Рекуперация тепла в системах вентиляции

Рекуперация тепла в системах вентиляции

Вентиляция с рекуперацией в квартире. Без воздуховодов и СМС

Написать этот пост меня подтолкнула недавняя статья о приточной вентиляции в квартире. Я было хотел оставить развёрнутый комментарий, но понял что правильнее будет написать статью, т.к. мой опыт использования комнатных рекуператоров в качестве основной системы вентиляции может быть интересен многим.

Это КДПВ блок рекуперации/регенерации. Надеюсь, ни у кого нет трипофобии?

Итак, всё началось с духоты. Точнее, с утепления квартиры слоем экструзионного пенополистирола по всему периметру (панельная 9-этажка родом из 80-х, с кучей сквозящих углов). В результате чего, квартира стала условно герметичной и вопрос свежего воздуха встал в полный рост.

Поиск решения

Вводные данные были такие: 5-комнатная квартира со сложной планировкой, площадью 91 м2 с потолками 2.55 и несущими железобетонными стенами. Домовые вент.стояки работают чуть лучше чем никак. Куда тянуть и как размещать воздуховоды — вообще не понятно, прятать их особо некуда, да и начинать новый ремонт желания никакого нет.

Двое маленьких детей играют на полу, что исключает приоткрытые форточки. Но свежий воздух нужен прямо сейчас, т.к. залповые проветривания каждые полчаса совсем не спасают, да и постоянно перемещать всю семью из комнаты в комнату — то ещё удовольствие.

Изучая варианты, наткнулся на концепцию комнатных рекуператоров: по сути тот же бризер, но с блоком рекуперации/регенерации тепла и возможностью работы вентилятора как на приток, так и на вытяжку. Суть идеи в том, что устройство работает в циклическом режиме, некоторое время (30-60 сек у разных производителей) продувая воздух в одну сторону, а затем в другую (например, разворачивая блок с вентилятором). Получается аналог работы лёгких с «вдохом» и «выдохом». Центральное ядро из теплоёмкого материала (пластик или керамика) при этом является и теплообменником и временным накопителем тепла — регенератором:

Регенераторы разных моделей, для размещения внутри стены (снизу) или на наружной стене дома (сверху)

Отзывы на такие устройства были противоречивые, но пообщавшись на форуме с одним из создателей подобного девайса, всё-таки решил установить пару штук и посмотреть, какой будет эффект. Выбор пал на простую модель от Vakio. За вполне вменяемые деньги производитель обещал работу при суровом морозе (у нас -40 бывает), до 60 м3*ч с рекуперацией (и до 120 м3*ч — без) и эффективность возврата тепла не менее 80%.

Что ж, заманчиво.

Установка и первые впечатления

Специалисты по алмазному бурению за пол дня наделали красивых дырок отверстий в наружных стенах (требуется 132 диаметр под гильзу 125 мм) и первые три прибора заняли свои места (по одному в спальне, детской и гостиной). И здесь обнаружилась моя ошибка — толщины стен немного не хватило, в результате оголовки гильз торчали снаружи на 5-7 см. Пришлось утеплять пеной — не очень эстетично, ну да ладно.


Внутренний блок. Фильтр устанавливается сверху.


Обратная сторона. Место прижима к гильзе окружено резиновым уплотнителем. Есть заслонка для ручного перекрытия канала — достаточно герметичная.


Шумоглушитель. Не супер, но вполне работает.


Фильтр F6 и крышка. К сожалению, что-то серьёзное туда не поставить, но для лета, вместо блока регенератора, можно поставить модуль с HEPA от пыльцы и пыли.


Поворотный блок с мощным «серверным» вентилятором, производительность — 101 CFM

171 м3*ч. Вот страница завода, если кому интересны характеристики.

Главный вопрос, который интересовал — насколько лучше станет качество воздуха? Стало сильно лучше. Собственно, в тех комнатах, где поселились приборы, мы просто перестали открывать форточки и как-либо ещё проветривать. В остальных комнатах — духота ощущалась сразу, свежий воздух туда не доходил.

Второй вопрос — рекуперация. По сравнению с приоткрытой форточкой — небо и земля. Зимой никаких проблем с холодными сквозняками, очень комфортно. Насколько хорошо работает рекуперация? Я решил это проверить и заморочился с измерениями (об этом — ниже), но в целом — думаю вполне в районе обещанных 80%.

Ну и третий вопрос — шум. Здесь всё немного грустнее. Шумят. На 2-3 скорости (из 7) — примерно как кондиционер, на 5-7 — слышно очень хорошо, особенно моменты разворота вентилятора. Но мне здесь повезло, никто в семье не испытывает проблем с этим шумом, спокойно спим даже при максимальной мощности приборов. Как выяснилось — на свежий воздух быстро «подсаживаешься», в итоге хочется ещё больше свежего воздуха. Так что у нас приборы почти всегда работают на максимуме (только в морозы ставим среднюю скорость).

Нужно больше воздуха!

Через год после установки первых приборов, взяли ещё три, в итоге теперь в квартире по одному в каждой комнате, включая кухню. И вот здесь выяснился неприятный момент: для нормальной работы нескольких приборов, они должны работать в противофазе. Т.е. когда половина из них работает на приток, вторая половина — на вытяжку. И каждые 40 секунд они меняются ролями, разворачивая вентиляторы. Проблема здесь в том, что приборы «глупые» и не умеют синхронизироваться (у производителя есть более дорогие модификации с заявленной возможностью синхронизации, но насколько это хорошо работает — сказать не могу). В общем, каждый раз, когда нужно переключить систему в режим рекуперации, приходится проходить по комнатам с секундомером в руках и каждые 40 секунд переводить один из приборов в нужный режим. И ещё повторять эту процедуру в случае если пропало электропитание (авария на подстанции или ещё что). Не удобно, наличие умных функций здесь бы очень пригодилось.

Но в целом, система работает и радует. Окна в квартире практически никогда не открываются, воздух всегда свежий. Настолько привык к работе вентиляции, что однажды проснулся ночью с неприятным ощущением, что что-то не так. Не сразу понял, что проблема была в духоте — сбой на подстанции обесточил несколько домов и у нас вырубилась вентиляция. Результат прям сразу стал ощутим. Что сказать — к хорошему быстро привыкаешь.

Ещё из важных моментов — необходимость работы увлажнителей в зимний период. Возможно конструкция регенераторов и позволяет вернуть часть влаги обратно, но этот эффект явно минимален и без увлажнителей воздух очень сухой (20-25%). Используем пару ультразвуковых, заливаем воду из осмоса, проблем нет.

Эксплуатация зимой и летом

Для эксплуатации приборов при температуре ниже -10С, предусмотрен так называемый «Зимний режим». При его включении, каждый час запускается пятиминутная усиленная продувка регенератора в режиме вытяжки. Для его отогрева и оттаивания конденсата (который таки намерзает). Это шумно, но терпимо. Больше раздражает необходимость учитывания этой продувки при синхронизации работы приборов зимой. Ведь если они включат продувку одновременно, то в квартире возникнет вакуум пониженное давление, начнётся подсос грязного воздуха из вент.стояков и подъезда. Да и эффективность такой продувки будет минимальной.

Что в итоге приходится делать? Верно, брать в руки секундомер и проходить по всем комнатам, переключая настройки, теперь уже каждые 6 минут (больше 5 минут и кратно циклам по 40 сек в которых работают приборы). Это меня сильно печалит, так что зимний режим я ставлю один раз, когда на улице начинаются лёгкие минуса и выключаю только весной. Да, этим приборам очень сильно не хватает автоматизации и привязки к различным системам умного дома.

Рекуперация зимой работает, даже в морозы. На удивление, проблем за два года эксплуатации особо не было. Так, один раз намертво замёрз регенератор, когда супруга совсем отключила прибор, но не перекрыла задвижку воздуховода — в результате за пол дня медленно уходящий воздух забил блок регенератора намёрзшим конденсатом. Но это скорее авария по вине пользователя. При обычной работе конденсат тоже намерзает, но проблем не создаёт:

Выглядит колхозно, но это моя вина: толщина стены меньше чем надо, гильза подрезана не по размеру и декоративная решётка успешно отвалилась.

С весны до осени всё вообще замечательно. Блоки регенераторов вынимаются, часть приборов переводится в режим притока (в комнатах, выходящих на северную сторону), часть приборов — в режим вытяжки (обычно делаю соотношение 4-2, чтобы создать небольшое избыточное давление).

Пыль и фильтры

Квартира находится на 5 этаже, крупных дорог рядом нет, но есть частный сектор. А топят у нас углём. Это реально проблема, зимой иногда над городом бывает «морозный смог» с дымом от угольных ТЭЦ и котелен. Фильтры в приборе стоят F6, моются раз в месяц. Вода при этом такая, как будто чернильницу опрокинули. Ну и в сухом виде это тоже не очень приятно:

Грязный и чистый фильтр.

Фильтры нужно промывать регулярно, иначе производительность приборов падает очень заметно. Мытый несколько раз фильтр субъективно не отличается по проницаемости от нового. Но здесь я могу ошибаться.

Измеряем КПД и качество воздуха

«Воздух стал свежий» — это конечно слишком субъективно. Нужно было чем-то измерить его качество и, после долгих поисков, остановился на портативном BLATN 128s

Пыль разного размера, CO2, формальдегид, летучие органические.

Такие данные были получены зимой, с одним взрослым и одним ребёнком в комнате и рекуператоре на средней скорости. Не супер, конечно. На высокой скорости показатели чуть лучше, СО2 в районе 850 ppm.

Прогулявшись с прибором по родственникам, живущим как в квартирах, так и в частных домах, сделал неутешительные выводы: никто не заморачивается с качеством воздуха. CO2 под 1500-2000 ppm встречается через раз, где-то фонит ламинат или новая мебель из ЛДСП. Грустно, в общем.

Для измерения КПД рекуперации взял термогигрометр UNI-T UT333 BT с возможностью построения графика измерений. Прибор тормознутый и у них страшно глючное мобильное приложение, нормально выгрузить графики так и не смог, но общую картину увидеть можно:

В квартире +26, на улице -8, средняя скорость, пылевой фильтр снят, измерения внутри помещения

Если кратко, КПД рекуперации меняется в течении всего цикла, в зависимости от дельты температур между проходящим воздухом и регенератором, который постоянно остывает/нагревается. Минимальный КПД, в конце цикла «вдоха» я насчитал

60% (было -8, стало +12, общая дельта 34), средний за весь цикл — 75-80% (примерно, т.к. нет возможности выгрузить данные, есть только такие графики). Вообще, кому интересно покопаться в данных, множество измерений с разными настройками и скоростью вентилятора я выкладывал в соответствующей теме на Форумхаусе, но общие выводы такие: рекуперация работает и в целом соответствует заявленной.

Выводы

Система работает и свою задачу выполняет. Воздух поступает, рекуперация помогает не использовать дополнительный преднагрев. Да, немного шумно, но для нас это явно «меньшее зло». Кто-то может подумать, что при наличии центрального отопления, эта рекуперация нафиг не нужна и можно просто сделать приток над батареей, но в моём случае это не вариант — т.к. часть зимы батареи у нас просто перекрыты (дом и так перегрет).

Из явных минусов — отсутствие автоматизации и некого централизованного управления (сценарии под разные времена года и жизненные ситуации).

Ну и самый важный вопрос — делал бы я такую систему не в квартире а в своём (строящемся) доме? Нет, конечно! При возможности разместить воздуховоды и изначально всё спланировать — централизованная ПВУ с рекуператором, канальным увлажнителем и прочими ништяками будет вне конкуренции. Как по тишине, так и по комфорту.

Однако для многих квартир, где нет возможности/желания устанавливать централизованные ПВУ, подобная распределённая система из комнатных рекуператоров вполне может стать приемлемым вариантом.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: виды и преимущества

Как обеспечить помещение свежим воздухом и при этом снизить затраты на отопление? Это можно сделать при помощи приточно-вытяжной вентиляционной установки с функцией рекуперации. Такое техническое решение идеально подходит для концепции «зеленого» дома с минимальным потреблением энергоресурсов. В этой статье мы расскажем о разновидностях вентиляций с рекуперацией тепла, особенностях их конструкции и преимуществах.

Чем вентиляционная установка лучше оконного проветривания

Стабильный воздухообмен в помещении – одно из условий здорового микроклимата в помещениях любого назначения: квартире, частном доме, коттедже или офисе. Традиционное оконное проветривание обеспечивает приток свежего воздуха в помещение, но при этом создаёт много неудобств:

  • по дому гуляют сквозняки, уходит тепло;
  • уличный шум мешает полноценному отдыху и сну;
  • в окна летит пыль, оседая на шторах, подоконнике и потолке;
  • дом открыт для гари, смога и посторонних запахов.

Решением проблемы в этом случае является вентиляционная приточно-вытяжная установка. После ее монтажа окна будут использоваться только в качестве источника естественного света: их можно будет держать закрытыми круглый год, 24 часа в сутки. Благодаря работе вентиляции в доме всегда будет свежий и чистый воздух.

Теплопотери: когда деньги «вылетают в трубу»

Нужно отметить, что конструкция вентиляций такого типа должна предусматривать подогрев подаваемого уличного воздуха. Эта функция востребована в холодное время года: если входящий воздушный поток не нагревать, это приведет к выхолаживанию помещения.

Вентиляция в этом случае станет мощным «кондиционером», подавая холод тогда, когда он совсем не нужен. Даже если в помещении отопление будет работать в полную силу, постоянный ток холодного воздуха сделает проживание в нём невозможным. Тепло будет «вылетать» на улицу, температура упадет на 8-12 градусов, а в комнате будут гулять сквозняки. Вывод прост – приточно-вытяжные вентиляции должны быть снабжены системой нагрева воздуха (калорифером).

Нагрев воздуха с помощью таких систем требует значительных затрат энергоресурсов. Так, блок нагрева приточно-вытяжных вентиляций потребляет 1 кВт электроэнергии в час, на подогрев 55 м³ воздуха, от уличных -30 °C до комнатной температуры.

Тут стоит вспомнить, что продолжительность периода отрицательных температур воздуха в большинстве регионов России может составлять до 6 месяцев. На это время расходы на обогрев воздуха вентиляцией могут превысить затраты на отопление.

Между тем в России пользуются большой популярностью вентиляционные установки с энергоэффективной системой нагрева воздуха. Это стало возможным благодаря использованию технологии рекуперации тепла.

Рекуперация: тепло «вторичного» использования

Рекуперация регенеративно-роторного типа осуществляется путем попеременных циклов охлаждения и нагрева теплообменника – одного из элементов устройства, имеющего цилиндрическую форму. Охлажденные и нагретые воздушные потоки идут параллельно, каждый по своей половине диска. Электрический двигатель рекуператора приводит регенератор в движение, перенося нагретую часть теплообменника в холодный поток воздуха.

В процессе работы рекуператоры не нуждаются в прогревании для удаления наросшего льда и обеспечивают сохранение уровня влажности в помещении. В среднегодовом выражении такое оборудование позволяет сохранять до 50% тепла, уменьшая тем самым расходы на отопление.

Спецификой эксплуатации рекуператоров является частичная диффузия воздушных потоков. В результате такого явления возможно возвращение запахов и биозагрязнений назад, в помещение.

Рекуператор пластинчатого типа обеспечивает обмен тепла при помощи разделяющей мембраны. Смешивание воздушных потоков при этом исключено. Перегородки могут быть разных типов (ребристые, плоские) и выполняются из разных материалов – целлюлозы, металла или пластика. В зависимости от направления тока вентиляции помещения, они могут быть противоточными, перекрестными или прямоточными. КПД такого оборудования составляет 40%.

Преимуществами рекуператоров с пластинчатыми теплообменниками является простота в обслуживании и ремонте. Такие установки способствуют снижению влажности в помещении. Особенность их эксплуатации в том, что появление конденсата на пластинах обменника тепла приводит к обледенению агрегата, вследствие чего он требует периодической разморозки.

Сохраняться может не только тепло, но и прохлада. Принцип рекуперации работает в обе стороны. Летом, когда температура в помещении зачастую ниже, чем на улице, вытяжной воздух способствует сохранению прохлады – на выходе из комнаты он охлаждает теплообменник. Приточный (нагретый) воздух на пути в помещение теряет тепло и попадает внутрь уже охлажденным.

Так блок рекуперации в приточно-вытяжной вентиляции обеспечивает «бесплатный» нагрев воздуха в холодное время года и его охлаждение в жару. Какой объём энергозатрат помогает экономить рекуператор? К примеру, уличный воздух, подаваемый в помещение зимой, нужно будет нагревать до комфортных +20°С. При температуре на улице — 24°С, ТЭН или калорифер должен повышать температуру подаваемого воздуха на 44 градуса.

Теперь рассмотрим возможности блока рекуперации. При той же температуре на улице, средние показатели нагрева поступающего воздуха рекуператором (за счет тепла вытяжного воздуха) составили бы +10°С. Учтем тот факт, что мощность нагревателя и разница температур прямо пропорциональны. Путем простых вычислений (44-10)/44, получаем, что при определенных условиях рекуператор способен компенсировать до 77% от мощности вентиляции с электрическим нагревателем. Из этого можно сделать вывод, что система рекуперации позволяет свести до минимума потери тепла и существенно уменьшить энергозатраты на обеспечение комфортного микроклимата в помещении.

Как устроена приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором

Вентиляционная установка с системой рекуперации имеет достаточно простую конструкцию. При желании покупатель может выбрать любой вариант комплектации (типовая, расширенная, максимальная), а покупка и монтаж узлов могут быть произведены поэтапно.

Корпус, воздуховоды, входные и выходные решетки. Как правило, корпус установки изготавливается из сэндвич-панелей и алюминиевого профиля. Предусматривается шумоизоляция, теплоизоляция корпуса, а также защита от вибрации, которая возникает при работе вентиляторов. Если реализуется проект обеспечения воздухообмена в нескольких помещениях, то к установке присоединяются воздуховоды с заслонками и клапанами для распределения воздушных потоков.

Если блок вентиляции предназначен для одного помещения, то на отверстие выхода подаваемого воздуха устанавливается специальная решетка для равномерного распределения воздушного потока по комнате. Входная точка со стороны улицы оснащается защитной воздухозаборной решеткой. Она нужна для того, чтобы в устройство не попадали насекомые и мусор.

Вентиляторы и система фильтров. Для подачи и вытяжки воздуха в устройстве предусмотрены вентиляторы (центробежные или осевые). Мощность вентиляторов, количество скоростей может отличаться в зависимости от модели оборудования.

На входе обеих воздушных потоков устанавливаются фильтры, которые улавливают пыль и другие загрязнения. Они необходимы для того, чтобы элементы теплообменника не забивались жировыми и пылевыми «пробками». Такие фильтры нуждаются в периодической очистке или замене. Если этого не делать, то при работе устройства будет создаваться сопротивление воздушному потоку, что может привести к сбоям и поломке вентиляторов.

Блок рекуперации, дополнительные системы и управление. Основной объём вентиляционной установки занимает рекуператор (в одном устройстве может быть установлен один или несколько таких блоков). Если установку предполагается эксплуатировать в местности с суровым климатом, где часты сильные морозы, то одного рекуператора будет недостаточно для сохранения комфортной температуры в помещении – в вентиляции должен присутствовать электрический нагреватель.

Приточно-вытяжная вентиляция также может быть оснащена дополнительными системами — увлажнителем воздуха, ионизатором, датчиками СО2, генератором холодной плазмы и другим оборудованием. Современные модели вентиляций имеют электронный блок управления, с помощью которого можно устанавливать нужные режимы работы.

Типы и характеристики вентиляций

Роторный рекуператор. Роторный (или, как его еще называют, барабанный) тип устройства. В нем реализован принцип вращения теплообменника. В роторном рекуператоре он представляет собой конструкцию с большим количеством гофрированного металла. При контакте с нагретым воздушным потоком слои металла внутри барабана аккумулируют тепло, которое затем передается входящему потоку уличного воздуха.

К достоинствам рекуператоров такого типа можно отнести:

  • Возвращение основного объёма влаги из помещения. Такой рекуператор не снижает уровень влажности в комнате: влага в виде конденсата оседает на слоях металла в барабане, а затем возвращается в помещение при соприкосновении с входящим потоком воздуха;
  • Более высокий уровень КПД (в сравнении с рекуператорами других типов).

Что нужно учесть при эксплуатации роторных рекуператоров? Они отличаются более сложной конструкцией (это требует периодической проверки состояния и техобслуживания). Среди других особенностей можно назвать уровень шума выше среднего и необходимость в постоянном контроле фильтров, так как теплообменник (из-за своей конструкции) подвержен засорению пылью.

Из-за конструктивных особенностей и технических характеристик рекуператор роторного типа чаще всего используется в зданиях промышленного назначения, в торговых центрах и котельных. В квартирах, частных домах и коттеджах барабанные рекуператоры применяются значительно реже.

Пластинчатый рекуператор. Основной конструктивный элемент пластинчатых систем – это тонкостенные панели, которые поочередно расположены в теплообменнике. Края пластин загнуты, а соединения между ними герметизируются при помощи полиэфирной смолы.

Поочередно расположенные пластины могут быть изготовлены из следующих материалов:

  • Целлюлоза. Благодаря гигроскопичности этого материала влага может оставаться на пластине и затем возвращаться обратно в помещение;
  • Металл. Это могут быть сплавы алюминия, латунь или медь, то есть металлы, которые устойчивы к коррозии и имеют высокий коэффициент теплопроводности;
  • Пластмасса. Этот материал имеет малый вес и не подвержен воздействию влаги.

В теплообменниках пластинчатых рекуператоров поочередность пропуска холодного и нагретого воздушного потока обеспечивается определенным углом загиба краёв пластин. В отдельных моделях воздушные каналы имеют покрытие из серебра, что позволяет увеличить коэффициент теплообмена.

Читайте также  Тепл энергия ГВС что это?

Пластинчатые рекуператоры обладают следующими преимуществами:

  • низкий вес, небольшие габариты;
  • высокий уровень надежности конструкции;
  • длительный срок эксплуатации;
  • высокая ремонтопригодность, простота технического обслуживания;
  • небольшая цена.

Рекуператоры пластинчатого типа наиболее востребованы в жилых помещениях и офисах. Среди особенностей их эксплуатации нужно отметить повышенный риск образования обледенения при отрицательных температурах.

Парокомпрессионный рекуператор. Интегрированный в вентиляционную установку тепловой насос воздух-воздух, осуществляет перенос теплоты за счет низкокипящего хладагента. В приточный и вытяжной каналы устанавливаются оребренные теплообменники, которые соединены с компрессором фреоновой магистралью. Сам по себе он не справится с полноценной рекуперацией, либо стоимость подобного агрегата будет неприличной. Но его достоинством является то, что он способен извлекать из воздуха скрытое тепло.

Парокомпрессионные рекуператоры используют совместно с роторными, либо пластинчатыми. Разные физические принципы работы компенсируют недостатки каждого вида рекуперации по отдельности.

Наивысший КПД традиционных рекуператоров достигается при максимальной разнице температуры снаружи и в помещении, тогда как парокомпрессионный рекуператор достигает максимального КПД при минимальной дельте.

Кроме очевидного улучшения КПД рекуперации, такие комбинированные вентиляционные установки, в летний период способны кондиционировать проветриваемые помещения. Кондиционирование производится круглосуточно с меньшими затратами электроэнергии и не требует дополнительного оборудования.

Вентиляция с рекуперацией тепла, или Как не отапливать улицу?

Домашний микроклимат обычно поддерживают при помощи кондиционеров и калориферов, но это не самый экономичный вариант. У него есть альтернатива, еще недостаточно распространенная в нашей стране, хотя и пользующаяся спросом по всему миру

Речь идет о приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла. «Рекуперация» — слово латинского происхождения, означающее «возвращение затраченного». Рекуператор тепла в приточно-вытяжной установке частично возвращает тепловую энергию вытяжного потока, передавая ее приточному воздуху. Тепло возвращается в дом, а не выбрасывается на улицу. Для чего это нужно?

Во-первых, устройство позволяет с комфортом вентилировать помещение, уменьшая разницу температур между вытяжным и приточными потоками. Это особенно важно зимой, когда холодный воздух, поступающий в дом прямо с улицы, может стать причиной простудных заболеваний. При использовании рекуператора в помещение поступает свежий воздух, имеющий среднюю температуру между комнатной и наружной, в результате происходит более безопасное для здоровья проветривание.

Во-вторых, в отличие от других подобных устройств рекуператор осуществляет комфортное проветривание весьма экономным способом. На подогрев или охлаждение воздуха кондиционером и конвектором расходуется электроэнергия. Однако после того, как воздух в помещении прогревается или охлаждается до нужной температуры, его просто выводят во внешнюю среду по вытяжному каналу. Тепловая энергия воздуха вместе с денежными средствами, затраченными на ее производство, буквально выбрасывается на ветер. В рекуператоре, который сам по себе потребляет минимальное количество энергии, прогрев или охлаждение приточного воздуха происходит путем естественного теплообмена, а не с помощью электроэнергии.

Рекуператор возвращает тепло вытяжного потока в поступающий свежий воздух. В основу работы положен принцип: не нужно отапливать улицу!

Схема теплообмена в рекуператоре

Рекуператоры могут быть автономным устройством или представлять собой специальный модуль обычной приточно-вытяжной установки. Распространены в основном два типа конструкции рекуператоров: пластинчатые и роторные.

В пластинчатых воздушные потоки между собой не контактируют и не смешиваются, тепло передается через теплообменную кассету, состоящую из набора тонких пластин большой площади, разделяющих теплый и холодный воздух. Традиционно пластины делают из алюминиевой фольги или из пластика. Алюминиевые дешевле, но применение пластика немного повышает КПД устройства.

У этой изящной конструкции есть важный недостаток: из-за разницы температур приточного и вытяжного воздуха на теплообменных пластинах образуется конденсат, который в зимнее время замерзает и превращается в наледь. Для борьбы с наледью применяют разные средства. В стандартном варианте используют автоматику: срабатывает датчик обледенения, после чего приточный воздух идет в обход теплообменника. Нагревается этот обводной поток уже без рекуперации тепла с помощью встроенного калорифера. Одновременно вытяжной теплый воздух проходит через теплообменник и размораживает кассету. Эта фаза длится от 5 до 25 мин. в час. Экономии энергии все это время не происходит, устройство работает как обычный приточный вентилятор с затратой энергии на подогрев воздуха. Средняя мощность калорифера, применяемого в системе вентиляции, составляет от 1 до 5 кВт. Кроме того, вся конструкция усложняется за счет дренажной ванны и дренажного трубопровода, предназначенных исключительно для отвода и сбора конденсата. Иногда используют предварительный подогрев приточного воздуха во избежание наледи, но в этом случае расходуется дополнительная энергия, и КПД рекуператора все равно снижается. Если номинальная эффективность алюминиевого теплообменника составляет около 65%, то рекуператор с таким теплообменником способен сэкономить в итоге только 45% энергии.

Схема прохождения воздушных потоков в пластинчатом рекуператоре

Другой вариант решения проблемы конденсата — использование кассет из гигроскопической целлюлозы, стенки которых впитывают влагу из вытяжного потока и передают ее на сторону приточного, увлажняя его. В данном случае рекуперируется не только тепловая энергия, но и влага из воздуха. Поступающий в помещение свежий воздух максимально приближен к домашнему по температуре и влажности. Это наиболее комфортный вариант поддержания микроклимата. Отсутствие фазы, когда подогрев приточного воздуха осуществляется при помощи калорифера, позволяет значительно повысить эффективность утилизации тепла (до 60–70%).

У рекуператоров с двойным пластинчатым теплообменником из гигроскопической бумаги КПД достигает 90%. В этих устройствах тепло передается ступенчато через промежуточную зону, благодаря чему образование наледи исключено. Но кассеты из целлюлозы нельзя применять в помещениях с повышенной влажностью, например в ванных комнатах или бассейнах.

Рекуператоры – перспективное оборудование, пока еще недооцененное нашими потребителями в связи с его ценой. В европейских странах такие устройства активно используются, поскольку позволяют сэкономить значительную часть энергии, затрачиваемой на воздухоподготовку. Пластинчатый рекуператор экономит 50–80% энергии, роторный – 70–90% в зависимости от разности температур вытяжного и приточного воздуха. Один из факторов, который влияет на эффективность утилизации тепла, – это тип помещения. Установка вентиляции с рекуператором тепла, где в качестве «нагревателя» служит вытяжной воздух температурой 25–30°С, принесет существенную экономию.

В пластинчатых рекуператорах воздушные потоки изолированы, а в роторных — частично смешиваются

Конструкция роторного рекуператора

Главный элемент роторного рекуператора, как легко догадаться, вмонтированный в корпус устройства ротор. Он представляет собой вращающийся цилиндр, заполненный по всему объему слоями профилированного металла, алюминия или стали. Во время работы барабан ротора перемещается по кругу между приточным и вытяжным трактами. Пластины последовательно нагреваются вытяжным и охлаждаются приточным воздухом.

Эффективность происходящего теплообмена зависит от скорости вращения ротора, а ее можно регулировать. Это имеет большое значение для определения реального КПД рекуператора, который совпадает с номинальным КПД теплообменника только в том случае, когда скорость вращения ротора автоматически регулируется в согласии с показаниями датчиков наружной и комнатной температур. В роторном устройстве невозможно исключить частичного смешивания вытяжного и приточного потоков. Фильтры очистки приходится устанавливать как на притоке, так и на вытяжке. Из-за наличия подвижных частей в конструкции необходимо чаще, чем в случае пластинчатых рекуператоров, производить техническое обслуживание. Несмотря на эти недостатки, роторные модели популярны благодаря своей надежности и высокой эффективности возврата тепловой энергии (до 85%).

Монтаж рекуператора производят до отделки интерьера, иначе косметического ремонта не избежать

У потребителей и проектировщиков встречаются два основных предубеждения против приточных установок с рекуперацией тепла. Одно связано с ценой, второе – с пригодностью для наших погодных условий. Сравнивая цены, всегда необходимо учитывать, что окончательная стоимость складывается из цены оборудования и эксплуатационных расходов. Доля затрат на электроэнергию сегодня весьма весомая, а со временем она будет только возрастать. Установки с рекуперацией тепла и без таковой по цене сравнимы, зато в долговременной перспективе рекуператоры приносят ощутимую выгоду.

При оценке полезности использования в доме рекуператора нужно учитывать, что система вентиляции — это лишь одна из статей расхода энергии. Поэтому недостаточно эффективная рекуперация тепла не сильно снижает общие затраты. Может оказаться, что устройство с модулем рекуперации обойдется в два раза дороже обычного, а итоговая экономия составит не более 15%. Однако долговременный эффект покупка рекуператора все равно принесет. Это надежное оборудование, которое проработает много лет, позволяя постоянно экономить на эксплуатационных расходах. При расчетах систем вентиляции исходят из того, что в квартирах их производительность составляет 100–800 м³/ч, в загородных домах — 1000–2000 м³/ч.

‘ >

Схема приточно-вытяжной установки Alasca с двумя теплообменными кассетами, что повышает КПД рекуператора до 90%

При выборе рекуператора необходимо знать требуемую производительность установки. Ее рассчитывают исходя из назначения и планировки помещения. Важную роль здесь играет кратность воздухообмена, которая показывает, сколько раз происходит полная замена воздуха в помещении в течение часа. Для загородного дома кратность обычно составляет от 0,5 до 1. Нормой замены воздуха из расчета на одного человека считается 36 м³/ч. Как правило, специалистам достаточно ознакомиться с планом дома, чтобы сказать, какая модель вам подходит. Установка компактных рекуператоров для одного помещения обойдется в 3000 руб. Для монтажа такой системы потребуется просверлить отверстия диаметром от 75 мм во внешней стене для прокладки воздуховодов. Важнейший в наших климатических условиях параметр, которым нужно интересоваться при выборе оборудования, — нижний предел рабочей температуры. Если устройство не рассчитано на эксплуатацию при температуре ниже –10°С, оно, вероятно, в зимние месяцы останется без дела.

Монтаж установок с рекуперацией тепла

Принципиальных отличий в монтаже обычных «приточек» и приточно-вытяжных установок с рекуперацией тепла нет, однако имеется своя специфика. В простой приточной системе воздух, например, подается снаружи в спальню, а выводится через естественную вытяжку санузла. В системе с рекуперацией будет два канала (приток и вытяжка), и соответственно нужно пробить два отверстия в стенах. Монтаж выйдет дороже, поскольку выполняется больше работ и используется больше воздуховодов, но технически он ничуть не сложнее. Правда, в некоторых моделях необходим дренаж, значит, потребуется предусмотреть еще одну трубу для отвода воды.

Воздуховоды должны быть теплоизолированы, иначе на стенках из-за разницы температур может образовываться конденсат. Рекуператоры не рекомендуется монтировать в спальне, потому что спать при работающем устройстве некомфортно. При установке системы в коттедже существенно помогает наличие фальшпотолков и фальшполов. Есть конструктивные особенности: некоторые модели предусматривают монтаж только в определенном положении (например, не плашмя, а вертикально), другие – универсальны. При выборе места для устройства, требующего дренажа, надо учитывать, что оно должно стоять в теплом помещении, поэтому балкон или лоджия не подходят. Дренаж осуществляется также, как и в обычных сплит-системах: вода отводится по трубе, спрятанной за фальшпотолком и направленной под уклоном к ближайшему стояку.

Рекуперация тепла в современной системе вентиляции

Рекуперация тепла — это процесс возврата тепла, процесс его получения назад. В нашем случае рекуперация тепла означает процесс подогрева выходящим из помещения теплым воздухом холодного входящего воздуха, который входит в дом для его проветривания и вентиляции.

Для чего это нужно? Для того, чтобы вы не выбрасывали свои деньги в трубу! Ведь именно в нее улетучивается до 40% всего тепла в варианте с классической естественной вентиляцией. Может быть это тепло нам сохранить и не топить лишнего? Логично! Вот здесь-то нам и пригодится вентиляционная установка с рекуперацией тепла, т.е. с возвратом тепла назад в дом, вместе с очищенным свежим воздухом.

Другими словами, мы возвращаем в дом то тепло, которое собираем из всех помещений дома. Перед тем, как выбросить отработанный спертый воздух из дома, мы пропускаем его через рекуператор, где отбираем у этого воздуха нужное нам тепло, а затем нагреваем этим теплом входящий холодный воздух до определенного значения. В таком процессе заложена гениальная мысль — зачем использовать на отопление воздуха дома дополнительную энергию, которая весьма затратна и стоит денег, если ее можно получить абсолютно бесплатно.

Рекуперация тепла стала основой основ актуальной сегодня системы пассивного дома, плюс к этому она играет ключевую роль в создании эффективной системы воздушного отопления загородного дома.

Виды рекуператорных установок

Рекуператоры бывают двух видов: пластинчатые (рис. 1) и роторные (рис. 2).

рис. 1. Пластинчатый рекуператор

В данном варианте выходящий из помещения воздух нагревает пластины теплообменника, отдает им свое тепло и удаляется на улицу холодным. Входящий же свежий воздух забирает тепло от пластин теплообменника, подогревается и доставляется в помещения уже нагретым. Эффективность пластинчатого рекуператора составляет до 60%, в зависимости от установки. Ключевыми особенностями конструкции являются простота и дешевизна, при этом потоки входящего и выходящего воздуха не перемешиваются, что обеспечивает 100% экологичность такой установки.

рис. 2. Роторный рекуператор

Во втором варианте основу установки составляет алюминиевый барабан, который забирает тепло у выходящего воздуха и отдает его входящему. Роторный рекуператор обладает более высоким КПД, его энергоэффективность достигает 80%. В отличие от пластинчатого варианта ему не нужно отводить влагу, которая собирается в виде конденсата, в данном варианте необходимое ее количество доставляется на увлажнение нужных помещений, что становится особенно актуальным в сухой зимний период. В комплект обоих вариантов вентиляционных установок входят фильтры воздуха, датчики влажности и отработанных газов плюс пульты управления системой.

Основные преимущества систем вентиляции с рекуперацией

Главным преимуществом приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией является экономия энергии. Если вы используете систему вентиляции без рекуперации тепла, то расход электроэнергии на отопление составит от 6 до 10 кВт/ч, в случае же с рекуператором вы будете расходывать в разы меньше — всего 1-2 кВт/ч, ведь входящий свежий воздух уже подогрет и лишнего топить совсем не нужно. Экономия ваших затрат на отопление дома составит внушительные 80%.

Больше экономите энергии — меньше денег тратите и больше оставляете себе. Помимо этого, вы уменьшаете нагрузку на сети, что благоприятно сказывается на природе и экологии. Кстати, в летнее время аналогичным образом вы можете охлаждать горячий уличный воздух и снова будете экономить, только теперь уже на кондиционировании. Сниженное потребление энергии для охлаждения помещений в разы уменьшает ваши затраты и снижает вредные выбросы в атмосферу — одни плюсы!

Если вы только планируете постройку своего собственного загородного дома, то узнайте у ваших знакомых расходы на отопление их дома. Мы уверены, что внушительная сумма за газ или электричество вас удивит и совсем не в лучшую сторону. Не повторяйте обидных ошибок, учитесь на чужом опыте, сэкономьте эти затраты в пять раз — они окупятся уже в первую зиму! Равно как окупится и ваше здоровье, наличие чистого свежего воздуха и полное отсутствие пыли, грибка и плесени.

Решили выбрать правильную систему вентиляции с рекуперацией для вашего дома или квартиры? Мы поможем с выбором, а при необходимости — смонтируем и установим.

Внимание! Мы предлагаем лучшее готовое решение для вашего дома — установку системы, в которой совмещены отопление, вентиляция и охлаждение воздуха. В результате в современном доме, достаточно герметичном и утепленном, с успехом можно проживать круглогодично, без водяного отопления и газа.

При этом вся система будет потреблять энергии всего 1,5 кВт/ч — фантастический результат! Например, для правильно утепленного каменного дома площадью 180 кв.м энергозатраты на его обогрев не превысят 10 500 кВт/год, что в деньгах составит всего 2500-4000 руб/мес за его отопление в зимний период.

Ваши действия:

Если у вас каркасный дом, то прочтите здесь

Если у вас деревянный дом, то жмите сюда

Если вы хотите посмотреть нашу фотогалерею, то нажимайте тут

Ориентировочные цены на вентиляционные установки вы можете посмотреть здесь

Рекомендуем прочитать:

• что такое вентиляция и почему нельзя открывать окна >>

• вентиляция и здоровье >>

• почему опасен кондиционер >>

• как снизить затраты на отопление дома >>

• как сохранить молодость кожи >>

• вентиляция и Шекспир: быть или не быть >>

• какая вентиляция лучше — естественная или приточно-вытяжная с рекуперацией >>

• 10 советов владельцам VENTYS >>

• отзывы о правильной вентиляции >>

• система гибких воздуховодов VentyFlex >>

• вентиляция VENTYS: готовые решения >>

Ознакомьтесь:

Вентиляция в загородном доме

Вся продукция успешно прошла контроль качества

Вентиляция в квартире

Понятный путь от оформления до осуществления заказа

Вентиляция в сфере услуг

Планирование времени с учетом сроков установки

Вентиляция бассейнов

Гарантия распространяется на всю продукцию

Основные понятия:

Система вентиляции

Только самое современное оборудование

Пассивный дом

Снижение потерь энергии с каждого квадратного метра

Рекуперация тепла

Возвращаем в дом тепло, которое собираем из дома

Воздушное отопление

Дом отапливается воздухом заданной температуры

Рекуперация тепла в системах вентиляции

При функционировании вентиляции в любом здании вместе со старым и загрязненным воздухом наружу выходит большое количество тепла. Чтобы не прогревать систему безостановочно и не тратить на это теплоноситель, рекомендуется предусмотреть возврат части тепла от покидающего помещение нагретого воздуха (рекуперацию).

Согласно экспертным подсчетам, при обычном, классическом устройстве системы вентиляции дом теряет с выходящим воздухом до 40% расходующейся на отопление энергии. Это означает, что примерно такая часть энергоносителей (газа, электроэнергии дизтоплива) тратится на обогрев окружающей атмосферы.

Система, в которой предусмотрена рекуперация тепла, обеспечивает возврат большей части теплого воздуха обратно в помещение и значительную экономию энергоресурсов. В результате отопление становится более экономичным.

Принцип работы системы

Прежде, чем выпустить из дома спертый и загрязненный запахами и выдыхаемой углекислотой, но нагретый отопительными приборами теплый воздух, его пропускают через теплообменник (рекуператор). В нем воздух отдает накопленное в помещении тепло, которое затем используется для подогрева потока, поступающего снаружи.

Такое решение позволяет не применять энергию нагревательных приборов (и расходовать энергоноситель) для подогрева воздуха от «забортной» до комфортной комнатной температуры. Фактически, эта дополнительная энергия дается владельцу бесплатно. И не стоит ни копейки (если не считать амортизации ранее приобретенного рекуператора).

Если учесть постоянно дорожающие во всем мире энергоресурсы (а также борьбу экологов за снижение их потребления и угрозу глобального потепления), рекуперация тепла в вентиляционных системах становится очень востребованным элементом, особенно в частных домах.

Разновидности установок для рекуперации

В настоящее время наибольшую популярность приобрели два типа устройств:

  • Пластинчатые
  • Роторные

Рассмотрим особенности каждой из них и постараемся учесть их преимущества и возможные недостатки.

Пластинчатая рекуперация

Как становится видно из названия, основным элементом устройства являются теплообменные пластины. Выходящий воздух, проходя через них, отдает тепло и остывает перед выходом на улицу. Входящий же воздух при прохождении нагревается, и в помещение поступает значительно более теплым, чем температура снаружи.

КПД такого устройства достигает 60% при правильной установке. Воздушные потоки, направленные в разные стороны, не смешиваются, и экологичность составляет 100%. Среди основных преимуществ технологии – простота и низкая стоимость. Недостатком является образование конденсата, образующегося на пластинах при охлаждении прогретого влажного воздуха. Необходимо постоянно его удалять.

Роторная рекуперация

Основу роторных устройств составляет ротор – это вращающийся барабан из алюминия, который отбирает тепло у уходящего потока и передает его входящему. В таких системах КПД значительно выше и достигает 80%.

Преимуществом, в сравнении с пластинчатой системой, является то, что не требуется специально отводить избытки влажности – они используются на увлажнение входящего потока. Особенно актуально это в мороз, когда холодный наружный воздух отличается высокой сухостью.

Роторная система устроена несколько сложнее пластинчатой, поскольку в ее состав входит двигатель, используемый для работы барабана. Также в комплекте имеются:

  • Воздушные фильтры
  • Сигнализаторы наличия вредных примесей и влаги
  • Устройство дистанционного контроля

Зачем устанавливать рекуперацию

Необходимость дополнительного монтажа систем теплообмена диктует экономика. Без рекуперации на обогрев частного дома затрачивается 6-10 кВт/ч, а при работе специального устройства этот показатель снижается на 60-80% и составляет всего 1-2 кВт/ч. Столь значительная экономия позволяет в разы уменьшить расход топлива или электроэнергии на отопление.

Использование такой схемы также уменьшает нагрузку на сеть. А владелец получает моральное удовлетворение от того, что улучшает экологию и заботится о сохранности невозобновляемых ресурсов планеты, снижая расход топлива и выброс в атмосферу отработанных газов.

Рекуперация пригодится не только зимой или в холодное время года, но и жарким летом. Выравнивая температуру прохладного внутреннего и жаркого исходящего потоков, она позволяет экономить затраты на работу кондиционера.

Планируя вентиляцию объекта на этапе составления проекта, стоит заранее позаботиться об экономии средств и энергоресурсов зимой, а также затрачиваемой на кондиционирование энергии летом. Подсчитайте сумму, которые отдают за энергоносители владельцы частных домов, и убедитесь, что установка недорогого рекуперационного устройства окупится уже за первый отопительный сезон.

Читайте также  Как правильно установить доводчик на пластиковую дверь?

А также стоит подумать о том, что правильно рассчитанная схема вентиляции поможет избавиться от пыли, плесени или грибка, что особенно актуально для утепленных снаружи частных домов.

Это же относится и к обычным квартирам в жилых многоэтажных зданиях. Особенно, если они снабжены счетчиком тепла или автономной системой отопления. Вентиляция с устройством для рекуперации не потребует для установки большого объема пространства. Ее можно разместить в санузле или спрятать в шкафу-купе.

Большой ассортимент оборудования дает возможность подобрать оптимальный тип устройства для квартиры, чтобы наслаждаться свежим, чистым воздухом в любую погоду, не беспокоясь о простудах или перерасходе тепла.

Читайте другие статьи по данной тематике

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector