Рекуперация тепла в системах вентиляции: типы рекуператоров, критерии выбора теплоносителей

Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

В процессе вентилирования из помещения утилизируется не только отработанный воздух, но и часть тепловой энергии. Зимой это приводит к увеличению счетов на энергоресурсы.

Сократить неоправданные расходы, не в ущерб воздухообмену, позволит рекуперация тепла в системах вентиляции централизованного и локального типа. Для регенерации тепловой энергии используются разные виды теплообменников – рекуператоры.

В статье подробно описаны модели агрегатов, их конструктивные особенности, принципы работы, достоинства и недостатки. Изложенная информация поможет в выборе оптимального варианта для обустройства вентиляционной системы.

Понятие рекуперации: принцип работы теплообменника

В переводе с латинского, рекуперация означает возмещение или обратное получение. В отношении теплообменных реакций, рекуперация характеризуется как, частичный возврат энергии, затраченной на проведение технологического действия с целью применения в этом же процессе.

В вентиляционной системе принцип рекуперации используется для экономии тепловой энергии.

По аналогии происходит рекуперация охлаждения в жаркую погоду – теплые приточные массы нагревают выводимую «отработку» и их температура понижается.

Процесс регенерации энергии осуществляется в рекуперационном теплообменнике. Устройство предусматривает наличие теплообменного элемента и вентиляторов для прокачивания разнонаправленных воздухопотоков. Для управления процессом и контроля качества подачи воздуха используется система автоматики.

Конструкция разработана так, чтобы приточные и вытягиваемые потоки находились в отдельных отсеках и не смешивались – теплоутилизация осуществляется через стенки теплообменника.

Разобраться и понять, что такое вентиляция с рекуперацией поможет наглядная схема циркуляции воздуха.

Целесообразность рекуператора в вентиляции

Говорить о целесообразности обустройства рекуперативной вентиляции можно, оценив эффективность системы и сопоставив ее достоинства с недостатками.

Необходимость использования рекуперации тепла наиболее актуальна в зданиях с принудительным выводом воздуха. Как правило, это малоинерционные строения, возведенные с использованием инновационных теплоизоляционных технологий (дома из сэндвич-панелей, газосиликатных плит, пеноблоков).

В таких постройках стены плохо аккумулируют тепло, а естественный воздухообмен малоэффективен.

Однако проблемы с циркуляцией воздуха характерны и для «традиционных» построек из кирпича и бетона. Наличие герметичных тепло-звукоизолирующих ПВХ-окон блокирует циркуляцию с естественным побуждением – приток свежего воздуха останавливается, а тяга в вентканале опрокидывается или стремится к нулю.

Решение проблемы «евроокон» – организация принудительной вентиляции. Система восстанавливает воздухообмен, но при этом теплопотери увеличиваются до 60%. И здесь уже не обойтись без тепловой рекуперации.

Показатель КПД вентиляционной рекуперации тепла:

  • 0% – открытое окно – теплый воздух удаляется в атмосферу, а холодный попадает вовнутрь, понижая температуру в помещение;
  • 100% – приточный воздух разогревается до температуры «отработки» – технически реализовать невозможно;
  • 30-90% – допустимый параметр, хорошей считается рекуперация с эффективностью 60% и более, КПД свыше 80% – отличный теплообмен.

Эффективность системы зависит от типа рекуператора, габаритов помещения и расхода воздуха. В любом случае, использование рекуперационной вентиляции даже с КПД в 30% выгоднее, чем ее отсутствие. Кроме существенной экономии на энергоресурсы, «регенерация» тепла улучшает общий микроклимат в помещении.

Недостатки использования теплообменника:

  1. Энергозависимость. Покупка климатического оборудования оправдана, если потребление электроэнергии будет значительно меньше, чем ее экономия после установки рекуператора.
  2. Выпадение конденсата. Из-за разности температур на стенках теплообменника может конденсироваться влага. Зимой есть вероятность обледенения, что чревато стремительным снижением КПД или выходом рекуператора из строя.
  3. Шумная работа. Некоторые модели в процессе эксплуатации издают гул. Если днем этот недостаток не особо ощутим, то ночью шум доставляет дискомфорт. Рекуператоры с улучшенной изоляцией работают тихо.

Высокие первоначальные инвестиции часто становятся главным аргументом против энергоэффективной вентиляции.

Особенности разных видов теплообменников

Конструкция рекуператора определяет схему движения теплоносителя, эффективность вентиляционной системы, класс энергопотребления и стоимость оборудования. Применяется пять вариантов теплообменников: пластинчатый, роторный, тепловые трубки, камерные устройства и модели с промежуточным теплоносителем.

Пластинчатый рекуператор – простота конструкции

Основа теплообменника – герметичная камера с множеством параллельных воздуховодов. Каналы разделены перегородками – теплопроводящими пластинами, изготовленными из стали или алюминия.

Потоки газов движутся навстречу друг друга, пересекаются в кассете рекуператора, но не перемешиваются. Тепловой обмен осуществляется за счет единовременного охлаждения и нагрева пластинок с разных сторон.

Достоинства перекрестного теплообменника:

  • простота монтажа и настройки оборудования;
  • исключение контакта воздушных масс;
  • доступная стоимость и компактные габариты;
  • отсутствие трущихся и подвижных деталей.

Показатель эффективности варьируется в диапазоне 40-70%.

Основной недостаток пластинчатой модели – оседание конденсата в вытяжном канале и образование наледи зимой. Для размораживания агрегата входящая струя перенаправляется в обход теплообменника, а теплый выходящий поток растапливает лед на пластинах.

Возможны два пути решения проблемы:

  1. Предварительный подогрев поступающего воздухопотока до температуры, при которой образование наледи исключено.
  2. Рекуператор с пластинами из гигроскопической целлюлозы. Материал впитывает влагу из отработанных воздушных масс и передает ее вновь поступающим потокам.

При выборе перекрестного теплообменника следует учесть эксплуатационные особенности пластин.

Их характеристики зависят от материала изготовления:

  1. Алюминиевая фольга – доступная стоимость, но ограниченная производительность зимой. Кроме того, не рекомендовано для жилых помещений из-за просушивания воздуха. Модификации с алюминиевой «начинкой» – оптимальный вариант для бань и бассейнов.
  2. Пластиковые перегородки – по цене аналогичны металлическим изделиям, но отличаются улучшенной эффективностью работы.
  3. Целлюлозный теплообменник – препятствуют обмерзанию и поддерживают нормальное влагосодержание внутри помещения.

Гигроцеллюлозный рекуператор наиболее экономичен и оптимален для вентиляции жилых построек.

Роторный рекуператор – высокая эффективность системы

Теплообменник представлен в виде цилиндра, заполненного прослойками гофрированного металла. По мере вращения барабанной установки в каждый отсек поочередно поступают теплые или холодные струи воздуха.

КПД теплообмена определяется скоростью вращения ротора, эффективность работы можно регулировать.

Аргументы «за» роторный рекуператор:

  • возврат тепла до 65-90%;
  • экономичность расхода электроэнергии;
  • частичное возмещение влаги – можно обойтись без увлажнителя;
  • период окупаемости – до 4-х лет.

Несмотря на высокую эффективность, теплообменник барабанного типа не стал лидером среди аналогичных установок.

Минусы вентиляционной системы:

  1. Подмес загрязненного воздуха в приток. Через микроканалы поочередно циркулируют вытяжные и приточные массы, поэтому около 3-8% «отработки» возвращаются обратно. Барабан часто передает запах исходящего воздуха.
  2. Сложность конструкции. Вращающиеся части ротора нуждаются в регулярном обслуживании и периодической замене. Движущиеся элементы во время работы издают шум и вибрацию.
  3. Высокая стоимость. Цена на роторные модели выше, чем на пластинчатые изделия. Это обусловлено использованием сложной механики в конструкции барабанного теплообменника.
  4. Большие размеры. Монтаж осуществляется в просторной венткамере.

Из-за громоздкости роторные установки используются преимущественно на промышленных предприятиях.

Связанные теплообменники – гликолевая модель

Рекуперационную установку с промежуточным теплоносителем из-за конструктивных особенностей часто называют связанными теплообменниками или глеколевым агрегатом. Это одна из самых гибких систем теплоутилизации. Один теплообменник врезается в приточный канал, а второй – в вытяжку.

Принцип работы. Гликолиевый состав циркулирует между теплообменниками. Температура теплоносителя возрастает благодаря разогретому удаляемому потоку, а затем тепловая энергия передается свежему воздуху. Замкнутая система исключает смешивание встречных воздушных масс.

Особенности работы теплообменников с теплоносителем:

  • КПД – 45-55%;
  • регулировка эффективности с помощью насоса – выбирается скорость движения антифриза;
  • возможность размещения приточно-вытяжных воздуховодов удаленно друг от друга (до 800 м);
  • монтаж рекуператора осуществляется вертикально или горизонтально;
  • в сильный мороз поверхность вытяжного теплообменника обмерзает – появляется лед; использование антифриза позволяет эксплуатировать рекуператор, не прибегая к разморозке;
  • срок окупаемости системы – до 2-х лет;
  • допустима комбинация 1 вытяжки и нескольких притоков или наоборот.

Объем удаляемого и поступаемого воздуха должен быть приблизительно равным. Такие рекуператоры обычно используются, если приток токсичен или сильно загрязнен, когда смешивание потоков недопустимо.

Камерный узел – универсальность применения

Конструктивно, камерный теплообменник – закрытый короб, разделенный внутри движущейся заслонкой. Открывающаяся перегородка определяет схему работы рекуператора.

В результате – приток движется вдоль теплых стенок первого воздуховода, а «отработка» нагревает поверхность второй камеры. В определенный момент перегородка становится обратно и цикл повторяется.

Преимущества камерного теплообменного узла:

  • КПД – 80-90%;
  • в тандеме с качественной теплоизоляцией расходы на отопление сводятся к минимуму;
  • простота монтажа – помощь специалистов понадобится при выборе параметров вентустановки;
  • сохранение уровня влажности;
  • исключено обмерзание системы.

Камерный рекуператор – отличный вариант для регионов, где в течение года длительный период наблюдается существенный дисбаланс между температурой внутри помещения и на улице.

К недостаткам узла регенерации тепла относятся:

  • необходимость регулярного техобслуживания подвижных элементов;
  • встречные воздушные струи частично смешиваются – запахи и примеси могут поступать обратно в здание.

Для сокращения подмеса система комплектуется фильтрующим элементом. Воздух становится чище, но эффективность рекуператора падает.

Тепловые трубки – закрытая система теплообмена

Рекуператор состоит из множества медных или алюминиевых трубок, заполненных легкоиспаряющимся веществом, например, фреоном. Принцип функционирования трубчатого теплообменника базируется на физических процессах – изменении состояния вещества при нагревании.

Газ поднимается и отдает тепловую энергию притоку, после чего фреон конденсируется и стекает вниз рекуператора. Термический цикл повторяется по кругу.

Технико-эксплуатационные характеристики трубчатого теплообменника:

  • эффективность устройства – до 65%;
  • бесшумность работы благодаря отсутствию движущихся элементов;
  • простота конструкции и неприхотливость в обслуживании;
  • компактность – небольшие габариты и незначительный вес;
  • энегронезависимость – теплоноситель циркулирует естественным путем;

Веское преимущество состоит в том, что воздушные потоки притока и обратки не перемешиваются.

Слабые стороны тепловых трубок:

  • высокий уровень КПД достигается при узком температурном диапазоне – при резком перегреве весь фреон испаряется, а при недостаточном нагреве интенсивность парообразования замедляется;
  • невысокая прочность трубок – изменение формы или разгерметизация снижает работоспособность оборудования.

Трубчатые рекуператоры применяются в частном строительстве, в административных, офисных зданиях и небольших промышленных площадях.

Способы организации рекуперативной вентиляции

Рекуперация обустраивается одним из способов: централизованно и децентрализовано. В первом случае через теплообменник проходят вентиляционные потоки со всего помещения, во втором – с одной комнаты.

Централизованный комплекс – приточно-вытяжная установка

Централизованная система обустраивается на этапе строительства или капитальной модернизации вентсистемы.

ПВУ с рекуператором обеспечивает достаточный воздухообмен даже в домах с герметичными окнами. При этом воздухопотоки распределяются равномерно, не создавая сквозняков.

Комплексные приточно-вытяжные установки моноблочного типа укомплектованы:

  • вентиляторами – круглосуточная подача чистого воздуха и выброс струй, насыщенных углекислым газом;
  • нагревателями – предварительный подогрев притока;
  • фильтрами – задерживают пыль и микрочастицы;
  • рекуператором – могут использоваться разные типы установок.

Функционал некоторых ПВУ расширен таймером отсрочки работы, регулятором мощности, датчиками уровня влажности и тд.

Хорошо зарекомендовали себя рекуперационные моноблочные ПВУ производства: «Вентс» (Украина), Dantherm (Дания), «Daikin» (Япония), «Dantex» (Англия).

Локальные агрегаты – дополнение к действующей вентсистеме

Для восстановления циркуляции воздушных масс в эксплуатируемом помещении подойдут децентрализованные приточники с рекуперацией тепла.

Они врезаются в фасад здания или монтируются через окно. Их основная задача – улучшение приточной вентиляции в доме.

Особенности децентрализованных вентсистем с рекуперацией:

  • КПД – 60-96%;
  • невысокая производительность – устройства рассчитаны на обеспечения воздухообмена в помещениях до 20-35 кв.м;
  • доступная стоимость и широкий выбор агрегатов, начиная от обычных стеновых клапанов до автоматизированных моделей с многоступенчатой системой фильтрации и возможностью регулировки влажности;
  • простота монтажа – для ввода в эксплуатацию не требуется прокладка воздуховодов, установить стеновой клапан можно самостоятельно.

Популярные производители локальных рекуператоров: Prana (Украина), O.Erre (Италия), Blizzard (Германия), Вентс (Украина), Aerovital (Германия).

Выводы и полезное видео по теме

Сравнение работы естественной вентиляции и принудительной системы с рекуперацией:

Принцип функционирования централизованного рекуператора, расчет КПД:

Устройство и порядок работы децентрализованного теплообменника на примере стенового клапана Prana:

Через вентсистему из помещения уходит порядка 25-35% тепла. Для сокращения потерь и эффективной теплоутилизации используются рекуператоры. Климатическое оборудование позволяет задействовать энергию отработанных масс для нагрева поступающего воздуха.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе разных вентиляционных рекуператоров? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к публикации, делитесь опытом эксплуатации таких установок. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Типы систем рекуперации тепла в системах вентиляции

При постройке дома необходимо выбрать и установить систему для рекуперации тепла в системах вентиляции. Существует несколько модификаций вентиляционного оснащения, которое выбирают в зависимости от его производителя. Оборудование природного импульса включает в себя нагнетательные клапаны для стен и окон, обеспечивающие поступление свежего воздуха в комнаты. Для удаления запахов из туалетных и ванных комнат, а также из кухонь устанавливают вытяжные воздуховоды.

  • 1. Преимущества и недостатки воздухообмена
  • 2. Типы рекуператоров
    • 2.1. Разветвлённая система утилизации тепла
    • 2.2. Аппараты смешанного действия
    • 2.3. Вторичное применение материалов и энергии
    • 2.4. Особенности пластинчатой и роторной конструкций

Воздухообмен получается из-за разницы температур в комнате и за её пределами. В летнее время температуры выравниваются как внутри, так и снаружи комнат. То есть воздухообмен приостанавливается. В зимний период эффект проявляется более оперативно, но при этом потребуется больше энергозатрат для нагрева холодного уличного воздуха.

Составная вытяжка является системой с принудительной вентиляцией и с естественной циркуляцией воздуха. Недостатками являются:

  • большая нагрузка на систему отопления;
  • слабый воздухообмен в доме.

К преимуществам можно отнести невысокую цену и отсутствие внешних природных факторов. Но при этом по качеству и функциональности аэрация не может считаться полноценной вентиляцией.

Для обеспечения комфортных условий в новых жилых домах устанавливают универсальные системы вынужденной аэрации. Системы с рекуператором обеспечивают поступление свежего воздуха нормальной температуры с одновременным удалением отработанного воздуха из помещений. Вместе с этим происходит теплоотвод из нагнетательного потока.

В зависимости от типов рекуператоров и размеров помещений, в которых установлена вентиляция, происходит улучшение микроклимата более или менее эффективно. Но даже при установленной рекуперации при коэффициенте полезного действия всего лишь 30% экономия энергоресурсов будет значительной, а также происходит улучшение общего микроклимата в комнатах. Но имеются у теплообменников и недостатки:

  • увеличение потребления электроэнергии;
  • выделение конденсата, а зимой возникает обледенение, что может привести к поломке рекуператора;
  • сильный шум при работе, доставляющий большие неудобства.

Теплообменные аппараты или теплоутилизаторы в системах вентиляции с усиленной теплошумоизоляцией работают очень тихо.

Рекуператоры направленного движения теплоносителей предполагают вентиляцию и утилизацию тёплого отработанного воздуха. Аппарат осуществляет перемещение воздуха в двух направлениях с одинаковой скоростью. С теплоутилизаторами повышается комфортность жизни в домах.

При этом значительно снижаются расходы на отопление и вентиляцию, соединяя оба серьёзных процесса в один. Такие аппараты можно использовать как в жилых, так и в производственных помещениях. Таким образом, экономия денежных средств составит приблизительно от тридцати до семидесяти процентов. Теплоутилизаторы можно разделить на две группы: теплообменники простого действия и тепловые насосы для увеличения запаса утилизируемой теплоты. Теплообменники можно использовать лишь в тех случаях, когда ресурсы источников больше ресурсов микроклимата, которому передаётся теплоэнергия.

Устройства, передающие тепло от источников к потребителям при помощи промежуточных рабочих тел, например, жидкостей, циркулирующих в замкнутых контурах, состоящих из циркуляционных насосов, трубопроводов и теплообменников, находящихся в нагреваемых и охлаждаемых камерах, называются рекуператорами с промежуточными теплоносителями. Такое оборудование широко применяется в разных теплообменниках и циркуляционных насосах при больших расстояниях между источником и потребителем тепла.

Этот принцип используется в разветвлённой системе утилизации тепла и энергопотребителей с разными характеристиками. Работа теплоутилизатора с промежуточным теплоносителем состоит в том, что процесс в нём протекает в диапазоне водяного пара с изменением агрегатного состояния при постоянной температуре, давлении и объёме. Эксплуатация утилизаторов с тепловыми насосами отличается тем, что движение рабочей жидкости в них производится компрессором.

Читайте также:  Ножовки по дереву: как выбрать и применять ручную пилу

Для утилизации тепла вытяжного воздуха и для согревания приточного воздуха применяют обменники рекуператорного или контактного типа. Могут также устанавливаться аппараты смешанного действия, то есть один — рекуператорного действия, а второй — контактного. Желательно устанавливать промежуточные теплоносители безвредные, недорогие, не вызывающие коррозию в трубопроводах и теплообменниках. До недавнего времени в роли промежуточных теплоносителей выступали только вода или водные гликоли.

В настоящий момент их функции успешно выполняет холодильный агрегат, который работает как тепловой насос в комбинации с рекуператором. Теплообменники располагаются в приточных и вытяжных воздуховодах, а при помощи компрессора осуществляется циркуляция фреона, потоки которого переносят тепло из вытяжного воздушного потока в приточный и обратно. Всё зависит от времени года. Такая система состоит из двух и более приточных и одной вытяжной установки, которые объединяет один холодильный контур, что обеспечивает синхронную работу установок в разных режимах.

С подорожанием материалов или энергии всё актуальнее становится возвращение частей материалов и энергии для вторичного применения в этом же технологичном процессе. Из-за всё большего потребления энергии возникает необходимость в приобретении природного газа, каменного угля, мазута. Вентиляционные и охлаждающие системы используют тепло отводимого воздуха при нагревании нагнетательного микроклимата, что позволяет понизить вдвое расходование тепла системой вентиляции.

Самая простая конструкция у пластинчатого рекуператора. Основой такого теплообменника является герметическая камера с параллельными воздуховодами. Его каналы разделяются стальными или алюминиевыми теплопроводными пластинками. Недостатком этой модели является образование конденсата в вытяжных каналах и появление ледяной корки в зимнее время. При размораживании оборудования поступающий воздух идёт на теплообменник, а тёплые исходящие воздушные массы способствуют растапливанию льда на пластинах. Для предотвращения подобных ситуаций предпочтительнее использовать пластины из алюминиевой фольги, пластика или целлюлозы.

Роторные рекуператоры являются самыми высокоэффективными аппаратами и представляют собой цилиндры с гофрированными металлическими прослойками. При вращении барабанной установки в каждую секцию входит тёплый или холодный поток воздуха. Так как коэффициент полезного действия обуславливается темпом вращения ротора, таким аппаратом возможно управлять.

К достоинствам можно отнести возвращение тепла приблизительно 90%, экономичное расходование электричества, увлажнение воздуха, кратчайшие сроки окупаемости. Чтобы рассчитать эффективность рекуператора, необходимо измерить температуру воздуха и вычислить энтальпию всей системы по формуле: H = U + PV (U — внутренняя энергия; P — давление в системе; V — объём системы).

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла для частного дома: сколько стоит оборудование и как работает

Когда возникает вопрос установки вентиляции, начинаются долгие раздумья, какую выбрать систему. Либо ограничиться естественным притоком и оттоком воздуха, либо делать принудительный монтаж и не зависеть от капризов природы. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла для частного дома позволяет добиться постоянного воздухообмена. Не зависит от времени года, направления ветра, разницы температур внутри и снаружи помещения. Тратится больше энергии, чем в естественной вентиляции, но с рекуператором экономия тепла очевидна.

Устройство и принцип действия приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла

Чтобы обеспечить постоянный воздухообмен в помещении, очистку поступающего воздуха от пыли и нагрев температуры в частном доме или квартире необходимо установить принудительную вентиляцию. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла подает очищенный воздух. Экономия тепловой энергии при номинальной мощности составляет около 6 кВт. Рекуператор это устройство, которое возвращает тепло в дом. Относится к категории энергозависимых конструкций, требует подключения к источнику электрической энергии.

При проектировании учитывается:

  1. Количество помещений в доме;
  2. Ожидаемое количество людей;
  3. Назначение помещения.

Расчет сети воздуховодов по дому производится, исходя из потерь давления, которое присутствует в системе вентиляции. В здании с установленной принудительной системой приточно-вытяжной вентиляции воздушный поток поступает с улицы. При прохождении через конденсационный агрегат, воздух очищается от пыли, нагревается до необходимой температуры и поступает в помещение. Достоинство системы в том, что в дом подается очищенный и подогретый воздух в необходимом объеме.

Процесс работает круглосуточно:

  • Воздух с улицы поступает по вентиляционному каналу через шумоглушитель в вентиляционный агрегат;
  • В агрегате воздух очищается от пыли, нагревается и подается через шумоглушитель по вентиляционному каналу в помещение;
  • Отработанный воздух из санузлов и подсобных помещений возвращается обратно в вентиляционную установку и передает свое тепло входящему воздуху, который поступает с улицы;
  • Проходя через вентиляционную установку, уже охлажденный и отработанный воздух выходит на крышу улицы.

С помощью встроенного пульта управления можно настраивать:

  • Температуру входящего воздуха;
  • Скорость работы вентилятора, необходимого при воздухообмене;
  • Интервал замены фильтра регулируется по неделям.

Если необходимо, чтобы ночью или в определенные дни недели воздухообмен был меньше, делаются соответствующие настройки. Например,

  • Температура поступающего воздуха в приточную установку -9 ◦ C;
  • Температура воздуха, которая подается в помещение +15 ◦ C;
  • Температура выходящего из установки отработанного воздуха -3 ◦ C.

При таком режиме калорифер (нагреватель) внутри приточного столба выключен — электроэнергия не тратится впустую для нагрева воздуха. Таким образом, обеспечивается экономия тепловой энергии.

Как работает вентиляционный агрегат

Представляет собой утепленный звукоизолированный металлический ящик. Для правильной работы вентиляционной установки и отображения температур устанавливается датчик для выходящего на улицу воздуха и поступающего из помещения отработанного состава.

  • Холодный воздух с улицы:
    1. Поступает через фильтр;
    2. Очищается от пыли;
    3. Проходит через рекуператор;
    4. В помещение воздух поступает через вентилятор, который создает разницу давлений.

  • Отработанный воздух из помещения:
    1. Проходит через фильтр;
    2. Очищается от крупной пыли;
    3. Проходит через рекуператор.
    4. Через вентилятор уходит на улицу.
  • В агрегат устанавливается роторный теплообменник. Внутри находится тонкий лист алюминия, свернутый в соты. Двигатель вращает соты. Холодный воздух, который заходит с противоположной стороны, нагревается и поступает в помещение.

    При выходе на крышу монтируется приточная установка. Сколько кубометров воздуха поступает, столько кубов вытягивается на улицу. В стояк монтируются вентиляционные трубы. Терморегулятор регулирует температуру, подающего воздуха.

    Вытяжные вентиляторы, устанавливаются отдельно, в зависимости от объема помещения. Воздух по одной трубе из приточной установки подается по воздуховоду в определенные комнаты. По другой трубе воздух выходит из вытяжного зонта на улицу. При работе создается разряжение воздуха.

    Виды блоков рекуперации тепла

    Рекуперация тепла в системе приточной вентиляции явление относительно новое и пока мало распространенное. Существует несколько типов устройств и большой выбор моделей по каждому виду. Приточно-вытяжная вентиляция с подогревом воздуха и рекуперацией выполняет следующие функции:

    • Возврат тепловой энергии;
    • Экономия топлива;
    • Снижение стоимости оборудования;
    • Обеспечение экологических норм;
    • Сокращение транспортных расходов;
    • Снижение стоимости газоочистки;
    • Снижение затрат на систему отопления.

    Роторный (барабанный)

    Теплообменник подходит для местности с суровым климатом. Барабан изготовлен из фольги алюминия. Поступательными движениями тепло переходит от вытягиваемого к подаваемому воздуху:

    • Тепло передается подаваемому воздуху;
    • Смешивание потоков составляет менее 0,1%;
    • Возвращается теплый и увлажненный воздух.

    Помещения меньше высыхают. Полезная мощность составляет 92%.

    Пластинчатый перекрестный рекуператор

    Предназначен для местности с мягкими погодными условиями. Встречные потоки пластинчатого рекуператора разделяются алюминиевой фольгой.

    • Тепло передается подаваемому воздуху;
    • Формируется конденсат;
    • Необходим отвод воды.

    Тепло удаляемого воздуха через алюминиевые пластины нагревает подаваемый воздух. На пластинах теплообменника конденсируется влага, которая попадает из помещений.

    Во время отогрева КПД теплообменника равна нулю, тепловозврат не происходит. Общая эффективность вентиляционной установки падает. Система возвращает до 95% тепла.

    Тепловые трубки

    Данный вид производится как герметично запаянная трубка из материала с хорошей тепловой проводимостью. Внутрь заливается фреон. Рекуператор помещается в воздуховод вертикально (допустимо устанавливать под небольшим градусом). Нижний конец помещается в вытяжке, верхний в приточной вентиляции.

    Теплый воздух проходит по нижнему воздуховоду по дну трубки. Фреон закипает, пары поступают в верхнюю часть и встречаются с приточным воздухом, забирая тепло от фреона. Конденсат оседает на дно трубки, цикл повторяется. Достоинство: нет движущихся частей. Недостаток: слабая работоспособность, система работает на фреоне.

    Устройство с промежуточным теплоносителем

    В качестве теплоносителя используется вода или специальный раствор.

    • Два теплообменника сообщаются между собой трубопроводами;
    • Один из них находится в канале, который вытягивает воздух и получает теплоту;
    • Теплота через теплоноситель переходит во второй теплообменник, размещенный в канале приточного воздуха, где происходит нагрев.

    Потоки не смешиваются друг с другом, но промежуточный теплоноситель снижает эффективность работы до 50%. Дополнительно КПД можно увеличить насосом. Достоинство промежуточных теплоносителей в том, что теплообменники можно устанавливать на расстоянии друг от друга. Монтаж производится в вертикальном и горизонтальном положении.

    Грунтовый теплообменник

    Стоимость эксплуатации системы снижается на 5-10%. Если нет грунтового теплообменника, воздух, попадающий в систему рекуперации, проникает непосредственно с улицы. С грунтовым теплообменником на глубине порядка двух метров в земле прокладывается труба. Температура воздуха ниже промерзания грунта остается всегда стабильной в районе +10◦C.

    Воздух проходит по трубе в земле и попадает в рекуперацию тепла. Разницу температур компенсировать гораздо проще. ТЭНы включаются реже, экономия тепла становится больше.

    Грунтовый теплообменник необходимо делать по проекту. В зависимости от площади дома подбирается система рекуперации, которая определенный объем воздуха забирает с улицы и, проводя через весь грунтовый теплообменник, его разогревает. Важно обратиться к опытному проектировщику. Именно он сможет рассчитать длину и глубину канала.

    Технические характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе

    • Металлические устройства эффективны в эксплуатации до -10ºС. При пониженных температурах работоспособность заметно снижается. Вследствие чего применяется электрические преднагревательные элементы;
    • При выборе следует изучить толщину корпуса, материал мостиков холода. Толщина 3 см подлежит дополнительной изоляции, когда температура на улице станет ниже -5ºС. Вдвойне придется использовать изоляционный материал, если каркас сделан из алюминия;
    • Следует обращать особое внимание на показатели свободного напора вентиляторов. Может случиться так, что на 500 м 3 напор может полностью отсутствовать. Об этом потребители узнают, как правило, когда рекуператор выходит из строя;
    • Большой плюс, когда к автоматической системе можно подключить дополнительные функции. Благодаря усовершенствованной автоматике, снижаются издержки в эксплуатации и повышается работа всего прибора;
    • Основной показатель для принятия решения, на каком рекуператоре остановить свой выбор – это вентиляционный напор и мощность. Предварительно делается расчет, сколько воздуха должно поступать в дом за один час.

    Лучшие приточно-вытяжные системы с рекуперацией тепла

    Vakio

    Это не просто вентилятор с фильтром. По отзывам потребителей, качество модели во много раз превышает цену. Расход электроэнергии от 5 до 20 Ватт в час. Малый расход в связи с тем, что нет греющего элемента, который нагревает воздух.

    Цикл притока и оттока воздуха длится по 40 секунд каждый. Вентилятор разворачивается и работает беспрерывно, выполняя разные функции. Он просто меняет направление воздуха. При этом нет перепадов шума.

    Работает в диапазоне от -47 ◦ C до +50 ◦ C. Есть режим сброса наледи. Устройство снабжено фильтром класс F6: не пропускает не только пыль, но и пыльцу, что особенно важно для тех, кто страдает аллергией. Полностью российская сборка (производитель г. Новосибирск). А значит, прибор идеально подходит для суровой зимы.

    Mitsubishi Electric VL-100EU5-E Lossnay

    Позволяет избежать сквозняков при проветривании и сохраняет микроклимат. Принцип работы предельно прост:

    • Воздух из помещения втягивается вентилятором в камеру с теплообменником;
    • В результате возникающего в комнате разряжения, поступает воздух с улицы;
    • Внутри камеры происходит обмен теплом и влажностью.

    Главный элемент системы: теплообменник Lossnay («Без потерь»). В нем происходит теплообмен между уличным и комнатным воздухом. Летом поступает охлажденный воздух, зимой – теплый. Коэффициент теплообмена рекуператора составляет 80%. Особая конструкция теплообменника позволяет снизить уровень внешнего шума в два раза. Не дает проникнуть с улицы вредным веществам из выхлопным газам.

    За счет тонких стенок в фильтре происходит активный обмен кислородом и влажностью. Теплообменник достаточно время от времени пылесосить, а фильтры промывать водой. К фильтру прилагается защитная сетка вытяжного вентилятора. При необходимости ее тоже можно снять и прочистить.

    Прана

    Компактное недорогое решение для вентиляции в частных домах. Прана решает несколько проблем:

    • Обеспечивает приток свежего воздуха в помещении;
    • Фильтрует и нагревает воздух до нужной температуры за счет тепла удаляемого воздуха;
    • Вытягивает отработанный воздух наружу.

    Рекуператор экономит до 80% затрат, связанных с вентиляцией. Прибор оснащен дистанционным (реостатным) управлением, способен плавно регулировать уровень воздухообмена. Воздух обновляется столько раз, сколько потребуется. Устройство, без внутреннего и внешнего блока устанавливается в течение нескольких часов.

    • Не требует дорогого сервисного обслуживания;
    • Значительно дешевле подвесной вентиляционной системы;
    • Не имеет альтернативы по сумме характеристик и стоимости.

    Можно ли самому сделать систему с рекуперацией

    Системы рекуперативной вентиляции становятся особенно актуальными после установки пластиковых окон. В окнах есть режим микровентиляции, но хотелось бы управлять процессом. Результатом решения вопроса у многих становится самодельная рекуперация.

    Есть множество вариантов самодельных установок. Самые простые, даже, если пульт управления не впечатляет внешним видом, в целом, неплохо справляются с задачей. Основная часть блок управления. Внутрь стены вставляется блок вентиляции. С другой стороны окна монтируется дополнительный блок. Провода лучше закладывать в стенку.


    Основная задача системы менять воздух в комнате, оставляя тепло:

    • Используется два цилиндра: диаметр — 110 мм; длина – 310 мм. С одной стороны трубы встраивается реверсивный вентилятор. Он способен переключать направление подачи воздуха и продувать теплообменник;
    • Два обычных вентилятора подключаются спина к спине. Периодически включаются то один, то другой. Вентилятор способен подавать воздух сквозь трубу в обоих направлениях. Реверсивную модель можно заменить бюджетным вариантом от старых компьютерных системных блоков. Но тогда вместо двух понадобится четыре штуки;
    • В основную часть трубы вставляют теплообменник. Задача забирать тепло у воздуха, выходящего из помещения, и отдавать тепло холодному воздуху с улицы.

    Рекуператор работает циклично, поэтому называется реверсивным. Некоторое время он вытягивает воздух из помещения, нагревая теплообменник. Потом затягивает воздух с улицы, отдавая запас накопленного тепла. Два блока включают для большей эффективности. Пока один вытягивает воздух из помещения, другой подает и наоборот. Такая схема работы позволяет избежать выпадения конденсата.

    Теплообменник представляет собой массу маленьких стеклянных трубочек, которые плотно набиваются в трубу. Они заменяют производственных соты, через которые проходит воздух. Вместо трубочек можно использовать более эффективный вариант – небольшие стеклянные шарики. Воздух в работе постоянно огибает шарики, путь прохождения удлиняется, больше отдается и поступает тепла.


    Блок управления рекуперативной вентиляцией включает:

    • Трансформатор от обычного блока питания;
    • Диодные выпрямители 4 шт.;
    • Интегральный стабилизатор 12 вольт;
    • Выпрямитель на 6-12 вольт, собранный на базе стабилизатора 5 вольт.

    Резистор регулирует напряжение от интегрального стабилизатора 6 12 вольт, подается на вентилятор. Схема управления рекуперативного цикла работает от 12 вольт.

    Отдельно вставляется микросхема таймера, который задает интервалы. Можно установить оптимальное время переключения. Две группы вентиляторов монтируются в двух блоках рекуперативной вентиляции.


    Режим:

    • Вытяжка воздуха;
    • Всасывание воздуха;
    • Обратный возврат — рекуперация.

    Пока один вентилятор засасывает воздух, другой удаляет его из помещения. Через установленное время цикл меняется.

    Дом должен иметь максимально герметичную теплоизоляцию. Естественная вентиляция заведомо не сможет обеспечить необходимый уровень воздухообмена. Механические системы вентиляции успешно справляются с работой. Лучшее решение на сегодняшний день установить принудительную систему с рекуперацией, что позволяет экономить тепловую энергию, особенно, в загородных домах средней и большой площади.

    Читайте также:  Покраска потолка водоэмульсионной краской своими руками: подготовка, выбор валика, видео уроки

    Особенности организации приточно-вытяжной вентиляции на основе рекуператора

    По каким параметрам выбирать рекуператор и где его устанавливать, какие помещения подключать к рекуператору – рекомендации специалистов.

    В рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД» с FORUMHOUSE мы решили ответить на вопросы пользователей портала, касающиеся выбора и установки рекуператоров. Рекуператор является многофункциональной установкой, входящей в состав наиболее эффективных систем приточно-вытяжной вентиляции.

    Одна из таких установок будет введена в эксплуатацию на нашей строительной площадке, что и определило тематику настоящей статьи. Вопросы, касающиеся разновидностей вентиляционных систем и критериев, по которым следует выбирать рекуператоры, разберем с помощью производителей – инженеров компании TURKOV:

    Почему выбрана приточно-вытяжная система

    Для полного понимания вопроса рассмотрим разновидности современных приточно-вытяжных систем. Они бывают трех типов:

      1. Вентиляция естественного побуждения – система, в комплект которой входят настенные и оконные приточные клапаны, обеспечивающие доступ свежего воздуха в помещение, а также система вытяжных воздуховодов. Преимущества подобной системы состоят в ее простоте, недостатки – в сравнительно низкой эффективности.
      2. Комбинированная вентиляция – система, с принудительной вытяжкой и естественным притоком воздуха. По эффективности подобная система превосходит естественную вентиляцию, но по функционалу сильно не дотягивает до приточно-вытяжной.
      3. Принудительная вентиляция – наиболее совершенная система, обеспечивающих циркуляцию воздушных потоков в заданных режимах. Она оснащается приточными и вытяжными воздуховодами, а также специализированным вентиляционным оборудованием.

    Учитывая современные строительные стандарты и растущие требования к комфорту жилых помещений, любой новый дом целесообразно оснащать не просто стандартными вентиляционными каналами, а многофункциональной и экономичной системой принудительной вентиляции. Система на основе рекуператора создает приток чистого воздуха, обладающего требуемой температурой, и одновременно удаляет отработанные воздушные массы за пределы помещения.

    Почему сделали выбор в пользу рекуператора

    Для справки: в отличие от обычных вентиляторов, энтальпийный рекуператор позволяет производить рациональный теплообмен между приточным и вытяжным потоком вентиляционной системы. Во время его работы часть тепла из вытяжного воздушного потока передается потоку приточному, что создает комфортный микроклимат в помещении и одновременно сокращает затраты на его обогрев. В жаркие летние дни теплообмен происходит в обратном направлении, что также играет на руку владельцу помещения. Одновременно в теплообменнике происходит насыщение сухого приточного потока влагой, которая содержится в уже отработанном воздухе.
    Наличие вышеперечисленных функций полностью объясняет выбор подобной приточно-вытяжной установки.

    Представляем функциональную схему установки.

    • М1 и М2 – приточный и вытяжной вентиляторы;
    • D (1, 2, 3) – датчики температуры;
    • К (1, 2, 3) – теплообменники;
    • F (1, 2) – воздушные фильтры.

    По каким параметрам следует выбирать рекуператор

    Первое, на что следует обратить внимание, выбирая модель приточно-вытяжного рекуператора, это на соответствие его технических характеристик основным параметрам вентилируемого помещения: объем, высота, требуемая кратность воздухообмена и т. д. Самостоятельный расчет производительности вентиляционной системы для человека непосвященного является задачей непростой. Чтобы ее решить, застройщику придется ознакомиться с требованиями санитарных и постоянно меняющихся строительных нормативов, изучить законы динамики воздушных потоков, учесть количество людей, проживающих в доме, объединить полученные знания и рассчитать производительность приточно-вытяжного оборудования.

    Основным расчетным параметром является объем воздуха, который должен поступать в помещение в течение одного часа. В соответствии с санитарными нормативами этот объем должен быть равен 30 м³ на одного взрослого человека (указан минимум). На практике производительность приточно-вытяжной вентиляции, а, следовательно, и рекуператора, должна быть выше. Это связано с потерями на сопротивление в воздуховодах, с большим объемом помещений и другими факторами.

    Выполнение расчетных работ лучше доверить специалистам. Ведь в случае ошибки замена рекуператора потребует ощутимых финансовых затрат.

    Шувалов Дмитрий
    Инженер компании ООО «ТУРКОВ»

    Рассчитывая и выбирая установку, для получения более точной информации придется читать профильную литературу и форумы, обзванивать производителей и поставщиков оборудования (тема очень обширная). Всегда лучше обратится к специалистам. А тем людям, которых этот совет не останавливает, все равно рекомендуется подтвердить правильность выбора у производителя или дистрибьютора оборудования.

    Тем не менее, есть несколько рекомендаций, которые помогут застройщику выбрать модель рекуператора, опираясь на свои собственные представления о комфорте и практичности.

    Выбор рекуператора по типу конструкции

    В настоящее время широкое применение получили рекуператоры роторного и пластинчатого типа. Роторные рекуператоры отличаются сравнительно высоким энергопотреблением (за счет чего снижается КПД устройства) и большими габаритами. При этом их конструкция допускает частичное смешивание приточного и вытяжного потоков, что является существенным минусом во время эксплуатации.

    Представляем схему работы роторного рекуператора:

    Совсем другое дело – пластинчатые рекуператоры: их КПД – 70% и выше. В отличие от роторных устройств, они не столь массивны, но при этом просты в установке и надежны в эксплуатации. Среди пластинчатых рекуператоров особого внимания заслуживает оборудование мембранного типа. Специальная полимерная мембрана, встроенная в теплообменник, препятствует образованию конденсата, а также формированию наледи внутри устройства во время его эксплуатации при низких температурах.

    PiterPro
    Пользователь FORUMHOUSE

    В пластинчатых теплообменниках используется разный материал. Пластиковые и металлические теплообменники – обмерзают. В мембранных теплообменниках используется тонкая пленка, которая пропускает только влагу. Теплообменников в такой установке сразу два либо три – в зависимости от модели.

    КПД является одной из основных характеристик рекуператора, и на его величину, перед покупкой установки, следует обращать особое внимание.

    Рекомендации по наличию дополнительного функционала

    Важно выбрать для своего дома рекуператор, обладающий чувствительной и надежной автоматикой. Ведь нет ничего хуже, чем оборудование, которое постоянно задействовано в работе и с завидной регулярностью требует к себе внимания. Современные рекуператоры могут комплектоваться дополнительными системами и опциями:

    • система автоматической регулировки мощности вентиляторов;
    • система автоматической регулировки расхода воздуха (регулирует напор воздушного потока в зависимости от содержания углекислого газа в вытяжном канале);
    • недельные таймеры и т. д.

    Сюда же можно отнести систему улучшенной фильтрации.

    Также есть системы, которыми установки оснащаются опционально. Например, для эксплуатации в особых климатических условиях (при низких или, наоборот, высоких температурах). Установка дополнительных нагревателей, охладителей, увлажнителей или осушителей приточного воздуха в этом случае может стать жизненной необходимостью.

    Если сам рекуператор не может поддерживать нужную температуру приточного воздуха, то устройство следует дооснастить нагревателем соответствующей мощности. В среднем, если расчетная температура в канале не опускается ниже +14. +15°С, то нагреватель можно не устанавливать. Мое же мнение таково: лучше не включать нагреватель, если он не нужен, чем, когда нужен – нечего будет включать.

    Вышеперечисленные системы и устройства позволяют свести к минимуму участие человека в управлении системой и улучшить качество работы вентиляционной системы. Также благодаря им получается снизить расходы на эксплуатацию установки путем временного или частичного отключения отдельных помещений от вентиляционной системы. Отключение производится в соответствии с настройками оборудования.

    В настоящее время существуют модели рекуператоров, которые способны подключаться к индивидуальным системам «Умный дом», используя протоколы ModBus или KNX. Подобные устройства идеально подойдут для ценителей продвинутого и современного функционала.

    Дополнительные критерии выбора

    Выбирая рекуператор, важно обратить внимание на уровень шума, который он создает в процессе эксплуатации. Этот показатель зависит от материала, из которого изготовлен корпус устройства, от мощности вентиляторов и от других параметров.

    По типу установки рекуператоры бывают навесными (монтируются на стену) и напольными (устанавливаются на ровную горизонтальную поверхность). Они могут иметь вертикальное и горизонтальное расположение. Какой рекуператор нужен именно вам – это зависит от конкретных параметров вашей вентиляционной системы и от того, где именно будет монтироваться приточно-вытяжное оборудование.

    Рекомендации по установке рекуператора

    Рекомендации по установке, в основном, касаются помещений, в которых следует устанавливать рекуператор. В первую очередь для этого используют котельные (если речь идет о частных домовладениях). Также рекуператоры монтируют в подвалах, на чердаках и в других технических помещениях.

    Если это не расходится с требованиями технической документации, то установка может быть смонтирована в любом неотапливаемом помещении, при этом разводку вентиляционных каналов, по возможности, следует монтировать в комнатах, имеющих отопление.

    Вентиляционные каналы, проходящие через неотапливаемые помещения (а также вне помещений) следует делать утепленными. Также теплоизоляция необходима в местах прохождения вытяжных воздуховодов сквозь наружные стены.

    Учитывая шум, который оборудование может производить во время работы, лучше всего размещать его подальше от спален и от других жилых комнат.

    Что касается размещения рекуператора в квартире: лучшим местом для него будет балкон или какое-либо техническое помещение.

    При отсутствии такой возможности под установку рекуператора можно отвести свободное пространство гардеробной.

    Как бы там ни было, расположение установки во многом зависит от особенностей конструкции вентиляционной системы, от расположения вентиляционной разводки и от габаритов устройства.

    Какие помещения подключать к рекуператору

    Некоторые пользователи нашего портала допускают подключение кухонных помещений и ванных комнат к вентиляционным каналам рекуператора. Более того, многие успели реализовать подобные задумки на практике. Делать этого не следует, и все производители рекуперационного оборудования по данному вопросу едины в своем мнении.
    Если в вентиляционную систему встроен рекуператор, то вытяжными каналами оснащаются помещения общего пользования (коридоры, прихожие и т. д.), а также технические помещения. При этом подача свежего воздуха осуществляется в жилые комнаты: спальни, кабинеты, залы и т. д.

    Вентилировать требуется все помещения, относящееся к жилым. Коридоры, прихожие и технические помещения вентилируются косвенно или небольшими порциями.

    Жилые помещения можно оснастить и вытяжными, и приточными каналами – одновременно, но в большинстве случаев приточных каналов бывает достаточно.

    Что касается кухонь и ванных комнат: эти помещения следует комплектовать отдельными вытяжками, которые утилизируют отработанный воздух в общедомовые вентиляционные каналы (в квартирах) или наружу (в частных домах).
    Отработанный воздух, насыщенный испарениями кухонь и ванных комнат, крайне не рекомендуется пропускать через рекуператор. Поэтому расположенные здесь вытяжки не следует соединять с вентиляционными каналами, подключенными к рекуператору.

    Вот еще одна практическая рекомендация, касающаяся обустройства воздуховодов.

    DiJo
    Пользователь FORUMHOUSE

    Забор воздуха следует делать с той стороны, откуда ветра меньше дуют (так пыли меньше попадать будет).

    Место забора приточного воздуха следует располагать на достаточном удалении от вытяжных отверстий, от дымоходов и прочих источников загрязнения.

    Работы по установке и обслуживанию рекуператора следует производить в соответствии с требованиями производителя. К выполнению монтажных работ целесообразно привлекать специалистов, ознакомленных со всеми нюансами эксплуатации подобного оборудования.

    Как сделать правильный выбор среди различных видов рекуператоров

    При эксплуатации вентиляционных установок в жилых домах или производственных помещениях в целях экономии затрачиваемых средств необходимо еще на этапах проектирования предусматривать установку энергосберегающего оборудования, называемого приточно-вытяжными вентиляционными системами с применением процессов рекуперации тепловой энергии.

    Само устройство под названием «рекуператор» является определенным видом теплообменника, состоящего из двойных стенок, пропускающих, как холодный приточный, так и вытяжной теплый воздух. К основным характеристикам рекуператоров относят его коэффициент полезного действия, который в большинстве случаев зависит от некоторых важных параметров:

    • металлического состава конструкции теплообменника;
    • общей площади соприкосновения с воздушными потоками;
    • соотношения объема проходимых воздушных масс (приточных к вытяжным).

    В общем, различия между вентиляционными теплообменниками определяются также и многими другими факторами, которые входят в конкретные виды рекуператоров.

    Видовая классификация рекуператоров

    Воздушные рекуператоры довольно часто оснащаются не только теплообменником, но и двумя вентиляторами для отдельного отвода чистого и отработанного воздуха. Помимо этого, в данные устройства могут включаться различные технические приспособления в целях повышения качества подаваемого воздуха. Исходя из этого, теплообменники классифицируют по используемому теплоносителю, конструкции или схеме движения теплоносителей на следующие типы:

      1. Пластинчатый рекуператор (еще называемые перекрестно-точечные) – является самым популярным видом теплообменников благодаря своей компактной конструктивной простоте, относительно небольшой стоимости и надежности. Данный тип оборудования состоит из набора кассет, разделенных каналами приточных и вытяжных воздушных потоков, выполненных из оцинкованного металла. КПД данных устройств может достигать в среднем до 70%. Пластинчатые рекуператоры воздуха не имеют подвижных или вибрирующих частей и не нуждаются в использовании электрической энергии. К основным достоинствам подобных вентиляционных установок относят:
        • повышенную эффективность (уровень производительности);
        • отсутствие потребителей электрической энергии;
        • удобный и простой монтаж;
        • бесшумность работы.

      Основной их недостаток заключается в возможном обмерзании теплообменника в результате образования на пластинах излишнего конденсата. Для максимального устранения данного недостатка, бытовой рекуператор оборудуется отводами для сбора конденсатной жидкости (конденсатосборниками). Исключение составляют лишь целлюлозные теплообменники.

      Пластинчатый рекуператор, принцип работы которого достаточно удобен и прост, и основан на пересечении без смешивания в теплообменнике двух потоков воздушных масс (приточных и вытяжных) обладает достаточной эффективностью за счет показателя КПД, измеряющегося в процентном соотношении, и может соответствовать следующим значениям:

      • 45-78% — при применении пластиковых либо металлических теплообменников;
      • 60-92% — при использовании пластинчатых рекуператоров с наличием целлюлозного гигроскопического теплообменника.

      Рекуператор канальный пластинчатый может применяться в помещениях, где предъявляются высокие требования и нормы к чистоте поступающего воздуха. Для устройства вентиляционной системы можно приобрести как готовое устройство, так и изготовить пластинчатый рекуператор самостоятельно.

      На основе пластинчатых приточно-вытяжных установок существует также мембранный рекуператор, позволяющий совершать одновременно влаго- и теплообмен в целях устранения необходимости создавать дополнительную дренажную систему для вывода избыточного конденсата. Мембранные пластины имеют избирательную проницаемость, в связи, с чем пропускают молекулы воды и задерживают молекулы газов.

      1. Роторный рекуператор, принцип работы которого основан на вращении роторного теплообменника с определенной и постоянной скоростью представляет собой конструкцию цилиндрической формы, внутри которой плотно располагаются слои из гофрированного металла. Встроенный барабан, совершая вращательные движения, изначально пропускает нагретый воздух, после чего приточный холодный. В итоге поступательно охлаждаются или нагреваются гофрированные слои и холодному воздушному потоку передается часть тепла. Подобные вентиляционные установки обладают рядом преимуществ, среди которых выделяют:
        • частичное возвращение влаги (отсутствует необходимость в использовании увлажнителя);
        • возможность регулирования скорости вращения роторов;
        • компактность конструкции и монтажа.

      Наряду с достоинствами роторные теплообменники имеют существенные недостатки – требуют использования электроэнергии, установку дополнительных фильтрующих компонентов и имеют подвижные элементы.

      КПД роторного рекуператора может составлять 60-85%, поэтому их используют в системах, характеризующихся большими расходами воздуха.

    1. Гликолевый рекуператор – один из представителей установок с промежуточными теплоносителями, который позволяет соединять две отдельные вентиляционные системы. Данное оборудование идеально подходит для осуществления модернизации уже действующих вентиляционных систем, работающих отдельно друг от друга.Гликолевый рекуператор, принцип работы которого основывается на установке нагревательного теплообменника с подачей в него антифриза (циркуляции водно-гликолевого раствора), зачастую рассчитывается индивидуально. К базовым характеристикам таких установок относят:
      • возможность регулировки системы с помощью встроенной автоматики и скорости циркуляции теплоносителя;
      • эксплуатация установки при минусовых температурах без необходимости проведения разморозки;
      • подсоединение нескольких притоков и одной вытяжки или наоборот;
      • отсутствие подвижных частей;
      • промежуток между вытяжкой и притоком может доходить до 800м.

      Главный недостаток – низкая эффективность работы – 45-60%.

    2. Рекуператор водяной – разновидность воздушных рекуператоров, используемых в приточных и вытяжных системах. Механизм действия такого устройства обусловлен в переносе тепла посредством воды. В данном случае теплообменники могут размещаться на удаленном расстоянии при помощи теплоизолированных трубопроводов. Это обстоятельство и является основной целью применения – соединение вентиляционных магистралей. Используются водяные рекуператоры довольно редко из-за низких значений КПД и необходимостью в проведении частого технического обслуживания.

    Основные критерии выбора рекуператоров

    При подборе подходящего и оптимального по эффективности рекуператора необходимо придерживаться следующими критериями:

    • уровень рекуперации (энергосбережения) – в зависимости от изготовителя и модели такой параметр должен быть в пределах 40-85%;
    • санитарные и гигиенические показатели – наличие возможности контроля степени очистки и качества поступающего воздуха;
    • энергетическая эффективность – значение потребления энергии;
    • эксплуатационные характеристики – общая продолжительность срока службы, пригодность оборудования к выполнению ремонтных работ, потребность в минимальном сервисном обслуживании;
    • адекватная стоимость.

    Учитывая все эти показатели, выбрать наиболее качественные и эффективные по производительности виды рекуператоров, не составит большой сложности для желающих, как создать, так и усовершенствовать действующую вентиляционную систему.

    Рекуператор в системах вентиляции

    На сегодняшний день «стал ребром» вопрос об энергоэффективности. Поэтому везде, и системы вентиляции не исключение, используют энергосберегающие установки и машины. Бережное отношение к энергии вынуждает потребителей все чаще обращаться к системам утилизации теплоты.

    В зависимости от конкретных условий, установка со встроенным рекуператором позволяет сэкономить до 90% потребностей в энергии по сравнению с установкой без него. Это теоретические данные. На практике же наши исследования показали, что наиболее эффективный роторный рекуператор экономит 75% максимум, но это, согласитесь, тоже довольно внушительная цифра.О самой вентиляции с рекуперацией и принципе действия раньше упоминалось в статье по ссылке. Мы же не будем повторятся и рассмотрим именно сам рекуператор.

    • Рекуператор и его категории
    • Виды рекуператоров
    • Подбор и расчет рекуператора

    Что такое рекуператор?

    Благодаря теплоутилизатору, тепло, забираемое из удаляемого воздуха, передается приточному. При этом конструкция рекуператора определяет условия его применения, эффективность и качество приточного воздуха на выходе из устройства.

    В соответствии со стандартами, утилизаторы тепла делятся на 4 категории:

    • рекуперативные теплоутилизаторы. Теплообмен между воздушными потоками происходит через разделяющую перегородку.
    • регенеративные теплоутилизаторы. Тепло воздуха передается промежуточному аккумулятору, а затем этот накопитель отдает тепло приточному потоку.
    • регенеративные с промежуточным теплоносителем. Теплоноситель контактирует с воздухом через разделяющую поверхность, а перенос тепла осуществляется газообразным или жидкостным теплоносителем.
    • тепловые насосы. О данной категории теплоутилизаторов читайте в статье по ссылке.

    Все категории теплоутилизаторов обладают такими преимуществами как:

    1. Высокая экономичность, благодаря снижению расходов на эксплуатацию
    2. Уменьшение нагрузки на окружающую среду благодаря снижению энергопотребления
    3. Снижение расходов предприятия за счет уменьшения расходов на отопление и кондиционирование.

    Виды рекуператоров

    Ознакомимся ближе с различными видами рекуператоров и их действием.

    Пластинчатый рекуперативный теплоутилизатор

    Пластинчатый рекуператор изготавливают в двух конструктивных решениях: перекрестный и противоточный. Наиболее популярный и доступный вариант — это перекрестный пластинчатый рекуператор. КПД такого теплообменника может достигать 65%. Для достижения хорошей теплопроводимости перекрестный рекуператор изготавливается из пластин листового алюминия. Торцы пластин рекуператора скреплены между собой так, что образуются узкие прямоугольные каналы для потоков приточного и вытяжного воздуха. Учитывая, что максимальный переток воздуха через неплотности рекуператора оставляет 0,1%, данное устройство можно считать практически герметичным и пригодным к применению в случаях, где смешение подающесяго и удаляемого воздуха не допускается. Также могут быть изготовлены пластинчатые теплоутилизаторы, в которых обеспечена 100% герметичность от смешения потоков воздушных потоков. Максимальная температура перемещаемой среды не более 90°С. Для рекуператоров с силиконовым уплотнителем максимальная температура не должна превышать 200ºС. Повысить КПД пластинчатого рекуператора можно установив два перекрестных рекуператора последовательно. Это приведет к значительному увеличению длины установки, для начала нужно знать размеры венткамеры. Если же места нет, можете вместо двух перекрестных поставить один перекрестно-противоточный рекуператор, КПД которого соответствует их двойному использованию. Высокий КПД и низкое аэродинамическое сопротивление перекрестно-противоточного рекуператора сделали его конструкцию не прочной, и по этой причине применение этих рекуператоров ограничена системами с небольшим перепадом давления. Сбор и отвод конденсата производится при помощи конденсационных ванн.

    Роторный рекуператор

    Роторный теплорекуператор относится к группе регенеративных теплоутилизаторов и представляет собой медленно оборачивающийся ротор-теплонакопитель, что установлен перпендикулярно потокам входного и удаленного воздуха. Когда в установке включен обогрев, то удаляемый воздушный поток передает теплоту в тот сектор ротора через который проходит. Вращаясь, он попадает в поток приточного воздуха, отдавая ему тепло сектор охлаждается. Правильный подбор роторного рекуператора позволяет достичь КПД 80%, это сочитается с невысоким аэродинамическим сопротивлением и небольшой длиной самого устройства. Помимо переноса тепла роторный теплоутилизаторможет передавать и влагу.Такое решение идеально подходит для офисной вентиляции, ведь предохраняет воздушные массы от чрезмерной сухости. Частичный перенос удаляемого воздуха в приточный канал (примерно 5%) не позволяет использовать такой рекуператор в системах где это строго запрещено.

    Чтобы уменьшить переток воздуха в качестве уплотнителя между рамой и ротором используется пластмасса или войлок. Достижение полной герметичности невозможно. Продуктивность теплообменного процесса регулируют изменяя скорость вращения ротора благодаря частотному преобразователю.

    Гликолевый теплоутилизатор

    Гликолевый рекуператор относится к регенеративным системам с промежуточным теплоносителем. Как промежуточный тепло-хладоноситель используют этиленгликолевый раствор. Устройство гликолевого теплоутилизатора: два теплообменника, что соединены друг с другом и образуют замкнутый контур. По нему и движется теплоноситель. Первый змеевик размещают в подающем канале, а другой в вытяжном. В холода вытяжной змеевик работает на охлаждение, а приточный на обогрев. Летом их задание меняется. Конденсационные ванны с гидравлическим затвором служат для собирания и удаления конденсата . Контроль мощности рекуператора делают при помощи трехходового регулировочного вентиля. При работе с взрывоопасными средами и во всех случаях, когда удаляемым и поступающим потокам нельзя соприкоснуться, без гликолевого рекуператора как без рук. Отдаленность в просторе змеевиков гликолевого теплоутилизатора — неоспоримое преимущество при обновлении и усовершенствовании существующих систем вентиляции.

    Тепловая труба

    Тепловая труба входит в регенеративные системы с промежуточным теплоносителем. Если вы слышите фразу «тепловая труба» знайте: это название сегмента с большим числом отдельных трубок, у которых внутри жидкость кипящая почти при 0ºС. Обмен теплом совершается посредством испарения жидкости в нагретом конце трубки, при этом она поглощает теплоту, затем следует конденсация на холодном конце трубки, и отдача тепла, а жидкость опять возвращается к нагретому концу тепловой трубы, в итоге цикл испарение-конденсация идет заново. КПД этих рекуператоров намного ниже нежели предыдущих. Монтировать тепловую трубу в установку следует строго в определенном порядке:1) если подающий и удаляемый потоки находятся один над другим, тепловые трубки монтируют вертикально 2) когда потоки идут в одну линию,тепловые трубки нужно монтировать горизонтально под углом к удаляемому воздушному потоку. И там и там отдача тепла может быть лишь в одну сторону, из-за этого их можно применять только для обогрева. Регулирование производится байпасным клапаном. Из всего этого следует, что тепловая труба имеет довольно узкую область применения. Поэтому хорошенько подумайте перед установкой именно этого теплоутилизатора.

    Расчет рекуператора

    Чтобы правильно подобрать и рассчитать рекуператор, нужно иметь достаточно данных о параметрах потоков, между которыми предстоит теплообмен. Во первых нужно знать какую среду вы удаляете ( есть ли агрессивные вещества, пыль или другие загрязнения и другое). Это поможет определить необходимый тип рекуператора. И конечно же нужно знать теплофизические свойства нагреваемого и охлаждаемого потоков, дабы легко произвести расчеты. И самое главное устанавливают нужную тепературу на входе в рекуператор и на выходе, допустимые аэродинамические потери давления.

    Расчет рекуператора происходит в 2 этапа:

    Надеемся наша статья была вам полезной и вы воспользуетесь изложенной информацией.

    Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы, разновидности, особенности

    • Рекуперация и вентиляция
    • Системы приточного типа с рекуперацией
    • Что представляет собой рекуперация влаги?
    • Виды рекуператоров
    • Теплообменники пластинчатого типа
    • Теплообменники роторного типа
    • Теплообменники камерного типа
    • Теплообменники с промежуточным носителем
    • Тепловые трубки

    Рекуперация тепла стала довольно часто использоваться в последнее время в системах вентиляции. Если рассматривать более подробно сам процесс, то сначала следует определиться и понять, что означает сам термин рекуперация. Рекуперация тепла в системах вентиляции означает, что пропускаемый воздух, который удаляется специальными установками, пропускается сквозь систему фильтров и подается обратно.

    Рекуперация и вентиляция

    Стоит обратить особое внимание на то, что в вентиляционных системах с долей отработанного воздуха вытягивается и часть тепла из помещения. И вот именно данная тепловая энергия и возвращается обратно.

    Данные системы эффективно применяется на больших производствах и в крупных цехах, поскольку, чтобы обеспечить оптимальную температуру для таких помещений зимой необходимо подвергнуть себя большим затратам. Данные установки же позволяют значительно компенсировать такие потери и сократить затраты.

    Даже в частном доме вентиляционные установки с рекуперацией тепла сегодня будут достаточно актуальны. Даже в индивидуальном доме всегда выполняется вентиляция и при циркулировании воздуха тепло точно также уходит из любого помещения. Согласитесь, что загерметезировать здание полностью и тем самым избежать всяких потерь тепла просто невозможно.

    Сегодня данные системы стоит применять даже в частном доме по следующим причинам:

    • Для быстрого удаления воздуха с большой примесью углекислого газа;
    • Для притока необходимого количества свежего воздуха в жилые помещения;
    • Для устранения повышенной влажности в комнатах, а также устранения неприятных запахов;
    • Для экономии тепла;
    • А также для удаления пыли и вредных микроорганизмов, которые могут в ней содержаться.

    Системы приточного типа с рекуперацией

    Приточная установка с рекуперацией тепла начинает пользоваться все большим спросом среди частных домовладельцев. И ее достоинства, особенно в холодный период года, очень высоки.

    Как известно, обеспечить жилое помещение необходимой вентиляцией можно многими способами. Это и естественная циркуляция воздуха, которая в основном осуществляется за счет проветривания комнат. Но согласитесь, что использовать такой способ зимой просто невозможно, поскольку все тепло быстро покинет жилые помещения.

    Если же в доме, в котором циркуляция воздуха выполняется только естественным путем нет более эффективной системы, то получается, что в холода комнаты не получают нужного объема свежего воздуха и кислорода соответственно что в дальнейшем негативно сказывается на самочувствии всех членов семьи.

    Разумеется, в последнее время, когда практически все владельцы устанавливают пластиковые окна и двери, получается, что устраивать вентиляцию естественным способом просто неэффективно. Поэтому возникает необходимость в установке дополнительного оборудования, которое способно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха внутри помещений. И, конечно же, каждый владелец согласится с тем, что хотелось бы, чтобы любая система тратила электроэнергию экономно.

    И вот здесь самым оптимальным вариантом будет рекуперация тепла в системах вентиляции. В идеальном варианте желательно приобретать установку, которая могла бы обеспечить и рекуперацию влажности.

    Что представляет собой рекуперация влаги?

    В любом помещении должен всегда поддерживаться определенный уровень влажности, при котором каждый человек чувствует себя наиболее комфортно. Данная норма имеет величину от 45 до 65%. Зимой большинство людей сталкиваются с излишне сухим воздухом в помещении. Особенно в квартирах, когда отопление включают на полную и воздух становится очень сухим имеющим влажность около 25%.

    Кроме того, часто получается и так, что с такими перепадами влажности страдает не только человек. Но и полы с мебелью, как известно дерево имеет высокую гигроскопичность. Очень часто мебель и полы от слишком сухого воздуха пересыхают, и в дальнейшем получается, что полы начинают скрипеть, а мебель разваливаться. Данные установки в первую очередь будут поддерживать и необходимый уровень влажности в любом помещении, независимо от времени года.

    Виды рекуператоров

    В индивидуальных жилых домах наиболее часто устанавливают системы вентилирования, имеющие централизованные теплообменники. Кроме того, сегодня можно выбирать из нескольких видов конструкций рекуперативной вентиляции, но более высоким спросом пользуются нижеперечисленные:

    1. Пластинчатые.
    2. Роторные.
    3. Камерные.
    4. Имеющие промежуточный теплоноситель.

    Теплообменники пластинчатого типа

    Самые простые конструкции для систем вентиляции. Теплообменник выполнен в виде камеры, разделенной на отдельные каналы, расположенные параллельно относительно друг друга. Между ними находится тонкая пластинчатая перегородка, которая имеет высокие теплопроводные свойства.

    Принцип действия основан на обмене теплом воздушных потоков, то есть отработанный воздух, который удаляется из помещения и отдает свое тепло приточному воздуху, который поступает внутрь дома уже теплым, благодаря такому обмену.

    К преимуществам такой технологии можно отнести:

    • простую настройку устройства;
    • полное отсутствие каких-либо движущихся деталей;
    • высокую эффективность действия.

    Ну, и одним наиболее существенным недостатком в работе такого рекуператора является образование конденсата на самой пластине. Обычно такие теплообменники требуется дополнительно монтировать специальными каплеуловителями. Это необходимый параметр, поскольку в зимнее время конденсат может замерзнуть и остановить устройство. Именно поэтому в некоторых устройствах данного типа есть встроенные системы размораживания.

    Теплообменники роторного типа

    Здесь главную деталь берет на себя ротор, который располагается между воздуховодными каналами и нагревает воздух при помощи постоянного вращения. Вентиляция с рекуперацией тепла роторного типа имеет очень высокую эффективность работы. Такая система позволяет возвращать обратно в помещение около 80% тепла.

    А вот существенным недостатком является неполноценность работы системы относительно грязи, пыли и запахов. В конструкции между ротором и корпусом есть не плотности. Из-за них потоки воздуха могут смешиваться и поэтому все загрязнения могут вновь попасть обратно. И естественно уровень шума здесь на порядок выше, чем у пластинчатого теплообменника.

    Теплообменники камерного типа

    В рекуператоре данного типа воздушные потоки разделены непосредственно самой камерой. Обмен тепла происходит благодаря заслонке, которая периодически меняет направление потоков воздуха. Данная система обладает высокой эффективностью в работе. А к недостаткам можно отнести только наличие подвижных деталей внутри устройства.

    Теплообменники с промежуточным носителем

    Принцип работы данного устройства практически аналогичен работе пластинчатого рекуператора. Здесь теплообменником является замкнутый контур из трубки. В нем происходит постоянная циркуляция воды или водно-гликолевого раствора. Эффективность процессов теплообмена напрямую зависит от скорости циркуляции в замкнутом контуре жидкости.

    В таком устройстве смешение потоков воздуха полностью исключено. К минусам относится только недостаточная эффективность. Такое устройство способно вернуть примерно 50% забранного из помещения тепла.

    Тепловые трубки

    Стоит выделить и еще один тип рекуператоров. Рекуперация тепла в доме с использованием тепловых трубок достаточно эффективна. Такие устройства представляют собой запаянные трубки, изготовленные из металла, который обладает высокими тепло проводимыми свойствами. Внутри такой трубки находится жидкость, которая имеет очень низкую температуру кипения (обычно здесь используют фреон).

    Такой теплообменник всегда устанавливается в вертикальном положении, причем один из его концов расположен в канале вытяжки, а другой в приточном канале.

    Принцип действия прост. Вытягиваемый теплый воздух, омывая трубу, передает тепло фреону, который закипая, перемещается вверх, с большим количеством тепла. А приточный воздух, омывающий верх трубки забирает данное тепло с собой.

    К достоинствам можно отнести высокую эффективность, бесшумность работы и высокий коэффициент полезного действия. Так что сегодня можно значительно сэкономить на обогреве дома, частично возвращая его обратно.

    Ссылка на основную публикацию