Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

С развитием технологий энергосбережения на рынке систем вентиляции и кондиционирования особую популярность получили рекуператоры воздуха – устройства для передачи тепловой энергии от вытяжного воздуха к приточному.

Что такое рекуператор и каковы его функции

Рекуператор – это устройство, которое предназначено для передачи тепловой энергии от вытяжного выбрасываемого воздуха к приточному воздуху, подаваемому в помещение. В данном случае под тепловой энергией понимается как тепловая, так и холодильная, то есть вытяжной воздух может отдавать приточному как своё тепло, так и свой холод, соответственно, нагревая или охлаждая его.

Основной функцией рекуператора является получение полезной энергии от  удаляемого воздуха из помещения. Эта функция дополняется условием: потоки не должны смешиваться, то есть приточный воздух не должен хоть сколько-нибудь значительно загрязняться отработанным вытяжным воздухом.  В системах вентиляции и кондиционирования такое получение энергии актуально как зимой, так и летом.

В зимнее время задачей рекуператора является осуществление «бесплатного» нагрева приточного воздуха за счёт вытяжного.

Для этого холодный поток воздуха с улицы и тёплый вытяжной поток воздуха из помещения подаются в теплообменник, где вытяжной воздух нагревает приточный.

Так как вытяжной воздух всё равно был бы выброшен на улицу, можно говорить о том, что данный нагрев происходит «бесплатно».

Для вентиляционной установки такой нагрев позволяет существенно сэкономить на мощности электрического или водяного калорифера. Предположим, температура подаваемого в помещение воздуха зимой должна составлять +18 °С, а наружная температура составляет -26 °С. Таким образом, мощность нагревателя в системе без рекуператора следовало бы рассчитывать исходя из нагрева на 18-(26)=44°С.

При использовании рекуператора приточный воздух может быть нагрет за счёт вытяжного воздуха, например, до температуры +10 °С. В этом случае мощность нагревателя следовало бы рассчитывать исходя из нагрева всего на 18-10=8 °С. Так как мощность нагревателя прямо пропорциональна разнице температур, то рекуператор позволил бы сэкономить (44-8)/44 = 82% мощности вентустановки.

Принцип работы рекуператора с промежуточным теплоносителем

Существует тип вентиляции, когда приточный и вытяжной потоки циркулируют в разных местах помещения либо здания. В этом случае для рекуперации вентиляционной системы лучшим вариантом будет монтаж теплообменной установки с промежуточным теплоносителем.

Принцип работы такого рекуператора заключается в переносе тепловой энергии от одного воздушного потока к другому циркулирующим в системе жидким теплоносителем.

Для передачи тепла могут использовать как обыкновенную воду, так и специальный состав, к примеру, водно-гликолевый раствор.

В случаях, когда засасываемый снаружи воздух имеет минусовую температуру, могут использоваться антифризы с температурой кристаллизации от -35°С и ниже.

Рекуператор, имеющий промежуточный теплоноситель, предпочитают устанавливать в тех случаях, когда нет возможности разместить теплообменный узел другого вида. Это объясняется невысоким КПД установки – эффективность варьируется в пределах 45-60%.

Что такое рекуператор?

Благодаря теплоутилизатору, тепло, забираемое из удаляемого воздуха, передается приточному. При этом конструкция рекуператора определяет условия его применения, эффективность и качество приточного воздуха на выходе из устройства. 

В соответствии со стандартами, утилизаторы тепла делятся на 4 категории:

  • рекуперативные теплоутилизаторы. Теплообмен между воздушными потоками происходит через разделяющую перегородку.
  • регенеративные теплоутилизаторы. Тепло воздуха передается промежуточному аккумулятору, а затем этот накопитель отдает тепло приточному потоку.
  • регенеративные с промежуточным теплоносителем. Теплоноситель контактирует с воздухом через разделяющую поверхность, а перенос тепла осуществляется газообразным или жидкостным теплоносителем.
  • тепловые насосы. О данной категории теплоутилизаторов читайте в статье по ссылке.

Все категории теплоутилизаторов обладают такими преимуществами как:

  1. Высокая экономичность, благодаря снижению расходов на эксплуатацию
  2. Уменьшение нагрузки на окружающую среду благодаря снижению энергопотребления
  3. Снижение расходов предприятия за счет уменьшения расходов на отопление и кондиционирование.

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.

Рекуператор воздуха для дома – для чего он нужен?

Вентиляционные устройства, которые способствуют движению воздуха и имеющие теплообменник, помогают сохранить комфортную температуру в доме и сберечь здоровье его жителей. Благодаря воздухообменнику в доме не будет скопления углекислого газа, не возникнет сырости и посторонних неприятных запахов.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Принудительная вентиляция освобождает воздух в помещении от раздражающей пыли, пыльцы растений и других аллергенов. Ещё одна причина, по которой стоит использовать рекуператор для частного дома – выгодная экономия на отоплении.

Виды, устройство и принцип работы рекуператоров

Какого бы вида он ни был, рекуператор по своей сути – это теплообменник.

Это может быть один теплообменник, в котором приточный и вытяжной потоки воздуха обмениваются теплом через тонкие стенки, или два теплообменника.

Во втором случае в первом теплообменнике вытяжной воздух отдаёт своё тепло некоторому промежуточному теплоносителю, а во втором теплообменнике этот промежуточный теплоноситель отдаёт своё тепло приточному воздуху.

Выделим основные виды рекуператоров и рассмотрим каждый из них в отдельности:

  • Роторный рекуператор
  • Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор
  • Рекуператор с промежуточным теплоносителем
  • Камерный рекуператор
  • Фреоновый рекуператор

Роторный рекуператор

Роторные рекуператоры DANTEX имеют одни из самых высоких показателей эффективности на рынке. Они представляют собой большое колесо (ротор), ось вращения которого совпадает с линиями движения воздуха, а расположена она между потоками таким образом, что половина ротора находится в зоне вытяжного воздуха, а вторая половина – в зоне приточного воздуха.

Ротор не является сплошным и представляет собой набор соединенных между собой пластин. Воздух может свободно проходить между пластинами, в буквальном смысле, сквозь ротор.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Роторный рекуператор

Медленно вращаясь, некоторая часть ротора сначала контактирует с вытяжным воздухом, который её нагревает. Спустя некоторое время эта часть ротора переходит в зону приточного воздуха, где нагревает его, отдавая накопленное ранее тепло. Сразу после этого она вновь переходит в зону вытяжного воздуха и нагревается. Цикл замыкается.

Во время перехода из зоны вытяжного воздуха в зону приточного и обратно, ротор между пластинами увлекает за собой некоторое количество воздуха, то есть, наблюдается смешивание потоков. Однако на практике смешивание потоков в роторных рекуператорах DANTEX настолько мало, что им обычно пренебрегают (составляет около 5%).

Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор

Ещё один вид рекуператоров, предназначенных для применения в моноблочных приточно-вытяжных установках – это перекрестно-точные рекуператоры на базе пластинчатого теплообменника.

В отличие от роторных, данные аппараты не имеют движущихся частей. Они представляют собой пластинчатый теплообменник, по каналам которого движется приточный и вытяжной потоки воздуха. Эти каналы чередуются. Таким образом, каждый поток вытяжного воздуха через стенки контактирует с двумя потоками приточного воздуха, а каждый поток приточного – с двумя потоками вытяжного.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Приточно-вытяжные установки с пластинчатым рекуператором

Перекрестно-точные рекуператоры DANTEX спроектированы таким образом, чтобы максимизировать площадь контакта между потоками. Именно этим и объясняется высокая эффективность теплообмена и, как следствие, высокая эффективность рекуперации тепла (до 70%).

Помимо обычных перекрестно-точных, в вентустановках DANTEX также применяются гексагональные рекуператоры. Они представляют собой смесь перекрестно-точного и противоточного теплообменников. Противоточные аппараты имеют более высокую эффективность, поэтому такой симбиоз идёт на пользу, и эффективность рекуперации вырастает до 77%.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Гексагональные пластинчатые рекуператоры в приточно-вытяжных установках

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Третий вид рекуператоров – аппараты с промежуточным теплоносителем. Такие установки имеют два ключевых преимущества. Во-первых, они позволяют реализовать принципы рекуперации для раздельных и даже удалённых друг от друга приточных и вытяжных установок. Во-вторых, ими могут быть дополнены существующие системы вентиляции, которые изначально не предполагали рекуперацию тепла.

Читайте также:  Стальные трубы для газопроводов

Итак, рекуператор с промежуточным теплоносителем представляет собой два теплообменника, устанавливаемых, соответственно, в приточной и вытяжной системах вентиляции, которые соединены трубопроводами с теплоносителем.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Зимой вытяжной воздух нагревает теплоноситель. Далее он при помощи насоса перекачивается в теплообменник приточной установки, где отдаёт своё тепло, нагревая приточный воздух. После этого он вновь направляется в теплообменник вытяжной установки.

Расстояние, на которое может перемещаться теплоноситель, практически не ограничено, поэтому вентустановки могут находиться на значительном удалении друг от друга, например, одна в подвале здания, а вторая – на кровле.

Не стоит забывать, что увеличение трассы теплоносителя требует установки более мощного насоса, повышает стоимость трубопроводов и их монтажа, а также повышает потери тепла. Таким образом, чрезмерное увеличение трассы ведёт к удорожанию системы и снижению её эффективности.

Тем не менее, в рамках здания такие системы достаточно широко распространены и окупают себя.

Камерный рекуператор

В рекуператорах камерного типа роль теплопередающей поверхности играет стенка камеры. При помощи специальной заслонки траектория движения вытяжного воздуха регулируется таким образом, что он проходит через одну половину камеры и нагревает её, а приточный воздух – через другую половину камеры.

Вскоре заслонка поворачивается, и теперь приточный воздух проходит через первую (нагретую) половину камеры, за счёт чего нагревается сам. В свою очередь вытяжной воздух проходит через вторую (остывшую) половину камеры и нагревает её. Далее заслонка возвращается в прежнее положение, и процессы повторяются.

Фреоновый рекуператор

Во фреоновых рекуператорах задействованы сразу два физических явления – смена агрегатного состояния вещества, и тот факт, что жидкость имеет более высокую плотность, нежели пар, вследствие чего жидкость всегда оказывается в нижней части ёмкости. Рассмотрим эти явления более подробно.

Во фреоновом рекуператоре между потоками вытяжного и приточного воздуха расположены кольцеобразные трубки с хладагентом.

Поток вытяжного воздуха всегда должен быть ниже приточного и контактировать с нижней частью трубок.

В них накапливается жидкий хладагент, который забирает тепло из вытяжного воздуха, выкипает и поднимается наверх, в зону приточного воздуха. Там он отдаёт своё тепло, конденсируется и опускается вниз.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Фреоновый рекуператор

Эффективность рекуператора

Важнейшей характеристикой рекуператора является его эффективность. Она показывает, как сильно рекуператор смог нагреть приточный воздух относительно идеального варианта.

За идеальный вариант при этом принимается случай, когда приточный воздух нагрет до температуры вытяжного воздуха. На практике такой вариант недостижим, и нагрев происходит до некой промежуточной температуры Tп.

Формула эффективности выглядит следующим образом:

K=  (T_П-Т_Н)/(T_В-Т_Н ), где:

  • ТП – температура приточного воздуха после рекуператора, °С,
  • ТН – температура наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С,
  • ТВ – температура вытяжного воздуха до рекуператора, °С.

Данная формула учитывает изменение явного тепла в потоках воздуха. Однако у потоков может меняться и относительная влажность, и тогда лучше прибегать к расчёту эффективности рекуператора по полному теплу. Формула схожа по виду с предыдущей, но отталкивается от энтальпий потоков воздуха:

K=  (I_П-I_Н)/(I_В-I_Н ), где:

  • IП – энтальпия приточного воздуха после рекуператора, °С,
  • IН – энтальпия наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С,
  • IВ – энтальпия вытяжного воздуха до рекуператора, °С.

Первая формула позволяет быстро оценить эффективность рекуперации. Для более точных результатов следует использовать вторую формулу.

 Сфера применения

Гликолевые рекуператоры применяются:

  • В двухконтурных системах вентиляции.
  • На предприятиях, где не перемешивание воздушных потоков является приоритетным.
  • В вентиляционных системах по которым могут транспортироваться взрывоопасные газы.

 Наиболее часто используют данное оборудование на предприятиях, в которых необходимо поддерживать различную температуру в помещениях.

Кроме того, использование гликолевого рекуператора позволяет объединить две вентиляционные системы в единое целое, при этом не давая возможности соприкасаться воздушным потокам.

