Рекуперация тепла: полезная информация

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.

Рекуперация тепла. Преимущества термодинамической рекуперации

Совершенствование строительных норм, появление новых строительных материалов, технологий строительства и увеличение потребности в комфорте ужесточает требования к инженерным системам вновь возводимых зданий, в том числе к вентиляционным системам, и делают естественной минимизацию энергопотребления для этих систем.

Рекуперацией тепла (лат. recuperator — снова приобретающий, отвоёвывающий, снова овладевающий) называется возврат (полностью или частично) теплового потенциала, используемого в том или ином технологическом цикле, для вторичного применения.

Рекуперация тепла (применительно к вентиляции) — это процесс теплопередачи, при котором тепловая энергия вытяжного воздуха посредством контакта с теплообменным устройством переходит к свежему приточному воздуху, за счёт чего происходит его нагрев. Теплообменное устройство называется рекуператором, причём в последнее время этим термином называют как теплообменник (об их типах ниже), так и более сложное устройство для рекуперации воздушного тепла. Итогом такого процесса является выброс зимой на улицу уже охлаждённого воздуха и подача в помещения уже подогретого.

Совершенствование строительных норм, появление новых строительных материалов, технологий строительства и увеличение потребности в комфорте ужесточает требования к инженерным системам вновь возводимых зданий, в том числе к вентиляционным системам, делают естественной минимизацию энергопотребления для этих систем. Пережитком ушедшего века можно считать механическую вытяжку и естественный приток. Такой метод был низкозатратен и на этапе проектирования и строительства позволял экономить на капитальных затратах. По старым строительным нормам воздухообмен в помещениях осуществлялся следующим образом. Вытяжная вентиляция, естественная, за счёт разницы давления, или принудительная, создавала внутри помещений разрежение воздуха, и для его компенсации через щели и неплотности в окнах и дверях воздух снаружи попадал в комнаты. С началом отопительного сезона поступающий воздух нагревался системой отопления, спроектированной с колоссальным запасом, с учётом такого нагрева. Эксплуатационные затраты на содержание зданий при такой системе отопления и вентиляции были, конечно, огромными.

При этом воздухообмен в помещениях нормируется весьма условно (советская система здравоохранения совершенно справедливо рекомендовала, по возможности, держать открытыми форточки в жилых помещениях).

Развитие строительных технологий привело к появлению оконных и дверных пакетов, закрывающихся герметично. Такие окна и двери стали значительно экономить тепловую энергию, но сделали практически невозможным воздухообмен в помещениях. Вдобавок, в результате применения современных строительных материалов, значительно снижается воздухопроницаемость стен. Находиться в таких помещениях — и регулярно проживать в них без системы воздухообмена — стало крайне небезопасно для здоровья. Появилась необходимость оборудовать помещения принудительной приточно-вытяжной вентиляцией. Что, в свою очередь, вновь увеличило нагрузку на систему отопления за счёт регулярного нагрева приточного воздуха. А появившиеся и повсеместно распространившиеся системы кондиционирования получают дополнительную нагрузку в жаркий период, так как происходит обратный процесс — на улицу регулярно выбрасывается уже не нагретый, а охлаждённый воздух помещений. То есть мы вновь вернулись к отоплению улицы, к которому теперь добавилось и кондиционирование её в летний период. Стремительно дорожающие для потребителя коммунальные услуги и ухудшающееся здоровье населения поставили перед выбором — на чём экономить? Зачем нагревать в помещениях воздух, если он тут же выбрасывается на улицу? С другой стороны, растущее количество аллергиков и астматиков говорит о том, что герметичные помещения небезопасны. Ответ очевиден — необходимо использовать такую вентиляционную систему, в которой тепло, требуемое для подогрева холодного внешнего воздуха, будет отниматься у использованного вытягиваемого воздуха. И, соответственно, наоборот — в жаркую погоду при кондиционировании. То есть вентиляционную систему, в которой применяется рекуперация тепла.

Читайте также:  Собираем 3D-принтер своими руками

Рекуператор воздуха — приспособление, которое осуществляет энергосберегающую функцию, так как позволяет нагревать холодный нагнетаемый воздух, используя тепло отработанного вытяжного. Что, в свою очередь, даёт возможность экономить в отопительно-вентиляционной инженерной системе, так как снижает нагрузку на отопление в части нагрева приточного воздуха. Нагрев же приточного воздуха может составлять до половины всей отопительной мощности при однократном обмене воздуха в помещениях и, конечно, занимать львиную долю отопительной мощности при многократном (трёх-, пятии десятикратном) обмене воздуха.

Таким образом, промышленный рекуператор воздуха (на производствах с многократным обменом воздуха) ещё более жизненно необходим, чем рекуператор для частного дома. Рекуператор воздуха делится на нескольких типов.

Пластинчатый рекуператор

Вытягиваемый и свежий поступающий воздух двигаются поперёк или противотоком во множестве плоских каналов, образованных пластинками из теплопроводного материала, через который, не смешиваясь, обмениваются теплом. Пластинчатые рекуператоры имеют особенность, связанную с тем, что пластины одновременно контактируют с тёплым и холодным воздухом, — в результате такого контакта при значительной разнице температур на пластинах будет оседать влага, которая при понижении температуры может превратиться в лёд. Поэтому пластинчатый рекуператор должен оснащаться системой отвода конденсата и системой оттаивания.

Пластинчатые рекуператоры имеют достаточно высокий показатель эффективности — от 50 до 75 %. Они получили достаточно широкое распространение из-за своей относительной дешевизны.

Роторный рекуператор

Ротор рекуператора изготавливается из теплопроводного материала. Вращаясь между потоками вытяжного и приточного воздуха, он осуществляет передачу тепла. Роторный рекуператор не является изолированной системой, поэтому нужно учитывать, что при наличии запахов или вредных примесей они могут попадать в приточный воздух. Хотя некоторые производители заявляют о том, что производимые ими роторные рекуператоры не допускают смешивания, на практике порядка 15 % вытяжного воздуха попадает в приточный канал. Для бытовых помещений это вполне допустимо, но не подходит, например, для вредных химических производств. Степень рекуперации тепла можно регулировать изменением скорости вращения ротора. Роторные рекуператоры демонстрируют высокий показатель эффективности (70– 85 %), а также отличаются достаточно высокой ценой. Существуют как в промышленном, так и бытовом исполнении.

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Такой рекуператор состоит из двух теплообменников, один из которых располагается в приточном канале вентиляции, а другой — в вытяжном. Между теплообменниками в замкнутой системе циркулирует антифриз, который в теплообменнике вытяжного канала аккумулирует тепло, а в теплообменнике приточного его отдаёт. Риск передачи запахов и загрязнений в такой системе отсутствует. Теплообмен можно регулировать, изменяя скорость протока антифриза и величину воздушного потока.

Камерный рекуператор

Основу данного рекуператора составляет камера, разделённая заслонкой. Заслонка регулирует движение воздушных потоков с таким расчётом, что тёплый вытяжной воздух нагревает стенки камеры, через которые затем пропускается приточный. Такая система не является изолированной и допускает смешение потоков воздуха, но имеет высокий показатель эффективности — порядка 70–80 %.

Рекуператор – тепловые трубы

Такой рекуператор представляет собой замкнутую систему трубопроводов, закачанных хладагентом, который в результате нагревания вытяжным воздухом испаряется, а при контакте с холодным приточным воздухом вновь конденсируется и принимает жидкое агрегатное состояние. Показатель эффективности находится в пределах 50–70 %.

Рекуператор воздуха, применяемый в системе вентиляции, позволяет добиться значительного снижения нагрузки на отопительную систему. Однако даже применение рекуператора требует обычно использования дополнительных секций в системе вентиляции. Для подогрева приточного воздуха применяются электрические нагревательные элементы или жидкостные калориферы, а для охлаждения приточного воздуха до заданной температуры — центральные кондиционеры или чиллеры.

Применение классических типов рекуператоров в системах вентиляции даёт возможность вторично использовать от 45 % тепла вытяжного воздуха.

Однако развитие систем рекуперации не стоит на месте, и способы и эффективность утилизации тепла вытяжного воздуха для сохранения его внутри обслуживаемых помещений постоянно совершенствуются. Результатом такого развития является, например, система с термодинамической рекуперацией тепла (тепловой насос вида «воздух-воздух» используется совместно с пластинчатым или роторным рекуператором), которая использует контур теплового преобразователя с прямым расширением, размещаемый в виде фреоновых теплообменников в вытяжном и приточном канале приточно-вытяжной установки после классического пластинчатого (или роторного) рекуператора. Такая система, после теплообмена непосредственно в рекуператоре, позволяет получить с вытяжного воздуха ещё какое-то количество тепла для передачи приточному, доводя общий показатель эффективности до 95–100 %. Таким образом, удаётся добиться максимально комфортной, то есть заданной температуры приточного воздуха почти без расхода энергоресурсов.

Ещё одно неоспоримое преимущество термодинамической или активной рекуперации состоит в том, что исключается потребность в дополнительных секциях нагрева и охлаждения.

В настоящее время уже разработаны и производятся установки, сочетающие в себе устройства приточной и вытяжной вентиляции, рекуператор воздуха и тепловой насос вида «воздух–воздух» для активной рекуперации. Данные приточно-вытяжные рекуперативные установки являются отличным универсальным решением для организации системы вентиляции в современных зданиях и сооружениях.

Весь модельный ряд приточно-вытяжных установок (ПВУ) с рекуперацией тепла по своим характеристикам оптимально подходит для реализации проектов приточно-вытяжных вентиляционных систем любых зданий и помещений бытового, служебного или промышленного назначения за счёт использования технологии «активной» рекуперации тепла (встроенная секция охлаждения или нагрева тепловым насосом вида «воздухвоздух»). Значительный эффект энергосбережения демонстрируют промышленные версии рассматриваемых установок.

При этом чем больше производственные мощности или выше требования к воздухообмену, тем значительнее экономия. Достаточно сказать, что по нормам воздухообмена в ряде промышленных производств (металлургия, химическое производство, кузнечные цеха) и в аспирационных системах требуется пятиили даже десятикратный обмен воздуха ежечасно. Проекты промышленной вентиляции с использованием данных ПВУ достаточно быстро окупаются.

В бытовых приточно-вытяжных установках используются ЕС-кулеры, которые, имея увеличенное давление воздуха и перекачиваемый объём, потребляют до четверти меньше электрической энергии по сравнению с идентичными асинхронными электродвигателями.

Промышленная линейка установок для регулирования производительности комплектуется частотными преобразователями.

Также опционально модели можно дооснастить инверторами и дополнительными теплообменниками, идеально приспособив установку к требованиям конкретного проекта.

Проектирование же системы вентиляции с рассматриваемой установкой позволяет предложить пользователю совершенную вентиляционную систему.

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.

Читайте также:  Разновидности замков и конструкций для стеклянных дверей

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.

Рекуператор – устройство, возвращающее тепло

С наступлением холодов все мечтают о том, чтобы скорее вернулись теплые летние дни и ночи. И это происходит не только из-за того, что мы замерзаем на улице, но и потому, что наступает время задуматься о сохранении тепла в своих квартирах и домах. Мало только отопить помещение, важно заботиться о постоянном поддержании необходимого температурного режима. На сегодняшний день производители энергосберегающего оборудования достигли того уровня, когда стал возможен выпуск приборов, работающих без нанесения урона окружающей среде. В число таких устройств входят рекуператоры , которые пока еще не столь популярны и востребованы среди потребителей, но по праву считаются незаменимым оборудованием в теплообмене.

Связь рекуперации и вентиляции

Всем известно, что такое вентиляция, каков ее принцип и в чем заключается главная роль. Но не столь часто мы встречаемся с понятием « рекуперация ». На самом деле, эти два процесса тесно связаны друг с другом. Рекуперация в переводе с латинского языка означает «обратное получение» или «возвращение», что подразумевает под собой возврат тепла из того воздуха, который был нагрет и «выброшен» при вентиляции. При строительстве зданий в советское время о вентиляции помещений мало кто задумывался, да и по сути, она происходила естественным путем. Ведь окна были деревянными и со временем очень сильно изнашивались, что вынуждало хозяев прибегать к их утеплению подручными средствами. С одной стороны, это очень неудобно и трудоемко, с другой – осуществлялась самостоятельная циркуляция воздуха. С приходом пластиковых оконных конструкций осуществление вентиляции стало одной из важных задач в современном строительстве. Качественную циркуляцию воздуха сегодня можно осуществить только при полном проветривании помещения при помощи настежь открытых окон, что недопустимо в зимний период времени. Следовательно, возникла острая потребность в таких устройствах, которые бы осуществляли естественный процесс принудительно. Хотя до сих пор многие хозяева своих домов, квартир, коттеджей не понимают всю суть и важность процессов вентиляции и рекуперации , поэтому продолжают активно заниматься только утеплением и герметизацией жилья, что является большой ошибкой. Ведь при поддержании данных процессов значительно экономятся энергия и время, затраченные на поддержание тепла в помещении.

Что такое рекуператор?

Рекуператор – это устройство теплообмена, принцип работы которого заключается в отдаче основной части тепла нагретого в помещении воздуха тем холодным воздушным массам, что поступают с улицы. Грубо говоря, входящий холод нагревается выходящим теплом.

Рекуператор в нашей стране довольно молодое и неизвестное устройство. Длительное время рынок был ориентирован на выпуск крупногабаритных промышленных установок мощностью от 3 000 до 20 000 м 3 , которые применялись в основном на производстве, в крупных комплексах, бассейнах, спортивных залах. Такие устройства осуществляли лишь автоматическое поступление воздуха и его дальнейшее удаление, а нагрев происходил от основной системы отопления. Совсем недавно (около 5 лет назад) рекуператор для частных домов, квартир и коммерческих помещений найти было очень сложно. Но сейчас с развитием рынка поиск и приобретение данного устройства стал гораздо проще.

Одним из важных свойств рекуператора является возможность его применения не только в холодное время года, но и летом . Ведь суть работы устройства заключается как в нагревании входящего воздуха, так и в его охлаждении.

Главной характеристикой рекуператоров является эффективность , то есть, коэффициент полезного действия (КПД). Знание показателя КПД позволит с точностью определить насколько хорошо нагреются (охладятся) приточные воздушные массы. На уровень прогрева также влияют температуры снаружи и внутри. КПД рекуператоров варьируется в диапазоне 30-96%, и чем выше показатель, тем, соответственно, лучше обеспечивается энергосбережение. На КПД также влияет конструкция устройства.

Расчет температуры воздуха после нагрева рекуператором производится по следующей формуле:

(t помещения – t улицы ) * КПД рекуператора + t улицы = t после рекуператора (нагрев)

А узнать температуру воздуха после охлаждения рекуператором поможет несколько иная формула:

t улицы + (t помещения + t улицы ) * КПД рекуператора = t после рекуператора (охлаждение)

У большинства наверняка возник вопрос об уместности рекуператора, если и так уже имеется котел отопления и кондиционеры охлаждения. На самом деле, весь плюс в большой экономии средств, поскольку рекуператорам не требуется энергоноситель, чтобы выполнять функции обогрева и охлаждения.

Как говорилось ранее, рекуператоры на данный момент не столь популярны по сравнению с иной климатической техникой. Тем не менее, данное оборудование включает в себя пять подвидов, а деление происходит на основе принципа их конструкции. Существуют пластинчатые рекуператоры, роторные, камерные, с промежуточным теплоносителем и тепловые трубы . Рассмотрим каждый вид отдельно.

Наиболее простым и самым популярным устройством является пластинчатый рекуператор , внутри которого находится теплообменник в виде кассеты с большим количеством тоненьких листов из различного материала (сталь, алюминиевая фольга, пластик, специальная бумага). Листы внутри кассет бывают гофрированными и гладкими. Сама рекуперационная система включает в себя основной блок, вентилятор, обязательный отвод конденсата и перепускной клапан для регулирования интенсивности потока воздуха. Главными преимуществами данного вида рекуператоров являются отсутствие подвижных элементов и высокий КПД .

Кстати, коэффициент полезного действия в пластинчатых устройствах напрямую зависит от пластин:

  • Пластины из алюминия, а также теплообменники из оцинкованной стали – самые популярные устройства, поскольку отличаются наиболее низкой стоимостью. Минус – необходимость постоянно прибегать к режиму оттаивания.
  • Теплообменник из пластика отличается самым высоким КПД, но при этом, соответственно, и высокой ценой;
  • Специальная бумага, из которой изготавливаются пластины, также высокоэффективна. Но такие устройства ограничены в местах эксплуатации. Например, помещения с высокой влажностью находятся под запретом, ведь они отличаются большим скоплением конденсата, который мгновенно проникает через стенки кассеты. Также применяются пластины из двойной бумаги, что делает КПД еще больше, но при этом они также не защищены от влаги.

Стоит от метить, что при температуре от -20 0 С пластинчатые рекуператоры начинают сильно обмерзать, что существенно снижает показатель их эффективности. Более-менее оптимальный КПД сохраняется при температуре поступающего воздуха не ниже -5-7 0 С. Но русские зимы отличаю тся более низкой температурой, п оэтому для поддержания коэффициента полезного действия рекуператора необходимо производить дополнительное нагревание воздуха.

Вторым по востребованности является роторный рекуператор , основной деталью которого является роторный теплообменник с определенной скоростью вращения. При вращении температура теплообменника повышается в области вытяжного канала, после он охлаждается в приточном канале. То есть, происходит передача тепла из вытяжного воздуха в поступающий . Кроме того, возобновляется влага благодаря возникновению конденсации из вытяжных воздушных масс и за счет испарения уличного воздуха. КПД роторных рекуператоров гораздо выше по сравнению с пластинчатыми устройствами. Также, огромным плюсо м является возможность их применения при низких температурах без дополнительного обогрева воздуха (-20 – -25 0 С). Но на фоне всех имеющихся положительных свойств существуют и минусы.

Например, осуществляется передача вытяжных воздушных масс в приток . Чтобы максимально избежать этого процесса на данных рекуператорах размещаются специальные секторы, которые продувает приточный воздух, впоследствии моментально переходящий в вытяжку. Правда при этом происходит снижение общего коэффициента полезного действия. В конструкцию роторного теплообменника входят такие элементы, как ротор и его привод, а также ремень. От количества составляющих устройства напрямую зависит частота выхода прибора из строя и, соответственно, необходимость технического обслуживания , что является вторым недостатком роторных рекуператоров. Последний негативный момент – значительное потребление электроэнергии приводом ротора , следовательно, снижение экономии ресурсов.

Приборы, в устройстве которых имеет ся промежуточный теплоноситель , отличаются совершенно иной конструкцией. Внутри такого рекуператора находится два теплообменника, которые располагаются в вытяжном и приточном каналах соответственно. Между ними активно циркулирует вода или же водно-гликолевый состав. Удаляемый воздух нагревает сам теплоноситель, который в дальнейшем отдает тепло приточным воздушным массам. Поскольку работа теплоносителя осуществляется в замкнутой системе, снижается до минимума вероятность попадания грязи и микрочастиц в приточный воздух. Кроме того, в рекуператорах с промежуточным теплоносителем существует возможность регулировки передачи тепла за счет изменения скорости циркуляции теплоносителя. Данный вид устройства – отличный вариант модернизации имеющихся систем вентиляции раздельного типа. Отрицательная черта данного рекуператора – низкий коэффициент полезного действия . Такие устройства возвращают 25-55% тепла.

Камерные рекуператоры отличаются тем, что имеют в своей конструкции заслонки, которые делят теплообменную камеру пополам. Именно они влияют на столь высокий КПД, достигающий 80-ти %, изменяя направление воздуха. При этом происходит смешивание воздушных потоков и передаются запахи, что относится к отрицательным характеристикам камерных рекуператоров . Кроме того, в конструкции присутствуют подвижные элементы.

Последним видом рекуператоров являются устройства, конструкция которых представлена закрытой системой трубок с фреоном , испаряющимся при нагревании. При прохождении холодного воздуха через трубки происходит конденсация пара с последующим его превращением в жидкость. КПД таких устройств варьируется от 50 до 70%.

Компания NIBE – ведущий производитель отопительного оборудования возобновляемыми источниками энергии

NIBE – крупный к онцерн, в состав которого входит известный завод Genvex , специализирующийся на производстве систем вентиляции и рекуперации.

Датским заводом был разр аботан пластинчатый рекуператор NIBE GV-HR110 , активно распространяющийся на территории России. Данный прибор отличается очень высоким КПД, показатель которого достигает 96%.

Рекуператор NIBE GV-HR110 укомплектован следующими элементами:

  • противоточным теплообмеником;
  • энергосберегающими вентиляторами, лопасти которых загнуты вперед;
  • бесколлекторными электродвигателями;
  • фильтром всасывания и откачки воздушных масс;
  • контейнером для отвода конденсата;
  • панелью управления контроля системы.

Кроме вышеперечисленных компонентов в комплект рекуператора NIBE GV-HR110 может входить электрический теплообменник , который выполняет роль дополнительного нагревателя воздуха. Это помогает предотвратить сильное обмерзание устройства.

Существует две модификации данной модели рекуператора от NIBЕ :

  • для помещений площадью не более 180 м 2 – NIBE GV-HR110–250;
  • для помещений площадью не более 380 м 2 – NIBE GV-HR110–400.

Раздумывая о том, стоит ли приобретать рекуператор , помните следующее:

Как бы Вы не утепляли фасад своего дома, какие бы надежные и дорогие окна Вы не ставили и как бы не старались оптимизировать вашу отопительную систему – все это будет перечеркнуто при проветривании помещения. Вентиляция забирает 50-70% всего тепла, которое было накоплено с течением определенного времени. Только применение рекуператоров позволит Вам производить необходимую вентиляцию помещения без особых теплопотерь.

Торговая сеть “Планета Электрика” рада представить свои покупателям ассортимент рекуператоров NIBE, с которым более подробно Вы можете ознакомиться в нашем каталоге .

Системы рекуперации тепла вентиляционных систем и теплоносители для них

При проектировании жилых, административных или производственных объектов важно уделить должное внимание вентиляционным системам. Оптимальный вариант – предусмотреть систему рекуперации тепловой энергии.

На сегодняшний день используется сразу несколько различных модификаций вентиляционного оснащения, которые отличаются принципом действия и эксплуатационными характеристиками. К примеру, оборудование природного импульса включает в себя нагнетательные клапаны для окон и стен, отвечающие за поступления свежего воздуха в производственные цеха, складские и иные помещения, требующие особого температурного и влажностного режима. Для отдельных типов помещений предусматривается монтаж вытяжных воздуховодов.

Плюсы и минусы воздухообмена

Явление воздухообмена возникает по причине разницы в температурах внутри помещения и за его пределами. В летний период температура внутри и снаружи выравнивается естественным путем, что ведет к приостановлению воздухообмена. Чтобы избежать резкого перепада температуры между поступающим извне и имеющимся в помещении воздухом (разность температур может повлечь появление плесени, грибка и прочих бактериологических факторов), приходится тратить дополнительное количество энергоресурсов на нагрев поступающих воздушных масс.

Одним из вариантов решения проблемы экономии энергоресурсов видится установка составной вытяжки – системы с естественной циркуляцией и принудительной вентиляцией воздуха. Такое технологическое решение имеет ряд недостатков:

  • Недостаточный воздухообмен внутри помещения;
  • Повышенная нагрузка на систему отопления, что влечет за собой дополнительные расходы на энергоресурсы и техническое обслуживание оборудования.

К достоинствам составных вытяжек можно отнести отсутствие негативных внешних природных факторов, а также доступную цену. Важно понимать, что обеспечиваемая таким образом аэрация не является полноценной вентиляцией воздуха, что может стать ключевым фактором для производственных помещений.

Чтобы обеспечить максимально безопасные и комфортные условия, принято устанавливать универсальные системы вынужденной аэрации воздуха, оснащенные рекуператором тепловой энергии. Такие технологические решения обеспечивают непрерывное поступление свежего воздуха, нагретого до необходимой температуры, а также одновременное удаление отработанного или загрязненного воздуха из помещений.

Виды используемых рекуператоров тепла

Эффективность систем принудительной аэрации воздуха может сильно разниться в зависимости от размера помещения, мощности вентиляционного оборудования, типа используемого рекуператора и других факторов. Даже установка системы с невысоким коэффициентом полезного действия (в пределах 30 %) дает существенную экономию ресурсов при обслуживании отопительного оборудования. При этом общий микроклимат в помещении заметно улучшиться. Использование теплообменников имеет несколько недостатков:

  • Увеличенное потребление энергоресурсов;
  • Сильный шум при работе, что доставляет дискомфорт при проживании или работе;
  • Выделение большого количества конденсата, который в условиях низких температур замерзает и вызывает неисправности рекуператора.

Если говорить о рекуператорах направленного движения, то циркуляция теплоносителя ведет к одновременной вентиляции и утилизации отработанного нагретого воздуха. Оборудование обеспечивает перемещение воздушных потоков в обоих направлениях с одинаковой скоростью, что позволяет улучшить микроклимат внутри помещения. При этом удается заметно снизить расходы на обслуживание помещения, вентиляцию и отопление. Системы с рекуператорами тепла нашли применение не только в жилых домах, но и на крупных производственных объектах. Как показывают расчеты, уже в первый год внедрения такого технологического решения можно добиться снижения расходов на отопление на 30-70%.

Читайте также:  Садовая краска для деревьев - применение и нанесение

Разветвленные системы утилизации тепловой энергии

Функционирование системы такого типа основано на использовании особого оборудования – рекуператоров с промежуточными теплоносителями. Это устройства, которые способны передать тепло от источника к потребителю за счет использования промежуточных рабочих тел (теплоносителя). Оборудование нашло применение в теплообменниках разного типа, которые дополняются мощными циркуляционными насосами при необходимости транспортировать промежуточный теплоноситель на большое расстояние между источником и потребителем тепла.

Подобный принцип широко применяется в системах разветвленной утилизации тепловой энергии. Технологические процессы протекают в узком диапазоне водяного пара, с изменением агрегатного состояния последнего при постоянном давлении, объеме и температуре.

Рекуператоры смешанного действия

Чтобы обеспечить одновременную утилизацию тепла от вытяжного и согревание поступающего приточного воздуха, можно устанавливать теплообменники контактного типа. Иногда принимается решение об установке аппаратов смешанного действия, когда один характеризуется рекуператорным принципом действия, а второй – контактным. В данном случае рекомендуется использовать теплоносители, которые бы не вызывали коррозию внутри теплообменников или трубопроводов. Длительный период времени в качестве промежуточного теплоносителя использовалась обычная вода.

Раствор гликоля в качестве промежуточного теплоносителя

Еще одной альтернативой видится использование промежуточного теплоносителя, который бы обладал теплофизическими характеристиками воды, не замерзал при отрицательных температурах и не вызывал коррозию в теплообменнике или трубопроводе. Эффективным решением будет выбор в качестве рабочей жидкости водно-гликолевой смеси с пакетом ингибиторов коррозии. Отечественный производитель гликолевых теплоносителей, компания «ТЕХНОФОРМ», предлагает линейку составов с длительным рекомендуемым сроком эксплуатации. Использование пакета карбоксилатных присадок от бельгийского производителя Arteco позволяет гарантировать эффективную защиту металлического оборудования от разрушения, сохранение первоначальных свойств на протяжении длительного периода времени.

Энергосберегающая вентиляция, кондиционирование и отопление

Рекуперация тепла. Сколько Вы экономите?

Рекуперация тепла в системах вентиляции в нашем энергосберегающем оборудовании помогает Вам экономить деньги каждый месяц зимой, весной и осенью. Каким образом? Весь секрет в том, что при рекуперации используется теплый воздух, удаляемый из помещения, для подогрева уже очищенного свежего воздуха, который подается приточно-вытяжной установкой.

Как рекуперация помогает экономить? Рассмотрим это на примерах с механическим побуждением:

Для расчета берем усредненную низкую температуру для Санкт-Петербурга. -24 °С.

1. При эксплуатации систем вентиляции без рекуператора:

  • уличный воздух необходимо нагреть до + 18 °С, т.е. на 44 °С
  • температура удаляемого из помещения воздуха + 20 °С

Приточные установки с водяным или электрическим источника нагрева. БОльшинство моделей приточных вентустановок оборудованы автоматикой и комплектуются базовым пультом управления. Приточные установки на сайте Ventkomplex. Читать далее.

Удаляется воздух канальным вытяжным вентилятором. Для вытяжки влажного воздуха из ванной и с/у рекомендуем искользовать вентилятор Lineo. Вентиляоры на сайте Ventkomplex. Читать далее.

2. При эксплуатации систем вентиляции с рекуператором с промежуточным теплоносителем, при КПД 20%:

  • температура удаляемого из помещения воздуха + 20 °С
  • Через рекуператор вытяжной воздух передает тепло приточному и подогревает до – 17,2 °С
  • в помещение воздух необходимо нагреть до + 18 °С, т.е. на 35,2 °С

В дополнение к предыдущему примеру, эта концепция предусматривает наличие теплообмена между притоком и вытяжкой через промежуточный гликолевый теплообменник. Круглые и прямоугольные водяные нагреватели на сайте Ventkomplex. Читать далее.

3. При эксплуатации систем вентиляции с пластинчатым рекуператором, при КПД 60%:

  • температура удаляемого из помещения воздуха + 20 °С
  • Через рекуператор вытяжной воздух передает тепло приточному и подогревает до + 2,4 °С
  • поступающий в помещение воздух необходимо нагреть до 18 °С, т.е. на 15,6 °С

В теплообменнике среды двигаются навстречу друг другу, соприкасаясь с общей металлической стенкой и не перемешиваются. КПД пластинчатого рекуператора – до 60%. КПД диагонального рекуператора – до 90%. Модели с пластинчатым или с диагональным рекуператором. Вентустановки с пластинчатым рекуператором на сайте Ventkomplex. Читать далее.

4. При эксплуатации систем вентиляции с роторным рекуператором, при КПД 90%:

  • температура воздуха на улице -24 °С
  • температура удаляемого из помещения воздуха + 20 °С
  • Через рекуператор вытяжной воздух передает тепло приточному и подогревает до + 15,6 °C
  • поступающий в помещение воздух необходимо нагреть до + 18 °С, т.е. на 2,4 °С

Теплопередача происходит за счет вращающегося ротора, через нагретые стенки которого передается тепло приточной системе и отдаётся холод вытяжной. Уровень смешивания сред приточного и вытяжного воздуха в роторном рекупраторе может достигать 3%.КПД роторного рекуператора до 90%. Вентустановки с роторным рекуператором на сайте Ventkomplex. Читать далее.

Итак, для того, чтобы в помещения приточный воздух поступал с температурой + 18 °С, есть ряд концепций:

  • Отсутствие рекуперации. Воздух требуется нагреть воздух на 44 °С
  • Рекуператор с промежуточным теплоносителем. Воздух требуется нагреть на 35,2 °С
  • Пластинчатый рекуператор. Воздух требуется нагреть воздух на 15,6°С
  • Роторный рекуператор. Воздух требуется нагреть воздух на 2,4 °С

Для расчета электрической мощности калорифера можно использовать следующую формулу:

  • Q=1,22хLxΔT/3600,
  • Q – мощность электрического нагревателя, кВт;
  • L – расход воздуха м3/час;
  • ΔT – разница температур между температурой на улице и внутри помещения, (°С). Для Санкт-Петербурга расчетная разница температур = 44.

Для расчета мощности водяного калорифера при воде 90/70 можно использовать следующую формулу:

  • Q=0,34хLxΔT/1000
  • Q – мощность электрического нагревателя, кВт;
  • L – расход воздуха м3/час;
  • ΔT – разница температур между температурой на улице и внутри помещения, (°С). Для Санкт-Петербурга расчетная разница температур = 44.

Сравним расходы денежных средств при производительности вентиляционных систем: 500, 1000 и 1500 м3/ч. Рассмотрим системы с электрическими нагревателями. Системы вентиляции работают в течение 12 часов в сутки, а стоимость кВт/час электроэнергии равна 3 рублям:

Производительность вентиляционной системы, м3/ч

Расходы на нагрев приточного воздуха за 1 месяц, рубль

Естественная вентиляция: Выбираем проветриватель с рекуперацией тепла

Как организовать локальное проветривание и не отдать при этом тепло — последняя статья из цикла материалов про вентиляцию

Все просто, но… непросто
Мощные и громоздкие приборы системы централизованной принудительной вентиляции (а именно ее обычно и оснащают дополнительно функцией рекуперации воздуха), обычно устанавливают в подсобных помещениях или на чердаках. А потом от них и к ним приходится тянуть приточные и вытяжные воздуховоды, разводя их по помещениям внутри стен или перекрытий. Именно поэтому монтировать их лучше на стадии строительства или при капитальном ремонте здания — в уже отделанном доме такая операция грозит полноценной переделкой.

Приборы системы децентрализованной вентиляции, о которых пойдет речь в этой статье, весьма компактны (даже оснащенные рекуператором). И в монтаже они не сложнее, чем уже упоминавшиеся нами врезаемые в стену приточные клапаны. Этим объясняется не только повышенный спрос на них, но и огромное число предложений на рынке.

Важно: Один прибор работает только в том помещении, где установлен, — на вентиляцию дома или квартиры в целом он существенного влияния не окажет. В квартире, где не работает система естественной вентиляции, легко врезать такой прибор в стену спальни (и спать со свежим воздухом и в тепле). Но в остальных помещениях, как и прежде, дышать будет нечем. Выход — установка нескольких приборов, позволяющих создать именно систему вентиляции, где все устройства находятся под «единым началом» и работают слаженно.

Как использовать информацию
Приборы децентрализованной системы вентиляции предлагают отечественные и зарубежные бренды. Цена привлекательна и, что примечательно, не зависит от страны производства — от 15 до 30 тыс. руб. (правда, попадаются и значительно более дорогие).

Приборы имеют несколько отличающиеся между собой конструкции, разные габариты и производительность, а кроме того, различные наборы функций, места и способы монтажа. Мы подобрали несколько таких устройств по принципу «от простого к сложному», чтобы вы могли сделать предварительный выбор. Обязательно сверяйтесь с нормами воздухообмена, которые мы приводили в первой статье цикла.

Устройство работает по весьма оригинальной схеме — «вдох-выдох»: напоминает дыхание человека через шарф при сильном морозе — при выдохе воздух нагревает шарф, а последующая порция вдыхаемого воздуха, проходя через ткань шарфа, подогревается сама. В самом приборе это происходит так: вентилятор на «выдохе» выбрасывает комнатный воздух на улицу, и тот по пути отдает тепло и влагу теплообменнику — регенератору. Через определенное время (около 1 мин.) контроллер переключает реверсивный двигатель с вентилятором на «вдох», и воздух начинает поступать с улицы в дом. При этом, проходя через фильтр и рекуператор-регенератор, он очищается, нагревается и увлажняется. Уровень собственного шума устройства — не более 40 дБА. Производительность составляет 13-80 куб.м/ч — этого достаточно для вентиляции комнаты площадью до 25-30 кв.м. В помещениях большего размера или с большим количеством людей производитель предлагает размещать несколько приборов, но отладить их режимы так, чтобы два прибора работали в противофазе — это увеличивает эффективность проветривания.

Работать устройство может в трех режимах:

  • режим энергосбережения с обеспечением притока свежего воздуха и удалением комнатного (основной режим работы прибора);
  • режим притока (как обычный приточный вентилятор);
  • режим вытяжки (как обычный вытяжной вентилятор).

В настоящее время устройства УВРК предлагаются в трех модификациях: УВРК-50М , УВРК-50МА и УВРК-50МК. Мы обсудим две последние модели.

Весьма любопытны в этом плане возможности организации системы проветривания жилища и приборы MARLEY MEnV 180 (Германия). Производитель рекомендует устанавливать их именно в паре: пока одно устройство обеспечивает приток свежего воздуха, другое отводит теплый использованный воздух наружу, аккумулируя его тепловую энергию в керамическом рекуператоре. Через 70 секунд вентиляторы меняют направление подачи. Взаимодействуют оба устройства друг с другом по радиосвязи. Применение двух синхронно работающих рекуператоров рекомендовано для вентиляции больших жилых помещений, офисов и даже детских дошкольных и медицинских учреждений.

Конечно же, на рынке имеются и другие приборы, использующие принцип «дыхания»: рекуператоры «ТвинФреш» (компания ВЕНТС, Украина — модели РА-50, СА-60 и Комфо РA-25), Ventoxx RV-30 (компания Ventoxx, основанная в Харькове швейцарскими учредителями), ThermoBarrier Р-230 («ГК «Зилант», прибор имеет производительность от 40 до 180 куб.м/ч) и другие.

На рынке существуют и приборы, использующие несколько иной принцип, чем «дыхание». Одни из них — проветриватели, внутри врезаемого в стену корпуса которых имеется трубчатый теплообменник. В таком устройстве по одним трубкам воздух движется из помещения на улицу, а по другим — с улицы в помещение (приток и отток воздуха осуществляются одновременно). И по дороге встречные потоки, не смешиваясь, через стенки трубок обмениваются друг с другом теплом.

Конечно, конструкции теплообменников у разных производителей несколько отличаются. Например, в приборе «ИНСОЛАР КРВС-125Д0.01 » воздух поступает в помещение по толстой трубе-корпусу прибора. А утекает на улицу по тонким трубкам, расположенным внутри этого корпуса. И такая конструкция обеспечивает прибору — при диаметре монтажного отверстия всего в 133 мм — производительность по притоку до 85 куб.м/ч, а эффективность рекуперации воздуха — на уровне 65%.

Свой оригинальный путь нашла компания Mitsubishi Electric. Ее приточно-вытяжные установки с рекуперацией тепла внешне очень похожи на внутренний блок сплит-системы. Прибор Lossnay VL-100EU5-E одновременно работает на приток и вытяжку: воздух подается и выводится через два отверстия диаметром 80-85 мм, пробуренные в стене. Его расход можно регулировать ступенчато (65 или 105 куб.м/ч). В летнее время система рекуперации способна не только охлаждать, но и осушать приточный воздух, а в зимнее — нагревать и увлажнять его. Это возможно благодаря запатентованному рекуператору из ультратонкой рисовой бумаги, пропитанной специальным составом.

Этот необычный теплообменник еще и имеет избирательную проницаемость газов. Например, он свободно пропускает водяной пар, но задерживает такие вредные газы, как аммиак и углекислый газ. Само устройство дополнительно оснащено двумя воздушными фильтрами и системой подавления шума в канале приточного воздуха.

Установка LGH-40ES (полу-промышленная) того же бренда отличается от предыдущей большей производительностью (расход воздуха — 250-400 куб.м/ч) и устанавливается горизонтально под самым потолком (ширина прибора 900 мм, глубина 693 мм, высота 55 мм).

Нельзя не не упомянуть еще три модели проветривателей с рекуперацией тепла, выпускаемых этой же компанией. Это такие настенные приборы, как Aerolife, Aeroplus и Aerovital.

Aerolife оснащен фильтром, улавливающим даже пыльцу, и очень тих в работе, благодаря чему подходит для спален и детских. При этом прибор оснащен трехступенчатой регулировкой пропускной способности, ярким ЖК-дисплеем и датчиками температуры и влажности воздуха в помещении. Эффективность рекуперации тепла — 66 %.

Aerovital оснащен фильтром, защищающим от пыльцы, и имеет десять ступеней регулирования, а управляют им с помощью пульта ДУ. Эффективность рекуперации у этого прибора составляет 70%.

Aeroplus создан специально для борьбы с излишней влажностью в помещениях. Умный прибор не только подвергает поступающий воздух фильтрации и подогреву, но и дозирует его приток в соответствии с заданными параметрам влажности и температуры в помещении. Это не только создает здоровый микроклимат, но и способствует сохранности жилища. Влага, конденсирующаяся при работе рекуператора, выводится в воздухозаборную трубу. Питается проветриватель от напряжения 12В и работает в энергосберегающем режиме. Эффективность рекуперации — до 50%.

И последняя серия устройств, о которых нужно поговорить. Для тех, у кого дом отапливается дровяным котлом или камином (или даже просто в доме есть камин), полезными могут оказаться проветриватели серии «ЭКО-СВЕЖЕСТЬ», выпускаемые болгарской компанией MMotors JSC. Это четыре проветривателя с рекуператором — модели 01, 03, 05 и 07 (в этом порядке они показаны на фото), оснащенные датчиком СО (угарного газа) и гигрометром. Чем эти устройства полезны?

Когда свежего воздуха, притекающего в помещение, где установлен дровяной котел или камин, недостаточно (должно быть по крайней мере 4 куб.м./ч на каждый киловатт тепловой мощности устройства, а при использовании открытого камина — еще больше), вероятно неполное сгорание топлива с образованием CO. Датчик, уловив наличие в воздухе этого отравляющего вещества без цвета и запаха, включает приточный вентилятор в режиме AirFlow. Ну, а встроенный гидростат поддерживает на заданном уровне влажность воздуха. Кроме того, приборы оборудованы ионизатором. Встроенный двухскоростной вытяжной вентилятор позволяет регулировать объем исходящего потока воздуха в пределах от 30 до 100 куб.м/ч.

Оцените статью
Добавить комментарий