Схема рекуператора воздуха


Чтобы снизить теплопотери, нужно утеплить стены дома – это мы уже рассказывали. Но что же делать с теплопотерями через воздухообмен при проветривании помещений? Наш ответ – это установка рекуператора воздуха. Сегодня мы расскажем вам, что это за зверь такой и каким образом он снижает теплопотери. Помимо этого, мы рассмотрим, как сделать рекуператор воздуха своими руками и установить его. В итогах проведем расчет, сколько мы реально сэкономим, установив этот агрегат, и вообще, стоит ли оно того.

Виды рекуператоров воздуха

Прежде чем переходить к рассмотрению видов рекуператоров, нужно определиться с терминами. Итак, рекуператор воздуха для квартиры  – это часть вентиляционной системы, в которой забираемый газ (воздух, которым мы дышим) отдает часть своей тепловой энергии приточному потоку. Тем самым он повышает температуру последнего. Получается, что с улицы воздух попадает в помещение уже не таким холодным или горячим, так как система работает в двух направлениях:

  • повышение температуры;
  • понижение температуры.

Рекуператор воздуха для квартиры в зависимости от времени года выравнивает температуру подаваемого потока воздуха приблизительно до уровня температуры воздуха в помещении. При этом метод теплообмена может быть разным. Он напрямую зависит от конструкции прибора. Также есть разница в габаритах и методах монтажа. Любой вид оборудования может работать как в малых, так и больших помещениях. Рекуператоры воздуха для дома выполняют функцию теплообмена приточного и удаляемого газа благодаря теплообменнику. В этом качестве могут выступать:

  • пластины;
  • ротор;
  • трубки;
  • теплоноситель (фреон, вода с гликолем).

Самые простые рекуператоры воздуха для дома – это пластинчатые. Они состоят из пластин, которые изготавливаются из металла или целлюлозы. В таких теплообменниках циркуляция потоков происходит перекрестным либо противоточным методом, при этом смешивание потоков исключается. Теплообмен осуществляется через материал пластинчатых кассет. Пластинчатые рекуператоры воздуха имеют один серьезный недостаток – это образования конденсата.

Для него есть специальный конденсатосборник – обычный поддон, из которого нужно сделать отдельный отвод для воды. Отвод можно врезать прямо в канализацию, такой подход хоть и не самый простой, зато решает проблему отвода конденсата раз и навсегда.

В зимнее время конденсат может замерзнуть, теплообменник в этом случае нуждается в размораживании.


я этого во многих моделях предусмотрены специальные байпасы, которые автоматически перекрывают подачу холодного воздуха с улицы в теплообменник, чтобы тот оттаял. Некоторые пластинчатые рекуператоры воздуха не оснащены системой оттаивания, при этом лед не образовывается. Это свидетельствует о том, что в теплообменнике слишком высокая скорость циркуляции. Чем выше скорость потоков воздуха, тем ниже КПД, который варьируется в пределах 50–55%, но только с учетом правильного подбора и монтажа.

Стоит ли вкладывать от 1 до 3 тыс. долларов на покупку рекуператора, чтобы отбить свои деньги через 3–8 лет?

Роторные рекуператоры воздуха выполняют свою функцию благодаря маховику (ротору), который постоянно вращается. Такие установки имеют более высокий КПД, который составляет порядка 75–90%. Ротор, вращаясь, отделяет тепло от удаляемого воздуха и отдаёт его приточному, при этом часть потоков перемешивается. Подмес хоть и несущественный, но все же он есть и составляет до 5% от всей массы пропускаемых потоков. Есть движимые элементы, помимо вентиляторов, поэтому такие агрегаты дают больше шума.

Трубчатые рекуператоры чаще всего используются в квартирах. Они монтируются в сквозные отверстия в стене. Потоки воздуха двигаются по трубкам. Эффективность таких приборов не очень высока, чего нельзя сказать про агрегаты с водяным контуром и дополнительным подогревом. В последнем случае за теплообменником устанавливаются нагревательные элементы, которые греют теплоноситель, а тот, в свою очередь, отдает тепло воздуху.


расчет диаметра трубы для отопленияПеред началом работ проводится расчет диаметра трубы для отопления – это в обязательном порядке.

 

Информацию о том, какие пропиленовые трубы использовать для отопления вы можете найти тут.

Как подобрать рекуператора воздух-воздух

Все начинается с габаритов и метода теплообмена. Согласно вышеперечисленным вариантам можно выбирать любой понравившийся, если место позволяет. Мы же рассмотрим только приборы «воздух-воздух», теплообмен в который осуществляется без участия фреона или жидкостей на основе гликоля. Расчет рекуператора воздух-воздух должен основываться как на площади помещения, так и количестве людей, постоянно пребывающих в нем. Согласно СНИПам для одного человека необходимо 60 м.куб свежего воздуха в час. Отталкиваясь от площади помещения, можно делать расчет исходя из 3 м.куб в час. Все же более правильно будет делать расчеты исходя из квадратуры.

Требования СНИПа к рекуператору воздуха, по отзывам, слишком завышены. Значит, нужно взять общую площадь помещения, а не только те комнаты, куда будет осуществляться приток, и умножить на три. Почему берется общая площадь? Дело в том, что приток устанавливается не везде, но об этом поговорим немного позже. Устройство рекуператора воздуха предполагает не только теплообмен, а и фильтрацию воздуха. Поэтому на количество и качество фильтрующих элементов также нужно обратить внимание. Помимо этого, учтите, что периодически фильтры нужно очищать.

Можно сделать расчет эффективности рекуператора, исходя из которого, вы сможете понять, сколько денег он вам сэкономит.


Экономия (Вт) = энергозатраты на нагрев (Вт) х КПД агрегата (%/100)

По большому счету касательно систем вентиляции, то самостоятельные подсчеты очень далеки от действительности. Нужно понимать, что расчет рекуператора для подогрева воздуха проводится инженерами посредством специально разработанных программ. В учет берется много переменных, процедура достаточно сложная. Даже не каждый практикующий проектировщик знает все нюансы, не говоря уже о профанах этого дела.

Учтите, что неправильно подобранный рекуператор может свести на нет все ваши усилия в направлении уменьшения теплопотерь. КПД этих приборов достаточно условный, зависит и от вида теплообменника рекуператора воздуха, установки, скорости циркуляции. В общем, если допущены ошибки, то эффективность прибора может быть даже нулевой или близко к этому.

Самодельный рекуператор

Чтобы сделать самодельный рекуператор воздуха потребуется понимание принципов его работы. Сразу скажем, что своими руками получится изготовить только пластинчатый или трубчатый рекуператор воздуха. Рассмотрим оба варианта. Также читали “Отопление дачного дома своими руками “.

Чтобы сделать пластинчатый рекуператор воздуха своими руками нам потребуется:


  • оцинкованный лист металла;
  • теплоизоляция (вспененный полиэстер до 5 мм);
  • заклепки;
  • скотч или другая герметизирующая лента;
  • пластиковые воздуховоды;
  • два вентилятора;
  • фильтр тонкой очистки;
  • материал для утепления корпуса.

Из листовой стали вырезаются квадратные заготовки и скрепляются заклепками. Между листами прокладывается теплоизоляция. Принцип работы рекуператора воздуха заключается в том, чтобы воздух проходил между пластин и не смешивался. Поэтому теплообменник должен быть герметичным, для этого пригодится скотч. Затем в торцевой части вставляются пластиковые воздуховоды, а в них вентиляторы на подачу и отвод воздуха, устанавливаются фильтры тонкой очистки. Готовый теплообменник заключается в корпус, последний утепляется тонким пенопластом или пенофолом, который также будет выступать в качестве шумоизоляции.

Проще, конечно же, сделать трубчатый рекуператор воздуха. Для этого нужна толстая пластиковая труба (воздуховод), которая будет и корпусом и воздуховодом для удаления воздуха одновременно, и тонкая трубка из алюминия. Также потребуется круглая пластина из тонкого металла. Диаметр должен быть таким, чтобы она входила в пластиковый воздуховод.

Из тонкой металлической трубки нарезаются отрезки необходимой длины. Эти отрезки закрепляются в пластине, соответственно, нужно предварительно просверлить для них отверстия. Трубок будет около 55 штук, в зависимости от диаметра пластиковой трубы. Схема рекуператора воздуха внесет некоторую ясность по конструкции трубчатого теплообменника.


схемы отопления частного дома, разводка трубГотовитесь делать контур обогрева? Важные моменты – это схемы отопления частного дома, разводка труб, мощность котла.

 

В обслуживании удобнее трубы для отопления наружной прокладки, подробности здесь.

Монтаж рекуператора воздуха

В зависимости от вида рекуператоров воздуха отличается и его монтаж. Есть агрегаты, которые могут обеспечивать свежим воздухом сразу несколько помещений, посредством разводки системы вентиляции. Также есть теплообменники, которые обслуживают только одну комнату, они чаще всего используются в квартирах. Более громоздкие и мощные рекуператоры (пластинчатые, роторные) устанавливаются в тандеме с системой вентиляции, которая может быть:

  • общеобменной – когда подача воздуха осуществляется в каждое помещение, а вывод общий в одном из помещений;
  • приточно-вытяжной – когда подача и вывод осуществляются в каждом помещении отдельно.

В обеих схемах разводки подача воздуха не устанавливается в санузле. Кроме этого, вывод из санузла и кухни лучше пускать мимо рекуператора, так как его фильтрующий элемент будет быстро забиваться.

Более компактные модели для одного помещения устанавливаются прямо в стене. Для них нужно сделать сквозное отверстие. Учитывая тот факт, что диаметр рекуператора достаточно большой, нужно знать, как сделать такое широкое отверстие:

  • отмечаете место, где должно быть отверстие – прикладываете рекуператор и обводите по кругу;
  • по периметру в пределах отмеченного круга просверливаете сквозные мелкие отверстия с минимальными отступами;
  • затем при помощи перфоратора удаляете перемычки между отверстиями.

После установки рекуператора все щели нужно запенить.

Источник: utepleniedoma.com

Особенности и принцип работы

Под рекуперацией принято понимать процесс теплообмена, когда идущий с улицы холодный воздух нагревается тёплым потоком, который удаляется из квартиры. Используемые установки отличаются простотой конструкции, они надежны, позволяя предупредить быстрое охлаждение помещения в зимнее время года. Работают рекуператоры на электричестве, при этом современное оборудование отличается экономичностью, а расход энергии будет в разы меньше, чем возможная экономия на обогреве помещения.


Принцип работы рекуператора

 

Принцип работы таких устройств чрезвычайно прост. Внутри рекуператора холодный и теплый поток встречаются, но не смешиваются. При этом происходит активная передача тепла холодному воздуху с улицы, который может нагреваться на 3−5 градусов. В каждом конкретном случае эффективность таких устройств и их функциональные возможности будут различаться, в зависимости от выбранной конструкции, типа техники, наличия или отсутствия дополнительных вентиляторов с теплонагревающими элементами.

Основные типы конструкций

Изначально устройства для рекуперации тепла в системах вентиляции представляли собой простейшую технику, выполненную в виде небольшого ящика с тонкой перегородкой. Сегодня появились многочисленные разновидности, которые отличаются своим принципом работы, наличием или отсутствием дополнительных нагревающих элементов, способом формирования воздушных потоков и рядом других характеристик.

Основные типы рекуператоров:

  • Роторные.
  • Пластинчатые.
  • Канальные.
  • Трубчатые.
  • С отдельным теплоносителем.

Пластинчатый рекуператор


Устройства с пластинчатым теплообменником используют перекрестный ток потоков, которые, не смешиваясь, эффективно передают тепло, нагревая тем самым помещение. КПД у таких установок в зависимости от их размера может составлять 60−80%. Они отличаются минимальными потерями давления, удобны в подключении и использовании, имеют компактную конструкцию, что позволяет располагать его внутри стен дома.

Комбинированные рекуператоры могут иметь два пластинчатых теплообменника, где формируется перекрестный поток воздуха. К преимуществам оборудования этого типа относится высокий коэффициент полезного действия, удобство подключения и простота обслуживания. Единственный недостаток таких установок — это существенная потеря давления, что вынуждает использовать дополнительные вентиляторы и нагнетатели для воздушного потока.

Рекуператор трубчатого типа

Пластинчатые промышленные теплообменники рекуператоров противоточного типа отличаются простотой конструкции, они обеспечивают КПД на уровне 90%, позволяя предупредить охлаждение помещения и эффективно нагревая поступающий в дом воздух с улицы. К недостаткам оборудования противоточного пластинчатого типа относят сложную конструкцию, высокую стоимость, а также увеличенные габариты.


Противоточные трубчатые бытовые теплообменники обеспечивают максимально возможную эффективность, имеют КПД на уровне 95%. Используя такой рекуператор в системе вентиляции, необходимо дополнительно подключать нагнетатели воздуха, так как потери давления могут составить 40−50%. Также недостатком установок этого типа являются их увеличенные габариты и высокая стоимость оборудования.

Разновидности роторных рекуператоров

Рекуперативные теплообменники роторного типа обладают показателем КПД на уровне 75−85%, они рассчитаны на одну квартиру и имеют небольшое сопротивление потоку. Предлагаются такие установки по доступным ценам, отличаются компактными габаритами, их монтаж и последующее обслуживание не представляет какой-либо особой сложности.

Самостоятельное изготовление рекуператора

Сегодня в продаже можно найти различные модели изготовленных в заводских условиях системы рекуперации воздуха для частного дома, которые отличаются качеством сборки, имеют высокие показатели КПД, а их монтаж не представляет сложности. Однако высокая цена такого оборудования отрицательно сказывается на его популярности на российском рынке.

Изготовление рекуператора в домашних условиях

Поэтому многие отечественные домовладельцы самостоятельно изготавливают нагреватели, выполнить которые можно из подручных материалов с использованием простейших инструментов. Нужно лишь продумать тип конструкции, а также рассчитать мощность установки, которая должна подходить под показатели производительности всей системы вентиляции в доме.

Проще всего сделать своими руками рекуператор для частного дома пластинчатого типа, который отличается простотой конструкции и эффективностью. Можно найти многочисленные схемы выполнения такого оборудования, что существенно упрощает работу, одновременно имеется возможность точного расчёта мощности конкретной установки.

К преимуществам самодельных пластинчатых рекуператоров принято относить следующее:

  • Длительный срок эксплуатации.
  • Простота используемых материалов и функциональных элементов.
  • Надежность конструкции.
  • Полная автономность и отсутствие привязки к электроснабжению.
  • Высокий КПД.

К минусам таких нагревателей для системы вентиляции принято относить лишь вероятность образования наледи при сильных морозах, что отрицательно сказывается на эффективности установки, вплоть до полного прекращения нагрева поступающего с улицы воздуха. Чтобы решить такие проблемы с обледенением, необходимо дополнительно утеплять рекуператор или устанавливать его в теплом обогреваемом помещении.

Большой популярностью пользуются самодельные рекуператоры кассетного типа, которые эффективны и при этом полностью решают проблемы с появлением конденсата и обледенением при низких температурах. Выполнить такие нагреватели и их кассеты можно из целлюлозы, а корпус устройства изготавливается из жести или любого другого металла, хорошо защищенного от коррозии.

Необходимые компоненты и материалы

Перед тем как непосредственно приступать к изготовлению рекуператора, необходимо подготовить используемые инструменты и материалы. Для такой работы потребуется следующее:

  • Компьютерный вентилятор.
  • Четыре фланца.
  • Уголок.
  • Метизы.
  • Герметик.
  • Клей.
  • Фанера или металл для корпуса аппарата.
  • Минеральная вата для утепления.
  • Деревянные рейки для основания.
  • Алюминиевые листы для изготовления кассет.

Можно использовать уже готовые целлюлозные кассеты, которые выпускаются для фильтров автомобилей и кондиционеров. Их использование позволяет существенно упростить изготовление рекуператора, повышая его мощность и в последующем упрощая обслуживание самодельного оборудования.

Пример схемы сборки рекуператора

Подыскать в интернете простые в реализации схемы изготовления самодельных рекуператоров не составит труда. Также простейшие чертежи можно выполнить самостоятельно с учетом мощности оборудования и необходимой производительности. Выполнять такое устройство без схемы изготовления не следует, так как в последующем сложно правильно собрать всю систему, что отрицательно сказывается на надежности оборудования и его эффективности.

Сборка нагревателя

Сборка рекуператора не представляет особой сложности. Необходимо нарезать не менее 70 листов металла с размерами сторон от 200 до 300 мм. Подготавливаются деревянные рейки, размеры которых должны полностью соответствовать сторонам нарезанных листов металла. Древесину следует обработать олифой, что предупредит гниение и потерю прочности у внутренних элементов теплообменника. Подготовленные рейки приклеивают клеем с двух сторон металлических квадратов. Собрав все заготовки, можно приступать к следующему этапу работы.

Самодельный рекуператор

Чередовать собранные квадраты следует с поворотом в 90 градусов, что позволит обеспечить перпендикулярное расположение кассет внутри рекуператора, гарантируя тем самым максимальную эффективность нагрева воздушных потоков без их смешивания. Верхний квадрат, к которому не крепят рейки, приклеивается к нижнему с помощью специального металлического клея. Дополнительно для повышения прочности конструкции ее стягивают уголками и фиксируют саморезами или аналогичным крепежом. Щели следует обработать герметиком, после чего формируют фланцевые крепления.

Теплообменник приточного рекуператора готов. Осталось выполнить из металла или пиломатериалов корпус устройства, смонтировать внутри каркаса сотовую кассету. Устанавливать теплообменник необходимо таким образом, чтобы он упирался в рёбра, формируя визуально ромб, через который в последующем будет проходить холодный воздух с улицы и удаляемый нагретый поток из дома.

Если корпус самодельного рекуператора изготавливается из древесины, следует обработать пиломатериалы специальными пропитками, что предупредит их гниение и быстрый выход из строя оборудования. В процессе работы на теплообменнике будет образовываться конденсат, который стекает с металлических кассет, скапливаясь на дне корпуса. Следует предусмотреть небольшие отверстия для удаления влаги, которые располагаются на одном уровне с дном корпуса устройства.

На последнем этапе работы крепят к деревянному или металлическому корпусу четыре фланца, которые выполняют из полипропиленовых труб или аналогичных материалов. Их фиксируют с использованием соответствующих хомутов и фитингов, дополнительно промазывая герметиком, чтобы обеспечить максимально возможную герметичность изготовленного корпуса устройства.

Минеральная вата

Для повышения эффективности самодельного вентиляционного рекуператора его следует дополнительно обшить минеральной ватой, которая предупреждает теплопотери и образование конденсата. Последний часто появляется, если такое оборудование установлено на открытом воздухе или же в неотапливаемом помещении.

На входе установки можно смонтировать воздушные фильтры, которые обеспечивают первичную очистку воздуха от имеющихся загрязнений, тополиного пуха и различных аллергенов.

Использование рекуператора в системе вентиляции частного дома позволяет расширить функциональные возможности такого оборудования, предупреждая быстрое охлаждение комнат в зимнее время года, что экономит расходы домовладельца на оплату коммунальных услуг. Хозяева могут приобрести уже готовые обогреватели, которые отличаются компактными размерами, простотой монтажа и эффективностью. Также можно изготовить рекуператор своими руками, что позволит сократить расходы на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.

Источник: TopVentilyaciya.ru

О принципе рекуперации

Термин рекуперация происходит от латинского слова, означающего обмен, передачу чего-либо. В контексте вентиляции под этим понятием подразумевается передача тепла от вытяжного воздуха приточному без смешивания двух потоков. Первоначально интерес к устройствам рекуперации диктовался преимущественно тенденциями новаторства и перспективами экологической безопасности. Позже стало понятно, что это по-настоящему действенный способ оптимизировать энергетическую эффективность здания.

Рекуператор воздуха

   Принцип работы рекуператора воздуха

Принцип возвратного теплообмена имеет количественное выражение. Эффективность теплопередачи тепла растёт вместе с повышением разницы температур. Также ввиду отсутствия смешивания потоков очевидно, что полноценная работа устройства возможна только при достаточно высоком отношении площади теплового контакта к массе проходящего через рекуператор воздуха.

По сути и принципу действия каждый рекуператор — это экономайзер, собирающий отходы низкопотенциальной энергии и направляющий их для совершения полезной работы. Для рекуперации тепла не свойственен высокий КПД, однако в хорошо утеплённых зданиях утечки тепла через вентиляцию относятся к основным потерям, поэтому их сокращение — важнейшая задача для обеспечения как можно более низкого теплового баланса.

Технологические решения

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

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

Рекуператор воздуха

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

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

Рекуператор воздуха

   Пластинчатый рекуператор

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

Рекуператор воздуха

   Трубчатые рекуператоры

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

Рекуператор воздуха

   Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором

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

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

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

Определение производительности

Для рекуператора как части вентиляции наиболее важными являются три параметра: приведённое аэродинамическое сопротивление, допустимый проток и эффективность, выраженная в отношении возвращённого тепла к общему количеству энергии, содержащейся в воздухе при действующей дельте температур. Это отношение непостоянно: чем холоднее приточной воздух, тем в целом эффективнее работает рекуператор, причём зависимость этих изменений не линейная. Поэтому так важно обращать внимание на диаграммы изменения основных характеристик в зависимости от прочих условий.

Q = S · v · 3600

где:

  • Q — пропускная способность вентканала, м3/ч;
  • S — площадь сечения канала, в м2;
  • v — скорость потока, м/с.

Kt = (T3 – T1) / (T2 – T1)

где:

  • Kt — коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
  • T1 — температура наружного воздуха, °C;
  • T2 — температура воздуха в помещении, °С;
  • T3 — температура приточного воздуха, °С.

Первоначальный критерий — допустимая величина протока — определяется параметрами системы вентиляции. Разумеется, воздухообмен не может быть ниже норм, установленных СНиП: 3 м3/ч·м2 или 30 м3/ч на каждого человека при норме обеспеченности пространством менее 20 м3/чел. При этом общая кратность воздухообмена за час должна составлять не менее 0,35. Если параметры системы вентиляции на данный момент не соответствуют норме, рекуператор выбирается по нормативным требованиям, а система вентиляции впоследствии дорабатывается.

Если производительность рекуператора с принудительным движением воздуха превышает пропускную способность системы вентиляции более чем на 50%, избыточный шум устраняется установкой глушителя. Также нужно помнить, что производительность вентилятора на приточном канале выше, чем на вытяжном, разницу нужно выбирать в соответствии с количеством дополнительных точек естественного удаления воздуха.

Рекуператор воздуха

  Воздушный рекуператор тепла и влаги

Не существует определённых требований к энергоэффективности установки, в целом этот параметр важен для определения выгодности покупки. Оценить условный КПД прибора можно по онлайн-калькуляторам и данным от производителя, за точку отсчёта принимается разница температур приточного воздуха. Дополнительно нужно обратить внимание на ограничения по влажности воздуха и разнице температур, из-за несоответствия этих показателей возможно обмерзание рекуператора зимой.

Управление рекуператором

Как правило, рекуператоры служат активным элементом принудительной системы вентиляции или как минимум подразумевают возможность регулировать интенсивность воздухообмена. Можно назвать несколько способов наладить взаимодействие между рекуператором и остальными компонентами.

В самом простом случае рекуператор не имеет устройств принуждения потока, но при этом оснащается регулируемой заслонкой. Она необходима, чтобы обеспечивать корректное соотношение между пропускной способностью теплообменника и текущей мощностью вентилятора в зависимости от места расположения последнего. В одном случае встроенный в рекуператоре блок управления регулирует скорость вращения вентилятора, но также возможен вариант, где используется ПЛК со встроенным пропорциональным регулятором, настройка которого проводится опытным путём.

Рекуператор воздуха

   ПЛК для управления вентиляцией

В другом случае рекуператор служит единственным устройством принуждения потока и, соответственно, только скорость работы его вентиляторов определяет интенсивность воздухообмена. Для таких устройств предусмотрено ручное переключение режимов, а также внутренние алгоритмы управления, оптимизирующие теплообмен в зависимости от текущей разницы температуры. Самые совершенные в плане эргономики установки подключаются к системе общедомовой автоматизации и самостоятельно подстраивают производительность в зависимости от количества людей или опираясь на данные комнатных газоанализаторов.

Место и способ установки

Рекуператоры бывают напольной и подвесной потолочной установки. Есть и третий вариант — точечные стеновые рекуператоры, которые монтируются в каждом помещении, соседствующим с улицей, и не требуют прокладки дополнительных коммуникаций.

Варианты потолочной установки интересны возможностью спрятать техническое оснащение дома в полости подвесных или натяжных потолков. Такие устройства немного дороже из-за требований к компактности, в то же время для их подключения не требуются дополнительные обводные каналы. Очевидный минус такого типа размещения — повышенная шумность, обусловленная малым удалением работающих двигателей от вентиляционных решёток.

Рекуператор воздуха

   Способ установки рекуператора в квартире

Напольные (и настенные) рекуператоры ориентированы на установку в технических помещениях. Их производительность не ограничена габаритами, но требуется качественно выполнить систему обвязки. Как правило, устройства этой категории используют по совместительству с системами воздушного отопления и кондиционирования.

Монтаж рекуператора

Сама установка и подключение рекуператора ограничиваются его механическим креплением к капитальной поверхности и стыковкой с общим вытяжным и приточным каналами. После этого места соединений герметизируются, а сам рекуператор облачается в специальный корпус, выполняющий одновременно функцию теплозащиты и шумопоглощения.

Гораздо сложнее дело обстоит с проектированием систем вентиляции, если в них предусмотрена установка рекуператора. Для канальных рекуператоров требуется прокладка двух воздуховодов в каждую жилую комнату для забора и подачи воздуха. При этом важно рассчитать живое сечение вентиляционных решёток и правильно подобрать раструбы, чтобы избежать возникновения дополнительных шумов.

Рекуператор воздуха

   Установка приточно-вытяжной вентиляции

В структуре общедомовой вентиляции рекуператоры обеспечивают воздухообмен только между жилыми помещениями. Вытяжные каналы из кухни и санузлов обычно устраиваются в обход теплообменника из-за чувствительности последнего к грязному воздуху и высокой влажности. На такой случай можно рекомендовать установку дополнительного узла фильтрации воздуха с жироулавливающими и дисперсными фильтрами. Также можно сделать выбор в сторону многоканальных рекуператоров, конструкцией которых предусмотрено подключение вспомогательного контура вентиляции для технических помещений.

 

Смотрите также по теме:

   Фанкойл. Новый уровень комфорта в помещении!

   Повышение энергосбережения в бизнесе. Современный подход к технологиям.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[mailpoet_form id=»1″]

Источник: powercoup.by

Понятие рекуперации: принцип работы теплообменника

В переводе с латинского, рекуперация означает возмещение или обратное получение. В отношении теплообменных реакций, рекуперация характеризуется как, частичный возврат энергии, затраченной на проведение технологического действия с целью применения в этом же процессе.

В вентиляционной системе принцип рекуперации используется для экономии тепловой энергии.

По аналогии происходит рекуперация охлаждения в жаркую погоду – теплые приточные массы нагревают выводимую «отработку» и их температура понижается.

Процесс регенерации энергии осуществляется в рекуперационном теплообменнике. Устройство предусматривает наличие теплообменного элемента и вентиляторов для прокачивания разнонаправленных воздухопотоков. Для управления процессом и контроля качества подачи воздуха используется система автоматики.

Конструкция разработана так, чтобы приточные и вытягиваемые потоки находились в отдельных отсеках и не смешивались – теплоутилизация осуществляется через стенки теплообменника.

Разобраться и понять, что такое вентиляция с рекуперацией поможет наглядная схема циркуляции воздуха.

Целесообразность рекуператора в вентиляции

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

Необходимость использования рекуперации тепла наиболее актуальна в зданиях с принудительным выводом воздуха. Как правило, это малоинерционные строения, возведенные с использованием инновационных теплоизоляционных технологий (дома из сэндвич-панелей, газосиликатных плит, пеноблоков).

В таких постройках стены плохо аккумулируют тепло, а естественный воздухообмен малоэффективен.

Однако проблемы с циркуляцией воздуха характерны и для «традиционных» построек из кирпича и бетона. Наличие герметичных тепло-звукоизолирующих ПВХ-окон блокирует циркуляцию с естественным побуждением – приток свежего воздуха останавливается, а тяга в вентканале опрокидывается или стремится к нулю.

Решение проблемы «евроокон» – организация принудительной вентиляции. Система восстанавливает воздухообмен, но при этом теплопотери увеличиваются до 60%. И здесь уже не обойтись без тепловой рекуперации.

Показатель КПД вентиляционной рекуперации тепла:

  • 0% – открытое окно – теплый воздух удаляется в атмосферу, а холодный попадает вовнутрь, понижая температуру в помещение;
  • 100% – приточный воздух разогревается до температуры «отработки» – технически реализовать невозможно;
  • 30-90% – допустимый параметр, хорошей считается рекуперация с эффективностью 60% и более, КПД свыше 80% – отличный теплообмен.

Эффективность системы зависит от типа рекуператора, габаритов помещения и расхода воздуха. В любом случае, использование рекуперационной вентиляции даже с КПД в 30% выгоднее, чем ее отсутствие. Кроме существенной экономии на энергоресурсы, «регенерация» тепла улучшает общий микроклимат в помещении.

Недостатки использования теплообменника:

  1. Энергозависимость. Покупка климатического оборудования оправдана, если потребление электроэнергии будет значительно меньше, чем ее экономия после установки рекуператора.
  2. Выпадение конденсата. Из-за разности температур на стенках теплообменника может конденсироваться влага. Зимой есть вероятность обледенения, что чревато стремительным снижением КПД или выходом рекуператора из строя.
  3. Шумная работа. Некоторые модели в процессе эксплуатации издают гул. Если днем этот недостаток не особо ощутим, то ночью шум доставляет дискомфорт. Рекуператоры с улучшенной изоляцией работают тихо.

Высокие первоначальные инвестиции часто становятся главным аргументом против энергоэффективной вентиляции.

Особенности разных видов теплообменников

Конструкция рекуператора определяет схему движения теплоносителя, эффективность вентиляционной системы, класс энергопотребления и стоимость оборудования. Применяется пять вариантов теплообменников: пластинчатый, роторный, тепловые трубки, камерные устройства и модели с промежуточным теплоносителем.

Пластинчатый рекуператор – простота конструкции

Основа теплообменника – герметичная камера с множеством параллельных воздуховодов. Каналы разделены перегородками – теплопроводящими пластинами, изготовленными из стали или алюминия.

Потоки газов движутся навстречу друг друга, пересекаются в кассете рекуператора, но не перемешиваются. Тепловой обмен осуществляется за счет единовременного охлаждения и нагрева пластинок с разных сторон.

Достоинства перекрестного теплообменника:

  • простота монтажа и настройки оборудования;
  • исключение контакта воздушных масс;
  • доступная стоимость и компактные габариты;
  • отсутствие трущихся и подвижных деталей.

Показатель эффективности варьируется в диапазоне 40-70%.

Основной недостаток пластинчатой модели – оседание конденсата в вытяжном канале и образование наледи зимой. Для размораживания агрегата входящая струя перенаправляется в обход теплообменника, а теплый выходящий поток растапливает лед на пластинах.

Возможны два пути решения проблемы:

  1. Предварительный подогрев поступающего воздухопотока до температуры, при которой образование наледи исключено.
  2. Рекуператор с пластинами из гигроскопической целлюлозы. Материал впитывает влагу из отработанных воздушных масс и передает ее вновь поступающим потокам.

При выборе перекрестного теплообменника следует учесть эксплуатационные особенности пластин.

Их характеристики зависят от материала изготовления:

  1. Алюминиевая фольга – доступная стоимость, но ограниченная производительность зимой. Кроме того, не рекомендовано для жилых помещений из-за просушивания воздуха. Модификации с алюминиевой «начинкой» – оптимальный вариант для бань и бассейнов.
  2. Пластиковые перегородки – по цене аналогичны металлическим изделиям, но отличаются улучшенной эффективностью работы.
  3. Целлюлозный теплообменник – препятствуют обмерзанию и поддерживают нормальное влагосодержание внутри помещения.

Гигроцеллюлозный рекуператор наиболее экономичен и оптимален для вентиляции жилых построек.

Роторный рекуператор – высокая эффективность системы

Теплообменник представлен в виде цилиндра, заполненного прослойками гофрированного металла. По мере вращения барабанной установки в каждый отсек поочередно поступают теплые или холодные струи воздуха.

КПД теплообмена определяется скоростью вращения ротора, эффективность работы можно регулировать.

Аргументы «за» роторный рекуператор:

  • возврат тепла до 65-90%;
  • экономичность расхода электроэнергии;
  • частичное возмещение влаги – можно обойтись без увлажнителя;
  • период окупаемости – до 4-х лет.

Несмотря на высокую эффективность, теплообменник барабанного типа не стал лидером среди аналогичных установок.

Минусы вентиляционной системы:

  1. Подмес загрязненного воздуха в приток. Через микроканалы поочередно циркулируют вытяжные и приточные массы, поэтому около 3-8% «отработки» возвращаются обратно. Барабан часто передает запах исходящего воздуха.
  2. Сложность конструкции. Вращающиеся части ротора нуждаются в регулярном обслуживании и периодической замене. Движущиеся элементы во время работы издают шум и вибрацию.
  3. Высокая стоимость. Цена на роторные модели выше, чем на пластинчатые изделия. Это обусловлено использованием сложной механики в конструкции барабанного теплообменника.
  4. Большие размеры. Монтаж осуществляется в просторной венткамере.

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

Связанные теплообменники – гликолевая модель

Рекуперационную установку с промежуточным теплоносителем из-за конструктивных особенностей часто называют связанными теплообменниками или глеколевым агрегатом. Это одна из самых гибких систем теплоутилизации. Один теплообменник врезается в приточный канал, а второй – в вытяжку.

Принцип работы. Гликолиевый состав циркулирует между теплообменниками. Температура теплоносителя возрастает благодаря разогретому удаляемому потоку, а затем тепловая энергия передается свежему воздуху. Замкнутая система исключает смешивание встречных воздушных масс.

Особенности работы теплообменников с теплоносителем:

  • КПД – 45-55%;
  • регулировка эффективности с помощью насоса – выбирается скорость движения антифриза;
  • возможность размещения приточно-вытяжных воздуховодов удаленно друг от друга (до 800 м);
  • монтаж рекуператора осуществляется вертикально или горизонтально;
  • в сильный мороз поверхность вытяжного теплообменника обмерзает – появляется лед; использование антифриза позволяет эксплуатировать рекуператор, не прибегая к разморозке;
  • срок окупаемости системы – до 2-х лет;
  • допустима комбинация 1 вытяжки и нескольких притоков или наоборот.

Объем удаляемого и поступаемого воздуха должен быть приблизительно равным. Такие рекуператоры обычно используются, если приток токсичен или сильно загрязнен, когда смешивание потоков недопустимо.

Камерный узел – универсальность применения

Конструктивно, камерный теплообменник – закрытый короб, разделенный внутри движущейся заслонкой. Открывающаяся перегородка определяет схему работы рекуператора.

В результате – приток движется вдоль теплых стенок первого воздуховода, а «отработка» нагревает поверхность второй камеры. В определенный момент перегородка становится обратно и цикл повторяется.

Преимущества камерного теплообменного узла:

  • КПД – 80-90%;
  • в тандеме с качественной теплоизоляцией расходы на отопление сводятся к минимуму;
  • простота монтажа – помощь специалистов понадобится при выборе параметров вентустановки;
  • сохранение уровня влажности;
  • исключено обмерзание системы.

Камерный рекуператор – отличный вариант для регионов, где в течение года длительный период наблюдается существенный дисбаланс между температурой внутри помещения и на улице.

К недостаткам узла регенерации тепла относятся:

  • необходимость регулярного техобслуживания подвижных элементов;
  • встречные воздушные струи частично смешиваются – запахи и примеси могут поступать обратно в здание.

Для сокращения подмеса система комплектуется фильтрующим элементом. Воздух становится чище, но эффективность рекуператора падает.

Тепловые трубки – закрытая система теплообмена

Рекуператор состоит из множества медных или алюминиевых трубок, заполненных легкоиспаряющимся веществом, например, фреоном. Принцип функционирования трубчатого теплообменника базируется на физических процессах – изменении состояния вещества при нагревании.

Газ поднимается и отдает тепловую энергию притоку, после чего фреон конденсируется и стекает вниз рекуператора. Термический цикл повторяется по кругу.

Технико-эксплуатационные характеристики трубчатого теплообменника:

  • эффективность устройства – до 65%;
  • бесшумность работы благодаря отсутствию движущихся элементов;
  • простота конструкции и неприхотливость в обслуживании;
  • компактность –  небольшие габариты и незначительный вес;
  • энегронезависимость – теплоноситель циркулирует естественным путем;

Веское преимущество состоит в том, что воздушные потоки притока и обратки не перемешиваются.

Слабые стороны тепловых трубок:

  • высокий уровень КПД достигается при узком температурном диапазоне – при резком перегреве весь фреон испаряется, а при недостаточном нагреве интенсивность парообразования замедляется;
  • невысокая прочность трубок – изменение формы или разгерметизация снижает работоспособность оборудования.

Трубчатые рекуператоры применяются в частном строительстве, в административных, офисных зданиях и небольших промышленных площадях.

Способы организации рекуперативной вентиляции

Рекуперация обустраивается одним из способов: централизованно и децентрализовано. В первом случае через теплообменник проходят вентиляционные потоки со всего помещения, во втором – с одной комнаты.

Централизованный комплекс – приточно-вытяжная установка

Централизованная система обустраивается на этапе строительства или капитальной модернизации вентсистемы.

ПВУ с рекуператором обеспечивает достаточный воздухообмен даже в домах с герметичными окнами. При этом воздухопотоки распределяются равномерно, не создавая сквозняков.

Комплексные приточно-вытяжные установки моноблочного типа укомплектованы:

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

Функционал некоторых ПВУ расширен таймером отсрочки работы, регулятором мощности, датчиками уровня влажности и тд.

Хорошо зарекомендовали себя рекуперационные моноблочные ПВУ производства: «Вентс» (Украина), Dantherm (Дания), «Daikin» (Япония), «Dantex» (Англия).

Локальные агрегаты – дополнение к действующей вентсистеме

Для восстановления циркуляции воздушных масс в эксплуатируемом помещении подойдут децентрализованные приточники с рекуперацией тепла.

Они врезаются в фасад здания или монтируются через окно. Их основная задача – улучшение приточной вентиляции в доме.

Особенности децентрализованных вентсистем с рекуперацией:

  • КПД – 60-96%;
  • невысокая производительность – устройства рассчитаны на обеспечения воздухообмена в помещениях до 20-35 кв.м;
  • доступная стоимость и широкий выбор агрегатов, начиная от обычных стеновых клапанов до автоматизированных моделей с многоступенчатой системой фильтрации и возможностью регулировки влажности;
  • простота монтажа – для ввода в эксплуатацию не требуется прокладка воздуховодов, установить стеновой клапан можно самостоятельно.

Популярные производители локальных рекуператоров: Prana (Украина), O.Erre (Италия), Blizzard (Германия), Вентс (Украина), Aerovital (Германия).

Выводы и полезное видео по теме

Сравнение работы естественной вентиляции и принудительной системы с рекуперацией:

Принцип функционирования централизованного рекуператора, расчет КПД:

Устройство и порядок работы децентрализованного теплообменника на примере стенового клапана Prana:

Через вентсистему из помещения уходит порядка 25-35% тепла. Для сокращения потерь и эффективной теплоутилизации используются рекуператоры. Климатическое оборудование позволяет задействовать энергию отработанных масс для нагрева поступающего воздуха.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе разных вентиляционных рекуператоров? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к публикации, делитесь опытом эксплуатации таких установок. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Источник: sovet-ingenera.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.