Вентиляционные системы с разными видами рекуператоров

Приточно-вытяжную вентиляцию «ЕвроХолод» реализует на вашем объекте «под ключ». «ЕвроХолод» — профессиональная проектно-монтажная организация. По вопросам, связанным с вентиляцией, звоните по телефону +7(495) 745-01-41 .

Принцип работы и область применения

Слово «рекуперация» происходит от латинского recuperatio — «обратное получение». Приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением на любом объекте: в частном доме, в квартире, производственном цеху, выставочном зале работает по единому принципу. Внутрь поступает свежий воздух, замещающий собой отработанный, который в свою очередь удаляется через систему вытяжек. В осенне-зимний период его надо нагревать, летом – охлаждать. На это затрачивается много энергии.

Часть энергии посредством отработанного теплого или охлажденного воздуха удаляется «в атмосферу». Установки для рекуперации передают энергию от выходящих потоков к входящим. Проще говоря, воздух нагревается или охлаждается за счет отработки.

Принцип работы и область применения

Схема работы

Простейшая схема аппарата — это блок, где рядом проходят приточные и вытяжные воздуховоды. Специальный теплообменник нагревает приточку за счет вытяжки — таким образом снижаются затраты на отопление.

Вентсистемы с рекуперацией применяются в жилых, общественных и производственных зданиях, где используется принудительная приточно-вытяжная система вентиляции. Причина применения – возможность избежать больших тепловых потерь, достигающих до 60%. Даже современные, с минимальной теплопроводностью, ограждающие конструкции не способны сохранить энергию, которая «выдувается в атмосферу».

Принцип работы и область применения

Что такое рекуперация и зачем она нужна?

Устройство рекуператора

При обогреве частных домов или квартир в зимний период энергоносители затрачиваются на такие цели:

  • Отопление помещений. Через ограждающие конструкции здания: кровлю, полы, наружные стены, окна, постоянно теряется тепло. Задача системы отопления – их компенсировать, на это затрачивается первая часть тепла котельной установки.
  • В каждом помещении происходит определенный воздухообмен, его интенсивность зависит от назначения этого помещения. Приточный воздух с улицы не может подаваться холодным, его требуется нагреть, на что и уходит вторая, иногда более значительная часть тепловой энергии.

В зданиях с естественной вентиляцией нагрузка по нагреву притока ложится на систему отопления. В случае принудительной вентиляции применяются агрегаты с подогревом воздуха, которые для этого используют электричество или горячую воду – теплоноситель, нагреваемый котельной установкой.

Пример работы принудительной вентиляции

Количество тепла на подогрев воздуха посчитать нетрудно, для примера представим расчет расхода энергии на нагрев 1 м3 воздушной смеси от температуры -20 ºС до +20 ºС:

Q = cm Δt, где:

  • Q – количество теплоты, кДж;
  • с – теплоемкость воздуха удельная, равна  кДж / кг ºС;
  • m – вес 1 м3 воздушной смеси, при температуре -20 ºС равен кг;
  •  Δt– разница температур, в нашем примере равна 40 ºС.

Q = х  х 40 =  кДж или 20 Вт.

Учитывая, что на 1 газовую плиту по нормативным документам требуется расход 100 м3/ч воздуха, то тепла на его нагрев понадобится 2 кВт. Общий итог по всем помещениям дома часто превышает затраты на отопление, при этом нагретый воздух просто выбрасывается на улицу вытяжной вентиляционной системой. Такое неэкономное использование энергоносителей приводит к повышенным финансовым затратам.  Чтобы отбирать тепло у вытяжного воздуха, существует специальный теплообменник – рекуператор, также называемый утилизатором тепла.

Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

Компания ДНП предоставляет широкий выбор роторных рекуператоров хорошего качества для приточно-вытяжной вентиляции.

Наши специалисты помогут вам выбрать подходящий вариант и быстро сделают за умеренную плату монтаж оборудования. В случае необходимости, мы также сделаем ремонт устройства.

Роторный рекуператор – это оборудование, которое устанавливают в системах вентиляции. Фактически это теплообменник, принцип действия которого основан на регенерации тепла.

Обратите внимание

Барабан из алюминиевой фольги при вращении поглощает тепло, которое удаляется из помещения. Отработанный тёплый воздух нагревает множество мельчайших сот ротора.

Перемещаясь в зону приточного свежего воздуха, они охлаждаются и отдают накопленное тепло, которое попадает обратно в помещение.

Конструкция роторного рекуператора

Устройство имеет цилиндрическую форму и состоит из алюминиевого ротора, набранного из ровных и гофрированных пластин, и выполненного из оцинкованной стали корпуса. В состав конструкции также входят приводной механизм с ремнем для вращения, осевые подшипники, датчик, контролирующий вращение ротора, уплотнительная лента для изолирования воздушных потоков.

В работу ротор приводится за счёт использования клиноременной передачи. Если рекуператор работает при высоких температурах, электродвигатель устанавливают вне корпуса теплообменника, а вместо ремня применяют цепь.

Обращающиеся в компанию покупатели могут рассчитывать на то, что им помогут выбрать оптимальный вариант оборудования. Здесь их всегда ждет профессиональная поддержка.

Виды и основные характеристики роторных рекуператоров

Покрытие материала роторного барабана может быть разным. Рекуператоры по этому признаку бывают:

  1. Конденсационного типа. Ротор представляет собой алюминиевый барабан без покрытия и переносит только тепловую энергию воздуха. Энергию, которая содержится во влаге воздушного потока, он не перемещает.
  2. Гигроскопического (энтальпийного) типа. Соты алюминиевого барабана покрывают гигроскопическим покрытием с сорбирующими свойствами. Барабан при вращении собирает влагу, перенося её из одного потока в другой. При этом утилизируется как влага, так и скрытая теплота воздуха.
  3. Сорбционного типа. В данном исполнении эффективность энтальпийного рекуператора увеличивают, применяя инновационный сорбент — силикагель. У него очень большая площадь поверхности – 800 м2/г. Из-за этого у силикагеля крайне высокая способность впитывать влагу.
  4. С эпоксидным покрытием. Такое исполнение применяют для защиты алюминиевого барабана от разрушающих воздействий находящихся в воздухе химических соединений. Это может быть высокое содержание хлора в воздухе бассейнов, повышенная концентрация соли в морском воздухе, разрушающие пары в химическом производстве и пр.
  5. С антибактериальным покрытием. Барабан покрывается покрытием, которое эффективно противодействует более 600-м видам микроорганизмов. Его наносят обычно на энтальпийные роторы или с эпоксидным покрытием.
Читайте также:  Для чего нужен обратный клапан для канализации 110 мм?

Конструктивное исполнение роторных рекуператоров может быть горизонтальным или вертикальным.

Получив от вас необходимую для расчётов информацию, наши специалисты подберут оптимальный вариант оборудования для вашей вентиляционной системы. Мы предложим вам такой роторный рекуператор, который сможет окупить себя всего за несколько лет. Небольшая вентиляционная установка с таким устройством может окупиться за одну холодную зиму!

Преимущества роторных рекуператоров

  • высокая эффективность, которая достигает 85% (диапазон – 65-85%);
  • они возвращают не только тепловую энергию, но и влагу, что позволяет не применять увлажнители;
  • отсутствуют циклы оттаивания, не нужен отвод конденсата;
  • снижаются затраты на охлаждение помещений в летний период;
  • регулируя скорость вращения ротора, можно в помещениях поддерживать необходимую влажность и температуру.

Особенности оборудования

  • Поочерёдное прохождение приточного и вытяжного воздуха через мельчайшие соты ротора позволяет отработанному воздуху попадать в приточные потоки. Чтобы решить эту проблему, устанавливают устройства, которые отправляют его в вытяжку вместе с частью приточного воздуха. Это приводит к снижению КПД роторного рекуператора.
  • Необходимость постоянного потребления электроэнергии и наличие подвижных частей требуют затрат на обслуживание и эксплуатацию.
  • Частичный перенос загрязнённого воздуха в приток заставляет устанавливать дополнительные фильтры.

Роторные рекуператоры

Роторный рекуператорМежду приточным и вытяжным воздуховодами устанавливается дополнительная вращающаяся часть – ротор. Стенки ротора выполняют функцию теплообменника. Интенсивность теплообмена регулируется частотой его вращения. Ротор, постоянно вращаясь, забирает часть тепла от вытяжного воздуха и, провернувшись на 180 градусов, отдает его приточному.

Преимущества: — высокая эффективность теплообмена (возврат тепла в объеме 75-85%).

Недостатки: — за счет наличия зазоров и неплотностей между неподвижным корпусом и ротором существует риск смешения потоков воздуха, то есть грязь, запах, дым и т.д. могут частично возвращаться в помещение; — наличие вращающихся частей усложняет конструкцию, повышает шумовые характеристики, может способствовать возникновению дополнительных вибраций и требует соответствующего обслуживания.

Принцип работы приточно-вытяжной вентиляции

В системе приточно-вытяжной вентиляции есть два потока воздуха: приток и отток.

Приток — это поступление свежего воздуха с улицы. Установка забирает свежий воздух, пропускает через воздушный фильтр, очищает, подогревает с помощью рекуператора и доставляет его в помещения дома.

Отток — это забор и отведение отработанного воздуха из помещений дома. Установка собирает влажный спертый воздух из всех помещений, пропускает его через систему рекуперации, где забирает необходимое для подогрева входящего воздуха количество тепла, а затем выбрасывает охлажденный отработанный воздух на улицу.

Оба потока воздуха циркулируют в системе одновременно, но при этом они нигде не смешиваются. Они подходят максимально близко друг к другу только в самой установке, где происходит теплообмен — горячий отработанный воздух, выходя из дома, отдает 90% своего тепла входящему потоку. Таким образом практически полностью отпадает необходимость в стандартном (батареи, теплые полы и т.п.) подогреве холодного воздуха. В традиционном же варианте вы нагреваете батареи (теплые полы), которые греют воздух, это на 90% дороже, чем принудительная вентиляция с рекуператором — деньги посчитайте сами.

Пример: В доме температура +27 'С, на улице -13 'С. Воздух из дома и с улицы поступает в установку, где происходит теплообмен. После процесса рекуперации тепла воздух с улицы поступает в помещения нагретым до +25 'С, в то время, как отработанный воздух выводится из помещения охлажденным до -11 'С. Энергозатраты на весь процесс практически нулевые!

Типы рекуператоров

Рекуператор является фактическим теплообменником, центральным узлом такой эффективной системы. В нём воздух, нагнетаемый в дом, нагревается или охлаждается за счет части энергии, получаемой от удаляемого воздушного потока, не смешиваясь с ним, благодаря особенностям конструкции. По мнению специалистов, за схемами рекуперационной вентиляции будущее, поскольку именно они дают существенную экономию энергоресурсов.

Пластинчатый

Важным параметром блока рекуператора является его коэффициент полезного действия. Для обеспечения требуемой эффективности он должен быть не менее 70−80%. Путей повышения КПД несколько. Это увеличение времени и площади теплообмена или предварительный нагрев подаваемого воздуха. В условиях частного домовладения, добиться роста КПД таким способом достаточно легко, используя грунтовые теплообменники. Пластиковая труба, диаметром до 200 мм, проложенная на расстояние до 50 метров, на глубине около 2 метров, позволит дополнительно согреть зимой и охладить летом подаваемый в дом воздух.

Важным параметром блока рекуператора является его КПД

Приём значительно увеличивает общую эффективность всей системы вентилирования с рекуперацией. При использовании грунтового теплообменника зимой снижается риск возникновения обледенения или инея на пластинах теплообменника перекрёстной или противоточной конструкции за счёт большого перепада температур воздушных потоков. Исключаются расходы энергии на нагрев входящего потока, упрощается конструкция теплообменника и снижается его конечная стоимость. Если не применять грунтовой теплообмен, то неизбежное выпадение конденсата на пластинах приведет зимой к их обмерзанию. В этом случае в блоке теплообмена устанавливается дополнительное оборудование. Сюда входит блок автоматики, управляющий по сигналам датчиков температуры и давления, заслонкой обходного воздуховода («байпас») и включением дополнительного калорифера для нагрева поступающего воздуха до оттаивания пластин рекуператора.

Читайте также:  Как выбрать увлажнитель воздуха: полный перечень рекомендаций

Чертёж и схема работы

Принцип работы пластинчатого рекуператора Схема пластинчатого рекуператора

Децентрализованный

В условиях многоэтажных домов, для квартир удобнее другой тип теплообменника, более компактный, называемый децентрализованным рекуператором тепла вентиляционного воздуха (ДРТВВ), попросту «тёплой форточкой». Такие системы не занимают много места в установке. Их легко расположить открыто или замаскированно в нише под окном, на боковой стене, в откосе оконного проёма и т. п. Использование такого устройства совершенно необходимо при установке герметичных пластиковых окон. Этот теплообменник обеспечивает поступление согретого свежего воздуха в зимнее время и охлаждённого летом, особенно, если в помещении установлен кондиционер. Работа рекуператора не влияет на температуру в квартире.

В квартире обычно устанавливаем более компактный рекуператор — децентрализованный

Конструкция этого типа представляет пластиковую трубу диаметром до 200 мм и длиной до 1,5 метров, в которую вставлен пучок тонкостенных трубок (алюминий) равной длины. Их развальцованные торцы собраны в кассету на двух фланцевых пластинах, равных внутреннему диаметру внешней пластиковой трубы. В конструкции используются два тройника и Г-образных колена из пластика, того же диаметра, что и основная труба. Кассета алюминиевых трубок вставляется в пластиковую трубу. На внешние края одеваются тройники и колена. С одной стороны в колене и тройнике установлены по одному электрическому вентилятору, которые обеспечивают вытяжку и приток воздуха. Длина внутренней трубчатой кассеты подобрана так, чтобы обеспечить проход подаваемого воздуха через два колена, удаляемый воздух проходит через тройники.

Чертёж и принцип работы

Принцип работы децентрализованного рекуператора Схема децентрализованного рекуператора

Роторного типа

Наиболее высоким КПД обладает конструкция рекуператора роторного типа. В них встречные воздушные потоки проходят через двухканальный короб. Посередине короба перпендикулярно потокам вращается диск. Диск выполнен из пластин, укреплённых в одной с потоками плоскости или сплошной гофрированной металлической полосы, свёрнутой в неплотную спираль. Металл пластин или полосы вращающегося диска нагревается в теплом выходящем потоке воздуха. Поворачиваясь, нагретая часть попадает в холодный входящий поток и нагревает его.

Рекуператоры роторного типа обладают наибольшим показателем КПД

Для эффективной работы конструкции диск должен иметь большой диаметр и это один из недостатков, ограничивающий применение роторных рекуператоров в бытовой сфере. Кроме того, в отличие от двух предыдущих типов, в этой конструкции присутствует частичное смешивание потоков, что требует применения более сложной фильтрации. А наличие вращающихся элементов можно считать ещё одним «не достоинством».

Схема устройства и работы (система воздух-воздух)

Принцип работы роторного рекуператора Схема рекуператора роторного типа

Типы техники

Виды и принцип работы вентиляции с рекуперацией могут отличаться друг от друга. Различают пять типов рекуператоров.

  1. Пластинчатые – самый простой вариант, отличающийся легкой установкой, демократичной ценой и простотой в эксплуатации. Такие вентиляционные системы в своей конструкции имеют металлические или пластиковые пластины, которые разделяют входящий и исходящий потоки воздуха и занимаются их охлаждением и нагревом. У этой разновидности рекуперативных установок в конструкции нет подвижных частей, поэтому они могут похвастаться надежностью и солидным сроком службы.
  2. Роторные – в корпусе таких вытяжных систем находится ротор цилиндрической формы, который и отвечает за передачу тепла. Таким системам характерна возможность регулировки скорости вращения. Единственным существенным недостатком является то, что при прохождении через такую вентиляционную систему входящий и исходящий потоки частично смешиваются, поэтому не рекомендуется устанавливать ее в больницах и других помещениях, где нужна полная фильтрация воздушного потока. Также эта разновидность не может похвастаться компактными габаритами, ее сложнее обслуживать, чем предыдущий вариант, она не удаляет неприятные запахи из помещения.
  3. С промежуточным теплоносителем – такую вентиляцию характеризует наличие в теплообменнике жидкости, через которую происходит теплообмен между теплым и холодным воздухом. Такая вентиляция довольно компактная и износоустойчивая, но внутри ее часто образовывается конденсат, а КПД не превышает 60%.
  4. Камерные – потоки воздуха разделяются между собой заслонкой, которая открывается, смешивая воздушные потоки. Такую вытяжную вентиляцию нельзя назвать герметичной, эффективность такого проекта невысока, поэтому в последнее время он не пользуется особой популярностью.
  5. Тепловые трубки – компактные и эффективные трубы, в которых находится фреон или другое легкоиспаряющееся вещество. Благодаря теплому вытяжному воздуху оно нагревается, переходит в газообразное состояние, поднимается по трубам, отдавая тепло приточному воздуху, остывает и снова опускается. Принципиальная разница между этой моделью и предыдущими состоит в том, что два воздушных потока никак не могут смешаться. Кроме того, трубки очень надежны, а КПД при их использовании составляет до 70%.

Вентиляция с промежуточным теплоносителем

Типы техники

Особенности выбора рекуператора

После того, как вы узнали, что такое рекуперация тепла, можно приступать к выбору модели в свой частный дом или квартиру. При выборе домовой вентиляции с рекуператорами необходимо обращать внимание на некоторые моменты.

  1. Толщина корпуса приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла, а также материал, из которого он изготовлен. В корпусе не должно быть так называемых мостиков холода. А сам он должен хорошо переносить понижение температуры на улице до -30 градусов по Цельсию. Например, в случае с алюминиевой системой, ее придется дополнительно утеплять, так как данный материал очень плохо переносит минусовую температуру.
  2. Показатель свободного напора вентиляторов – он должен быть как можно выше для обеспечения максимальной эффективности работы системы.
  3. Наличие в проекте системы возможности подключения дополнительных автоматических компонентов, которые позволят сэкономить электроэнергию, включая и выключая оборудование, когда это необходимо.
  4. Тип управления вентиляцией – дистанционное или при помощи элементов управления, расположенных непосредственно на устройстве.
  5. Мощность и производительность – определяется еще на этапе проектирования помещения и должна обеспечивать 60 кубических метров воздуха на одного человека.

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Квартирное теплоэнергетическое устройство будет лучшим приобретением, особенно если жилище находится в большом городе или центре мегаполиса. Автомобильные и промышленные газы, уличный шум, жара или холод навсегда останутся снаружи помещения. Аппарат не только добавит в квартиру массу чистого воздуха, но и позволит сэкономить на отоплении, вентиляции и очистке входящего атмосферного потока. Это достигается путем простого обмена тепла между приточными и вытяжными потоками, прошедшими через теплоизоляционный короб с очистительным фильтром.

Читайте также:  Монтаж канализационных труб в частном доме

Схема обмена воздуха через рекуператор

Расчет рекуператора

Произвести расчет требуемого теплоэнергетического устройства можно самому, не прибегая к услугам специализированных компаний. Вычисление КПД и эффективности аппарата обуславливается знанием затрат электроэнергии на приточные или вытяжные массы. Формула расчета такова:

Q = 0,335 x L x (t1 – t2),

где L – расход воздушных масс, t1 – температура притока, t2 – температура исходящих масс, 0,335 – региональный коэффициент.

Вычисление эффективности производится по такой формуле:

E = Q x n,

где: Q – энергетические или электрические затраты на подогрев или охлаждение струи, n – КПД устройства.

Схема подачи теплого воздуха через рекуператор

Рекуператор ПРАНА

Данный производитель теплоэнергетического и вентиляционного оборудования находится на рынке более 15 лет. Его оборудование имеет большой срок службы, высокую эффективность и приемлемые цены.

Монтажный комплект рекуператора ПРАНА

Эксплуатационные характеристики аппарата:

  • тип – пластинчатый;
  • потребление электроэнергии – 5-90 B/час, в зависимости от модели;
  • уровень шума – 25-140 дБ;
  • длина агрегата – 500 мм;
  • площадь обслуживания – от 60 м?;
  • входящая струя – 115-650 м?/ч;
  • исходящая струя – 105-610 м?/ч;
  • КПД – 79-80%, в зависимости от модели.

Рекуператор ПРАНА имеет относительно небольшие габариты

Весь модельный ряд комплектуется дистанционным пультом управления, работает при температуре атмосферной среды от -15 до 45°C. Относительно невысокая цена рекуператора воздуха, существенное удержание заданной температуры при подогреве или отоплении и небольшие габариты делают данное устройство одним из самых популярных, что подтверждают многочисленные положительные отзывы. Рекуператор  Прана можно встроить в стену комнаты или установить на улице. Монтаж аппарата довольно легкий и осуществляется в течение 2-3 часов.

Система подогрева воздуха через теплообменник рекуператора

Рекуператоры MARLEY

Компактный немецкий утилизатор тепла оснащен керамическим теплообменным элементом, позволяющим проводить эксплуатацию устройства даже при температуре -30?C. Его промывка и очистка воздушных фильтров представляет собой простую операцию, которую может осуществить обычный пользователь. Продолжительность беспрерывной работы составляет около 6 месяцев, по истечении данного периода засветится контрольная лампочка. Эксплуатация устройства недалеко от автомобильных дорог или в центральной части города заставит прибегать к более частой очистке. Данная операция не занимает много времени и составляет 15-20 минут.

Купить рекуператор воздуха для дома, цена которого составляет 24000 рублей, можно в специализированном магазине. При довольно умеренной стоимости аппарат имеет следующие эксплуатационные характеристики:

  • три фазы мощности – 15, 25 и 40 м?/ч;
  • потребляемая электрическая мощность – от 3,5 до 8 Вт;
  • ротор электродвигателя – бесщеточный;
  • уровень шума – 22, 29 и 35 дБ;
  • утилизация теплоты – 80-85%;
  • площадь обслуживания – от 60 м?;
  • внешние размеры – 285-500 мм. Небольшие габариты агрегата позволяют установить его в стене.
  • Рекуператор MARLEY

    Новая линейка производителя Marley – рекуператор menv 180, который отличается от предыдущих аналогов низким потреблением электроэнергии – всего 3 Вт. Приятными функциональными дополнениями являются:

    • контроллеры температуры, углекислого газа и влажности;
    • улучшенная аэродинамика;
    • низкий уровень шума;
    • гидроизолирующее покрытие для работы во влажных жилых или нежилых помещениях;
    • высокая категория очистки приточной струи.

    Рекуператор MARLEY очень экономичный в использовании электроенергии

    Проблемы с установкой системы

    Потенциальных проблем, связанных с использованием подобного оборудования, практически нет. Некоторые решаются производителем, другие становятся головной болью покупателя. К основным проблемам можно отнести:

    • Образование конденсата. Законы физики определяют то, что при прохождении воздуха с высокой температурой через холодную замкнутую среду происходит образование конденсата. Если температура окружающей среды ниже нуля, то ребра начнут обмерзать. Вся информация, приведенная в этом пункте, определяет существенное снижение эффективности работы устройства.
    • Энергоэффективность. Все вентиляционные системы, работающие совместно с рекуператором, зависимы от энергии. Проводимый экономический расчет определяет то, что полезными будут лишь те модели рекуператоров, которые будут сберегать больше энергии, чем тратить.
    • Период окупаемости. Как ранее было отмечено, устройство предназначено для экономии энергии. Важным определяющим фактором является то, сколько лет необходимо для того, чтобы покупка и установка рекуператоров окупилась. Если рассматриваемый показатель превышает отметки 10 лет, то смысла в установке нет, так как за это время другие элементы системы потребуют замены. Если расчеты показывают, что период окупаемости составляет 20 лет, то возможность установки устройства не следует рассматривать.
    Проблемы с установкой системы

    Вышеприведенные проблемы стоит учитывать при выборе теплообменника, которые существует несколько десятков видов.

    Роторные рекуператоры

    В корпусе данного вида расположен цилиндрический ротор – подвижная вращающаяся деталь, состоящая из профилированных пластин. Передача тепла осуществляется во время вращения. Так как система открытая, воздух в ней частично смешивается (на 5-7%), поэтому их не устанавливают в медицинских учреждениях.

    Скорость вращения влияет на уровень рекуперации её можно регулировать вручную. КПД – до 75-90%.

    Наледь на роторных рекуператорах практически не бывает, зато из-за наличия движущихся деталей прибор требует более тщательного и сложного обслуживания.

    Кроме того, запахи и частички пыли могут разноситься по помещению, а сам прибор занимает много места.