Особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, ее принцип работы

Рекуператор тепла зачастую становится частью системы вентиляции. Однако не многие знают, что это за устройство и какие особенности оно имеет. Также немаловажным вопросом становится то, будет ли окупаться приобретение рекуператора, как он изменит работу системы вентилирование, можно ли создать подобный элемент своими руками. На этим и многие другие вопросы дадим ответы в нижеприведенной информации.

Планирование

Чтобы спланировать проект реализации вентиляционной системы с рекуперацией тепла, нужно чтобы все участники проекта (застройщик, пользователь, проектировщик, архитектор, подрядчик) на первом шаге определили условия и требования к вентиляционному оборудованию. К этим требованиям принадлежат: стандарт на теплоизоляцию, потребность в тепловой энергии, планировка жилых помещений и т.д. Необходимо дать долгосрочную гарантию того, что приточный воздух будет попадать в приточные зоны здания (жилые комнаты и спальни) и оттуда попадать в вытяжные зоны (ванная, санузел, кухня), протекая их насквозь. Примыкающие помещения (лестничная площадка, холл), а также жилые зоны (столовые, игровые комнаты) будут использоваться как проточные зоны.

В качестве места для вентиляции с рекуперацией тепла подходят чердак, подвал или примыкающее к ним помещение – бытовка. По возможности, установка должна устанавливаться внутри отапливаемой зоны, и кроме того, это помещение должно быть легкодоступным с целью проведения регулярного осмотра и профилактического обслуживания. Дополнительно необходимо предусмотреть место для подвода четырех воздуховодов. В обязательном порядке необходимо предусмотреть место для шумоглушителей.

По аналогии с расчетом необходимого общего объемного расхода, нужно выполнить расчет требуемых объемных расходов воздуха для каждого помещения и в зависимости от потребностей каждого пользователя.

Принципы работы вентиляции с рециркуляцией

Общая схема работы приточно-вентиляционной системы с рециркуляцией такова: через приток в помещение подается уличный воздух, который спустя некоторое время затягивается в систему вытяжки. Часть его безвозвратно выбрасывается на улицу, а часть поступает в смесительную камеру. Там воздух перемешивается со свежим притоком, охлаждая или нагревая его (зависит от типа и настроек системы), далее уже поступает в калорифер или кондиционер, из которых по вентиляционным трубам снова поступает в помещение. Основная цель рециркуляции – снижение нагрузки на системы обработки воздуха (калориферы, кондиционеры, проч.).

Чтобы воздух в помещении оставался свежим и пригодным для дыхания, при использовании рециркуляции в вентиляционной системе необходимо соблюдать такие условия:

  • Объем поступающего извне чистого воздуха должен составлять минимум 10% от производительности приточной установки;
  • В поступающем в помещение воздухе должно содержаться максимум 30% вредных веществ от предельно допустимой их концентрации.

Принципы работы вентиляции с рециркуляцией
Принципы работы вентиляции с рециркуляцией

Приточно-вытяжные вентиляционные установки с рекуперацией тепла

Производители рекуператоров нашли решение этой серьезной проблемы. Благодаря изобретению новой технологии, влага, что оседает на стенках теплообменника со стороны выходящего воздуха, начинает впитываться в них и переходить на сторону приточного воздуха — увлажняя его. Таким образом, практически вся влага, находящаяся в удаляемом воздухе, попадает обратно в помещение. За счет чего возможен этот процесс? Такого эффекта инженеры добились, создав кассеты из гигроскопичной целлюлозы. Кроме того, многие приточно-вытяжные установки с рекуперацией тепла из гигроскопичной целлюлозы не имеют байпасов и не подключаются к дренажной системе с ванной и водопроводом. Всю влагу утилизируют потоки воздуха, и она остается, практически полностью в помещении. Итак, используя в рекуператоре теплообменник из целлюлозы больше не нужно использовать байпас и направлять воздух в обход пластинам рекуператора.

В итоге эффективность рекуператора удалось поднять до 90%! А это означает, что приточный воздух с улицы будет на 90% нагреваться за счет выходящего воздуха. При этом рекуператоры без проблем могут работать даже на морозе, до -30 градусов Цельсия. Такие установки отлично подходят для жилых помещений, квартир, загородных домов и коттеджей, сохраняя и поддерживая необходимую влажность и воздухообмен зимой и летом, они создают и поддерживают необходимый микроклимат в помещении круглый год, экономя при этом не малые деньги. Однако следует помнить, что рекуператоры с целлюлозными теплообменниками как и все остальные, способны обмерзать, что со временем может привести к выходу из строя теплообменной кассеты. Для того, чтобы полностью исключить возможность обмерзания, необходимо устанавливать защиту от обмерзания. Так же при всех своих положительных качествах рекуператоры с бумажным теплообменником, нельзя использовать для помещений с повышенным содержанием влаги, в частности, для вентиляции бассейна. Для влажных помещений, в том числе и для бассейнов необходимо использовать приточно-вытяжные вентиляционные установки с пластинчатым рекуператором из алюминия.

Конструктивные особенности

Рекуперация в вентиляции является довольно новой технологией. Её действие основано на возможности использовать удаляемое тепло для обогрева помещения. Происходит это благодаря отдельным каналам, поэтому воздушные потоки между собой не смешиваются. Конструкция рекуперативных узлов может быть разной, некоторые типы позволяют избежать образования конденсата во время процесса теплоотдачи. От этого также зависит и уровень производительности системы в целом.

Вентиляция с рекуперацией тепла может выдавать во время работы высокий КПД (коэффициент полезного действия), который зависит от типа рекуперативного узла, скорости движения воздушных потоков через теплообменник и от того, насколько велика разница между температурой снаружи и внутри помещения. Значение КПД в некоторых случаях, когда вентиляционная система спроектирована с учётом всех факторов и обладает высокой производительностью, может достигать 96%. Но даже с учётом наличия погрешностей в работе системы минимальный предел КПД составляет 30%.

Целью рекуперативного узла является максимально эффективное использование ресурсов вентиляции для дальнейшего обеспечения достаточного воздухообмена в помещении, а также экономия электроэнергии. С учётом того, что приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией функционирует большую часть суток, а также, принимая во внимание, что обеспечение достаточной кратности воздухообмена требует немалой мощности оборудования, то применение системы вентиляции со встроенным узлом рекуперации поможет сэкономить до 30% электроэнергии.

Недостатком подобной техники можно назвать довольно малую эффективность при установке на больших площадях. При этом расход электричества будет высок, а производительность системы, направленная на теплообмен между воздушными потоками, может оказаться заметно ниже ожидаемого предела. Это объясняется тем, что на малых площадях намного быстрее происходит воздухообмен, чем на крупных объектах.

Читайте также:  Вентиляция в квартире: почему не работает?

 Вентиляция в малоинерционных домах

Необходимость управления рекуперацией тепла возникает в домах, оборудованных принудительными вентиляционными системами. Как правило, речь идет о малоинерционных строениях, в конструкции которых присутствуют современные теплоизоляционные материалы.

Это могут быть каркасные дома со стенами из сэндвич панелей, дома из пеноблоков или газосиликатных блоков, а также щитовые строения с внутренним слоем из современного высокоэффективного теплоизоляционного материала.  Малоинерционные дома имеют небольшой вес по сравнению с традиционными строениями из кирпича или бетона, для их возведения обычно используют облегченные варианты фундамента, отдавая предпочтение ленточному или свайному фундаменту.

Тепловых потерь теплопроводностью через поверхность стен в малоинерционных домах практически нет, однако, в них стены не аккумулируют тепло, а системы естественной вентиляции не эффективны.  Для отопления малоинерционного строения достаточно нагревать воздух в помещении. Именно по этой причине одним из наиболее востребованных и экономичных способов отопления в таком доме является воздушная система отопления, в которой в помещение через приточные отверстия подается теплый воздух, а остывшие воздушные массы забираются и после подогрева, вновь подаются в приточные каналы.

Воздухообмен в помещении напрямую зависит от эффективности работы вентиляционной системы и ее конструктивных особенностей. Естественная вентиляция в малоинерционных домах малоэффективна. Для лучшего воздухообмена необходимо использовать системы принудительной вентиляции, обеспечивающие подачу свежего воздуха и удаление отработанных воздушных масс.

Постоянный приток свежего (холодного) воздуха и удаление отработанных (нагретых) воздушных масс приводит к увеличению расходов на отопление.  Можно смело сказать, что в малоинерционных домах с вентиляцией могут вылететь в трубу все деньги, затраченные на обогрев жилища, если, конечно, не использовать систему рекуперации тепловой энергии.

Размещение и методы установки

Устройства бывают напольными и подвесными с потолочной установкой. Бывают также рекуператоры настенные точечные, монтируемые в отдельных комнатах, контактирующих с улицей, и не требующие установления лишних агрегатов.

Потолочное размещение применяется при необходимости скрыть техническую часть в нише подвесных или натяжных потолков. Такая система рекуперации воздуха хорошо подойдёт для частного дома. Она немного дороже (влияние параметров компактности), но эксплуатация её не потребует лишних обводных каналов. Главным недостатком этого вида размещения будет повышенный уровень шума, обусловленный незначительным удалением рабочей части от решёток вентиляции.

Ориентация напольного и настенного рекуператора сводится к выделению отдельного технического помещения. Производительность такого устройства не зависит от габаритов, но требует наличия надёжной системы обвязки. Применяют такие устройства обычно вместе с системой кондиционирования и воздушным отоплением.

Выводы

В заключение отметим, что вышеприведенная информация позволяет рассчитать рентабельность установления системы теплообмена. Практически все конструкции имеют высокую надежность и не выходят из строя. Также их эффективность относительно небольшая, установка целесообразна только в больших вентиляционных системах.

Статьи по теме

  • Диффузоры для вентиляции
  • Вентиляторы для вентиляции
  • Пластиковая вентиляция
  • Особенности и характеристики печей с водяным отоплением
  • Как правильно рассчитать мощность отопительного котла

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.

Читайте также:  Вентиляция для кухни: как выбрать кухонную вытяжку

Расчет рекуператора происходит в 2 этапа:

Расчет рекуператора

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

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), (Италия), Blizzard (Германия), Вентс (Украина), Aerovital (Германия).

Тонкости выбора: на что обратить внимание при покупке рекуператора

Рассмотрим основные правила выбора оборудования для дома:

  • Климатические особенности. Для умеренной зимы подойдут рекуператоры с пластинами, а в условиях низких температур лучше себя показывают роторные устройства.
  • Экономия. Для бытового использования, выбирайте модели с максимальной эффективностью. Как правило, оборудование обладает средней мощностью.
  • Фильтры очистки. Для удаления всех загрязнений, в том числе, мелкой пыли, лучше использовать оборудование с фильтром класса F7. Фильтры M5 защищают дом от крупной пыли.
  • Производительность приточной системы вентиляции с рекуператором. Для расчета используется один показатель – объем воздуха, который поступает в комнату за 60 минут. По нормативам на одного взрослого человека необходимо 60 кубических метров.
  • Материал и толщина корпуса. К примеру, корпус толщиной 30 мм не может работать при температуре ниже 5 градусов, для функционирования требуется изоляция. Если корпус изготовлен из алюминия, его нужно изолировать, поскольку алюминий является отличным проводником холода.
  • Удобная система с автоматическим блоком управления. Это позволит установить нужную температуру и мощностью подачи воздуха в комнату.