Естественная вентиляция: выбираем проветриватель с рекуперацией тепла

Принцип работы

Устройства с рекуперацией способны вернуть примерно 85% тепла выходящего воздуха. Чем крупнее габариты теплообменника, присутствующего в конструкции, тем больше его емкость. Благодаря аэродинамике обеспечивается свободный проход воздушных масс в двухстороннем порядке.

Принцип действия рекуператоров включает 4 основных момента:

• вытягиваемый воздушный поток проникает в теплообменник, где оставляет тепло;
• как только теплообменник прогревается до комнатной температуры, вентилятор отправляет холодный воздух с улицы в помещение;
• свежий воздух, оказавшись в теплообменнике, приобретает комнатную температуру, после чего попадает в помещение;
• как только теплообменник охладится, вновь запускается вытягивающий вентилятор и повторно начинается первый шаг работы устройства.

Далее предлагается рассмотреть примерную схему изменения температуры воздушных масс при прохождении рекуператора. Воздух, забираемый из помещения, равен +21 градусу. После оставления температуры в теплообменнике выталкивается на улицу с показателями в +1 градус. Холодный поток, забираемый с улицы, имеет -5 градусов. А после попадания в отсек с подогревом приобретает температуру +15 градусов.

Виды рекуператоров

В настоящее время существует несколько различных типов рекуператоров воздуха. Они отличаются друг от друга такими своими особенностями, как:

• Схема движения теплоносителей. В этом плане рекуператоры бывают противоточными, перекрестными прямоточными и т.д.
• Конструкция. В зависимости от собственного устройства, приборы могут быть трубчатыми, пластинчатыми, роторными, ребристыми, оребренно пластинчатыми типа ОПТ и др.
• Материал изготовления. Чаще всего производятся металлические, мембранные и пластиковые рекуператоры.
• Назначение. Устройства могут иметь такие функции, как подогрев воздуха, подогрев жидкости, испарение влаги, конденсация излишней жидкости и т.д.

Наиболее популярными по своей конструкции являются пластинчатые и роторные рекуператоры. Прежде чем приобрести одну из этих типов моделей, необходимо обратить на все их особенности и основные отличия.

Пластинчатый рекуператор

Наибольшим спросом на сегодняшний день пользуются именно пластинчатые рекуператоры. Это обусловлено прежде всего простотой их конструкции и дешевизной. Несмотря на это, эффективность теплообменников таких устройств, как правило, не превышает 50%.

Основным преимуществом любого пластинчатого рекуператора является полное изолирование воздушных потоков друг от друга. Вследствие этого не происходит подмешивание вытяжного воздуха в приточный. Тепло удаляемого из помещения потока передается через алюминиевые пластины воздушной массе, которая поступает в комнату.

К минусам пластинчатых рекуператоров можно отнести потребность в обеспечении отвода дренажа. Вследствие этого происходит осушение воздуха.

В северных широтах и средней климатической полосе России специалисты не рекомендуют использовать пластинчатые рекуператоры. Это связано прежде всего с их низкой эффективностью. К тому же такие устройства не очень хорошо функционируют в подобных условиях вследствие постоянных циклов заморозки и оттаивания.

Роторный рекуператор

Отличительной особенностью роторных рекуператоров является их большая эффективность. Вследствие этого подобные устройства реализуются по более дорогой стоимости, нежели пластинчатые.

Эффективность работы роторных рекуператоров составляет около 82%. Таким образом, если температура воздуха на улице составляет −28 градусов по Цельсию, его подогрев в устройстве возможен до +14 градусов по Цельсию.

В основе принципа работы роторных рекуператоров лежит регенерация тепла. Вращающий барабан устройства, выполненный из фольги, поглощает тепловую энергию удаляемого из комнаты потока воздуха, передавая ее приточному.

Также роторные рекуператоры отличаются и некоторыми другими преимуществами. К ним относится отсутствие циклов оттаивания и потребность отводить конденсат. Вследствие этого в последнее время данные типы устройств обретают все больший спрос.

Основные отличия

Прежде чем приобрести роторный или же пластинчатый рекуператор, необходимо обратить внимание на такие основные отличия между ними:

Особенности устройства	Пластинчатый рекуператор	Роторный рекуператор
Уровень эффективности	Около 50%	Около 82%
Стоимость прибора	Низкая	Высокая
Циклы оттаивания	Присутствуют	Отсутствуют
Потребность в отводе конденсата	Присутствует	Отсутствует
Конструкция	Изолированные друг от друга алюминиевые пластины, предназначенные для разных потоков воздуха	Вращающийся барабан из алюминиевой фольги, поглощает тепло одного потока воздуха, передавая его другому
Окупаемость	Около 3-4 лет	Около 1,5-2 лет
Степень экономии	Небольшая	Весьма существенная

Окупаемость рекуператоров напрямую зависит от нескольких факторов. К ним можно отнести климатические особенности региона, площадь помещения, эффективность конструкции и т.д. Некоторые устройства при достаточно холодных зимах могут окупиться всего лишь за один сезон. Система может существенно уменьшить статью эксплуатационных расходов в быту.

Что такое рекуператор воздуха?

Рекуператор воздуха представляет собой теплообменник поверхностного типа. Он используется для повторного применения теплоты выводящих газов. Это непрерывно происходит через стенку, выполняющую роль разделителя. В отличие от такого устройства, как регенератор, в рекуператоре потоки не меняют своего расположения.

Рекуператор воздуха — это приспособление, обеспечивающее минимизацию потерь через вентиляционную систему. Вследствие этого данное устройство можно назвать энергосберегающим прибором. Он подразумевает повторное использование тепла в осуществлении одного технологического процесса.

Как работает устройство

Устройство рекуператора воздуха довольно простое. Это отражается на работе данного приспособления. Его функционирование происходит следующим образом:

1. Приток воздуха в помещение и его вытяжка из комнаты происходят одновременно — параллельно друг с другом.
2. Теплый отработанный воздух всасывается посредством вентилятора в устройство, попадя таким образом в теплообменник.
3. Проходя сквозь теплообменник, теплый отработанный воздух выходит наружу самого сооружения.
4. Холодный свежий воздух при помощи обратной тяги всасывается в помещение, проходя через другие части теплообменника.
5. Тепло воздуха из комнаты таким образом используется для подогрева холодного потока, который попадает в комнату через устройство.

Постоянные непересекающиеся друг с другом потоки воздуха разных температур могут обеспечить эффективность рекуперации более чем на 90%.

Для чего нужен рекуператор

Популярность рекуператоров воздуха обусловлена несколькими факторами. Используются они в следующих целях:

• улучшение функционирования приточно-вытяжных вентиляций в помещениях;
• обеспечение квартир, частных домов, предприятий и офисов чистым воздухом;
• нормализация температуры потока воздуха, попадающего извне;
• создание оптимального для жизнедеятельности человека микроклимата в комнате.

Рекуператор — это эффективное и надежное устройство, которое намного лучше стандартных приточно-вытяжных вентиляций. Оно позволяет удалять отработанных воздух из помещений, используя его тепло для нагрева поступающих снаружи здания потоков. В свою очередь в летний период времени прибор работает обратным образом. В таких ситуациях более прохладный воздух в помещении охлаждает теплый поток, который поступает в комнату снаружи.

Критерии выбора

С самого начала надо расстаться с иллюзией: приобрести недорогой и при этом качественный рекуператор для большого жилища не получится. Обязательно необходимо производить расчет требуемого теплового КПД. Для вычислений используется незамысловатая формула вида Q = 0,335 x L x (t1 – t2), где:

• 0,335 — коэффициент для конкретного региона (иногда он бывает и иным);

• L – суммарный расход воздуха;

• показатели в скобках — температура на притоке и на оттоке соответственно.

Эффективность оценивают, умножая расход энергии для отопления либо отвода тепла на вычисленный в предыдущем шаге коэффициент полезного действия. Но это только предварительные прикидки, безупречно правильные расчеты смогут выполнить только опытные профессионалы. Если надо выбрать для каркасного дома в Московской области рекуператор, то наилучшим вариантом окажется роторное устройство. У него периодически может происходить небольшой приток вытяжного воздуха в канал внешнего поступления.

Вентиляционные каналы придется прокладывать в двойном размере по сравнению с потребностью: сразу на приток и на отгон воздуха. В противном случае гарантировать свежесть будет невозможно. Часть изготовителей предлагает «бесшумные» модели. Но надо понимать, что движение воздуха неизбежно создает те или иные звуки, даже если в самом устройстве нет движущихся частей. Потому можно говорить только о той или иной громкости звука, и если производитель упирает на тишину в своей рекламе, значит, необходимо проверять этот параметр по сопроводительной документации.

Подключаемые к электросети устройства станут работать круглосуточно. И буквально каждый ватт в условиях современных цен на электричество — практически на вес золота. Но при этом очень слабые аппараты не могут обеспечить необходимую мощность проветривания. Потому экономия экономией, а разумный баланс соблюдать надо.

Качественная установка рекуперации обязательно помечена информацией об уровне производительности. Если этого нет — лучше мимо нее пройти сразу в магазине. Полезно еще выяснить, нужны ли будут фильтры для аппарата, и если да, то какие и с какой периодичностью. Необходимо также учесть, как подбирать рекуператор для СИП-панелей

В этом случае особой мощности нагрева не требуется, и можно уделить главное внимание интенсивности протока воздуха

В домах из таких панелей обычно предусматривается парная установка рекуперационных приборов. Их можно поставить даже в полностью готовом здании с чистовой отделкой. Разумеется, если конструкция не требует прокладывания воздуховодов через стены. Рекуператоры могут оборудоваться автоматизированными или упрощенными системами управления. Там, где есть автоматика, возможно срабатывание:

• по сигналу от датчиков движения;

• при изменении влажности;

• при срабатывании датчиков освещенности.

Выбор рекуператора для дачи или в городскую квартиру, однако, не может ограничиваться такими параметрами. Для деревянного загородного дома интенсивность вентиляции может быть несколько меньше, а для кирпичного или газобетонного несколько больше расчетных показателей. Но обязательно требуется учитывать еще и требуемое качество микроклимата. В обычных жилищах стараются создавать «просто оптимальную» среду, которая гарантирует ощущение комфортного тепла и приличную работоспособность. Однако иногда приходится добиваться повышенных характеристик.

Это требуется:

• тяжелобольным;

• инвалидам;

• аллергикам;

• маленьким детям;

• пожилым людям;

• реабилитирующимся после длительных, тяжелых расстройств или травм.

Знакомясь с показателями конкретного рекуператора, прежде всего надо обращать внимание на его способность очищать воздух от углекислоты. После этого требуется выяснить:

• направляется ли теплоноситель прямо или по схеме реверса;

• как долго можно эксплуатировать аппарат;

• какие есть дополнительные режимы работы (особо полезны ночная программа и срабатывание по датчику углекислоты).

Технологические решения

Рекуператоры тепла имеют множество технических реализаций, среди которых есть как локальные приточно-вытяжные установки, так и оборудование для монтажа в централизованные системы. В любой отдельно взятой модели разработчики стремятся продумать каждую мелочь, ведь для таких устройств прирост по одному из показателей неизбежно вызывает ухудшение других параметров.

Например, чтобы успеть отдать максимум тепла вытяжной воздух должен проходить по как можно большему пути, что неизбежно увеличивает общее аэродинамическое сопротивление системы вентиляции. Получается, что для корректной работы высокоэффективного рекуператора необходим либо разгонный участок очень большой протяжённости, либо принудительное перемещение воздуха с вытекающей из этого зависимостью от электроснабжения.

В соответствии с устройством и принципом действия различают пластинчатые, трубчатые и роторные рекуператоры — это три наиболее популярных типа, которые пригодны к использованию в гражданской сфере благодаря простоте конструкции.

Пластинчатые рекуператоры — это ёмкости со сложным лабиринтом перегородок, по которым во встречных направлениях перемещаются два потока воздуха. Это наиболее простой тип конструкции, получивший наибольшее распространение в бытовых рекуператорах. Главный недостаток — увеличение аэродинамического сопротивления в точке установки.

   Пластинчатый рекуператор

Трубчатые рекуператоры устроены сложнее, по сути, они представляют собой один крупный канал, в котором проложены несколько трубок меньшего диаметра. Для достижения площади теплового контакта, сопоставимой с пластинчатой конструкцией, требуется увеличение длины каналов, что приводит к повышению материалоёмкости, негативно сказывается на габаритах и стоимости прибора. Но есть и позитивный аспект: завихрения воздуха при движении через систему трубок способствуют более эффективной теплопередаче, не замедляя вытяжной поток.

   Трубчатые рекуператоры

Роторные рекуператоры используют для теплообмена рабочее тело — набор тонких вращающихся дисков, которые нагреваются при прохождении через тёплый канал и остывают в холодном. Недостаток таких рекуператоров — технологические зазоры между дисками, которые хоть и незначительны, но всё же приводят к частичному смешиванию потоков.

   Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором

В целом все конструкции имеют примитивное устройство, что сказывается на эффективности, поэтому многие производители дополняют классическую схему прибора некоторыми интересными решениями. Усиленная работа ведётся над поиском материалов, хорошо поддающихся обработке и как можно лучше передающих тепло. В пластинчатых рекуператорах стенки изготавливают гофрированными или устанавливают на них оребрение, трубчатые теплообменники выполняют тонкостенными из цветных металлов.

Одним из самых интересных решений служит установка элементов Пельтье, причём за счёт положительного COP их количество буквально ничем не ограничено. Тот же принцип используется и в рекуператорах, совмещённых с системой воздушного отопления: тепловые насосы в таких установках обладают гораздо более широким диапазоном рабочих температур и увеличенным коэффициентом прироста мощности.

В наиболее продвинутых рекуператорах работает система двойного обращения потока. Тёплый вытяжной воздух подаётся изначально на более холодную часть теплообменника, где за счёт большой разницы температур наблюдается существенное увеличение эффективности теплопередачи. Также в процессе образуется конденсат, который подогревается и передаётся на испаритель внутри приточной камеры. Это помогает нивелировать осушение воздуха при нагреве, кроме того, вода как носитель скрытой теплоты способствует ещё более интенсивному переносу энергии. Некоторые моменты продуманы до мелочей: например, двигатели специально размещают в начале вытяжного и конце приточного тракта, а также снабжают качественным оребрением для полного возврата паразитного тепла.

Виды системы

Конструкция рекуператоров разных видов имеет существенные отличия, но все подобные устройства обеспечивают нагрев поступающего в помещение воздуха за счет тепла выдуваемых загрязненных воздушных масс. При этом, рекуператор должен предотвращать смешивание воздушных потоков.

Пластинчатый рекуператор

Конструкция такого устройства является максимально простой. Две камеры теплообменника отделяются одна от другой небольшой пластиной, которая обеспечивает эффективный теплообмен между воздушными потоками.

Пластинчатая модель

Одним из основных параметров такого прибора является КПД, который зависит от таких факторов, как:

• время и площадь теплообмена между воздушными потоками;
• теплопроводности материала.

Увеличить эффективность теплообмена можно при помощи установки дополнительных нагревательных элементов:

1. КПД современного рекуператора должен составлять приблизительно 70-80 %.
2. Однако добиться таких показателей в частном доме совсем несложно.
3. Очень эффективным будет дополнительное использование грунтового теплообменника.

Роль грунтового теплообменника

Грунтовой теплообменник представляет собой пластиковую трубу, которая прокладывается на 50 метров от дома на глубине приблизительно 2 метра, и имеет некоторые нюансы:

• забор воздуха с использованием системы грунтового теплообменника позволяет существенно увеличить эффективность вентиляции с рекуперацией тепла;
• такая конструкция помогает избежать образования льда и конденсата на теплообменнике вентиляционной системы;

Обратите внимание! Грунтовой теплообменник позволяет снизить перепад температур между приточным и выходящим потоком воздуха. если не предусмотреть в вентиляционной системе частного дома наличие грунтового теплообменника, то избежать образования конденсата из-за перепада температур, а также повышения затрат на обогрев входящего потока, будет трудно;

если не предусмотреть в вентиляционной системе частного дома наличие грунтового теплообменника, то избежать образования конденсата из-за перепада температур, а также повышения затрат на обогрев входящего потока, будет трудно;

Совет! Если в вентиляционной системе такой конструкции нет, то можно использовать калориферы для нагрева воздуха, а также датчики температуры и систему автоматики.

в такой ситуации воздух чрезмерно низкой температуры будет нагреваться за счет специализированных устройств.Обеспечивает поддержание оптимальной температуры воздуха в течение года

Статья по теме:

Обратный клапан на вентиляцию служит для предотвращения попадания различных запахов в дом. В статье мы попробуем понять, что он собой представляет, как устроен, виды устройств, и насколько сложно его установить у себя в жилище.

Децентрализованные рекуператоры

В многоквартирных домах для воздухообмена в помещениях рационально использовать более компактные устройства. В таких ситуациях отлично подходят децентрализованные рекуператоры.

Конструкции очень компактные, а установить их можно совершенно незаметно под подоконником, на боковой части окна или на откосе оконного проема. Рекомендуется обязательно использовать при установке в помещении пластиковых окон. Рекуператор совершенно не влияет на температуру воздуха в помещении.

«Воздушная форточка»

Роторные рекуператоры

Рекуператоры роторного типа являются самыми эффективными. Их конструкция проектируются таким образом, что входящий и исходящий потоки воздуха, не смешиваясь между собой, обеспечивает вращение специализированного механизма.

Роторный рекуператор тепла в системах вентиляции
Статья по теме:

Приточный клапан в стену. В статье мы подробно рассмотрим виды конструкций, принцип действия, как выбрать место для установки, как правильно осуществить монтаж устройства своими руками, полезные советы и рекомендации специалистов.

Из-за силы вращение происходит нагревание теплообменника со стороны входящего воздушного потока, что обеспечивает дополнительный нагрев. КПД таких устройств составляет 80-90 %.

Принцип действия и особенности агрегата

Понятие процесса

За счет такой схемы организации установка будет экономить тепло в доме. За короткий промежуток времени и с небольшими затратами электрической энергии будет сформирован идеальный микроклимат в доме.

Экономическая целесообразность теплообменника рекуперативного типа зависит и от остальных факторов:

• Цены на энергоносители.
• Цена установки устройства.
• Затраты, которые связаны с обслуживанием устройства.
• Продолжительность использования системы.

Обратите внимание, рекуператор воздуха для дома является важным, но далеко не единственным элементом, который требуется для эффективной вентиляции в жилом помещении. Вентиляция вместе с рекуперацией является комплексной системой, которая функционирует лишь при условии работы в профессиональной «связке»

Эффективность устройства

При понижении температуры окружающей среды эффективность агрегата уменьшается, но все же сделать рекуператор воздуха для частного дома своими руками важно, так как при существенной разнице система отопления будет перегружена. Если за окном лишь 0 градусов, то в жом будет попадать воздух с температурой в +16 градусов

Бытовые агрегаты с легкостью справляются со своей задачей. Эффективность устройства рассчитать несложно, если использовать следующую формулу:

Ƞ=(t_пост –  t_улицы)/(t_комн –  t_улицы)

• t_пост – это температура поступившего воздуха (после рекуперации).
• t_улицы – температура на улице.
• t_комн – температура в доме по рекуперации.

Основные разновидности конструкции

Специалисты уделяют особое внимание тому, что системы рекуперации с вентиляцией для тепла есть нескольких разновидностей:

• Пластинчатые.
• Роторные.
• С отдельными теплоносителями.
• Трубчатые.

Конструкция	КПД	Особенности
Теплообменник пластинчатого вида с перекрестным током	От 60 до 80%	Средний КПД, небольшие потери давления, конструкция компактная, удобно подключать.
Комбинированное устройство из двух пластинчатых теплообменников с перекрестным током	От 70 до 80%	Высокий КПД, но из-за этого потери давления выше, удобно подключать.
Теплообменник противоточный на пластиках	От 80 до (!) 90%	Высокий КПД при умеренных потерях давления, требуется место для установки, конструкция дороже вышеописанных.
Теплообменник противоточный канального типа	От 85 до 95%	Самый высокий КПД, относительно большие потери давления, потребуется дополнительно пространство для установки.
Роторный теплообменник	От 75 до 85%	Из-за риска переноса запахов подойдет только для вентиляции, которая рассчитана на одну квартиру, имеет небольшое сопротивление потоку.

Итак, давайте рассмотрим их подробнее.

Пластинчатый вид отличается от остальных видов тем, что в его конструкции есть алюминиевые листы. Такая установка считается наиболее сбалансированной даже с точки зрения стоимости и значения теплопроводности (КПД от 45% до 72%). Устройство отличается также простотой выполнения, доступной ценой и отсутствием каких-либо подвижных элементов. Для установки не потребуется специальная подготовка. Вы сможете провести ее без сложностей дома, собственноручно.

Роторные устройства являются самыми популярными. В их конструкции обязательно присутствует вал вращения, который питается от электричества, а еще 2 канала для воздухообмена с противотоками. Как именно работает подобный механизм? Один из участков ротора начинает прогреваться от воздуха, а после он поворачивается и тепло переходит к холодным массам, которые сосредоточены в соседнем канале. Но, несмотря на высокий уровень КПД у такой установки есть ряд весьма ощутимых недостатков:

• Большой вес.
• Требуется регулярный ремонт и техническое обслуживание.
• Сложно починить устройство своими руками, сделать его вновь работоспособным.
• Воздушные массы смешиваются.
• Зависимость от электроэнергии.

Обратите внимание, что устройство вентиляции с трубчатыми элементами, а еще отдельными теплоносителями почти нельзя сделать в домашних условиях, даже если у вас будут все чертежи и схемы. https://www.youtube.com/embed/SzC8D5tKsSQ

Виды

Пластинчатый

Такой вид теплообменника наиболее дешев. Однако это не мешает инженерам добиваться исключительной практичности. Самые выгодные конструкции рекуператоров пластинчатого типа изготавливают из алюминия. Зато пластиковые изделия, несмотря на несколько более высокую цену, позволяют обеспечить более эффективную вентиляцию. Потенциально наиболее эффективными были бы целлюлозные рекуператоры, но все портит их слабая устойчивость к увлажнению.

Роторный

Любой пластинчатый теплообменник, даже самый лучший, может обмерзать зимой. И ничего с этим сделать нельзя — таков основной принцип работы. А вот в роторной системе внутри располагаются пластины, которые перемещаются вместе с воздушным потоком. Влияя на темп движения ротора, можно тем самым повышать общую производительность. Проблема в том, что придется периодически менять фильтры, а это повышает стоимость владения в несколько раз по сравнению с другими типами.

Крышный

Такие устройства лучше всего подойдут для хозяйственного помещения. Их часто можно увидеть в гаражах, ангарах, на складах.

Однако высока будет и ее стоимость, что сильно омрачает перспективы домашнего применения.

Гликолевый

Такой вариант рекуперации позволяет объединить вытяжной и засасывающий контуры

Что немаловажно, получится подключить разные каналы даже на определенном расстоянии друг от друга. Перемещение тепловой энергии производится с помощью специального теплоносителя (гликолевой жидкости)

Чистый гликоль используется редко, серийные модели обычно содержат водно-гликолевую смесь. Теплообменники надо монтировать в противоточном ходе по отношению к воздушной струе.

Подключение прямым способом практикуют только дилетанты. Это сразу понижает эффективность всей системы. Для отвода конденсата в холодный сезон применяют специальные емкости. Они дополняются так называемыми каплеуловителями. Избежать засорения воздуха, поступающего почти напрямую извне, поможет грубый воздушный фильтр.