Рекуперация воздуха

Рекуперация — это процесс возврата максимального количества энергии. В вентиляции рекуперацией называется процесс передачи тепловой энергии из вытяжного воздуха в приточный. Существует множество различных видов рекуператоров и в данной статье мы о каждом из них расскажем. Каждый из видов рекуператоров хорош по своему и обладает уникальными преимуществами, но любой из них позволит Вам экономить на обогреве приточного воздуха зимой не менее 50%, а чаще до 95%.

Процесс передачи тепла от вытяжного воздуха в приточный весьма интересен. Далее начнем разбирать каждый вид рекуператоров воздуха чтобы вы более легко поняли что же это такое и какой рекуператор нужен именно Вам.

1. Пластинчатый рекуператор:

Самый популярный вид рекуператоров, а точнее приточно-вытяжных установок с пластинчатым рекуператором. Свою популярность он завоевал благодаря простоте и надежности конструкции самого теплообменника рекуператора.

Принцип работы прост — два потока воздуха (вытяжной и приточный) пересекаются в теплообменнике рекуператора, но так, что их разделяют стенки. В итоге эти потоки не смешиваются. Теплый воздух нагревает стенки теплообменника, а стенки нагревают приточный воздух. Эффективность пластинчатых рекуператоров (КПД пластинчатого рекуператора) измеряется в процентах и соответствует:

45-78% для металлических и пластиковых теплообменников рекуператоров.

60-92% для пластинчатых рекуператоров с целлюлозными гигроскопичными теплообменниками.

Такой скачок КПД в сторону целлюлозных рекуператоров обусловлен во-первых возвратом влаги через стенки рекуператора из вытяжного воздуха в приточный, а во-вторых передачей в этой же влаге скрытого тепла. Ведь в рекуператорах роль играет не тепло самого воздуха, а тепло влаги, содержащейся в нем. Воздух без влаги обладает очень низкой теплоемкостью, а влага — это вода… с известной большой теплоемкостью.

Для всех рекуператоров, кроме целлюлозных, обязателен вывод дренажа. Т.е. при планировании установки рекуператора Вам необходимо помнить о том что требуется еще и подвод канализации.

Итак, плюсы:

1. Простота конструкции и надежность.

2. Высокий КПД.

3. Отсутствие дополнительных потребителей электроэнергии.

Ну и, конечно-же, минусы:

1. Для функционирования такого рекуператора — к нему должны подводиться и приток и вытяжка. Если система проектируется с нуля — то это не минус вовсе. А вот если система уже имеется и приток с вытяжкой находятся на расстоянии — лучше применить рекуператор с промежуточным теплоносителем.

2. При минусовых температурах теплообменник рекуператора может обмерзать. Для его разморозки требуется либо прекращение или снижение подачи воздуха с улицы, либо применение байпасного клапана, который пускает приточный воздух в обход теплообменника, пока тот размораживается вытяжным воздухом. При таком режиме разморозки весь холодный воздух попадает в систему минуя рекуператор и требуется много электричества чтобы его нагреть. Исключение — целлюлозные пластинчатые рекуператоры.

3. В основном данные рекуператоры не возвращают влагу и подающийся воздух в помещения пересушен. Исключение — целлюлозные пластинчатые рекуператоры. Читать далее…

Роторный рекуператор:

Второй по популярности вид рекуператоров. Еще бы… Высокий КПД, не замерзает, более компактный чем пластинчатый, да еще и влагу возвращает. Одни плюсы.

Роторный рекуператор сделан из алюминия, намотанного слоями на ротор, причем один лист плоский, а второй зигзагообразный. Чтобы воздух проходил. Приводится в движение электроприводом через ремень. Этот «барабан» вращается и каждая часть его при прохождении зоны вытяжки нагревается, а затем перемещаясь в зону притока охлаждается, тем самым передавая тепло приточному воздуху.

Для защиты от перетоков воздуха используется продувочный сектор. Читать далее…

Крышный рекуператор воздуха:

Новый и не очень известный вид рекуператоров воздуха. В крышных рекуператорах на самом деле используются пластинчатые рекуператоры и иногда роторные, но мы решили вынести их отдельным видом рекуператоров, т.к. крышный рекуператор — это специфический отдельный вид приточно-вытяжных установок с рекуператором.

Крышные рекуператоры подходят для больших однообъемных помещений и являются вершиной удобства проектирования, монтажа и эксплуатации. Для его установки достаточно сделать нужное окно в кровле здания, поставить специальный «стакан», который распределяет нагрузку, и поставить в него крышный рекуператор. Всё просто. Забор воздуха производится из-под потолка в помещении, а подача по пожеланиям заказчика, либо из-под потолка, либо в зону дыхания рабочих или посетителей торговых центров. Читать далее…

Рекуператор с промежуточным теплоносителем:

А этот вид рекуператоров подойдет для уже существующих систем вентиляции «приток отдельно — вытяжка отдельно».

Ну или при невозможности построения новой системы вентиляции  с каким либо видом рекуператора, который предполагает собой подвод притока и вытяжки в одно помещение. Но стоит помнить что и пластинчатые и роторные теплообменники обладают белее высоким КПД, чем гликолевые. Читать далее…

rekuperation.ru

Устройство и принцип действия

Работа системы рекуперации для частного дома практически идентична естественной и принудительной вентиляцией. Основное отличие – в помещение поступают уже прогретые воздушные массы. Аналогичный функционал у кондиционеров, но данное оборудование энергозависимо, также необходимо наличие фреона.

Система рекуперации – это устройство, позволяющее возвращать часть тепла, где главным элементом является теплообменник. В стандартную комплектацию в зависимости от модели входит обратный клапан, вентилятор или электрический нагреватель. В конструкции поверхностных установок включен теплообменник с двойными стенками, поверхности которых обладают высокой теплопроводностью.

Зачем нужна система рекуперации воздуха для квартиры?

Самое главное достоинство установки заключается в экономии на отоплении и организации приточно-вытяжной вентиляции в помещении, что на сегодня особо актуально по нескольким причинам. Современная отделка, монтаж пластиковых стеклопакетов и металлических дверей обеспечивают высокую герметичность. А естественная вентиляция в многоквартирных домах работает плохо или не справляется с поставленными задачами.

Система рекуперации воздуха для квартиры выполняет следующие функции:

• в комнату поступают насыщенные кислородом и очищенные от вредных примесей воздушные потоки;
• в зимний период снижаются расходы на отопление;
• в летний сезон воздушные массы охлаждаются.

Особенности и преимущества установок

При рассмотрении возможностей и функционала можно выделить следующие достоинства:

• из помещения удаляются все неприятные и посторонние запахи;
• недорогое обслуживание;
• тепловые потери снижаются до 50%;
• срок эксплуатации исчисляется десятилетиями;
• воздушные потоки поступают в квартиру или дом, очищенные от пыли, пыльцы и других примесей;
• себестоимость ниже, если сравнивать с энергозависимым оборудованием для приточно-вытяжной вентиляции;
• бытовые устройства отличаются минимальным количеством шума при работе, в отличие от промышленных установок.
• простой монтаж и не требуется согласования в инстанциях.

ventilationpro.ru

Последнее время многие стремятся использовать средства энергоэффективности. Под частный сектор проектируются солнечные элементы, батареи для экономии тепла, электроэнергии, газа, водных ресурсов. Рекуператор воздуха стал одним из маркетинговых брендов. В переводе с латинского языка обозначает обратное получение, возвращение или возмещение. Задача: создавать комфортный микроклимат, снижая затраты на отопление.

Что из себя представляет рекуператор воздуха и каковы его функции?

Рекуператор — это теплообменник специальной конструкции, используемый для вентилирования помещений. Во время проветривания большая часть тепла не теряется. Зимой снижается нагрузка на отопление.

При постоянной циркуляции оборудование работает сразу в двух направлениях. Отработанный теплый воздух удаляется. Приходящий с улицы холод нагревается, попадает в комнату, вместе с подогревом обеззараживается. Температурный режим можно регулировать.

Большинство моделей снабжаются автоматикой. Простое управление обеспечивает максимальный комфорт. Приточно-вытяжная система с рекуператором экономит деньги, сохраняет тепло, дарит свежий воздух, очищает от аллергенов.

Устройство и принцип работы оборудования

Отработанные потоки во время удаления проходят через теплообменник, отдавая тепло. В этом заключается основной принцип действия. Рекуператор состоит из корпуса, к которому подсоединены патрубки, вмонтированы вентиляторы, фильтры и теплообменные кассеты.

• Воздух собирается по воздуховодам;
• С помощью вентилятора подается в систему;
• Пропускается через рекуператор;
• Выбрасывается в атмосферу;
• С улицы забираются свежие потоки и вновь пропускаются через рекуператор;
• Частично тепло забирается и передается поступающему притоку.

Роторный

Работает с помощью вращательного элемента. Барабан изготавливается из алюминиевой фольги с высокой проводимостью тепла. Тепло при удалении передается входящим воздушным массам.

Устройство не восприимчиво к морозам. В комнатах образуется меньше сухости. Роторный рекуператор тепла вентиляционного воздуха экономно потребляет электроэнергию. Устанавливается необходимое число оборотов ротора. С помощью регулятора скорости вращения, изменяется мощность тепловой отдачи. Эффективность работы: 87%

Пластинчатый

Входной и выходной поток ограждается алюминиевыми пластинами, через которые происходит нагрев. На пластинах появляется конденсат. При морозной погоде на улице в приборе появляется лед. Растопить можно электронагревателем.

Во время отогрева теплообмен не происходит, эффективность работы равна нулю. Общая работоспособность падает. После отогрева холодного воздуха в рабочем режиме отдача составляет в среднем 90%.

Рециркуляционный водяной

Для передачи тепла используется жидкость. Можно сравнить с работой котла, который заменяется тепловым обменником и встраивается на вытяжку. Роль радиатора играет другой элемент, который предназначен для входящего с улицы потока.

В первом — вода нагревается, во втором — отдает свое тепло. Оборудование потребляет электроэнергию и не предусмотрено для обмена влажности воздуха. Принудительная циркуляция теплоносителя сводится только к удалению и передаче тепла в помещение. Энергоэффективность составляет 40% — 70%.

Камерный

Холод и тепло встречаются в общей камере, которая отделяется заслонкой. В конструкции предусмотрены подвижные элементы. Через определенный промежуток времени заслонка разворачивается, меняя направление. Тепло передается через стенки камеры. Вытяжной воздух нагревает одну половину камеры, потом регулировочный элемент направляет поток с улицы.

После нагревания процесс повторяется заново. Из-за подвижности встроенных деталей есть вероятность взаимного смешивания входящего и выходящего воздуха. Не исключается загрязнение чистого потока и передача всевозможных запахов снаружи. Эффективность прибора составляет 70% -80%.

Фреонный

В качестве рекуператора используются фреоновые трубки. В теплом воздухе фреон испаряется. При низких градусах охлаждается с образованием конденсата. Потоки находятся в тепловых трубках-термосифонах. Это герметично запаянные медные трубки, заполненные фреоном.

Один конец трубы в вытяжном потоке нагревается, содержимое трубок закипает и перегоняет тепло в другой конец. Фреон конденсируется и отдает тепло. В результате чего происходит повышение температуры. Эффективность: 50-70%.

Обязательное условие для работы фреонного рекуператора: воздуховоды должны устанавливаться в вертикальном положении друг над другом.

Отзывы о рекуператорах воздуха: плюсы и минусы

Плюсы

• В случае необходимости можно полностью заменить естественное проветривание;

• Очистка происходит в закрытом виде через фильтры, одновременно защищая оборудование от загрязнения;

• Экономия на энергозатратах, в частности, расходах на отопление и дополнительных системах. Сокращаются расходы на 30% — 50%. В некоторых ситуациях отпадает необходимость устанавливать радиаторы;

• В помещении постоянно работает вентиляция. Во время воздухообмена легко удаляется избыточная влажность, посторонние запахи, вредные вещества. Чистая квартира выглядит ухоженно, а свежий микроклимат благоприятно действует на здоровье человека.

Минусы

• В некоторых устройствах присутствует небольшой шум;
• После длительной эксплуатации должна производиться очистка каналов;
• Бывают сбои в питании, после которых система не запускается автоматически;
• Оборудование помещения системами рекуперации — дело затратное, но только на первоначальном этапе. В дальнейшем расходы окупаются.

В целом, по отзывам потребителей выявляется больше положительных моментов, чем отрицательных.

На что стоит обратить внимание при выборе?

• Во внимание принимается местный климат. Например, пластинчатые приборы со встречным потоком больше подойдут в полосе с умеренным климатом;
• Для дома важно выбирать модель с наименьшими энергозатратами. Вентиляторы расходуют большую часть потребляемой энергии. При выборе необходимо обращать внимание на мощность прибора;
• Необходимо смотреть на площадь фильтрационного материала. При большой площади более длительный срок эксплуатации и меньше энергозатраты. Загрязненный фильтр повышает потребление энергии;
• Следует обращать внимание на фильтры. Самые простые G3 очищают только от крупных загрязнений. Более качественные фильтры M5 могут задерживать крупную пыль. Самый высокий класс F7: убирает все, включая мелкую пыль;
• Производительность установки должна соответствовать потребностям и размеру помещения. На интенсивность влияет количество и частота замены воздушных потоков. Эффективность работы приблизительно приравнивается объему помещения;
• При выборе имеет значение управление системой рекуперации. Автоматика предоставляет широкие возможности. Работает в соответствии с необходимостью: просто запрограммировать нужный режим. В любой момент уровень интенсивности можно изменить с помощью недельной программы.

Основные советы помогут выбрать лучший и наиболее подходящий рекуператор. Работоспособность также зависит от качества монтажа и надлежащей эксплуатации.

Расчет эффективности рекуператора

Эффективность рекуператора изменяется, в зависимости от погодных условий. Рассчитывается по следующей формуле:

где

• S — эффективность рекуперации;
• T1 — t^◦С поступающего потока;
• T2 — t^◦С на улице;
• T3 — t^◦С в помещении.

Например:

• t^◦С поступающего потока: +18^◦С;
• t^◦С на улице: +6^◦С;
• t^◦С в помещении: +23^◦С.

Лучшие модели рекуператоров воздуха

VAKIO

• Особенности:

  Имеется три режима работы: вытяжка, приточка и рекуперация. Зимой не приходится платить за подогрев жилой площади. Автоматически 40 секунд вентилятор прибора вытягивает воздух. Затем меняется направление работы, столько же времени работает, как приточный элемент. Прибор работает непрерывно.

  Смену режимов обеспечивает специальная поворотная платформа. Благодаря чему, также обеспечивается высокий напор. Предусматривается версия Wi-Fi для управления через смартфон. При этом всегда можно сделать апгрейд с простой версии до продвинутой.

• Основные характеристики:

  Доступны две комплектации: в сборе с шумоглушителем или отдельным блоком, который работает, как обычный клапан. Очистка: средняя. Класс основного фильтра F6. Мощности вполне достаточно для использования в городе.

  Фильтр устанавливается в шумоглушительный блок. В комплектацию входят два фильтра. Греет поступающий приток без электричества. При двадцатиградусном морозе, помещение прогревается в среднем до +15^◦С. Производитель дает гарантию: один год.

Marley

• Особенности:

  Принцип работы основан на реверсивной подаче. Направление потока меняется через каждые 70 секунд, нагревая керамическим элементом. Полная смена состава происходит каждые два часа. Благодаря встроенным фильтрам всегда присутствует чистый воздух.

  Высокий уровень эффективности достигается путем парного режима работы двух рекуператоров, соединяемых посредством радиосвязи. Внутри помещения встраивается декоративная крышка. О необходимости технического обслуживания укажет мигающая красная лампочка на корпусе рекуператора.

• Основные характеристики:

  Оснащен керамическим элементом, который находится внутри теплоизолированной трубы. Отвечает за нагрев входящего воздуха. Снаружи находится внешний кожух защиты от насекомых. Под ним располагается вентилятор тремя ступенями мощности. За очистку отвечает воздушный фильтр. В комнату возвращается до 85% тепла. Потребляемая мощность 8 ватт.

• Преимущества:

  Шум сводится к минимуму. Легко и удобно управлять с помощью дистанционного пульта. Обеспечивается постоянный эффективный энергосберегающий воздухообмен. С улицы грязи и пыль не попадает в помещение.

  Техническое обслуживание можно производить самостоятельно, в домашних условиях. Для этого надо снять крышку, извлечь керамический элемент и фильтр. Фильтр достаточно пропылесосить. Керамическая часть моется в теплой мыльной воде.

• Недостатки:

  Не рекомендуется устанавливать в холодных климатических зонах.

• Стоимость: 29500 руб. — 32500 руб.

Mitsubishi Electric

• Особенности:

  Обмен происходит внутри камеры. Рядом с фильтрами находится защитная сетка вытяжного вентилятора. Ниже располагается центробежный вентилятор, где создается высокое статическое давление. Для монтажа необходимо в стене просверлить под уклоном два отверстия. В них вставляются воздуховоды.

• Основные характеристики:

  Подключается к сети 220 вольт, имеет две скорости работы. На высокой скорости расход составляет около 100 м³/час Шум от вентилятора доходит до 36 дБ. На низких скоростях расход воздуха уменьшается наполовину, уровень шума заметно снижается.

• Преимущества:

  За счет тонких стенок в фильтре происходит активный обмен кислородом и влажность, помогая поддерживать естественный микроклимат. В корпусе находятся клеммы для подключения внешнего выключателя. На крышке прилагается схема.

  Можно вывести выключатель с розеткой либо подключить к уже существующей скрытой проводке в комнате до выключателя. Настенный прибор не портит интерьер лишними проводами.

• Недостатки:

  Не всегда хватает штатного удлинителя от завода-изготовителя. Приходится заказывать дополнительно с муфтами. Не все модели работают бесшумно.

• Стоимость: 19140 руб. — 20150 руб.

Стоимость

Где купить рекуператор воздуха?

В Москве

1. Компания «AirSity»
   г. Москва, ул. Братеевская, д. 16, корп.3

   Тел. +7 (495) 649-67-90

2. Компания «Klimatov»

   г. Москва, ул. Электродная, д. 2, стр.25, 5 этаж, домофон 51B

   Тел. +7 (495) 775-11-78

3. Компания «МосВент»

   г. Москва, ул. Маршала Голованова, д. 21- А

   Тел. +7 (495) 235-95-10

В Санкт-Петербурге

1. Компания «MirCli»

   г. Санкт-Петербург, ул. Чугунная, д. 44, корп.2

   Тел. +7 (800) 775-22-19

2. Компания «MARLEY-SPB»

   г. Санкт-Петербург, пер. Челиева, д. 17 лит. А

   Тел. +7 (812) 309-67-13

3. Компания «Аэрос»

   г. Санкт-Петербург, ул. шоссе Революции, д. 114, оф. 105-109

   Тел. +7 (812) 748-32-22

Использование тепла отработанного воздуха становится альтернативой современного энергосбережения. Технологии близки к системе «Умного дома», где в полном объеме задействована экономия и бережливость в сочетании с комфортом и качественным уровнем жизни.

ventilsystem.ru

Из словаря латинских слов, рекуператор (дословно) означает возвращающий, получающий обратно.

В системе приточно-вытяжной вентиляции, под рекуператором понимается устройство, которое забирает часть тепла от удаляемого воздуха из помещения и отдает его приточному воздуху, одновременно подогревая или охлаждая его. Зависит от времени года.

В зависимости от типа рекуператора, подмес удаляемого (назовем отработанного воздуха) со свежим приточным, может осуществляться, а может и нет. 

Типы рекуператоров:

• Пластинчатый;
• Трубчатый;
• Роторный;
• Ребристые

На нескольких примерах рассмотрим особенности типов 

Пластинчатый рекуператор наиболее распространенный вариант, применяемый в системах вентиляции. Распространенность достигается низкой стоимостью изготовления, простая конструкция, простой монтаж.  Но есть и свои недостатки. Это образование конденсата, за счет разницы температур на пластинах.

Рекуперация основана на прохождении потоков приточного и удаляемого воздуха через пластины. В то же время, потоки не смешиваются, за счет чего обеспечивается 100% свежесть приточного воздуха в обслуживаемое помещение. На картинке ниже, наглядно показан принцип работы подобного рекуператора.

Широкое применение пластинчатый рекуператор нашел в системе приточной- вытяжной вентиляции, состоящей из нескольких секций. Подробно о подобных секционных установках мы публиковали информацию здесь.

Трубчатый рекуператор  довольно редко применяется в системах вентиляции больших помещений. Чаще всего используется для вентиляции квартир с герметичными окнами из пластика, и как подсказывает википедия в ЭКО домах. 

Роторный рекуператор.
 Представляет собой конструкцию с вращающимся внутри теплообменником из металлических пластин (чаще алюминий). Вращение теплообменнику придает поток воздуха, который нагнетается приточным и вытяжным вентилятором. Также вращение может быть организовано от дополнительно электрического двигателя, устанавливаемого в вентиляционной камере. Такой тип рекуператора имеет обычно большой размер, но за счет более высокого КПД по сравнению с пластинчатым, его целесообразно применять на больших помещениях, залах и холлах. Положительной стороной при использовании роторного типа рекуперации тепла, это сведение к минимуму образование конденсата за счет встречи

К недостаткам можно отнести достаточно высокую стоимость такого типа рекуператора, смешивание удаляемого и приточного воздуха. Для правильной настройки такого типа рекуператора требуется высокая квалификация настройщиков системы. Так же эксплуатационные расходы будут чуть выше, за счет высокого потребления электрической энергии.

Общая схема работы рекуператора

Схема работы рекуператора в общем виде выглядит следующим образом.

Воздух на входе поступает на теплобменник, где встречается с удаляемым воздухом. При низких температурах окружающей среды, за счет нагретого воздуха из помещения, поступающий воздух частично нагревается. Далее, если нагрева недостаточно, воздух нагревает электрический ТЭН или водяной калорифер (в зависимоти от типа приточно-вытяжной установки) до установленного значения, например 22 градуса, и далее подогретый воздух подается в помещение.

По словам специалистов, система рекуперации тепла позволяет экономить на электричестве до 32% от возможных затрат. 
Также оптимальность работы достигается правильным управлением приточной установкой в целом. Обычно такую функцию берут на себя контроллеры для приточно-вытяжных установок.
Если Ваша приточная установка оснащено только электрическим ТЭНом, рекомендуем обратить внимание вот на этот контроллер 
Если же Вы планируете использовать в организации приточно вытяжной вентиляции все возможные секции, или каждую по отдельности (рекуператор, электрический ТЭН, водяной калорифер), в таком случае стоит уделить особое внимание контроллеру "Атлас"

cityron.ru

Чертежи устройства

Металлические листы используются для нарезки квадратов, размеры каждой стороны могут варьироваться от 200 до 300 мм. В этом случае необходимо подбирать оптимальное значение, учитывая то, какая система вентиляции установлена в вашем доме. Листов должно быть не менее 70. Чтобы они получались ровнее, рекомендуем одновременно работать с 2-3 шт.

Чтобы рекуперация энергии в системе осуществлялась полноценно, необходимо подготовить и деревянные рейки в соответствии с выбранными размерами стороны квадрата (от 200 до 300 мм). Затем их необходимо аккуратно обработать олифой. Каждый деревянный элемент приклеивается на 2-е стороны металлического квадрата. Один из квадратов необходимо оставить не оклеенным.

Чтобы рекуперация, а вместе с ней и вентиляция воздуха, проходили эффективнее, каждую верхнюю грань реек тщательно промазывают клеевым составом. Отдельные элементы собираются в квадратный «сэндвич». Очень важно! 2-й, 3-й и все последующие квадратные изделия следует поворачивать на 90° по отношению к предыдущему. В такой способ реализовывается чередование каналов, их перпендикулярное положение.

На клей фиксируется верхний квадрат, на котором рейки отсутствуют. Используя уголки, конструкцию аккуратно стягивают и крепят. Чтобы рекуперация тепла в системах вентиляции осуществлялась без потерь воздуха, щели заполняют герметиком. Формируются фланцевые крепления.

Вентиляционные решения (изготовленный агрегат) помещаются в корпус. Предварительно на стенах устройства необходимо подготовить несколько уголковых направляющих. Теплообменник располагают таким образом, чтобы его углы упирали в боковые стенки, при этом вся конструкция визуально напоминает ромб.

Остаточные продукты в виде конденсата остаются в нижней его части. Главная задача заключается в получении 2-х вытяжных каналов, изолированных друг от друга. Внутри конструкции из пластинчатых элементом осуществляется смешивание воздушных масс, и только там. Внизу проделывают небольшое отверстие для отвода конденсата через шланг. В конструкции проделывают 4 отверстия под фланцы.

Оптимально на входе установки предусмотреть место под фильтры. Конструкция покрывается минватой. На этом этапе устанавливается вентилятор, а сам агрегат совмещается с вентиляционной системой.

Самодельный рекуператор воздуха на видео ниже.

oventilyacii.ru

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 вентсистеме 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 стремится к нулю или «опрокидывается».

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%;
• экономное потребление 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 фильтром. 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;
• компактные габариты и небольшой 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 моноблочные установки укомплектованы:

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

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.

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.

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.

sovet-ingenera.com

Другие статьи по теме:

Принудительная канализация Фановая труба для канализации в частном доме Насос вакуумный ко 503 Принцип работы ассенизаторской машины Пластиковый колодец для водопровода Рекуператор для частного дома