Рекуперация это что: описание и разновидности, типы и преимущества

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.

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.

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.

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.

Через вытяжки во влажных помещениях (туалет, ванная, кухня) происходит отток отработанного воздуха. До того, как удалиться наружу, он проходит сквозь рекуператор и оставляет часть тепла. Подаваемый воздух движется во встречном направлении, нагревается и поступает в жилые комнаты (+)

Целесообразность рекуператора в вентиляции

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

От отработанного вытягиваемого наружу воздуха забирается часть тепла и передается нагнетаемым свежим струям, направленным вовнутрь помещения. Это позволяет снизить теплопотери до 70% (+)

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.

Эффективность обменного процесса выражается в процентах и показывает количество затраченного тепла от вытяжного воздуха на обогрев свежей «приточки»

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:

Высокие первоначальные инвестиции часто становятся главным аргументом против энергоэффективной вентиляции.

Целесообразно вкладывать деньги в ту систему, которая окупиться в течение 5-8 лет. Надо учесть, что для обслуживания комплекса придется нести дополнительные расходы, например, периодическая замена вентиляторов

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.

Волнообразные пластины (60-70 штук) сгруппированы в одном блоке так, чтобы образованные каналы располагались перекрестно друг к другу – созданная турбулентность улучшает теплообмен (+)

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.

В режиме «разморозки» экономия энергии не происходит, для подогрева поступающего воздуха применяются калориферы мощностью до 5 кВт. Усредненное значение КПД падает на 20% (+)

Возможны два пути решения проблемы:

При выборе перекрестного теплообменника следует учесть эксплуатационные особенности пластин.

Их характеристики зависят от материала изготовления:

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.

Конструкция роторного рекуператора: вал вращения и два воздушных канала. Один участок ротора нагревается «отработкой», барабан прокручивается и тепло перенаправляется холодным массам, сосредоточенным в соседнем канале (+)

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:

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

Для минимизации смешивания воздухопотоков роторные рекуператоры дополняются промежуточными секторами – здесь микроканалы продуваются свежим воздухом, который поступает обратно в вытяжку. Минус схемы – снижение КПД (+)

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.

В схеме обвязки присутствуют: циркуляционный насос, расширительный бак, воздушный клапан, контроллер, температурный датчик, предохранительный клапан, индикатор давления (+)

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.

Отток проходит вдоль одного канала, а приток поступает во вторую камеру. В теплообменнике теплые массы нагревают стенки первого отсека. Через время заслонка передвигается и воздухопоток изменяет направление

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.

Термотрубка размещается вертикально – нижний конец теплообменника в вытяжном канале, а верх – в приточном воздуховоде. Исходящие потоки огибают конец трубки – фреон нагревается, вскипает и выпаривается (+)

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.

Подбирается принудительная приточно-вытяжная установка (ПВУ) с вмонтированным рекуператором. Основной критерий выбора – общая производительность комплекса из расчета на весь объем воздуха в сооружении (+)

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.

Корпус моноблочных моделей покрыт шумопоглощающим материалом, благодаря чему работа ПВУ становится очень тихой. Возможны вертикальные, горизонтальные и подвесные варианты исполнения вентустановок

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.

В локальных рекуператорах предусмотрен вентилятор и пластинчатый теплообменник. «Рукав» приточника изолирован шумопоглощающим материалом. Блок управления компактных вентустановок размещается на внутренней стене

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).

Важные критерии выбора стенового приточника: допустимая толщина стены, производительность, КПД рекуператора, диаметр воздушного канала и температура перекачиваемой среды

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.

Что такое рекуперация и принцип ее работы

Рекуперация тепла в доме или промышленном помещении позволяет сэкономить энергетический ресурс, затрачиваемый на использование вентиляционной системы. Данный механизм особенно полезен в условиях ограниченности теплового ресурса или невозможности обеспечить достаточно эффективное отопление помещения.

Описание и принцип работы рекуператора тепла

Буквальное значение термина «рекуперация» – «возврат обратно». Рекуперация тепла в системах вентиляции подразумевает передачу его части из отработанных воздушных масс, выводимых из помещения, поступающему с улицы холодному воздуху. Последний в результате способен нагреться на 2/3 разницы между внутренней и наружной температурой. Использование рекуператора воздуха позволяет снизить затраты на обогрев и вентиляцию помещения.

Промышленные устройства данного типа функционируют на электричестве. При этом их можно оставлять включенными круглые сутки.

Принцип работы рекуператора реализуется так: воздушные массы с улицы направляются в обслуживаемое здание по вентканалу. В вентиляционной установке они проходят очистку от пыли, подогреваются и идут в помещение. Несвежий воздух из туалетов, подсобных комнат, с кухни проходит в аппарат и отдает теплоту массам, идущим извне. Осуществляется отход использованного воздуха во внешнюю среду после его охлаждения.

Аппараты снабжаются пультами управления, посредством которых можно совершать следующие действия:

• регулировать температуру поступающих в комнату воздушных масс;
• настроить периодичность смены фильтров;
• контролировать скорость вентилятора.

Можно установить режим, при котором в определенные дни или время суток обмен воздуха осуществляется не столь интенсивно. Такой ход помогает экономить энергию.

Разновидности рекуператоров для вентиляции

Встречающиеся в продаже виды рекуператоров различаются конструкцией. Это определяет эффективность устройства, а также может накладывать ограничения на область использования.

Пластинчатый

Модели очень популярны благодаря доступной цене и высокой эффективности. Этому способствует и простая установка. Часто их приобретают для коттеджных построек, помещений коммерческого назначения. Рекуперация воздуха в них осуществляется во время прохождения через конструкцию из большого числа пластинок. Строение таких приборов предрасполагает к накапливанию конденсированной влаги, поэтому часто их оснащают затворными приспособлениями, не дающими вентилятору засасывать и направлять воду в вентканал. Зимой возникает риск появления льдинок.

Роторный

Рекуператор тепла оснащен крутящимся ротором. Он осуществляет передачу теплоты между приточным и отточным путями. Скорость движения определяет показатели рекуперации. Устройства имеют высокий КПД (до 90%) и соответствующую стоимость. Используются в крупных помещениях промышленного и иного назначения. Открытость конструкции повышает вероятность перемещения запахов из отработанного воздуха в поступающий.

С промежуточным теплоносителем

Обычно в роли жидкого теплоносителя, циркулирующего между парой теплообменных элементов, выступает простая вода. Иногда используется раствор этиленгликоля. Один обменник монтируют в приточном вентканале, второй – в отточном. Жидкость подогревается отработанным воздухом и отдает теплоту приточному. Благодаря замкнутости конструкции грязь и запахи из вытяжного канала не поступают в приточный. У такого рекуператора невысокий КПД (50-60%), поэтому ставят его в тех местах, где важно исключить смешивание потоков. Обычно это подразумевает высокую загрязненность отработанного воздуха или его насыщенность вредными соединениями.

Камерный

В основе конструкции – камера, поделенная на 2 зоны перегородкой. Отработанный воздух подогревает одну из частей. Перегородка меняет направление потока воздуха так, что происходит подогрев приточных масс от теплой внутренней поверхности камеры. Устройство достаточно эффективно (до 80%), но существует вероятность попадания запахов и грязи в струю, поступающую в помещение.

Тепловые трубы

В основе этой конструкции – трубочки, наполненные фреоном. Отработанные массы, идя через устройство, передают трубам свое тепло, газ испаряется. При прохождении идущего с улицы воздуха через систему происходит конденсация пара с переходом вещества в жидкую форму. КПД такого рекуперативного устройства невысок (до 70%).

Преимущества и недостатки

Главный плюс этих устройств – возможность регулировать поступление и отход воздушных масс и их соотношение. Благодаря подогреву поступающего с улицы потока отработанными газами снижается количество энергии, затрачиваемой отопительными приборами на достижение нужной температуры воздуха в помещении. Это позволяет экономить на электроэнергии. Это относится к применению устройства в промышленном помещении, покупке недорогой модели для жилища или изготовлению ее своими руками. Приобретать дорогой рекуператор для дома экономически невыгодно.

Механизм позволяет снизить потери тепла при сохранении поступления свежего воздуха в помещение. Обеспечивается сочетание постоянного притока кислорода и поддержания оптимальной температуры. Когда на улице достаточно тепло, пользователь может не подключать обогреватели, что дополнительно помогает экономить электроэнергию. При этом обеспечивается эффективное удаление неприятных запахов и примесей, содержащихся в воздухе. К плюсам можно отнести небольшие размеры установок и простоту монтажа. Они выпускаются в большом числе вариантов – для размещения в санузле, встраивания в нишу и т.д.

К минусам относятся высокие цены на приборы (от 20 до 100 и более тыс. руб.), что побуждает умельцев создавать приспособления пластинчатого типа своими руками. Кроме того, модели с открытой конструкцией могут недостаточно эффективно справляться с удалением запахов и загрязнений из отработанных воздушных масс.

Если прибор пришел в негодность, сложность починки зависит от того, какой блок был поврежден. Устранение неисправностей механической природы, как правило, проще и доступнее, чем сбоев сложной электроники.

Выбор установки с рекуператором

Систему проектируют исходя из назначения обслуживаемого помещения, его площади и внутреннего строения, а также предполагаемого числа людей, которые будут там жить или работать. Сетку воздуховодов монтируют, учитывая потери давления, имеющиеся в вентиляционной системе.

Одним из важных факторов является КПД рекуператора. Зависит он от внутреннего строения устройства, от материала и типа теплообменника:

• Высокой эффективностью отличаются варианты с ротором, снабженные автоматизацией управления посредством датчиков. Однако зимой такие устройства могут обледеневать.
• При использовании обменника из бумаги КПД средний (60-70%), но такие модели устойчивы к обмерзанию.
• У алюминиевых вариантов, конструкция которых располагает к обледенению, для его предотвращения приходится тратить дополнительную электроэнергию.

В любом случае эффективность устройств при очень низких температурах (менее -10ºС) склонна понижаться. Также на нее влияет высокая влажность воздуха.

Нужно обращать внимание на толщину стенок устройства и сырье, из которого изготовлены мостики холода. Чем тоньше стенки, тем больше они подвержены зимнему обмерзанию. В продаже часто встречаются модели с параметром в 3 см, что является недостаточным для зимних условий. При приобретении такого прибора его нужно снабдить добавочным изоляционным слоем, когда температура за окном упадет ниже нуля. То же относится к моделям с алюминиевым корпусом.

Еще один важный параметр – свободный напор вентилирующих устройств. Цифра показателя при этом рассматривается не сама по себе, а в привязке к параметрам системы (в частности, давлению), в которой предстоит эксплуатировать прибор. Имеют значение также мощность устройства и его способность обеспечить необходимый объем ежечасного притока воздуха. Плюсом является и качественная автоматика с разносторонним набором опций, предоставляющая возможность регулировки параметров с опорой на показания датчиков. В этом случае пользователю не понадобится постоянно следить за температурными показателями и быстро настраивать систему в соответствии с ними.

Популярные производители

К числу недорогих компактных установок относится модель Nova-300 Sensitive датской фирмы Shuft. Продукция компании, представленная на российском рынке, адаптирована под климатические условия страны и может работать без предварительного нагрева при температурах выше -10ºС. Устройство имеет высокоэффективный рекуператор (заявленный КПД – 94%) и качественные фильтры, задерживающие пылинки и неприятные запахи. Производительность модели не очень велика (до 200 кубометров в час), но вполне подходит для обслуживания жилища или офисного помещения. Нагревательный элемент выполнен из керамики. Вентилятор может работать в 3 режимах. У установки имеется модуль WiFi, благодаря которому пользователь сможет настраивать ее посредством смартфона. Есть возможность регуляции параметров температуры и привязки работы устройства к определенным временным интервалам.

Недорогие модели для квартир и офисов производит фирма Electrolux. Одно из таких устройств – EPVS-200. Работает оно практически бесшумно. КПД рекуперационного устройства – 85%, есть блок защиты от вымерзания и 2 режима работы вентилятора. Система позволяет поддерживать влажность воздуха на заданном уровне. Реализована опция дистанционного управления и самостоятельная диагностика неполадок. Недостаток – отсутствие охладителя воздуха.

Итальянская фирма Royal Clima выпускает модели средней ценовой категории с высокой производительностью (330 кубометров в час). Система RCS 350 рассчитана на подвесной монтаж. Работает бесшумно, снабжена пластинчатым теплообменником с КПД 90%. Параметры функционирования могут быть заданы дистанционно посредством пульта. Рекуператор эффективно работает при температурах до -20ºС.

Демократичной ценой (менее 15 тыс. руб.) отличаются модели немецкой фирмы Winzel и украинской Vents. В отличие от предыдущих устройств, эти изделия относятся к установкам децентрализованного типа. Обе они способны работать при низких температурах без вымерзания, обладают высоким КПД рекуператора (88 и 90% соответственно), но имеют небольшую производительность вентиляции (50 кубометров в час). Подойдут для монтажа в квартире или небольшом частном доме.

Децентрализованные установки с пластинчатым обменником производит и Royal Clima. Они оснащены дополнительными функциями (ионизация воздуха, добавочный угольный фильтр), но отличаются высокой ценой. Ежечасная производительность достигает 150 кубометров. Управление осуществляется через пульт.

Использование рекуператоров тепла позволяет сэкономить ресурсы на обогреве помещения при сохранении притока свежего воздуха. Установку необходимо выбирать, опираясь на расчетные параметры системы.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: виды и преимущества

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

Чем вентиляционная установка лучше оконного проветривания

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

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

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

Теплопотери: когда деньги «вылетают в трубу»

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

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

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

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

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

Рекуперация: тепло «вторичного» использования

Технология рекуперации (в переводе с латыни «возвращение», «обратный процесс») позволяет сохранять и возвращать «внутреннее» тепло помещения, которое в ином случае просто уходит на улицу вместе с вытяжным воздухом.

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

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

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

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

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

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

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

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

Как устроена приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором

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

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

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

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

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

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

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

Типы и характеристики вентиляций

В зависимости от устройства теплообменника рекуператоры разделяются на пластинчатые и роторные модели.

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

К достоинствам рекуператоров такого типа можно отнести:

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

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

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

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

Поочередно расположенные пластины могут быть изготовлены из следующих материалов:

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

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

Пластинчатые рекуператоры обладают следующими преимуществами:

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

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

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

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

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

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

Преимущества приточно-вытяжных вентиляций с рекуперацией тепла

• Экономия средств. Самое очевидное преимущество многофункциональных вентиляционных систем – это значительное уменьшение затрат на отопление, вентиляцию и кондиционирования объекта. В сравнении с прямоточными вытяжными системами экономия уменьшение расходов может быть в 5 раз;
• Удобство управления. В современных моделях управление скоростью работы устройства может производиться дистанционно с помощью компьютера или мобильных устройств (планшета, смартфона);
• Низкий уровень шума при работе. Оснащение вентиляции специальными сэндвич-панелями на раме из алюминия обеспечивает уменьшение вибрации и подавление основной части шума при работе вентиляторов;
• Высокий уровень электрозащиты. В вентиляционных установках обеспечивается автоматическая защита от скачков напряжения, блокировки работы, потери фазы и перегрева оборудования.

Подведем итоги

Приточно-вытяжные вентиляции с рекуперацией тепла представляют собой высокотехнологичное, «зеленое» решение задачи воздухообмена и сохранения тепла в жилых и нежилых помещениях. Благодаря их использованию можно добиться кратного сокращения затрат на обслуживание объекта – его отопление, кондиционирование и вентиляцию. При выборе вентиляции нужно учитывать специфику её конструкции, тип и особенности работы рекуператора, а также технические характеристики модели.

Рекуперация в системах вентиляции. Анализ систем рекуперации и экономическая целесообразность их применения.

В связи с ростом тарифов на первичные энергоресурсы рекуперация становиться как никогда актуальна. В приточно-вытяжных установках с рекуперацией обычно применяются следующие типы рекуператоров:

• пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор;
• роторный рекуператор;
• рекуператоры с промежуточным теплоносителем;
• тепловой насос;
• рекуператор камерного типа;
• рекуператор с тепловыми трубами.

Принцип работы

Принцип работы любого рекуператор в приточно-вытяжных установках заключается в следующем. Он обеспечивает теплообмен (в некоторых моделях – и холодообмен, а также влагообмен) между потоками приточного и вытяжного воздуха. Процесс теплообмена может происходить непрерывно – через стенки теплообменника, с помощью хладона или промежуточного теплоносителя. Может теплообмен быть и периодическим, как в роторном и камерном рекуператоре. В результате выбрасываемый вытяжной воздух охлаждается, нагревая тем самым свежий приточный воздух. Процесс холодообмена в отдельных моделях рекуператоров проходит в теплое время года и позволяет снизить энергозатраты на системы кондиционирования воздуха за счет некоторого охлаждения подаваемого в помещение приточного воздуха. Влагообмен идет между потоками вытяжного и приточного воздуха, позволяя поддерживать в помещении комфортную для человека влажность круглогодично, без использования каких либо дополнительных устройств – увлажнителей и других.

Пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор.

Теплопроводящие пластины рекуперативной поверхности изготавливают из тонкой металлической (материал – алюминий, медь, нержавеющая сталь) фольги или из ультратонкого картона, пластика, гигроскопичной целлюлозы. Потоки приточного и вытяжного воздуха движутся по множеству небольших каналов, образованных этими теплопроводящими пластинами, по схеме противотока. Контакт и смешивание потоков, их загрязнение практически исключены. В конструкции рекуператора движущихся деталей нет. Коэффициент эффективности 50-80%. В рекуператора из металлической фольги из-за разницы температур потоков воздуха на поверхности пластин может конденсироваться влага. В теплое время года ее необходимо отвести в систему канализации здания по специально оборудованному дренажному трубопроводу. В холодное время есть опасность замерзания этой влаги в рекуператоре и его механического повреждения (разморозки). Кроме того, образовавшийся лед сильно снижает эффективность работы рекуператора. Поэтому рекуператоры с металлическими теплопроводящими пластинами требуют при эксплуатации в холодное время года периодической оттайки потоком теплого вытяжного воздуха или использования дополнительного водяного или электрического воздухонагревателя. При этом приточный воздух или совсем не подается, или подается в помещение в обход рекуператора через дополнительный клапан (байпас). Время оттайки составляет в среднем от 5 до 25 минут. Рекуператор с теплопроводящими пластинами из ультратонкого картона и пластика не подвержен обмерзанию, так как через эти материалы идет и влагообмен, но у него другой недостаток – его нельзя использовать для вентиляции помещений с высокой влажностью с целью их осушения. Пластинчатый рекуператор может устанавливаться в приточно-вытяжную систему как в вертикальном, так и в горизонтальном положении в зависимости от требований к размерам венткамеры. Пластинчатые рекуператоры самые распространенные из-за своей относительной простоты конструкции и дешевизны.

Роторный рекуператор.

Этот тип – второй по степени распространения после пластинчатого. Теплота от одного потока воздуха к другому передается через вращающийся между вытяжной и приточной секциями цилиндрический пустотелый барабан, называемый ротором. Внутренний объем ротора заполнен уложенной туда плотно металлической фольгой или проволокой, которая играет роль вращающейся теплопередающей поверхности. Материал фольги или проволоки тот же, что и у пластинчатого рекуператора – медь, алюминий или нержавеющая сталь. Ротор имеет горизонтальную ось вращения приводного вала, вращаемого электродвигателем с шаговым или инверторным регулированием. С помощью двигателя можно управлять процессом рекуперации. Коэффициент эффективности 75-90%. Эффективность рекуператора зависит от температур потоков, их скорости и частоты вращения ротора. Изменяя частоту вращения ротора, можно менять и эффективность работы. Замерзание влаги в роторе исключено, а вот смешивание потоков, их взаимное загрязнение и передачу запахов полностью исключить нельзя, так как потоки непосредственно контактируют друг с другом. Возможно смешивание до 3%. Роторные рекуператоры не требуют больших затрат электроэнергии, позволяют осушать воздух в помещениях с высокой влажностью. Конструкция роторных рекуператоров является более сложной, чем пластинчатых, а их стоимость и затраты на эксплуатацию более высокими. Тем не менее, приточно-вытяжные установки с роторными рекуператорами являются очень популярными благодаря их высокой эффективности.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем.

Теплоноситель чаще всего вода или водные растворы гликолей. Такой рекуператор состоит из двух теплообменников, соединенных между собой трубопроводами с насосом для циркуляции и арматурой. Один из теплообменников помещен в канал с потоком вытяжного воздуха и получает теплоту от него. Теплота через теплоноситель с помощью насоса и труб переносится в другой теплообменник, расположенный в канале приточного воздуха. Приточный воздух воспринимает это тепло и нагревается. Смешивание потоков в этом случае полностью исключено, но из-за наличия промежуточного теплоносителя коэффициент эффективности этого типа рекуператоров относительно низок и составляет 45-55%. На эффективность можно влиять с помощью насоса, воздействуя на скорость движения теплоносителя. Основное преимущество и отличие рекуператора с промежуточным теплоносителем от рекуператора с тепловой трубой в том, что теплообменники в вытяжной и приточной установках можно располагать на расстоянии друг от друга. Положение для монтажа теплообменников, насоса и трубопроводов может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Тепловой насос.

Относительно недавно появилась интересная разновидность рекуператора с промежуточным теплоносителем – т.н. термодинамический рекуператор, в котором роль жидкостных теплообменников, труб и насоса играет холодильная машина, работающая в режиме теплового насоса. Это своеобразная комбинация рекуператора и теплового насоса. Она состоит из двух хладоновых теплообменников – испарителя-воздухоохладителя и конденсатора, трубопроводов, терморегулирующего вентиля, компрессора и 4-х ходового клапана. Теплообменники размещены в приточном и вытяжном воздуховоде, компрессор необходим для обеспечения циркуляции хладона, а клапан переключает потоки хладагента в зависимости от сезона и позволяет переносить теплоту из вытяжного воздуха в приточный и наоборот. При этом приточно-вытяжная система может состоять из нескольких приточных и одной вытяжной установки большей производительности, объединенных одним холодильным контуром. При этом возможности системы позволяют нескольким приточным установкам работать в разных режимах (нагрев/охлаждение) одновременно. Коэффициент преобразования теплового насоса СОР может достигать значений 4,5-6,5.

Рекуператор с тепловыми трубами.

По принципу работы рекуператор с тепловыми трубами похож на рекуператор с промежуточным теплоносителем. Разница лишь в том, что в потоки воздуха помещают не теплообменники, а так называемые тепловые трубы или точнее термосифоны. Конструктивно это герметично закрытые отрезки медной оребренной трубы, заполненные внутри специально подобранным легкокипящим хладоном. Один конец трубы в вытяжном потоке нагревается, хладон в этом месте кипит и передает воспринятое от воздуха тепло на другой конец трубы, обдуваемый потоком приточного воздуха. Здесь хладон внутри трубы конденсируется и передает тепло воздуху, который нагревается. Полностью исключены взаимное смешивание потоков, их загрязнение и передача запахов. Подвижных элементов нет, трубы в потоки помещают только вертикально либо под небольшим уклоном, чтобы хладон двигался внутри труб от холодного конца к горячему за счет силы тяжести. Коэффициент эффективности 50-70%. Важное условие для обеспечения работы его работы: воздуховоды, в которые установлены термосифоны, должны располагаться вертикально друг над другом.

Рекуператор камерного типа.

Внутренний объем (камера) такого рекуператора разделена заслонкой на две половины. Заслонка время от времени движется, меняя тем самым направление движения потоков вытяжного и приточного воздуха. Вытяжной воздух нагревает одну половину камеры, затем заслонка направляет сюда поток приточного воздуха и он нагревается от нагретых стенок камеры. Этот процесс периодически повторяется. Коэффициент эффективности достигает 70-80%. Но в конструкции есть подвижные детали, в связи с чем существует большая вероятность взаимного смешивания, загрязнения потоков и передачи запахов.

Расчет эффективности рекуператора.

В технических характеристиках рекуперативных вентиляционных установок многих фирм-производителей приводят, как правило, два значения коэффициента рекуперации – по температуре воздуха и его энтальпии. Расчет эффективности работы рекуператора может быть произведен по температуре или по энтальпии воздуха. Расчет по температуре учитывает явное теплосодержание воздуха, а по энтальпии – учитывается еще и влагосодержание воздуха (его относительную влажность). Расчет по энтальпии считается более точным. Для расчета необходимы исходные данные. Их получают путем замера температуры и влажности воздуха в трех местах: в помещении (где вентиляционная установка обеспечивает воздухообмен), на улице и в сечении приточной воздухораспределительной решетки (откуда в помещение попадает обработанный наружный воздух). Формула для расчета эффективности рекуперации по температуре следующая:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), где

• Kt – коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
• T1 – температура наружного воздуха, oC;
• T2 – температура вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), оС;
• T4 – температура приточного воздуха, оС.

Энтальпия воздуха – это теплосодержание воздуха, т.е. количество теплоты, содержащейся в нем, отнесенное к 1 кг сухого воздуха. Энтальпию определяют с помощью i-d диаграммы состояния влажного воздуха, нанеся на нее точки, соответствующие замеренной температуре и влажности в помещении, на улице и приточного воздуха. Формула для расчета эффективности рекуперации по энтальпии следующая:

• Kh – коэффициент эффективности рекуператора по энтальпии;
• H1 – энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;
• H2 –энтальпия вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), кДж/кг;
• H4 – энтальпия приточного воздуха, кДж/кг.

Экономическая целесообразность применения приточно-вытяжных установок с рекуперацией.

В качестве примера возьмем технико-экономическое обоснование применения вентиляционных установок с рекуперацией в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона.

• объект – автосалон общей площадью 2000 м2;
• средняя высота помещений 3-6 м, состоит из двух выставочных залов, офисной зоны и станции технического обслуживания (СТО);
• для приточно-вытяжной вентиляции указанных помещений были выбраны вентиляционные установки канального типа: 1 единица с расходом воздуха 650 м3/час и потребляемой мощностью 0,4 кВт и 5 единиц с расходом воздуха 1500м3/час и потребляемой мощностью 0,83 кВт.
• гарантированный диапазон наружных температур воздуха для канальных установок составляет (-15…+40) оС.

Для сравнения энергопотребления произведем расчет мощности канального электрического воздухонагревателя, которая необходима для подогрева наружного воздуха в холодное время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и электрического воздухонагревателя) с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час.

• Qн – мощность воздухонагревателя, Вт;
• G – массовый расход воздуха через воздухонагреватель, кг/сек;
• Ср – удельная изобарная теплоемкость воздуха. Ср = 1000кДж/кг*К;
• Т – разность температур воздуха на выходе из воздухонагревателя и входе.

Таким образом, применение в холодное время года канальных установок с рекуперацией тепла вместо традиционных с использованием электрических воздухонагревателей позволяет уменьшить затраты электроэнергии при одном и том же количестве подаваемого воздуха более чем в 20 раз и тем самым позволяет снизить затраты и соответственно увеличить прибыль автосалона. Кроме этого, применение установок с рекуперацией позволяет уменьшить финансовые затраты потребителя на энергоносители на отопление помещений в холодное время года и на их кондиционирование в теплое время примерно на 50%.

Для большей наглядности произведем сравнительный финансовый анализ энергопотребления систем приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона, укомплектованных установками с рекуперацией тепла канального типа и традиционных установок с электрическими воздухонагревателями.

Система 1.

Система 2.

Традиционные канальные приточно-вытяжные вентиляционные установки -1ед. с расходом 650м3/час и 5ед. с расходом 1500м3/час.

• вентиляторы – 2*0,155 = 0,31 кВт*час;
• автоматика и приводы клапанов – 0,1кВт*час;
• электрический воздухонагреватель – 7,6 кВт*час;

• вентиляторы – 2*0,32 = 0,64кВт*час;
• автоматика и приводы клапанов – 0,1 кВт*час;
• электрический воздухонагреватель – 17,5 кВт*час.

Принимаем период использования подогрева в системах вентиляции 150 рабочих дней в год по 9 часов. Получаем 150*9 =1350 часов.

Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*6142,5 кВт = 30712,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 30172,5 / 2000 = 15,1 руб./м2.

Энергопотребление традиционных систем составит: 99,21*1350 = 133933,5 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*133933,5 кВт = 669667,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 669667,5 / 2000 = 334,8 руб./м2.

Можно рассчитать коэффициент экономии на эксплуатации вентиляционных систем с рекуперацией теплоты в режиме «нагрев» Кн = 334,8 / 15,1 = 22,2. Таким образом, в холодное время года эксплуатация установок с рекуперацией обходится дешевле эксплуатации традиционных вентиляционных установок более чем в 22 раза. Для сравнения энергопотребления произведем расчет холодопроизводительности канального воздухоохладителя для охлаждения наружного воздуха в теплое время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и воздухоохладителя) с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час.

Что такое рекуперация воздуха в вентиляции: принцип работы и монтаж

Высокие затраты на электроэнергию рано или поздно заставляют нас задуматься о способах экономии. Не все владельцы жилых и офисных помещений догадываются о том, что потери тепла зимой в значительной степени вызваны вентиляцией. Согласно статистике, вместе с удаляемым из помещений воздухом уходит от 30% до 60% тепла. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором — разумный компромисс между энергосбережением и надлежащей вентиляцией помещения. Рассказываем об основным принципах работы оборудования.

Что такое рекуператор и почему он используется в приточно-вытяжных системах?

Рекуператор — «сердце» приточно-вытяжной вентиляции с функцией теплообмена. Именно это устройство отвечает за передачу тепла отработанного воздуха — свежему. Данная технология востребована во всех типах помещений, где важно поддерживать комфортный микроклимат. Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает эффективную циркуляцию воздушного потока. Аналогичная вентустановка с рекуператором подает в помещение не просто свежий, но и предварительно подогретый воздух.

Принцип работы приточно вытяжной вентиляции с рекуперацией

Как это работает? Прибор забирает тепло из выходящего потока и передает его поступающему с улицы. В итоге температура свежего воздуха близка к комнатной и почти не требует нагрева. Это экономит наши расходы на электроэнергию.

Поговорим о конструкции оборудования. Внешне рекуператор представляет собой короб с входными и выходными отверстиями. Внутри находится ключевой компонент — теплообменник, который отвечает за передачу тепловой энергии. Встречные потоки воздуха проходят через это устройство, но не смешиваются благодаря пластинчатой или мембранной перегородке. Рекуператор также оснащен фильтрами, которые очищают и поступающий, и выходящий поток. Это важно для здоровья людей в помещении и для защиты теплообменника от пыли и мусора. За движение воздушного потока отвечают вентиляторы. Надежную работу и надлежащую изоляцию обеспечивают кожухи. Как правило, оборудование оснащается автоматикой, позволяющей регулировать мощность работы вентиляционной системы в соответствии с запросами пользователей. Более подробно о составных частях системы вентиляции.

Виды рекуператоров, их особенности, преимущества и недостатки

На рынке представлены различные типы рекуператоров. Поговорим о каждом из них.

Пластинчатые представляют собой блок-кассету с металлическим корпусом, внутри которого установлены пластины (отсюда название) из оцинковки, фольги, пластика или полимеризованной бумаги. Пластины разделяют потоки воздуха и мешают им смешиваться. Эффективность данного вида рекуператоров зависит от материала пластин:

• металлические — не лучший выбор. Замерзают в мороз и долго оттаивают. При обмерзании воздух периодически приходится пускать через обводной канал, минуя рекуператор, сразу в помещение;
• пластиковые такой проблемы не имеют, но стоят дороже. В эксплуатации — гораздо эффективнее. Их можно использовать в помещениях с высокой влажностью. И пластиковые, и металлические пластины образуют конденсат, для сбора которого в конструкции предусмотрен поддон. При установке таких рекуператоров нужно предусмотреть дренаж;
• теплообменники из полимеризованной бумаги высокоэффективны, не образуют конденсат и не сушат воздух. Не подойдут для влажных помещений.

Роторные рекуператоры имеют цилиндрическую форму и состоят из алюминиевого ротора, заключенного в корпус из оцинкованной стали. Барабан при вращении нагревается в зоне вытяжного канала и охлаждается в зоне приточного, возвращая тепло уличному воздуху. Роторные рекуператоры более эффективны, чем пластинчатые. Автоматика регулирует скорость вращения ротора и предупреждает обмерзание. Следовательно, не требуется разморозка.

Энтальпийные — технически более продвинутое оборудование. Возвращают не только тепло, но и влагу. Результативность установки оценивается в 80-85% благодаря эффективному теплообмену. Принцип работы заключается с многоступенчатой рекуперации. Что это значит? Внутри рекуператора находится мембрана, которая работает как губка: поглощает тепло и влагу из выходящего воздуха и передает приточному. Смешивания потоков не происходит. Конденсат не образуется: мембранная поверхность впитывает строго определенный объем влаги.

Плюсы энтальпийных рекуператоров:

• высокая эффективность;
• отсутствие конденсата;
• не промерзают;
• качественная циркуляция воздуха с дополнительным увлажнением.

Оборудование не так давно вошло в обиход. На сегодняшний день накоплено мало статистических данных по реальному сроку службы, надежности и долговечности энтальпийных рекуператоров. Производители заявляют срок до 10 лет, но реальным практическим опытом эксплуатации это не подтверждено. На данный момент такие устройства используются главным образом в вентиляционных установках с относительно небольшим расходом воздуха.

Насколько целесообразно заказывать вентиляцию с рекуперацией?

Установка приточно-вытяжной рекуперации — долгосрочная инвестиция. Цена вентустановки с рекуператором в среднем на 50% дороже. Данное оборудование с годами обязательно окупит себя. Срок окупаемости и целесообразность установки зависит и от климатических условий. Полезный материал на тему — что такое приточно-вытяжная система вентиляции.

ВАЖНО! Рекуператор хорошо проявляет себя при большой разнице температур. Если на улице -15°C, а в здании должно быть +20°C, установка приточной-вытяжной вентиляции с рекуперацией экономически целесообразна.

Если вы живете в мягком, южном климате, переплачивать за рекуператор смысла нет: разница температур невелика. Данное оборудование оптимально для умеренного и северного климата с суровыми зимами и затяжным межсезоньем.

Особенности монтажа вентиляции с рекуперацией

Качественно работающая вентиляция — результат правильно подобранной конструкции, оборудования, тщательного, профессионального проектирования и монтажа. Для того, чтобы система рекуперации работала эффективно и экономично, должны быть соблюдены 3 условия:

• профессионально составленный инженерный проект;
• надежное исполнение системы вентиляции;
• рекуператор хорошего качества.

Определяющее значение имеют профессиональные знания, квалификация, опыт и навыки монтажной компании. Важным шагом является соответствующая настройка системы в соответствии с предполагаемыми параметрами:

1. Каналы вентиляции — это «кровеносная система» всей системы рекуперации. Критически важны оптимальные трассы вентиляционных каналов. Чтобы система рекуперации выполняла свою задачу, трубы должны иметь правильно подобранные диаметры для подачи нужного количества воздуха и качественно заизолированы.
2. Правильное направление воздушного потока в установке обеспечивают вентиляторы рекуператора. Продуманное распределение вентканалов обеспечивает оптимальную и тихую подачу воздуха, который эффективно проветривает все помещения.
3. Не менее важен выбор рекуператора соответствующей мощности. Чтобы правильно подобрать теплообменник, необходимо произвести тщательные расчеты. Только на основании этого параметра нужно приобретать рекуператор соответствующей мощности. Слабое оборудование не справится с поддержанием комфортного микроклимата в доме и повлияет в конечном итоге на экономическую целесообразность.

При выборе оборудования избегайте искушения купить то, что подешевле. Зачастую бюджетный агрегат означает худшую производительность и в конечном итоге снижает энергоэффективность всей системы в целом. Установку приточно-вытяжной вентиляции стоит доверять профессиональной монтажной компании, которая занимается проектированием, сможет корректно рассчитать объемы воздушного потока и качественно установить систему.

Вывод

Вентиляция с рекуперацией — эффективное решение для циркуляции воздуха в умеренной и северной климатической зоне. Современное оборудование позволяет эффективно перерабатывать тепло, восполнять затраты на отопление и экономить на счетах за электроэнергию. В этом обзоре мы постарались затронуть основные принципы работы и виды оборудования. Отдельное внимание уделили профессионализму проектировщиков и монтажников.

Остались вопросы? — Закажите бесплатную консультацию.
Наши специалисты помогут подобрать инженерные системы для промышленного и коммерческого объекта, исходя из технических параметров и ваших потребностей, а также проконсультируют по вопросу рекуперации в вентиляции и монтажа системы.

Система рекуперации воздуха: разновидности, их основные преимущества и недостатки

Даже самая толстая «шуба» вокруг здания решает проблему снижения теплопотерь лишь частично, ведь изрядное количество тепла выбрасывается на улицу через вытяжной канал вентиляции.

Сократить теплопотери поможет система рекуперации воздуха, о которой будет подробно рассказано в данной статье.

Рекуператор воздуха: особенности функционирования

Принцип действия рекуператора чрезвычайно прост: это теплообменник, в котором удаляемый из помещения отработанный воздух отдает свое тепло свежему, поступающему с улицы.

Что примечательно, некоторые разновидности этих устройств являются полностью энергонезависимыми.

Преимущества использования

Установив рекуператор, пользователь одним ударом убивает даже не двух, а трех зайцев:

1. Экономится тепло: система вентиляции — обязательный атрибут любого строения, без которого пребывающие внутри люди не могут чувствовать себя комфортно. За этот комфорт приходится расплачиваться потерями тепла, которое производит система отопления и которое затем попросту улетучивается вместе с отработанным воздухом через вытяжной канал. Эти потери весьма существенны: при кратности воздухообмена 1 объем/час (паропроницаемые стены) их доля в общих теплопотерях составляет 40%, а при кратности в 2 объема/час (в зданиях с пароизоляционной обшивкой стен изнутри) — целых 60%. Так что выигрыш от установки рекуператора получится вполне ощутимый.
2. Входящий воздух подвергается очистке: современные системы рекуперации оснащаются фильтрами, которые не пускают в помещение не только пыль, но и неприятные «химические» запахи. Это особенно актуально для тех, кто живет в промышленных центрах или близ крупных автомагистралей.
3. Происходит увлажнение поступающего снаружи воздуха: холодный зимний воздух в соответствии с естественными законами содержит мало влаги, в результате чего после нагрева его относительная влажность становится крайне низкой. Воздух, как говорят, становится сухим, что негативно сказывается на состоянии и людей (страдают слизистая оболочка дыхательных путей), и деревянной мебели.

Некоторые разновидности рекуператоров могут извлекать из отводимого воздуха и возвращать в помещение не только тепло, но и водяной пар, чем проблема сухости воздуха частично устраняется.

Виды рекуператоров

На сегодняшний день применяются рекуператоры следующих конструкций:

Пластинчатый

Это самый обычный пластинчатый теплообменник: несколько пластин собраны в стопку и разделены прокладками так, что между ними образуются каналы с чередующимся направлением.

Воздуховоды подсоединяются по двум смежным сторонам, так что входящий воздух движется, к примеру, через четные зазоры между пластинами, а отходящий — через нечетные.

Потоки воздуха разделяются на множество тонких слоев, чем обеспечивается эффективный теплообмен.

КПД пластинчатого рекуператора составляет примерно 60%.

У данного теплообменника есть ряд преимуществ:

• очень простая конструкция;
• нет взаимного движения между деталями, а значит и износа вследствие трения;
• устройство работает абсолютно бесшумно;
• не требует затрат энергии;
• имеет компактные размеры.

Коаксиальный

Изготавливается так:

1. В трубу большого диаметра помещается множество тонких трубок, объединенных на входе и выходе коллекторами.
2. Через большую трубу пропускается исходящий воздух, через тонкие — входящий (уличный).

Как видно, принцип действия тот же, что у пластинчатого, но коаксиальный можно сделать очень длинным и тем самым увеличить площадь контакта между потоками.

Прочие достоинства такие же, как у пластинчатого.

И коаксиальный, и пластинчатый рекуператоры имеют важный недостаток: при сильном морозе влага в отводимом потоке конденсируется и тут же превращается в лед. Устраняют обледенение двумя способами:

• временно направляют холодный входящий воздух по байпасу в обход рекуператора, давая ему возможность отогреться;
• устанавливают электрообогреватель, который включается автоматически по сигналу датчика давления (оно увеличивается перед рекуператором из-за образования ледяной пробки).

Владельцы частных домов могут решить эту проблему более рационально: забор воздуха нужно осуществлять через длинную трубу, закопанную в грунт, который ниже глубины промерзания всегда имеет плюсовую температуру.

Сегодня некоторые производители предлагают пластинчатые рекуператоры с пластинами-мембранами, которые обладают высокой паропроницаемостью. Благодаря этому свойству, обеспечивается увлажнение поступающего свежего воздуха.

Но при покупке такого рекуператора следует учесть, что при обледенении пропитанная паром мембрана растрескается. Кроме того, поры мембраны довольно быстро забиваются пылью, так что эффект увлажнения, за который берут дополнительные деньги, имеет место лишь в самом начале эксплуатации.

Роторные

В таком рекуператоре также имеется обойма из пластин, только она вращается, так что каждая сторона пластины попеременно оказывается то во входящем потоке, то в исходящем. При этом она сначала нагревается, потом отдает полученное тепло входящему воздуху.

У роторных рекуператоров полно недостатков:

• большие размеры;
• для вращения пластин требуется электричество;
• трущиеся детали со временем изнашиваются;
• устройство издает шум;
• более высокая, по сравнению с пластинчатым рекуператором, стоимость;
• потоки воздуха не изолированы друг от друга, так что на приточке обязательно нужно устанавливать фильтр.

Но зато у роторных моделей есть очень важное преимущество: проблема обледенения решается простым уменьшением скорости вращения дисков.

Кроме того, из-за сообщения потоков в помещение частично возвращается пар, что делает воздух в нем менее сухим. КПД таких устройств составляет 80%.

С циркулирующим теплоносителем

Такой рекуператор похож на контур отопления: один радиатор устанавливается в вытяжном канале, второй — в приточном, а между ними циркулирует теплоноситель. Недостатки следующие:

• возможны утечки теплоносителя;
• система усложнена и дорого стоит из-за наличия циркуляционного насоса;
• для работы требуется электроэнергия.

Приточно-вытяжная установка Климат-035 с жидкостным рекуператором

Но зато радиаторы можно установить на любом отдалении друг от друга, так что вытяжной и приточный каналы не обязательно прокладывать рядом.

Фреоновый

Здесь также имеется контур с двумя радиаторами, но циркуляционный насос не требуется. Работает рекуператор так: фреон в нижнем радиаторе, расположенном в вытяжном канале, закипает, испаряется и в виде пара поднимается в радиатор, расположенный в приточном канале; здесь он отдает полученное тепло и конденсируется, после чего стекает в жидком виде обратно в нижний радиатор.

Преимущество в сравнении с предыдущим вариантом — в энергонезависимости. Но такой рекуператор может работать только в определенном диапазоне температур. Кроме того, вытяжной канал должен обязательно располагаться ниже приточного.

Установка

Чтобы иметь возможность установить рекуператор, нужно организовать вентиляционную систему следующим образом: свежий воздух с улицы должен поступать в помещение не в нескольких местах, а по одному общему каналу, который затем может разделяться; точно так же и все вытяжные каналы должны быть объединены в один общий.

Приточный и вытяжной канал должны в каком-либо месте прокладываться рядом (кроме рекуператора с циркулирующим теплоносителем).

Для подсоединения воздуховодов на рекуператоре имеются фланцы. Данное устройство имеет достаточно большие размеры, поэтому в частных домах его стараются располагать на чердаке.

Особенности самостоятельного изготовления

Наиболее простым в изготовлении является пластинчатый рекуператор. Делается он так:

1. Из листового материала нарезаются квадратные пластины размером от 30х30 см. Чем более крупными будут пластины, тем более эффективным получится рекуператор. Лучше всего пластины вырезать из меди, пищевого алюминия или оцинкованной стали. Также можно применить фольгу или бумагу, но рекуператор из таких материалов может жужжать.
2. Далее собирают кассету, укладывая пластины одну над другой с размещением между ними по краям двух прокладок. Стороны, на которых лежат прокладки, чередуют: в одном зазоре они лежат слева и справа, в следующем — спереди и сзади. Прокладки можно вырезать из технической пробки, также в этом качестве может использоваться резиновый шнур. Толщина прокладки должна составлять примерно 3 мм. В качестве клея следует использовать герметик на нейтральной основе. Высота кассеты, то есть количество зазоров между пластинами, подбирается так, чтобы воздух (его расход должен быть известен) двигался через рекуператор со скоростью 1 м/с.
3. Изготовив кассету, нужно сделать корпус для нее. Это квадратный в плане ящик, у которого длина стороны равна диагонали пластин, из которых состоит кассета. В дальнейшем ящик будет утепляться, поэтому его сразу можно изготавливать из пенопласта.
4. В противоположных боковых стенках корпуса нужно сделать по два выреза, к которым затем присоединяются фланцы.
5. Кассета укладывается в ящик с поворотом на 45 градусов, то есть при взгляде сверху будет виден ромб, вписанный в квадрат.
6. После этого корпус накрывается крышкой.

К фланцам подсоединяются воздуховоды. При этом нужно учитывать, что движение воздуха в рекуператоре является перекрестным: если приточный воздуховод на одной стороне подсоединен справа, то на противоположной он должен подсоединяться слева.