Плюсы — минусы вентиляции с рекуперацией. Статьи компании Энергоэффективное Климатическое Оборудование EFFECTER

На сегодняшний день довольно остро стоит вопрос об экономии электроэнергии и теплоэнергии. В статье мы подробнее остановимся на том, как можно в домашних условиях сэкономить вышеуказанные параметры.

Роторные рекуператоры

Рекуператоры – это устройства, служащие для вентиляции помещения. Нужно подробнее остановиться на принципе работы таких устройств. Простыми слова принцип заключается в следующем: что касается сохранения тепла в помещении, то холодный воздух, который поступает в устройство извне, обогревается отработанным теплым воздухом, который из помещения выходит через устройство. Тот же принцип применяется и в жаркое время, только наоборот (теплый воздух извне охлаждается отработанным из помещения).

Применение рекуператоров в современном мире является популярным способом сохранения энергии в области вентиляции воздуха. Все устройства данного типа подразделяются на роторные и пластинчатые.

Роторный рекуператор, как следует из самого названия, обладает роторным теплообменником, который вращается с определенно заданной скоростью. В приборе присутствуют два канала: вытяжной и приточный. Теплообменник нагревается в зоне вытяжного канала, а охлаждается в зоне приточного. Таким образом, тепло из вытяжного канала передается в приточный. Нагреваясь и охлаждаясь, воздух, как известно, образует конденсат (влагу). В зимнее время конденсат сильно охлаждается и превращается в лед, оседая на стенки теплообменника.

Преимущества роторного рекуператора можно обозначить следующим образом:

1. Небольшие размеры устройства. Этот показатель очень немаловажен, так как устанавливая его в относительно небольшом помещении, не хотелось бы, чтобы прибор занимал много места, а, следовательно, сужал пространство.
2. Возможность регулировать скорость вращения теплообменника, что позволяет регулировать подачу тепла.
3. Высокий кпд устройства.
4. Такой прибор способен частично возвращать влагу в помещение, что позволяет сохранять нужную влажность.

Говоря о достоинствах любого прибора, необходимо упомянуть и о возможных недостатках. Такое также здесь присутствуют. Из недостатков можно определить основные:

1. Сложность конструкции прибора. Ни для кого не секрет, что чем сложнее конструкция, тем в итоге значительно сложнее его обслуживать. Ремонт рекуператора достаточно сложен и дорогостоящ.
2. Из-за особенности конструкции загрязненный воздух может частично поступать в приток. Отсюда необходимо использовать дополнительный фильтры для оптимальной работы.
3. Еще к одному из недостатков можно отнести то, что для вращения теплообменника требуется электроэнергия. Потребление ее небольшое, но все-таки оно присутствует.

Что такое рекуператоры?

«Recuperatio» — слово, означающее «получение обратно» чего-либо. В нашем случае это воздух. Задача рекуператоров — возвращение в помещение части тепла благодаря передаче его от исходящего нагретого потока холодному входящему. Это оборудование входит в состав приточно-вытяжной системы, оно помогает минимизировать потери на «обогрев улицы».

Существует два больших класса рекуператоров — роторные и пластинчатые. Они имеют свои достоинства, но и некоторые недостатки им все же свойственны. Целесообразность применения того или иного агрегата в большей степени определяют характеристики помещения, однако более популярны именно пластинчатые модели. На них лучше остановиться поподробнее.

Пластинчатое устройство — кассета (блок, теплообменник), в которой находится множество тонких перегородок — гладких или гофрированных листов, их изготавливают из различных материалов. Теплый воздух, двигаясь по пластинчатому обменнику, отдает ему тепло. За его счет нагреваются холодные массы, поступающие с улицы. Результат — частичный нагрев воздуха, а значит, экономия энергии обогревателей.

Делают кассеты приборов из алюминиевой фольги, оцинкованной стали, пластика либо бумаги, прошедшей специальную обработку. Зазоры между пластинами составляют 2-4 мм. Рекуператоры различаются не только материалами перегородок теплообменника. Модели имеют разное направление потоков воздуха:

• в более распространенном типе оборудования — перекрестноточном — исходящие и приточные потоки идут перпендикулярно относительно друг друга, КПД достигает 65%;
• в противоточных рекуператорах — в направлениях противоположных, так как несоприкасающиеся потоки должны обеспечивать идеальный теплообмен.

Благодаря такому принципу работы, пластинчатые агрегаты дают возможность гарантировать постоянный подогрев холодного воздуха, проникающего в помещение. Потери тепла, стремящегося «обогреть улицу», наоборот, сводятся к минимуму.

Еще одно отличие рекуператоров от обычных (естественных) вентиляционных систем — способность устранять неприятные запахи. Некоторые модели — мембранные — имеют и другое дополнительное преимущество: они успешно борются с повышенной влажностью в помещении.

Рекуператор и увлажнение воздуха

В холодный период года приточный воздух имеет низкое влагосодержание, поэтому его подача в помещение приводит к снижению относительной влажности воздуха до 15–20% при норме 40–50%. В системах с рекуперацией есть два варианта решения этой проблемы:

1. Использование рекуператора с частичным переносом влаги. В этом случае часть влаги (от 20 до 50%) передается от вытяжного воздуха к приточному, увлажняя его. Компенсировать потерю части влаги помогают естественные влагопритоки (приготовление пищи, сушка белья и т. п.), либо использование бытового увлажнителя невысокой производительности. Установить такой увлажнитель можно в одном из помещений, откуда рекуператор забирает вытяжной воздух (влага будет частично передаваться в приточный канал). Применять высокопроизводительный канальный увлажнитель с такими рекуператорами нельзя из-за риска обмерзания теплоутилизатора. Для каждого типа рекуператора обычно указывается максимально допустимая относительная влажность вытяжного воздуха.
2. Использование увлажнителя воздуха. Некоторые типы рекуператоров могут работать с влажным вытяжным воздухом, поэтому вместе с ними можно использовать канальный увлажнитель. Это позволяет полностью решить проблему низкой влажности воздуха в зимний период. Далее для каждого описываемого типа рекуператора мы будем указывать возможность его работы с увлажнителем воздуха.

Теперь рассмотрим особенности различных типов рекуператоров. В системах комфортной вентиляции (для жилых и офисных помещения) чаще всего используются пластинчатые и роторные модели, остальные типы рекуператоров имеют ограниченное применение, поэтому их мы рассматривать не будем.

Конструктивные особенности

Данный прибор представляет собой два теплообменника (бойлера)соединенных между собой замкнутым контуром, с непрерывно циркулирующим в нем водно-гликолевым раствором. Благодаря замкнутому контуру исключается передача загрязнений и запахов от одного воздушного потока, второму. Вытяжной бойлер устанавливается в соответствующий вентиляционный канал, по которому проходит нагретый воздушный поток, а приточный монтируется в вентиляционных канал, по которым в помещение поступает холодный воздух.

Принцип работы

Когда свежий воздух с улицы приходит в дом, он летом горячее, а зимой холоднее находящегося внутри. Соответственно, он будет в теплообменнике отдавать излишек тепловой энергии или принимать его.

Прямого перемешивания (соответственно, и засорения притока вредными веществами) происходить не будет.

Вот так — просто и изящно, без всякой даже обычно электроники поддерживается оптимальный микроклимат в жилище. Там, где поставили рекуператор, обычно нет необходимости ставить внутридомовой вентилятор (о нем вспоминают только в сильную жару, и то не всегда).

Виды современных рекуператоров

Сейчас ассортимент этих приборов настолько широк, что неискушенный покупатель может столкнуться с большими сложностями при выборе подходящей техники. Множество моделей и производителей оборудования, разные рабочие площади, объемы теплообмена способны легко завести в тупик.

Все современное оборудование конструктивно делится на несколько типов:

• пластинчатые и пластинчатые мембранные («дышащие») рекуператоры;
• роторные теплообменники;
• водяные;
• камерные;
• крышные;
• трубчатые;
• гликолевые рекуператоры, имеющие промежуточный теплоноситель, — раствор этиленгликоля.

Самыми востребованными остаются пластинчатые и роторные устройства, у которых один принцип работы, но разные основные элементы. В первом случае используют пластинчатую камеру, во втором — вращающийся барабан.

Возможности установки

• Можно подсоединить несколько притоков и одну вытяжку и наоборот.
• Расстояние между притоком и вытяжкой может достигать 800 м.
• Систему рекуперации можно регулировать автоматически за счёт изменения скорости циркуляции теплоносителя.
• Гликолевый раствор не замерзает, т. е. при минусовых температурах разморозка системы не нужна.
• Так как используется промежуточный теплоноситель, исключено попадание в приток воздуха из вытяжки.

При двухконтурной схеме гликолевого рекуператора количество удаляемого и приточного воздуха должно совпадать, хотя и допускаются отклонения до 40%, ухудшающие показатель КПД.

Пластинчатый рекуператор

Выше мы поговорили о роторном варианте. Рассмотрели его положительные и отрицательные стороны. Следующим в этой серии является пластинчатый рекуператор. В чем же его основное отличие от роторного?

Принципы таких устройств схожи и заключаются в пересечении приточного и вытяжного воздуха. Различие заключается в том, что в пластинчатом устройстве воздух разделяется на потоки при помощи металлических пластин.

Положительные характеристики такого рекуператора можно представить в следующем виде:

1. Высокая эффективность.
2. Простота устройства. Нет подвижных и вращающихся элементов, которые могут выйти их строя, а соответственно нет необходимости в обслуживании и ремонте.
3. Не потребляет электроэнергию, а, соответственно, позволяет экономить средства на обслуживание.

При всех положительных сторонах есть и отрицательные. К ним можно отнести:

1. В зимний период основной проблемой таких устройств является обмерзание теплообменника. Для возобновления работы в этом случае следует либо отключать приточный вентилятор, либо использовать специальный клапан (байпасный).
2. Отсутствие в данных приборах возврата влаги в отличие от роторных.

Мы рассмотрели основные характеристики каждого из выше рассматриваемых приборов. Определили их положительные и отрицательные стороны. Выбор за вами!

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 %.

Схема и принцип работы приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуператором

Предположим, что на улице зима и температура воздуха за окном -230С. При включении приточно-вытяжной установки, уличный воздух засасывается установкой при помощи встроенного вентилятора, проходит через фильтр и попадает на теплообменную кассету. Проходя через нее, он нагревается до +140С. Как мы видим, в зимние холода, установка не в состоянии полностью прогреть воздух до комнатной температуры, хотя многим, возможно будет достаточно и такого нагрева, поэтому после рекуператора приточный воздух может идти сразу в помещение, или если в рекуператоре стоит так называемый «догрев воздуха» проходя через него, воздух догревается до +200С и только полностью прогретый попадает в помещение. Догреватель это маломощный калорифер электрический или водяной мощностью 1-2 кВт, который может, если в этом есть необходимость, включаться при низких уличных температурах и догревать воздух до комфортной комнатной температуры. В комплектациях рекуператоров различных производителей, как правило, есть возможность выбора водяного или электрического догревателя. Напротив, комнатный воздух с температурой +180С(+200С) засасываясь из помещения встроенным в установку вентилятором, проходя через теплообменную кассету, охлаждается приточным воздухом и выходит на улицу из рекуператора, имея температуру -150С.

Какая температура воздуха будет после рекуператора зимой и летом

Есть довольно простой способ самим посчитать, какой же температуры будет попадать воздух в помещение после рекуператора. На сколько эффективно будет прогреваться приточный воздух и будет-ли он вообще подогреваться? Что будет происходить с воздухом в рекуператоре летом?

Зима

На картинке видно, что уличный воздух равен 00С, эффективность рекуператора равна 77% при этом, температура воздуха попадающего в помещение равна 15,40С. А на сколько прогреется воздух, если температура на улице будет например -200С? Существует формула расчета приточного воздуха для рекуператора в зависимости от его эффективности, температуры воздуха на улице и в помещении:

t(после рекуператора)=(t(внутри помещения)-t(на улице))xK(КПД рекуператора)+t(на улице)

Для нашего примера получается: 15,40С=(200С-00С)х77%+00С Если температура за окном -200С, в помещении +200С, эффективность рекуператора 77%, то температура воздуха после рекуператора составит: t=((20-(-20))х77%-20=10,80С. Но это конечно теоретический расчет, на практике температура будет немного меньше, около +80С.

Лето

Аналогично рассчитывается температура воздуха после рекуператора летом:
t(после рекуператора)=t(на улице)+(t(внутри помещения)-t(на улице))xK(КПД рекуператора)

Для нашего примера получается: 24,20С=350С+(210С-350С)х77%

Как увеличить КПД

Аккуратная сборка и внимание к деталям при создании самодельного утилизатора тепла позволят достичь неплохих показателей эффективности. Однако собранный рекуператор воздуха своими руками можно существенно улучшить и повысить его КПД. Для этого при расчетах конструкции и воплощении ее необходимо предусмотреть следующие нюансы:

1. Максимальная герметизация устройства;
2. Использование качественных теплоизолирующих материалов;
3. Увеличить размеры рекуператора, площадь теплообменной поверхности. Так уменьшится скорость проходимого воздуха через устройство, а соответственно позволит ему лучше прогреться или остыть;
4. Использование гофрированных пластин или пластин с выштамповками, что существенно увеличит площадь теплообменной поверхности при сохранении общего объема устройства;
5. Увеличение объема вытяжки по сравнению с притоком. Так, больший объем выходящего воздуха лучше передаст тепло меньшему объему входящего.

Рекуператор воздуха своими руками – это простой, доступный, дешевый и действенный способ экономить дорогостоящую тепловую энергию и эффективно расходовать невосполнимые природные ресурсы.

Крышный рекуператор

Крышные рекуператоры, как правило, применяются для однообъемных помещений и монтируются на крыше здания. Основными преимуществами таких конструкций являются высокий уровень эффективности, простота монтажа и обслуживания.

Целесообразность покупки рекуператора

Этот прибор — лишь часть принудительно-вытяжной системы вентиляции. Добиться максимальной эффективности его работы при использовании одного рекуператора и только естественной вентиляции невозможно. Чтобы теплообмен был идеальным, нужно постоянное движение обоих потоков — входящего и исходящего.

Прежде чем сделать окончательный выбор в пользу покупки или самостоятельного изготовления, лучше провести некоторые предварительные расчеты. В список входит подсчет:

• расхода энергоносителей до установки новой вентиляционной системы;
• стоимости покупки и монтажа всех необходимых элементов;
• приблизительного срока ее эксплуатации;
• ежегодных расходов на обслуживание.

Нередко после вычислений оказывается, что затраты не перекрывают расход на использование заводских вентиляционных систем. Если говорить о самодельных рекуператорах, то в этом случае их малая себестоимость дает шанс остаться в плюсе — несколько снизить расход теплоносителя. В иных случая кондиционер — то оборудование, которое вполне справится со своей задачей — с поддержанием благоприятного микроклимата внутри помещений.

Что лучше: кондиционер или рекуператор?

Хороши оба вида оборудования, однако задачи у этих бытовых приборов совершенно разные. Цель пластинчатого (и любого другого) рекуператора не задавать определенный температурный режим, а обеспечить эффективный теплообмен между приточными и исходящими потоками воздуха.

Рекуперационное устройство в приточно-вытяжной системе дает возможность экономить тепло, подогревая его до входа в помещение. Аналогичным образом оно действует летом, не пропуская в помещение удушливый воздух, а смешивая его с выходящим, отработанным и более комфортным, прохладным.

Использование рекуператора в «роли» кондиционера возможно частично только зимой, однако в помещении обязан быть альтернативный источник тепла. В противном случае система не будет достаточно эффективной. Дополнительное отопление с установленным рекуперационным оборудованием гарантирует некоторую экономию тепла, а значит, и электроэнергии. Однако полный контроль микроклимата невозможен. Экономическая оправданность этого решения в большинстве случаев также находится под большим вопросом.

Управление рекуператором

Роторный механизм редко управляется отдельно от основной приточно-вентиляционной системы. В новейших конструкциях применяется возможность электронного управления устройством через контроллерный пульт. В автоматическом режиме владелец может задавать такие параметры, как скорость вращения, процентное соотношение между объемами впуска и выпуска воздуха, степень очистки, временные рабочие интервалы и т. д. Параметры работы механизма отслеживаются с помощью датчиков, которые, в частности, фиксируют пропускную способность оборудования. Также приточная установка с роторным рекуператором может настраиваться на специальные режимы эксплуатации. Одним из современных режимов такого типа является работа в условиях поддержания постоянного давления воздушной среды. Данная программа позволяет исключить риск перегрузки электропривода с последующим перегревом.

Как купить подходящую модель?

Чтобы выбрать качественное вентиляционное оборудование, придется обратить внимание на несколько требований. Пластинчатый рекуператор относительно прост, но он должен быть надежен, очень удобен в эксплуатации, обязан полностью соответствовать требованиям владельцев. При выборе прибора обращают внимание на такие характеристики:

• вес, габариты, КПД;
• надежность материала, из которого изготовлены пластины;
• наличие в агрегате качественной защиты от обледенения;
• удобство и скорость устройства для удаления конденсата;
• комплектация: например, есть ли фильтры для очистки.

Данный вид оборудования выпускают производители вентиляционных систем. Ведущими брендами считают Electrolux, Luftmeer, Korf, Marley, Remak, Shuft, РеалВент.

Обслуживание устройства

Поверхности ротора и самого корпуса требуют регулярной очистки. Пластины очищаются и при необходимости дополнительно обрабатываются антикоррозийными составами. Также следует регулярно проверять направленность вращения ротора, а в приводной системе – качество натяжения ремня

Поскольку рекуператор работает в тесной связке с другими функциональными компонентами вентиляции, то важно проверять и их состояние тоже. В частности, ревизии подвергается фильтр, воздуховодные каналы, пылеуловители, клапаны с датчиками и т

д. Если есть возможность, то роторный рекуператор будет не лишним изъять из места установки и полностью проверить на герметичность. Дело в том, что при наличии даже незначительных зазоров резко ухудшается качество поступающего воздуха.

Как собрать рекуператор?

Это устройство достаточно простое, но цены на него понравятся немногим. По этой причине есть смысл сделать его своими руками. Для работы нужно собрать все «ингредиенты» из следующего списка:

• лист оцинкованной стали для пластин (площадь — 4 м2, толщина — от 0,5 до 1,5 мм);
• техническую пробку (в рулоне, толщина — 2 мм) для прокладки, создания зазоров, замена — тонкие деревянные рейки, оргстекло, пластик;
• пенопласт либо фольгированную минвату (толщина — 5 мм);
• пластиковые фланцы для фиксации воздуховодов с таким же диаметром, как и вентканалы (количество — 4);
• лист фанеры, МДФ, металла (нержавейки) или пластика — для изготовления корпуса;
• трубку небольшого диаметра, ее задача — отвод воды;
• универсальный клей, силиконовый герметик;
• металлический профиль — уголок;
• болгарку (ножовку по металлу), электролобзик, шуруповерт;
• крепежи — оцинкованные саморезы;
• защиту — перчатки, очки.

Альтернативой оцинкованной стали может стать поликарбонат, полипропилен либо текстолит. Этапы работ — создание теплообменника, изготовление короба и сборка рекуператора.

Создание пластинчатой конструкции

Сначала нарезают примерно 70 стальных квадратов, сторона — 200-300, 300х300 либо 400х400 мм. Больший размер — большая мощность оборудования. Чтобы гарантировать одинаковый размер, листы разрезают на несколько частей, затем складывают стопкой и делают рез.

Из пробковой подложки (рейки) вырезают прокладки, их ширина — 10-15 мм.

Изготавливают свыше 200 штук тонких полосок. Их длина — сторона пластины. На первый элемент приклеивают 2 полосы по краям, одну по центральной оси, все — строго параллельно. Точно так же поступают со следующей деталью.

1. Вторую пластину поворачивают так, чтобы приклеенные полоски обеих располагались перпендикулярно. Прокладки ее промазывают клеем, затем прижимают к свободной плоскости первой детали.
2. С третьей поступают аналогично. Приклеив полоску, ее фиксируют ко второй, перпендикулярно к ней, но параллельно относительно первой. Таким образом, получают зазоры для движения воздушных масс.

Дальше действуют по тому же принципу: каждую из последующих деталей приклеивают перпендикулярно относительно предыдущей. После сборки блока нужного размера сверху сначала укладывают какую-либо прокладку из дерева, на нее — груз (до 7 кг). После высыхания кассету дополнительно скрепляют уголками: 4 элемента прикручивают к углам стопки.

Сборка корпуса рекуператора

Из листового материала собирают коробку — квадратный ящик. Его длина и высота равняется диагонали блока, ширина — его высоте. Получившуюся коробку утепляют. Все стыки заполняют герметиком. На противоположных стенках сверху и снизу вырезают отверстия, диаметр их должен соответствовать размерам воздуховодов. Затем крепят пластиковые фланцы.

Соединение обоих элементов

В дне короба строго в центре вырезают отверстие для эвакуации конденсата. Диаметр его зависит от имеющейся трубки. Внутрь вертикально устанавливают блок из пластин, отмечают его расположение. На боковых стенах саморезами и герметиком фиксируют уголки, чья задача — служить направляющими кассете, ее можно будет доставать из конструкции.

Перед креплением блока проверяют герметичность устройства между ним и корпусом. При необходимости добавляют утеплитель. Если предусмотрено заранее, в корпусе крепят фильтры и вентиляторы. В последнюю очередь устанавливают крышку. Есть другой вариант — изготовление оборудования с несколькими кассетами. В этом случае меняется размер и форма короба, а также количество блоков.

Самодельный пластинчатый рекуператор сделать несложно, ведь конструкция эта элементарная. Однако времени она (особенно, изготовление блока) отнимет немало. Чтобы познакомиться с прибором, можно посмотреть это видео: