Система вентиляции рекуператор. Приточно-вытяжная вентиляция (Рекуператоры). Преимущества применения рекуператоров

Рекуперацией тепла называют возвращение части тепловой энергии, и ее повторное использование в системе отопления дома.

Процесс вентиляции жилых помещений аналогичен процессу проветривания: в помещение подается свежий воздух извне, а отработанные воздушные массы с низким содержанием кислорода, удаляются и выбрасываются в окружающее пространство. Вместе с отработанным воздухом из помещения удаляется тепловая энергия. Задачей рекуперации тепла при вентиляции является охлаждение теплого воздуха перед его выбросом наружу и использование полученного тепла на подогрев воздушных масс, поступающих снаружи. Вопрос рекуперации тепла в системах вентиляции особенно остро стоит в зимнее время года.

Решается он в зависимости от способа вентилирования дома.

Два способа вентилирования – два подхода к рекуперации

В современных жилых домах широко используются два вида вентиляции: естественная и принудительная.

Естественная вентиляция эффективна в домах с высокой тепловой инерцией. Это дома, построенные из камня, кирпича, бетона и железобетона. Как правило, для их возведения используют тяжелые прочные фундаменты-подушки.

В домах с высокой инерцией тепло накапливается в массе дома и запас его может быть достаточным для поддержания комфортных условий в помещении при отключении отопления на протяжении нескольких часов, а то и нескольких суток.

Вентиляционные каналы для удаления отработанного воздуха в инерционных домах располагают в массиве стен, делая их вертикальными с выходом в чердачное помещение. Поступая в вентиляционный канал, теплый воздух движется вверх, нагревая при этом стены канала, а значит, и стены дома, отдавая при этом запас своей тепловой энергии. Затем воздух попадает в подкровельное пространство, подогревая его оставшимся теплом.

Сохраненное в стенах вентиляционного канала тепло в дальнейшем используется для поддержания температуры стен и обогрев дома.

В домах с естественной вентиляцией рекуперация тепла также носит естественный характер и в дополнительном регулировании не нуждается.

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.

При рекуперации тепла в системе вентиляции стоит задача подогреть поступающий в помещение воздух за счет тепловой энергии уходящих воздушных масс. Подогрев может быть

• центральным, рассчитанным сразу на все здание и устанавливаемым на центральную вентиляционную систему
• локальным, обеспечивающим только одно отдельно взятое помещение и устанавливаемый на местную вентиляционную систему

Для этого вентиляционная система дополняется теплотехническим блоком, предназначенным для теплообмена между холодным и теплым воздухом. Теплообменники могут иметь различное устройство и технические характеристики.

Пластинчатые рекуператоры

Самым простым воздушным рекуператором является пластинчатый теплообменник, представляющий собой камеру с параллельными воздуховодами, разделенными металлической перегородкой, играющей роль теплопроводной пластины. Нагретый воздух при соприкосновении с перегородкой с одной стороны, нагревает ее, а холодный воздух, движущийся с противоположной стороны, забирает тепло.

Несмотря на примитивную конструкцию, пластинчатые рекуператоры имеют высокий КПД, величина которого может составлять 90%. Еще одним плюсом пластинчатого рекуператора является отсутствие движущихся частей.

Есть у пластинчатого рекуператора и существенный недостаток: при охлаждении воздуха на пластине образуется конденсат, что при отрицательной температуре наружного воздуха может привести к обледенению рекуператора.

Этого недостатка лишен роторный рекуператор, представляющий собой вращающуюся пластину, установленную между приточным и вытяжным воздуховодом. Одна половина пластины находится в зоне нагрева и контактирует с теплым воздухом, а вторая половина пластины, наоборот, находится в подающем воздуховоде и контактирует с холодным воздухом, затем происходит поворот на 180 градусов и положение меняется, нагретая пластина попадает в холодный воздуховод, а охлажденная пластина попадает в зону нагрева. Интенсивность теплообмена зависит от скорости вращения ротора и разницы температур холодного и нагретого воздуха. КПД роторного рекуператора может составлять 75-85%.

Вращение роторного рекуператора сопровождается шумом, что является его недостатком. К тому же устройство постоянно нуждается в техническом обслуживании.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем могут иметь различное устройство, но общим для них является использование теплоносителя (фреон, вода) для передачи тепла от одного воздушного потока другому воздушному потоку. Так, к примеру, в устройстве воздушных рекуператоров большое распространение получили тепловые трубки.

Подведем итоги

Рекуператор тепла является опциональной частью приточно вытяжной вентиляционной системы, использование которой в значительной мере сокращает расходы на отопление и позволяет поддерживать комфортные условия в доме с меньшими расходами.

В процессе вентилирования из помещения утилизируется не только отработанный воздух, но и часть тепловой энергии. Зимой это приводит к увеличению счетов на энергоресурсы.

Сократить неоправданные расходы, не в ущерб воздухообмену, позволит рекуперация тепла в системах вентиляции централизованного и локального типа. Для регенерации тепловой энергии используются разные виды теплообменников – рекуператоры.

В статье подробно описаны модели агрегатов, их конструктивные особенности, принципы работы, достоинства и недостатки. Изложенная информация поможет в выборе оптимального варианта для обустройства вентиляционной системы.

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 локальных рекуператорах предусмотрен вентилятор и пластинчатый теплообменник. «Рукав» приточника изолирован шумопоглощающим материалом. Блок управления компактных вентустановок размещается на внутренней стене

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, можно самостоятельно.

  Важные критерии выбора стенового приточника: допустимая толщина стены, производительность, КПД рекуператора, диаметр воздушного канала и температура перекачиваемой среды

  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.

В связи с ростом тарифов на первичные энергоресурсы рекуперация становиться как никогда актуальна. В приточно-вытяжных установках с рекуперацией обычно применяются следующие типы рекуператоров:

• пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор;
• роторный рекуператор;
• рекуператоры с промежуточным теплоносителем;
• тепловой насос;
• рекуператор камерного типа;
• рекуператор с тепловыми трубами.

Принцип работы

Принцип работы любого рекуператор в приточно-вытяжных установках заключается в следующем. Он обеспечивает теплообмен (в некоторых моделях - и холодообмен, а также влагообмен) между потоками приточного и вытяжного воздуха. Процесс теплообмена может происходить непрерывно – через стенки теплообменника, с помощью хладона или промежуточного теплоносителя. Может теплообмен быть и периодическим, как в роторном и камерном рекуператоре. В результате выбрасываемый вытяжной воздух охлаждается, нагревая тем самым свежий приточный воздух. Процесс холодообмена в отдельных моделях рекуператоров проходит в теплое время года и позволяет снизить энергозатраты на системы кондиционирования воздуха за счет некоторого охлаждения подаваемого в помещение приточного воздуха. Влагообмен идет между потоками вытяжного и приточного воздуха, позволяя поддерживать в помещении комфортную для человека влажность круглогодично, без использования каких либо дополнительных устройств – увлажнителей и других.

Пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор.

Теплопроводящие пластины рекуперативной поверхности изготавливают из тонкой металлической (материал – алюминий, медь, нержавеющая сталь) фольги или из ультратонкого картона, пластика, гигроскопичной целлюлозы. Потоки приточного и вытяжного воздуха движутся по множеству небольших каналов, образованных этими теплопроводящими пластинами, по схеме противотока. Контакт и смешивание потоков, их загрязнение практически исключены. В конструкции рекуператора движущихся деталей нет. Коэффициент эффективности 50-80%. В рекуператора из металлической фольги из-за разницы температур потоков воздуха на поверхности пластин может конденсироваться влага. В теплое время года ее необходимо отвести в систему канализации здания по специально оборудованному дренажному трубопроводу. В холодное время есть опасность замерзания этой влаги в рекуператоре и его механического повреждения (разморозки). Кроме того, образовавшийся лед сильно снижает эффективность работы рекуператора. Поэтому рекуператоры с металлическими теплопроводящими пластинами требуют при эксплуатации в холодное время года периодической оттайки потоком теплого вытяжного воздуха или использования дополнительного водяного или электрического воздухонагревателя. При этом приточный воздух или совсем не подается, или подается в помещение в обход рекуператора через дополнительный клапан (байпас). Время оттайки составляет в среднем от 5 до 25 минут. Рекуператор с теплопроводящими пластинами из ультратонкого картона и пластика не подвержен обмерзанию, так как через эти материалы идет и влагообмен, но у него другой недостаток – его нельзя использовать для вентиляции помещений с высокой влажностью с целью их осушения. Пластинчатый рекуператор может устанавливаться в приточно-вытяжную систему как в вертикальном, так и в горизонтальном положении в зависимости от требований к размерам венткамеры. Пластинчатые рекуператоры самые распространенные из-за своей относительной простоты конструкции и дешевизны.

Роторный рекуператор.

Этот тип – второй по степени распространения после пластинчатого. Теплота от одного потока воздуха к другому передается через вращающийся между вытяжной и приточной секциями цилиндрический пустотелый барабан, называемый ротором. Внутренний объем ротора заполнен уложенной туда плотно металлической фольгой или проволокой, которая играет роль вращающейся теплопередающей поверхности. Материал фольги или проволоки тот же, что и у пластинчатого рекуператора - медь, алюминий или нержавеющая сталь. Ротор имеет горизонтальную ось вращения приводного вала, вращаемого электродвигателем с шаговым или инверторным регулированием. С помощью двигателя можно управлять процессом рекуперации. Коэффициент эффективности 75-90%. Эффективность рекуператора зависит от температур потоков, их скорости и частоты вращения ротора. Изменяя частоту вращения ротора, можно менять и эффективность работы. Замерзание влаги в роторе исключено, а вот смешивание потоков, их взаимное загрязнение и передачу запахов полностью исключить нельзя, так как потоки непосредственно контактируют друг с другом. Возможно смешивание до 3%. Роторные рекуператоры не требуют больших затрат электроэнергии, позволяют осушать воздух в помещениях с высокой влажностью. Конструкция роторных рекуператоров является более сложной, чем пластинчатых, а их стоимость и затраты на эксплуатацию более высокими. Тем не менее, приточно-вытяжные установки с роторными рекуператорами являются очень популярными благодаря их высокой эффективности.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем.

Теплоноситель чаще всего вода или водные растворы гликолей. Такой рекуператор состоит из двух теплообменников, соединенных между собой трубопроводами с насосом для циркуляции и арматурой. Один из теплообменников помещен в канал с потоком вытяжного воздуха и получает теплоту от него. Теплота через теплоноситель с помощью насоса и труб переносится в другой теплообменник, расположенный в канале приточного воздуха. Приточный воздух воспринимает это тепло и нагревается. Смешивание потоков в этом случае полностью исключено, но из-за наличия промежуточного теплоносителя коэффициент эффективности этого типа рекуператоров относительно низок и составляет 45-55%. На эффективность можно влиять с помощью насоса, воздействуя на скорость движения теплоносителя. Основное преимущество и отличие рекуператора с промежуточным теплоносителем от рекуператора с тепловой трубой в том, что теплообменники в вытяжной и приточной установках можно располагать на расстоянии друг от друга. Положение для монтажа теплообменников, насоса и трубопроводов может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Тепловой насос.

Относительно недавно появилась интересная разновидность рекуператора с промежуточным теплоносителем – т.н. термодинамический рекуператор, в котором роль жидкостных теплообменников, труб и насоса играет холодильная машина, работающая в режиме теплового насоса. Это своеобразная комбинация рекуператора и теплового насоса. Она состоит из двух хладоновых теплообменников – испарителя-воздухоохладителя и конденсатора, трубопроводов, терморегулирующего вентиля, компрессора и 4-х ходового клапана. Теплообменники размещены в приточном и вытяжном воздуховоде, компрессор необходим для обеспечения циркуляции хладона, а клапан переключает потоки хладагента в зависимости от сезона и позволяет переносить теплоту из вытяжного воздуха в приточный и наоборот. При этом приточно-вытяжная система может состоять из нескольких приточных и одной вытяжной установки большей производительности, объединенных одним холодильным контуром. При этом возможности системы позволяют нескольким приточным установкам работать в разных режимах (нагрев/охлаждение) одновременно. Коэффициент преобразования теплового насоса СОР может достигать значений 4,5-6,5.

Рекуператор с тепловыми трубами.

По принципу работы рекуператор с тепловыми трубами похож на рекуператор с промежуточным теплоносителем. Разница лишь в том, что в потоки воздуха помещают не теплообменники, а так называемые тепловые трубы или точнее термосифоны. Конструктивно это герметично закрытые отрезки медной оребренной трубы, заполненные внутри специально подобранным легкокипящим хладоном. Один конец трубы в вытяжном потоке нагревается, хладон в этом месте кипит и передает воспринятое от воздуха тепло на другой конец трубы, обдуваемый потоком приточного воздуха. Здесь хладон внутри трубы конденсируется и передает тепло воздуху, который нагревается. Полностью исключены взаимное смешивание потоков, их загрязнение и передача запахов. Подвижных элементов нет, трубы в потоки помещают только вертикально либо под небольшим уклоном, чтобы хладон двигался внутри труб от холодного конца к горячему за счет силы тяжести. Коэффициент эффективности 50-70%. Важное условие для обеспечения работы его работы: воздуховоды, в которые установлены термосифоны, должны располагаться вертикально друг над другом.

Рекуператор камерного типа.

Внутренний объем (камера) такого рекуператора разделена заслонкой на две половины. Заслонка время от времени движется, меняя тем самым направление движения потоков вытяжного и приточного воздуха. Вытяжной воздух нагревает одну половину камеры, затем заслонка направляет сюда поток приточного воздуха и он нагревается от нагретых стенок камеры. Этот процесс периодически повторяется. Коэффициент эффективности достигает 70-80%. Но в конструкции есть подвижные детали, в связи с чем существует большая вероятность взаимного смешивания, загрязнения потоков и передачи запахов.

Расчет эффективности рекуператора.

В технических характеристиках рекуперативных вентиляционных установок многих фирм-производителей приводят, как правило, два значения коэффициента рекуперации – по температуре воздуха и его энтальпии. Расчет эффективности работы рекуператора может быть произведен по температуре или по энтальпии воздуха. Расчет по температуре учитывает явное теплосодержание воздуха, а по энтальпии – учитывается еще и влагосодержание воздуха (его относительную влажность). Расчет по энтальпии считается более точным. Для расчета необходимы исходные данные. Их получают путем замера температуры и влажности воздуха в трех местах: в помещении (где вентиляционная установка обеспечивает воздухообмен), на улице и в сечении приточной воздухораспределительной решетки (откуда в помещение попадает обработанный наружный воздух). Формула для расчета эффективности рекуперации по температуре следующая:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1) , где

• Kt – коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
• T1 – температура наружного воздуха, oC;
• T2 – температура вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), оС;
• T4 – температура приточного воздуха, оС.

Энтальпия воздуха – это теплосодержание воздуха, т.е. количество теплоты, содержащейся в нем, отнесенное к 1 кг сухого воздуха. Энтальпию определяют с помощью i-d диаграммы состояния влажного воздуха, нанеся на нее точки, соответствующие замеренной температуре и влажности в помещении, на улице и приточного воздуха. Формула для расчета эффективности рекуперации по энтальпии следующая:

Kh = (H4 – H1) / (H2 – H1) , где

• Kh – коэффициент эффективности рекуператора по энтальпии;
• H1 – энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;
• H2 –энтальпия вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), кДж/кг;
• H4 – энтальпия приточного воздуха, кДж/кг.

Экономическая целесообразность применения приточно-вытяжных установок с рекуперацией.

В качестве примера возьмем технико-экономическое обоснование применения вентиляционных установок с рекуперацией в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона.

Исходные данные:

• объект – автосалон общей площадью 2000 м2;
• средняя высота помещений 3-6 м, состоит из двух выставочных залов, офисной зоны и станции технического обслуживания (СТО);
• для приточно-вытяжной вентиляции указанных помещений были выбраны вентиляционные установки канального типа: 1 единица с расходом воздуха 650 м3/час и потребляемой мощностью 0,4 кВт и 5 единиц с расходом воздуха 1500м3/час и потребляемой мощностью 0,83 кВт.
• гарантированный диапазон наружных температур воздуха для канальных установок составляет (-15…+40) оС.

Для сравнения энергопотребления произведем расчет мощности канального электрического воздухонагревателя, которая необходима для подогрева наружного воздуха в холодное время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и электрического воздухонагревателя) с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час.

Наружный воздух необходимо нагреть от -15 до +20оС.

Расчет мощности электрического воздухонагревателя произведен по уравнению теплового баланса:

Qн = G*Cp*T, Вт , где:

• Qн – мощность воздухонагревателя, Вт;
• G - массовый расход воздуха через воздухонагреватель, кг/сек;
• Ср – удельная изобарная теплоемкость воздуха. Ср = 1000кДж/кг*К;
• Т – разность температур воздуха на выходе из воздухонагревателя и входе.

T = 20 – (-15) = 35 оС.

1. 650 / 3600 = 0,181 м3/сек

р = 1, 2 кг/м3 – плотность воздуха.

G = 0, 181*1, 2 = 0,217 кг/сек

Qн = 0, 217*1000*35 = 7600 Вт.

2. 1500 / 3600 = 0, 417 м3/сек

G = 0, 417*1, 2 = 0, 5 кг/ сек

Qн = 0, 5*1000*35 = 17500 Вт.

Таким образом, применение в холодное время года канальных установок с рекуперацией тепла вместо традиционных с использованием электрических воздухонагревателей позволяет уменьшить затраты электроэнергии при одном и том же количестве подаваемого воздуха более чем в 20 раз и тем самым позволяет снизить затраты и соответственно увеличить прибыль автосалона. Кроме этого, применение установок с рекуперацией позволяет уменьшить финансовые затраты потребителя на энергоносители на отопление помещений в холодное время года и на их кондиционирование в теплое время примерно на 50%.

Для большей наглядности произведем сравнительный финансовый анализ энергопотребления систем приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона, укомплектованных установками с рекуперацией тепла канального типа и традиционных установок с электрическими воздухонагревателями.

Исходные данные:

Система 1.

Установки с рекуперацией тепла расходом 650 м3/час– 1ед. и 1500 м3/час – 5ед.

Суммарная электрическая потребляемая мощность составит: 0,4 + 5*0,83 = 4,55 кВт*час.

Система 2.

Традиционные канальные приточно-вытяжные вентиляционные установки -1ед. с расходом 650м3/час и 5ед. с расходом 1500м3/час.

Суммарная электрическая мощность установки на 650 м3/час составит:

• вентиляторы – 2*0,155 = 0,31 кВт*час;
• автоматика и приводы клапанов – 0,1кВт*час;
• электрический воздухонагреватель – 7,6 кВт*час;

Итого: 8,01 кВт*час.

Суммарная электрическая мощность установки на 1500м3/час составит:

• вентиляторы – 2*0,32 = 0,64кВт*час;
• автоматика и приводы клапанов – 0,1 кВт*час;
• электрический воздухонагреватель – 17,5 кВт*час.

Итого: (18,24 кВт*час)*5 = 91,2 кВт*час.

Всего: 91,2 + 8,01 = 99,21кВт*час.

Принимаем период использования подогрева в системах вентиляции 150 рабочих дней в год по 9 часов. Получаем 150*9 =1350 часов.

Энергопотребление установок с рекуперацией составит: 4,55*1350 = 6142,5 кВт

Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*6142,5 кВт = 30712,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 30172,5 / 2000 = 15,1 руб./м2.

Энергопотребление традиционных систем составит: 99,21*1350 = 133933,5 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*133933,5 кВт = 669667,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 669667,5 / 2000 = 334,8 руб./м2.

Из словаря латинских слов, рекуператор (дословно) означает возвращающий, получающий обратно.

В системе приточно-вытяжной вентиляции, под рекуператором понимается устройство, которое забирает часть тепла от удаляемого воздуха из помещения и отдает его приточному воздуху, одновременно подогревая или охлаждая его. Зависит от времени года.

В зависимости от типа рекуператора, подмес удаляемого (назовем отработанного воздуха) со свежим приточным, может осуществляться, а может и нет.

Типы рекуператоров:

• Пластинчатый;
• Трубчатый;
• Роторный;
• Ребристые

На нескольких примерах рассмотрим особенности типов

Пластинчатый рекуператор наиболее распространенный вариант, применяемый в системах вентиляции. Распространенность достигается низкой стоимостью изготовления, простая конструкция, простой монтаж. Но есть и свои недостатки. Это образование конденсата, за счет разницы температур на пластинах.

Рекуперация основана на прохождении потоков приточного и удаляемого воздуха через пластины. В то же время, потоки не смешиваются, за счет чего обеспечивается 100% свежесть приточного воздуха в обслуживаемое помещение. На картинке ниже, наглядно показан принцип работы подобного рекуператора.

Широкое применение пластинчатый рекуператор нашел в системе приточной- вытяжной вентиляции, состоящей из нескольких секций. Подробно о подобных секционных установках мы публиковали информацию .

Трубчатый рекуператор довольно редко применяется в системах вентиляции больших помещений. Чаще всего используется для вентиляции квартир с герметичными окнами из пластика, и как подсказывает википедия в ЭКО домах.

Роторный рекуператор.
Представляет собой конструкцию с вращающимся внутри теплообменником из металлических пластин (чаще алюминий). Вращение теплообменнику придает поток воздуха, который нагнетается приточным и вытяжным вентилятором. Также вращение может быть организовано от дополнительно электрического двигателя, устанавливаемого в вентиляционной камере. Такой тип рекуператора имеет обычно большой размер, но за счет более высокого КПД по сравнению с пластинчатым, его целесообразно применять на больших помещениях, залах и холлах. Положительной стороной при использовании роторного типа рекуперации тепла, это сведение к минимуму образование конденсата за счет встречи

К недостаткам можно отнести достаточно высокую стоимость такого типа рекуператора, смешивание удаляемого и приточного воздуха. Для правильной настройки такого типа рекуператора требуется высокая квалификация настройщиков системы. Так же эксплуатационные расходы будут чуть выше, за счет высокого потребления электрической энергии.

Общая схема работы рекуператора

Схема работы рекуператора в общем виде выглядит следующим образом.

Воздух на входе поступает на теплобменник, где встречается с удаляемым воздухом. При низких температурах окружающей среды, за счет нагретого воздуха из помещения, поступающий воздух частично нагревается. Далее, если нагрева недостаточно, воздух нагревает электрический ТЭН или водяной калорифер (в зависимоти от типа приточно-вытяжной установки) до установленного значения, например 22 градуса, и далее подогретый воздух подается в помещение.

По словам специалистов, система рекуперации тепла позволяет экономить на электричестве до 32% от возможных затрат.
Также оптимальность работы достигается правильным управлением приточной установкой в целом. Обычно такую функцию берут на себя контроллеры для приточно-вытяжных установок.
Если Ваша приточная установка оснащено только электрическим ТЭНом, рекомендуем обратить внимание вот на этот
Если же Вы планируете использовать в организации приточно вытяжной вентиляции все возможные секции, или каждую по отдельности (рекуператор, электрический ТЭН, водяной калорифер), в таком случае стоит уделить особое внимание

Климатические особенности нашей страны, в холодное время, приводят к необходимости нагрева воздуха. Но потребляя нагретый воздух мы производим продукт распада, в результате чего для нормальной жизнедеятельности, необходима смена нагретого воздуха на свежий. Итого, только воздух нагрели - выгоняем его на улицу, новый поступивший воздух, снова нагреваем. Рекуператоры служат для того, чтобы уловить тепло уходящего воздуха и отдать это тепло вновь поступающему.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла - что это такое?

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла пока ещё мало известна простому обывателю. О рекуператоре известно, в основном специалистам.

Но это оборудование имеет большую перспективу для всех потребителей, которые расчетливо относятся к своим расходам.

В Европе, такие устройства получили широкое распространение, хотя надо заметить, что климатические условия там значительно мягче.

И все это благодаря экономии энергии, которая затрачивается на воздухоподготовку.

Преимущества применения рекуператоров

Применение пластинчатого рекуператора приводит к экономии энергии от 50 до 80%.

Применение роторного рекуператора, экономит от 70 до 90% энергии.

Процент экономии напрямую зависит от разности температур вытяжного и приточного воздуха. Установка рекуператора приносит значительную экономию денег, при этом агрегат служит долго (при надлежащем техническом обслуживании) и с годами финансовая экономия только увеличивается.

Рекуператор тепла приточно-вытяжной установки частично забирает тепло отработанного воздуха и передает его вновь поступающему воздуху. Это позволяет тепло возвращать в дом, при этом происходит комфортное вентилирование помещения.

Используя рекуператор, мы имеем свежий воздух средней температуры (между комнатной и наружной).

Таким образом, такое проветривание более безопасно для здоровья и при этом рекуператор позволяет проводить проветривание экономным способом.

Сам рекуператор потребляет минимальное количество энергии - прогрев приточного воздуха идет путем естественного теплообмена.

Виды рекуператоров

Рекуператоры тепла могут быть в виде специального модуля приточно-вытяжной установки, а могут быть индивидуальным автономным устройством.

В быту, более широкое распространение получили пластинчатые и роторные рекуператоры.

Пластинчатые рекуператоры

Пластинчатые рекуператоры состоят из пластин, через которые проходят воздушные потоки на выход и вход воздуха.

Воздушные потоки, в таких рекуператарах, между собой не контактируют и не смешиваются, т.е. каждый поток идет своим путем, а тепло передается теплообменной кассете.

Теплообменная кассета состоит из нескольких тонких пластин, имеющих большую площадь.

Обычно эти пластины делают из алюминиевой фольги или пластика.

Кассеты из алюминиевой фольги дешевле, но коэффициент полезного действия кассет из пластика выше чем кассет из алюминиевой фольги.

Недостатки пластинчатых рекуператоров

К недостаткам пластинчатых рекуператоров относится образование конденсата.

Конденсат образуется в зимнее время из-за разницы температуры приточного и вытяжного воздуха.

В зимнее время конденсат замерзает и образуется наледь.

Для борьбы с наледью используют автоматику.

При срабатывании датчика обледенения, приточный воздух идет мимо теплообменника и нагревается этот воздух с помощью калорифера.

А вытяжной теплый воздух из здания проходит через теплообменник и размораживает кассету.

Процесс размораживания занимает от 5 до 25 минут в час.

Естественно, никакой экономии энергии в это время не происходит.

Кроме того, конструкция должна иметь дренажную ванну и дренажный водопровод для отвода и сбора конденсата.

В случаях появления наледи, рекуператор способен сэкономить только 45% энергии.

Кассеты из гигроскопической целлюлозы

Для решения проблемы конденсации используют кассеты из гигроскопической целлюлозы.

Вся фишка в том, что стенки этой кассеты способны впитывать влагу из уходящего воздуха и передают эту влагу входящему потоку.

Применение гигроскопических кассет позволяет рекуперировать (возвращать) не только тепло, но и влагу из воздуха. После таких процедур в помещение поступает свежий воздух с комфортной температурой и влажностью.

Таким образом КПД повышается до 70%, а если у рекуператора имеется двойной пластинчатый теплообменник из гигроскопической бумаги, это позволяет исключить образование наледи и поднять КПД до 90%.

Важно! Кассеты из целлюлозы не применяют в помещениях с повышенной влажностью.

Роторные рекуператоры

В рекуператоры вмонтируется в корпус ротор, который представляет из себя вращающийся цилиндр.

Цилиндр по всему объему заполнен послойно профилированным металлом, алюминием или сталью.

При работе, барабан ротора движется по кругу между приточным и вытяжным воздухом.

При прохождении через вытяжной поток - пластины нагреваются, при прохождении через приточный поток - пластины отдают свое тепло.

Теплообмен напрямую зависит от скорости вращения ротора, которая регулируется.

КПД рекуператора достигает максимум в том случае, если скорость вращения автоматически регулируется в соответствии с показаниями датчиков наружной и внутренней температурой воздуха.

Недостатки роторных рекуператоров

К недостаткам роторных рекуператоров относят частичное смешивание вытяжного и приточного воздуха.

Поэтому фильтры очистки приходится устанавливать и на входе и на выходе. Конструкция роторных рекуператоров более сложная и поэтому, техническое обслуживание роторных рекуператоров производят чаще чем пластинчатых.

И все-таки, несмотря на эти недостатки, роторные модели надежны, имеют большую эффективность возврата тепловой энергии, до 80%.

Как выбрать рекуператор

Выбирая рекуператор, необходимо знать требуемую производительность установки.

Для этого необходимо знать кратность воздухообмена, а именно: сколько раз в течении часа, производится полная замена воздуха в помещении.

Кратность замены воздуха для квартиры составляет 1, а для загородного дома от 0,5 до 1.

По норме, на одного человека, требуется замена воздуха 36 м3 в час.

Грамотные специалисты, ознакомившись с планом дома, подберут вам необходимую модель.

Необходимо учитывать, при выборе рекуператора, нижний предел рабочей температуры.

А для России, нижний предел имеет разброс от -5*С до -40*с в зимнее время.

Монтаж рекуператора своими руками

Принципиальных отличий между монтажом обычных кондиционеров и приточно-вытяжных установок с рекуперацией тепла нет.

Единственно, что кондиционер подает воздух в помещение, а в системе с рекуперацией будет два канала (приток и вытяжка).

Монтаж обойдется немного дороже, так как используется больше воздуховодов, но не сложнее чем монтаж обычной приточной вентиляции.

Для предотвращения образования конденсата на стенках воздуховода, воздуховоды должны быть теплоизолированны.

При установке необходимо обратить внимание на конструктивные особенности некоторых моделей, так как отдельные модели могут работать только в определенном положении, т.е плашмя или вертикально.

Если модель рекуператора требует дренаж, то это устройство должно стоять в теплом помещении, а вода под наклоном выводится к ближайшему стояку.