркулирует по замкнутому контуру без обмена с внешней средой (например, замкнутые системы отопления).
• Частичная рециркуляция — часть среды обновляется, часть возвращается (приточно-вытяжная вентиляция с подмешиванием).

¶Рециркуляция в вентиляции и отоплении

В системах вентиляции рециркуляция позволяет смешивать удаляемый воздух с наружным приточным. Это снижает затраты на нагрев зимой и охлаждение летом. Однако при этом возрастает концентрация углекислого газа, влаги, пыли и микроорганизмов, поэтому санитарные нормы ограничивают долю рециркуляции в помещениях с постоянным пребыванием людей.

В водяных системах отопления теплоноситель циркулирует по замкнутому кольцу: нагревается в котле или теплообменнике и отдаёт тепло через радиаторы или тёплый пол. Насос обеспечивает принудительное движение. Рециркуляция в системах горячего водоснабжения поддерживает постоянную температуру у потребителя: остывшая в трубопроводе вода возвращается к нагревателю, что исключает длительный слив «до горячей».

¶Рециркуляция воды

В промышленности и коммунальном хозяйстве рециркуляция воды — один из основных способов ресурсосбережения. Оборотные системы водоснабжения предполагают охлаждение, очистку и повторную подачу воды на технологические нужды. Так работают градирни тепловых электростанций, металлургические и химические производства.

В бассейнах рециркуляция обеспечивает непрерывный водообмен: вода забирается из чаши, фильтруется, обеззараживается и возвращается обратно. Это позволяет поддерживать санитарные показатели при ограниченном объёме подпитки свежей водой.

¶Бактерицидные рециркуляторы

Отдельное распространение получили бактерицидные рециркуляторы — устройства для обеззараживания воздуха в помещениях. Воздух принудительно прогоняется вентилятором через камеру с ультрафиолетовыми лампами, где микроорганизмы инактивируются. В отличие от открытых УФ-облучателей, рециркуляторы работают в присутствии людей, так как излучение экранировано корпусом. Применяются в медицинских учреждениях, школах, офисах, общественном транспорте.

¶Применение в технике

В двигателях внутреннего сгорания система EGR (exhaust gas recirculation) возвращает часть отработавших газов во впускной коллектор. Это снижает температуру горения и уменьшает образование оксидов азота.

¶Достоинства и ограничения

К преимуществам рециркуляции относятся экономия энергоресурсов и воды, снижение выбросов, стабильность параметров среды. К недостаткам — накопление загрязнений и микроорганизмов в контуре, необходимость постоянной очистки и контроля, а также риск распространения инфекций при недостаточной обработке воздуха в замкнутых системах. Санитарные правила в ряде случаев прямо запрещают рециркуляцию в помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздушной среды.

¶Нормативное регулирование в России

В Российской Федерации требования к рециркуляции воздуха устанавливаются санитарными правилами и строительными нормами, в частности СП и СанПиН, регулирующими вентиляцию, отопление и качество воды. Для систем оборотного водоснабжения действуют технические регламенты и ведомственные нормы. Соблюдение этих требований обязательно при проектировании и эксплуатации зданий и промышленных объектов.

Источники: технические справочники по вентиляции и отоплению, санитарные правила и нормы РФ, отраслевые руководства по водоснабжению и обеззараживанию воздуха.