Окупаемость таких устройств зависимости от региона, с определенными температурными показателями и интенсивности использования устройства.

Камерный рекуператор воздуха

Основу данного рекуператора воздуха составляет камера, разделённая заслонкой.

Заслонка регулирует движение воздушных потоков с таким расчетом, что тёплый вытяжной воздух нагревает стенки камеры, через которые затем пропускается приточный. Благодаря этому в системе осуществляется рекуперация тепла.

Такая система не является изолированной и допускает смешение потоков воздуха, но имеет высокий показатель эффективности – порядка 70-80%.

Расчет рекуператора

Чтобы правильно подобрать и рассчитать рекуператор, нужно иметь достаточно данных о параметрах потоков, между которыми предстоит теплообмен. Во первых нужно знать какую среду вы удаляете ( есть ли агрессивные вещества, пыль или другие загрязнения и другое).

Это поможет определить необходимый тип рекуператора. И конечно же нужно знать теплофизические свойства нагреваемого и охлаждаемого потоков, дабы легко произвести расчеты.

И самое главное устанавливают нужную тепературу на входе в рекуператор и на выходе, допустимые аэродинамические потери давления.

Расчет рекуператора происходит в 2 этапа:

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Надеемся наша статья была вам полезной и вы воспользуетесь изложенной информацией.

Как усовершенствовать рекуператор воздуха для дома

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемыРекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемыТочный подбор фильтра обеспечит хорошую очистку при разумной нагрузке вентилятора

Рекуперация тепла в системах вентиляции: применение, уровень влажности, конструкция и инструкции по их работе

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Рекуперация тепла стала довольно часто использоваться в последнее время в системах вентиляции. Если рассматривать более подробно сам процесс, то сначала следует определиться и понять, что означает сам термин рекуперация. Рекуперация тепла в системах вентиляции означает, что пропускаемый воздух, который удаляется специальными установками, пропускается сквозь систему фильтров и подается обратно.

Рекуперация и вентиляция

Стоит обратить особое внимание на то, что в вентиляционных системах с долей отработанного воздуха вытягивается и часть тепла из помещения. И вот именно данная тепловая энергия и возвращается обратно.

Данные системы эффективно применяется на больших производствах и в крупных цехах, поскольку, чтобы обеспечить оптимальную температуру для таких помещений зимой необходимо подвергнуть себя большим затратам. Данные установки же позволяют значительно компенсировать такие потери и сократить затраты.

Даже в частном доме вентиляционные установки с рекуперацией тепла сегодня будут достаточно актуальны. Даже в индивидуальном доме всегда выполняется вентиляция и при циркулировании воздуха тепло точно также уходит из любого помещения. Согласитесь, что загерметезировать здание полностью и тем самым избежать всяких потерь тепла просто невозможно.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Процесс рекуперации

Сегодня данные системы стоит применять даже в частном доме по следующим причинам:

  • Для быстрого удаления воздуха с большой примесью углекислого газа;
  • Для притока необходимого количества свежего воздуха в жилые помещения;
  • Для устранения повышенной влажности в комнатах, а также устранения неприятных запахов;
  • Для экономии тепла;
  • А также для удаления пыли и вредных микроорганизмов, которые могут в ней содержаться.

Системы приточного типа с рекуперацией

Приточная установка с рекуперацией тепла начинает пользоваться все большим спросом среди частных домовладельцев. И ее достоинства, особенно в холодный период года, очень высоки.

Как известно, обеспечить жилое помещение необходимой вентиляцией можно многими способами. Это и естественная циркуляция воздуха, которая в основном осуществляется за счет проветривания комнат. Но согласитесь, что использовать такой способ зимой просто невозможно, поскольку все тепло быстро покинет жилые помещения.

Если же в доме, в котором циркуляция воздуха выполняется только естественным путем нет более эффективной системы, то получается, что в холода комнаты не получают нужного объема свежего воздуха и кислорода соответственно что в дальнейшем негативно сказывается на самочувствии всех членов семьи.

Читайте также:  Керамическая мойка для кухни: виды, обзор производителей и на что смотреть при выборе

Разумеется, в последнее время, когда практически все владельцы устанавливают пластиковые окна и двери, получается, что устраивать вентиляцию естественным способом просто неэффективно.

Поэтому возникает необходимость в установке дополнительного оборудования, которое способно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха внутри помещений.

И, конечно же, каждый владелец согласится с тем, что хотелось бы, чтобы любая система тратила электроэнергию экономно.

И вот здесь самым оптимальным вариантом будет рекуперация тепла в системах вентиляции. В идеальном варианте желательно приобретать установку, которая могла бы обеспечить и рекуперацию влажности.

Что представляет собой рекуперация влаги?

В любом помещении должен всегда поддерживаться определенный уровень влажности, при котором каждый человек чувствует себя наиболее комфортно. Данная норма имеет величину от 45 до 65%. Зимой большинство людей сталкиваются с излишне сухим воздухом в помещении. Особенно в квартирах, когда отопление включают на полную и воздух становится очень сухим имеющим влажность около 25%.

Кроме того, часто получается и так, что с такими перепадами влажности страдает не только человек. Но и полы с мебелью, как известно дерево имеет высокую гигроскопичность.

Очень часто мебель и полы от слишком сухого воздуха пересыхают, и в дальнейшем получается, что полы начинают скрипеть, а мебель разваливаться.

Данные установки в первую очередь будут поддерживать и необходимый уровень влажности в любом помещении, независимо от времени года.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Рекуператор

Виды рекуператоров

В индивидуальных жилых домах наиболее часто устанавливают системы вентилирования, имеющие централизованные теплообменники. Кроме того, сегодня можно выбирать из нескольких видов конструкций рекуперативной вентиляции, но более высоким спросом пользуются нижеперечисленные:

  1. Пластинчатые.
  2. Роторные.
  3. Камерные.
  4. Имеющие промежуточный теплоноситель.

Теплообменники пластинчатого типа

Самые простые конструкции для систем вентиляции. Теплообменник выполнен в виде камеры, разделенной на отдельные каналы, расположенные параллельно относительно друг друга. Между ними находится тонкая пластинчатая перегородка, которая имеет высокие теплопроводные свойства.

Принцип действия основан на обмене теплом воздушных потоков, то есть отработанный воздух, который удаляется из помещения и отдает свое тепло приточному воздуху, который поступает внутрь дома уже теплым, благодаря такому обмену.

К преимуществам такой технологии можно отнести:

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Теплообмен с помощью рекуператора

  • простую настройку устройства;
  • полное отсутствие каких-либо движущихся деталей;
  • высокую эффективность действия.

Ну, и одним наиболее существенным недостатком в работе такого рекуператора является образование конденсата на самой пластине.

Обычно такие теплообменники требуется дополнительно монтировать специальными каплеуловителями. Это необходимый параметр, поскольку в зимнее время конденсат может замерзнуть и остановить устройство.

Именно поэтому в некоторых устройствах данного типа есть встроенные системы размораживания.

Теплообменники роторного типа

Здесь главную деталь берет на себя ротор, который располагается между воздуховодными каналами и нагревает воздух при помощи постоянного вращения. Вентиляция с рекуперацией тепла роторного типа имеет очень высокую эффективность работы. Такая система позволяет возвращать обратно в помещение около 80% тепла.

А вот существенным недостатком является неполноценность работы системы относительно грязи, пыли и запахов. В конструкции между ротором и корпусом есть не плотности. Из-за них потоки воздуха могут смешиваться и поэтому все загрязнения могут вновь попасть обратно. И естественно уровень шума здесь на порядок выше, чем у пластинчатого теплообменника.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Рекуперация и вентиляция

Теплообменники камерного типа

В рекуператоре данного типа воздушные потоки разделены непосредственно самой камерой. Обмен тепла происходит благодаря заслонке, которая периодически меняет направление потоков воздуха. Данная система обладает высокой эффективностью в работе. А к недостаткам можно отнести только наличие подвижных деталей внутри устройства.

Теплообменники с промежуточным носителем

Принцип работы данного устройства практически аналогичен работе пластинчатого рекуператора. Здесь теплообменником является замкнутый контур из трубки. В нем происходит постоянная циркуляция воды или водно-гликолевого раствора. Эффективность процессов теплообмена напрямую зависит от скорости циркуляции в замкнутом контуре жидкости.

В таком устройстве смешение потоков воздуха полностью исключено. К минусам относится только недостаточная эффективность. Такое устройство способно вернуть примерно 50% забранного из помещения тепла.

Тепловые трубки

Стоит выделить и еще один тип рекуператоров. Рекуперация тепла в доме с использованием тепловых трубок достаточно эффективна. Такие устройства представляют собой запаянные трубки, изготовленные из металла, который обладает высокими тепло проводимыми свойствами. Внутри такой трубки находится жидкость, которая имеет очень низкую температуру кипения (обычно здесь используют фреон).

Такой теплообменник всегда устанавливается в вертикальном положении, причем один из его концов расположен в канале вытяжки, а другой в приточном канале.

Принцип действия прост. Вытягиваемый теплый воздух, омывая трубу, передает тепло фреону, который закипая, перемещается вверх, с большим количеством тепла. А приточный воздух, омывающий верх трубки забирает данное тепло с собой.

К достоинствам можно отнести высокую эффективность, бесшумность работы и высокий коэффициент полезного действия. Так что сегодня можно значительно сэкономить на обогреве дома, частично возвращая его обратно.

Энергоэффективные системы вентиляции здания с рекуперацией тепла

Создание энергоэффективного административного здания, которое будет максимально приближено к стандарту «PASSIVE HOUSE», невозможно без современной приточно-вытяжной установки (ПВУ) с рекуперацией тепла.

Под рекуперацией подразумевается процесс утилизации тепла внутреннего вытяжного воздуха с температурой tв, выбрасываемого в холодный период с высокой температурой на улицу, для нагрева приточного наружного воздуха.

Процесс утилизации тепла происходит в специальных утилизаторах теплоты: пластинчатые рекуператоры, вращающиеся регенераторы, а также в теплообменных аппаратах, устанавливаемых отдельно в воздушных потоках с различной температурой (в вытяжных и приточных установках) и соединяемые промежуточным теплоносителем (гликолем, этиленгликолем).

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Пластинчатые рекуператоры представляют собой кассету, в которой каналы приточного и вытяжного воздуха разделены между собой листами алюминия. Между приточным и вытяжным воздухом через листы алюминия происходит теплообмен. Внутренний вытяжной воздух через пластины рекуператора нагревает наружный приточный воздух. При этом процесса смешения воздуха не происходит. 

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемыВ роторных рекуператорах передача тепла от вытяжного воздуха приточному осуществляется через вращающийся цилиндрический ротор, состоящий из пакета тонких металлических пластин. В процессе работы роторного рекуператора вытяжной воздух нагревает пластины, а затем эти пластины перемещаются в поток холодного наружного воздуха и нагревают его. Однако в узлах разделения потоков из-за их негерметичности происходит переток вытяжного воздуха в приточный. Процент перетока может быть от 5 до 20% в зависимости от качества оборудования.  

Для достижения поставленной цели – приблизить здание ФГАУ «НИИ ЦЭПП» к пассивному, в ходе долгих обсуждений и расчетов, было принято решение установить приточно-вытяжные вентиляционные установки с рекуператором Российского производителя энергосберегающих климатических систем – компании TURKOV

Компания TURKOV производит ПВУ для следующих регионов: 

  • Для Центрального региона (оборудование с двухступенчатой рекуперацией серии ZENIT, которое стабильно работает до -25 оС, и отлично подходит для климата Центрального региона России, КПД 65-75%);
  • Для Сибири (оборудование с трехступенчатой рекуперацией серии Zenit HECO стабильно работает до -35 оС, и отлично подходит для климата Сибири, однако часто применяется и в центральном регионе, КПД 80-85%);
  • Для Крайнего Севера (оборудование с четырехступенчатой рекуперацией серии CrioVent стабильно работает до -45 оС, отлично подходит для экстремально холодного климата и применяется в самых суровых регионах России, КПД до 90%).

Традиционные учебные пособия, основанные на старой инженерной школе критикуют фирмы, которые заявляют о высокой эффективности пластинчатых рекуператоров. Обосновывая это тем, что достичь данное значение КПД возможно только при использовании энергии от абсолютно сухого воздуха, а в реальных условиях при относительной влажности удаляемого воздуха = 20-40% (в зимний период) уровень использования энергии сухого воздуха, ограничен. Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Читайте также:  Газоразрядные лампы для проекторов - принцип работы

Однако в ПВУ TURKOV используется энтальпийный пластинчатый рекуператор, в котором вместе с переносом неявного тепла из вытяжного воздуха приточному также переносится влага.

Рабочая область энтальпийного рекуператора выполнена из полимерной мембраны, которая пропускает молекулы водяного пара из вытяжного (увлажненного) воздуха и передает приточному (сухому).

Смешения вытяжного и приточного потоков в рекуператоре не происходит, так как влага пропускается через мембрану посредством диффузии  из-за разницы концентрации пара с двух сторон мембраны.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Размеры ячеек мембраны таковы, что пройти через нее может только водяной пар, для пыли, загрязняющих веществ, капель воды, бактерий, вирусов и запахов мембрана является непреодолимой преградой (в силу соотношения размеров «ячеек» мембраны и остальных веществ).

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемыЭнтальпийный рекуператор по сути — пластинчатый рекуператор, где вместо алюминия используется полимерная мембрана. Так как теплопроводность пластины мембраны меньше, чем у алюминия, то требуемая площадь энтальпийного рекуператора значительно больше площади аналогичного алюминиевого рекуператора. С одной стороны это увеличивает габариты оборудования, с другой позволяет передавать большой объем влаги, и именно благодаря этому получается добиться высокой морозостойкости рекуператора и стабильной работы оборудования при сверхнизких температурах.

В зимнее время (уличная температура ниже -5С), если влажность вытяжного воздуха превышает 30 % (при температуре вытяжного воздуха 22…24 оС), в рекуператоре вместе с процессом передачи влаги в приточный воздух происходит процесс накопления влаги на пластине рекуператора.

Поэтому необходимо производить периодическое отключение приточного вентилятора и высушивание гигроскопического слоя рекуператора вытяжным воздухом. Длительность, периодичность и температура, ниже которой, требуется процесс просушки, зависит от ступенчатости рекуператора, температуры и влажности внутри помещения.

Наиболее часто используемые настройки просушки рекуператора приведены в таблице 1.

Таблица 1. Наиболее часто используемые настройки просушки рекуператора

Ступени рекуператора Температура/Влажность

Приточно вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла – принцип действия и особенности

Для создания комфортных условий проживания все застройщики стремятся создать дом, в котором расход на обогрев жилых помещений будет небольшим.

Большинство владельцев частных домов полагает, что для создания энергоэффективного жилья необходимо установить теплосберегающие стеклопакеты.

Но не многие знают, какую роль играет в сбережении тепла приточно вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла. О ней мы и поговорим сегодня подробно.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Современные жилые объекты теряют до 50% тепла из-за неправильно устроенной вентиляционной системы.  Рациональное использование тепла в доме во многом достигается за счет энергии возвращаемого обратно использованного теплого воздуха.

Благодаря такому подходу удается на целый месяц сократить отопительный сезон и таким образом снизить расходы на обогрев жилья. Для этого с комплексом теплоизоляционных мероприятий, направленных на утепление стен, перекрытий, кровли, оконных проемов и полов следует использовать преимущества приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей рекуперацию тепла.

Принцип действия вентиляции с рекуперацией

Принцип действия такой вентиляционной системы строится на использовании тепла воздуха, который выводится наружу. Вентиляция с рекуперацией забирает через воздуховоды воздушные массы из помещений с повышенным уровнем влажности:

  • кухни;
  • ванной комнаты;
  • хозяйственных помещений.

Прежде чем вывести воздушные массы наружу, вентиляционная система отправляет их в теплообменник и забирает тепло нагретого воздуха. Оно используется для повышения температуры холодных воздушных масс, поступающих в дом с улицы. Свежий воздух проходит через теплообменник и поступает в дом уже нагретым. Он идет в другие помещения:

  • гостиную;
  • детскую;
  • спальню;
  • кабинет.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Так осуществляется постоянный обмен воздушных масс, с помощью которого можно эффективно использовать тепло воздуха тех помещений, в котором происходит его нагрев.

Конструктивные особенности приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором

Мощность и размер вентиляции зависит от общей площади вентилируемого жилого пространства и особенностей функционального назначения используемых помещений. Самой простой и недорогой системой вентиляции является такая система, в которой рекуперация тепла осуществляется при помощи следующих элементов, находящихся в термически и акустически изолированном стальном корпусе:

  • теплообменника;
  • двух вентиляторов;
  • фильтров;
  • нагревательного элемента;
  • блока автоматики для удаления конденсата;
  • воздуходувов.

Для максимально эффективного использования тепла в доме следует устанавливать комбинированную систему вентиляции: естественную и механическую с рекуперацией тепла в приточно-вытяжных системах.

Естественная вентиляция выполняет роль запасной и может заменить рекуперационную в случае неисправностей в ее работе. Она также используется в теплое время года, когда жилое помещение не нужно отапливать. В холодный сезон воздуховоды естественной вентиляции следует плотно закрывать, чтобы не снижать эффективность работы вентиляции с рекуперацией.

Типы конструкций рекуперационных установок

Для установки принудительной вентиляции с рекуперацией могут использоваться конструкции теплообменников различных типов:

  • пластинчатые рекуператоры, в которых воздух идет с разных сторон пластин. Для них следует устанавливать отводы для конденсата, оборудованные водяным затвором и систему размораживания в случае образования наледи из конденсата. Их эффективность довольно высокая и составляет от 50 до90%;
  • роторные рекуператоры передают тепло от донного воздушного потока другому при помощи ротора. Система является открытой, поэтому требует дополнительной очистки поступающего с улицы воздуха. Рекуперацию тепла здесь можно регулировать при помощи скорости вращения ротора. Энергоэффективность таких ПВУ составляет 75-85%;
  • рекуператоры с промежуточным теплоносителем в виде воды или водно-гликолиевого раствора, циркулирующим между двумя теплообменниками вытяжного и приточного каналов. Нагрев теплоносителя осуществляется теплым воздухом, удаляющимся из помещений. Из-за отсутствия подвижных элементов такая система имеет невысокую эффективность: всего 45-60%;
  • камерные рекуператоры с камерой, разделенной на две части заслонкой. Выходящий воздух отдает тепло одной части камеры. Потом с помощью заслонки меняется направление приточного воздуха и он забирает тепло от нагретых стенок камеры. Запахи и мелкие частицы из воздушных масс удаляются с помощью фильтров приточной вентиляции. Эффективность такой системы составляет 80-90%;
  • тепловые трубки заполненные фреоном, испаряющемся при нагревании воздухом, идущим из дома. Холодный воздух с улицы идет вдоль трубок, превращая пар жидкость. Эффективность такой системы составляет 50-70%.

Выбор подходящего типа приточно вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла зависит от общей площади помещения и его планировки. Помогут правильно подобрать подходящую систему квалифицированные специалисты строительных компаний, занимающиеся монтажом вентиляционных систем для помещений различного назначения.

Монтаж приточно вытяжной вентиляции

Для проведения монтажных работ принудительной вентиляционной системы с рекуперацией с учетом всех технологических требований требуется учитывать все действующие СНиПы и санитарно-гигиенические нормативы.

Соблюдение всех требований еще на этапе проектной разработки вентиляционной системы такого типа обеспечивает максимальную эффективность работы вентиляции и предотвращает возникновение опасных ситуаций в ходе ее эксплуатации.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия и схемы

Без разработки индивидуального проекта невозможно добиться качественного проведения монтажных работ. Необходимость учета большого количества факторов и знания действующих технологических нормативов заставляет обращаться к квалифицированным специалистам для проведения таких работ под ключ.

Самостоятельно составить проектную документацию не получится. Отсутствие плана ведения монтажных работ неизменно приводит к ошибкам в работе рекуператоров и снижению их эффективности.

Кроме разработки документации и проведения монтажа, вентиляцию нужно будет еще запустить должным образом.

Квалифицированные специалисты предлагают комплекс услуг по установке приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла, включающие в себя:

  • разработку индивидуального проекта для конкретного помещения с учетом его площади и эксплуатационной специфики;
  • выбор подходящего типа рекуператора;
  • проведение монтажных работ;
  • проведение пуско-наладочных мероприятий.

Выполнение работ под ключ позволяет избежать грубых ошибок в работе принудительной вентиляционной системы и дает возможность получить реальную экономию на отоплении частного дома. Вложения в услуги квалифицированных специалистов быстро оправдываются сокращением затрат на отопление дома в холодное время года.

Наглядно посмотреть на то, что такое рекуператор в системе вентиляции частного дома, вы можете на видео:

Помогла статья? Оцените ее

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector