Рекуператор воздуха вызывает интерес уже не только у озадаченных состоянием экосистемы, но и попросту желающих сэкономить людей. Мы расскажем, какую выгоду сулят установки рекуперации, как они функционируют и в чём особенность монтажа такой системы в собственном доме.
О принципе рекуперации
Термин рекуперация происходит от латинского слова, означающего обмен, передачу чего-либо. В контексте вентиляции под этим понятием подразумевается передача тепла от вытяжного воздуха приточному без смешивания двух потоков.
Первоначально интерес к устройствам рекуперации диктовался преимущественно тенденциями новаторства и перспективами экологической безопасности.
Позже стало понятно, что это по-настоящему действенный способ оптимизировать энергетическую эффективность здания.
Принцип работы рекуператора воздуха
Принцип возвратного теплообмена имеет количественное выражение. Эффективность теплопередачи тепла растёт вместе с повышением разницы температур. Также ввиду отсутствия смешивания потоков очевидно, что полноценная работа устройства возможна только при достаточно высоком отношении площади теплового контакта к массе проходящего через рекуператор воздуха.
По сути и принципу действия каждый рекуператор — это экономайзер, собирающий отходы низкопотенциальной энергии и направляющий их для совершения полезной работы.
Для рекуперации тепла не свойственен высокий КПД, однако в хорошо утеплённых зданиях утечки тепла через вентиляцию относятся к основным потерям, поэтому их сокращение — важнейшая задача для обеспечения как можно более низкого теплового баланса.
Технологические решения
Рекуператоры тепла имеют множество технических реализаций, среди которых есть как локальные приточно-вытяжные установки, так и оборудование для монтажа в централизованные системы. В любой отдельно взятой модели разработчики стремятся продумать каждую мелочь, ведь для таких устройств прирост по одному из показателей неизбежно вызывает ухудшение других параметров.
Например, чтобы успеть отдать максимум тепла вытяжной воздух должен проходить по как можно большему пути, что неизбежно увеличивает общее аэродинамическое сопротивление системы вентиляции.
Получается, что для корректной работы высокоэффективного рекуператора необходим либо разгонный участок очень большой протяжённости, либо принудительное перемещение воздуха с вытекающей из этого зависимостью от электроснабжения.
В соответствии с устройством и принципом действия различают пластинчатые, трубчатые и роторные рекуператоры — это три наиболее популярных типа, которые пригодны к использованию в гражданской сфере благодаря простоте конструкции.
Пластинчатые рекуператоры — это ёмкости со сложным лабиринтом перегородок, по которым во встречных направлениях перемещаются два потока воздуха. Это наиболее простой тип конструкции, получивший наибольшее распространение в бытовых рекуператорах. Главный недостаток — увеличение аэродинамического сопротивления в точке установки.
Пластинчатый рекуператор
Трубчатые рекуператоры устроены сложнее, по сути, они представляют собой один крупный канал, в котором проложены несколько трубок меньшего диаметра.
Для достижения площади теплового контакта, сопоставимой с пластинчатой конструкцией, требуется увеличение длины каналов, что приводит к повышению материалоёмкости, негативно сказывается на габаритах и стоимости прибора.
Но есть и позитивный аспект: завихрения воздуха при движении через систему трубок способствуют более эффективной теплопередаче, не замедляя вытяжной поток.
Трубчатые рекуператоры
Роторные рекуператоры используют для теплообмена рабочее тело — набор тонких вращающихся дисков, которые нагреваются при прохождении через тёплый канал и остывают в холодном. Недостаток таких рекуператоров — технологические зазоры между дисками, которые хоть и незначительны, но всё же приводят к частичному смешиванию потоков.
Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором
В целом все конструкции имеют примитивное устройство, что сказывается на эффективности, поэтому многие производители дополняют классическую схему прибора некоторыми интересными решениями.
Усиленная работа ведётся над поиском материалов, хорошо поддающихся обработке и как можно лучше передающих тепло.
В пластинчатых рекуператорах стенки изготавливают гофрированными или устанавливают на них оребрение, трубчатые теплообменники выполняют тонкостенными из цветных металлов.
Одним из самых интересных решений служит установка элементов Пельтье, причём за счёт положительного COP их количество буквально ничем не ограничено. Тот же принцип используется и в рекуператорах, совмещённых с системой воздушного отопления: тепловые насосы в таких установках обладают гораздо более широким диапазоном рабочих температур и увеличенным коэффициентом прироста мощности.
В наиболее продвинутых рекуператорах работает система двойного обращения потока. Тёплый вытяжной воздух подаётся изначально на более холодную часть теплообменника, где за счёт большой разницы температур наблюдается существенное увеличение эффективности теплопередачи.
Также в процессе образуется конденсат, который подогревается и передаётся на испаритель внутри приточной камеры. Это помогает нивелировать осушение воздуха при нагреве, кроме того, вода как носитель скрытой теплоты способствует ещё более интенсивному переносу энергии.
Некоторые моменты продуманы до мелочей: например, двигатели специально размещают в начале вытяжного и конце приточного тракта, а также снабжают качественным оребрением для полного возврата паразитного тепла.
Определение производительности
Для рекуператора как части вентиляции наиболее важными являются три параметра: приведённое аэродинамическое сопротивление, допустимый проток и эффективность, выраженная в отношении возвращённого тепла к общему количеству энергии, содержащейся в воздухе при действующей дельте температур. Это отношение непостоянно: чем холоднее приточной воздух, тем в целом эффективнее работает рекуператор, причём зависимость этих изменений не линейная. Поэтому так важно обращать внимание на диаграммы изменения основных характеристик в зависимости от прочих условий.
Q = S · v · 3600
где:
- Q — пропускная способность вентканала, м3/ч;
- S — площадь сечения канала, в м2;
- v — скорость потока, м/с.
Kt = (T3 – T1) / (T2 – T1)
где:
- Kt — коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
- T1 — температура наружного воздуха, °C;
- T2 — температура воздуха в помещении, °С;
- T3 — температура приточного воздуха, °С.
Первоначальный критерий — допустимая величина протока — определяется параметрами системы вентиляции.
Разумеется, воздухообмен не может быть ниже норм, установленных СНиП: 3 м3/ч·м2 или 30 м3/ч на каждого человека при норме обеспеченности пространством менее 20 м3/чел. При этом общая кратность воздухообмена за час должна составлять не менее 0,35.
Если параметры системы вентиляции на данный момент не соответствуют норме, рекуператор выбирается по нормативным требованиям, а система вентиляции впоследствии дорабатывается.
Если производительность рекуператора с принудительным движением воздуха превышает пропускную способность системы вентиляции более чем на 50%, избыточный шум устраняется установкой глушителя.
Также нужно помнить, что производительность вентилятора на приточном канале выше, чем на вытяжном, разницу нужно выбирать в соответствии с количеством дополнительных точек естественного удаления воздуха.
Воздушный рекуператор тепла и влаги
Не существует определённых требований к энергоэффективности установки, в целом этот параметр важен для определения выгодности покупки.
Оценить условный КПД прибора можно по онлайн-калькуляторам и данным от производителя, за точку отсчёта принимается разница температур приточного воздуха.
Дополнительно нужно обратить внимание на ограничения по влажности воздуха и разнице температур, из-за несоответствия этих показателей возможно обмерзание рекуператора зимой.
Управление рекуператором
Как правило, рекуператоры служат активным элементом принудительной системы вентиляции или как минимум подразумевают возможность регулировать интенсивность воздухообмена. Можно назвать несколько способов наладить взаимодействие между рекуператором и остальными компонентами.
В самом простом случае рекуператор не имеет устройств принуждения потока, но при этом оснащается регулируемой заслонкой.
Она необходима, чтобы обеспечивать корректное соотношение между пропускной способностью теплообменника и текущей мощностью вентилятора в зависимости от места расположения последнего.
В одном случае встроенный в рекуператоре блок управления регулирует скорость вращения вентилятора, но также возможен вариант, где используется ПЛК со встроенным пропорциональным регулятором, настройка которого проводится опытным путём.
ПЛК для управления вентиляцией
В другом случае рекуператор служит единственным устройством принуждения потока и, соответственно, только скорость работы его вентиляторов определяет интенсивность воздухообмена.
Для таких устройств предусмотрено ручное переключение режимов, а также внутренние алгоритмы управления, оптимизирующие теплообмен в зависимости от текущей разницы температуры.
Самые совершенные в плане эргономики установки подключаются к системе общедомовой автоматизации и самостоятельно подстраивают производительность в зависимости от количества людей или опираясь на данные комнатных газоанализаторов.
Место и способ установки
Рекуператоры бывают напольной и подвесной потолочной установки. Есть и третий вариант — точечные стеновые рекуператоры, которые монтируются в каждом помещении, соседствующим с улицей, и не требуют прокладки дополнительных коммуникаций.
Варианты потолочной установки интересны возможностью спрятать техническое оснащение дома в полости подвесных или натяжных потолков.
Такие устройства немного дороже из-за требований к компактности, в то же время для их подключения не требуются дополнительные обводные каналы.
Очевидный минус такого типа размещения — повышенная шумность, обусловленная малым удалением работающих двигателей от вентиляционных решёток.
Способ установки рекуператора в квартире
Напольные (и настенные) рекуператоры ориентированы на установку в технических помещениях. Их производительность не ограничена габаритами, но требуется качественно выполнить систему обвязки. Как правило, устройства этой категории используют по совместительству с системами воздушного отопления и кондиционирования.
Монтаж рекуператора
Сама установка и подключение рекуператора ограничиваются его механическим креплением к капитальной поверхности и стыковкой с общим вытяжным и приточным каналами. После этого места соединений герметизируются, а сам рекуператор облачается в специальный корпус, выполняющий одновременно функцию теплозащиты и шумопоглощения.
Гораздо сложнее дело обстоит с проектированием систем вентиляции, если в них предусмотрена установка рекуператора. Для канальных рекуператоров требуется прокладка двух воздуховодов в каждую жилую комнату для забора и подачи воздуха. При этом важно рассчитать живое сечение вентиляционных решёток и правильно подобрать раструбы, чтобы избежать возникновения дополнительных шумов.
Установка приточно-вытяжной вентиляции
В структуре общедомовой вентиляции рекуператоры обеспечивают воздухообмен только между жилыми помещениями. Вытяжные каналы из кухни и санузлов обычно устраиваются в обход теплообменника из-за чувствительности последнего к грязному воздуху и высокой влажности.
На такой случай можно рекомендовать установку дополнительного узла фильтрации воздуха с жироулавливающими и дисперсными фильтрами.
Также можно сделать выбор в сторону многоканальных рекуператоров, конструкцией которых предусмотрено подключение вспомогательного контура вентиляции для технических помещений.
Смотрите также по теме:
Фанкойл. Новый уровень комфорта в помещении!
Повышение энергосбережения в бизнесе. Современный подход к технологиям.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[mailpoet_form id=»1″]
Рекуперация тепла в системах вентиляции: типы рекуператоров, критерии выбора теплоносителей
Вентиляция
08.10.2018
4.7 тыс.
3.1 тыс.
4 мин.
Воздухообмен получается из-за разницы температур в комнате и за её пределами. В летнее время температуры выравниваются как внутри, так и снаружи комнат. То есть воздухообмен приостанавливается. В зимний период эффект проявляется более оперативно, но при этом потребуется больше энергозатрат для нагрева холодного уличного воздуха.
Читайте также: Покраска чугунной ванны: средства и способы восстановления
Составная вытяжка является системой с принудительной вентиляцией и с естественной циркуляцией воздуха. Недостатками являются:
- большая нагрузка на систему отопления;
- слабый воздухообмен в доме.
К преимуществам можно отнести невысокую цену и отсутствие внешних природных факторов. Но при этом по качеству и функциональности аэрация не может считаться полноценной вентиляцией.
Для обеспечения комфортных условий в новых жилых домах устанавливают универсальные системы вынужденной аэрации. Системы с рекуператором обеспечивают поступление свежего воздуха нормальной температуры с одновременным удалением отработанного воздуха из помещений. Вместе с этим происходит теплоотвод из нагнетательного потока.
Экономия тепловой энергии с помощью приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором // FORUMHOUSE
В зависимости от типов рекуператоров и размеров помещений, в которых установлена вентиляция, происходит улучшение микроклимата более или менее эффективно.
Но даже при установленной рекуперации при коэффициенте полезного действия всего лишь 30% экономия энергоресурсов будет значительной, а также происходит улучшение общего микроклимата в комнатах.
Но имеются у теплообменников и недостатки:
- увеличение потребления электроэнергии;
- выделение конденсата, а зимой возникает обледенение, что может привести к поломке рекуператора;
- сильный шум при работе, доставляющий большие неудобства.
Рекуператоры направленного движения теплоносителей предполагают вентиляцию и утилизацию тёплого отработанного воздуха. Аппарат осуществляет перемещение воздуха в двух направлениях с одинаковой скоростью. С теплоутилизаторами повышается комфортность жизни в домах.
При этом значительно снижаются расходы на отопление и вентиляцию, соединяя оба серьёзных процесса в один. Такие аппараты можно использовать как в жилых, так и в производственных помещениях.
Таким образом, экономия денежных средств составит приблизительно от тридцати до семидесяти процентов. Теплоутилизаторы можно разделить на две группы: теплообменники простого действия и тепловые насосы для увеличения запаса утилизируемой теплоты.
Теплообменники можно использовать лишь в тех случаях, когда ресурсы источников больше ресурсов микроклимата, которому передаётся теплоэнергия.
Система вентиляции квартиры с рекуператором Ecoluxe EC-900H3.
Устройства, передающие тепло от источников к потребителям при помощи промежуточных рабочих тел, например, жидкостей, циркулирующих в замкнутых контурах, состоящих из циркуляционных насосов, трубопроводов и теплообменников, находящихся в нагреваемых и охлаждаемых камерах, называются рекуператорами с промежуточными теплоносителями. Такое оборудование широко применяется в разных теплообменниках и циркуляционных насосах при больших расстояниях между источником и потребителем тепла.
Этот принцип используется в разветвлённой системе утилизации тепла и энергопотребителей с разными характеристиками.
Работа теплоутилизатора с промежуточным теплоносителем состоит в том, что процесс в нём протекает в диапазоне водяного пара с изменением агрегатного состояния при постоянной температуре, давлении и объёме.
Эксплуатация утилизаторов с тепловыми насосами отличается тем, что движение рабочей жидкости в них производится компрессором.
Эффективность рекуператора труба в трубе осенью. +6гр.Ц. на улице.
Для утилизации тепла вытяжного воздуха и для согревания приточного воздуха применяют обменники рекуператорного или контактного типа.
Могут также устанавливаться аппараты смешанного действия, то есть один — рекуператорного действия, а второй — контактного.
Желательно устанавливать промежуточные теплоносители безвредные, недорогие, не вызывающие коррозию в трубопроводах и теплообменниках. До недавнего времени в роли промежуточных теплоносителей выступали только вода или водные гликоли.
В настоящий момент их функции успешно выполняет холодильный агрегат, который работает как тепловой насос в комбинации с рекуператором.
Теплообменники располагаются в приточных и вытяжных воздуховодах, а при помощи компрессора осуществляется циркуляция фреона, потоки которого переносят тепло из вытяжного воздушного потока в приточный и обратно. Всё зависит от времени года.
Такая система состоит из двух и более приточных и одной вытяжной установки, которые объединяет один холодильный контур, что обеспечивает синхронную работу установок в разных режимах.
Рекуператор в коттедж своими руками. Этап сборки
С подорожанием материалов или энергии всё актуальнее становится возвращение частей материалов и энергии для вторичного применения в этом же технологичном процессе.
Из-за всё большего потребления энергии возникает необходимость в приобретении природного газа, каменного угля, мазута.
Вентиляционные и охлаждающие системы используют тепло отводимого воздуха при нагревании нагнетательного микроклимата, что позволяет понизить вдвое расходование тепла системой вентиляции.
Самая простая конструкция у пластинчатого рекуператора. Основой такого теплообменника является герметическая камера с параллельными воздуховодами. Его каналы разделяются стальными или алюминиевыми теплопроводными пластинками. Недостатком этой модели является образование конденсата в вытяжных каналах и появление ледяной корки в зимнее время. При размораживании оборудования поступающий воздух идёт на теплообменник, а тёплые исходящие воздушные массы способствуют растапливанию льда на пластинах. Для предотвращения подобных ситуаций предпочтительнее использовать пластины из алюминиевой фольги, пластика или целлюлозы.
Роторные рекуператоры являются самыми высокоэффективными аппаратами и представляют собой цилиндры с гофрированными металлическими прослойками. При вращении барабанной установки в каждую секцию входит тёплый или холодный поток воздуха. Так как коэффициент полезного действия обуславливается темпом вращения ротора, таким аппаратом возможно управлять.
К достоинствам можно отнести возвращение тепла приблизительно 90%, экономичное расходование электричества, увлажнение воздуха, кратчайшие сроки окупаемости. Чтобы рассчитать эффективность рекуператора, необходимо измерить температуру воздуха и вычислить энтальпию всей системы по формуле: H = U + PV (U — внутренняя энергия; P — давление в системе; V — объём системы).
Рекуператор, два года использования. Отзыв.
Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы, разновидности, особенности
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.
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.
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.
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:
Читайте также: Вертикальные пылесосы: рейтинг топ-15 лучших + как выбрать правильно
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:
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 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.
Вентиляция с рекуперацией в коттедже. Виды рекуператоров
Продолжаем рассматривать тему приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией — основу комфортного и одновременно неэнергозатратного климата в коттедже.
Как мы уже говорили в прошлых публикациях, для обеспечения равномерного воздухообмена во всех коттедже лучше всего подходит центральная установка с разводкой воздуховодов.
В этой статье рассматриваем разновидности рекуператоров, которые бывают в приточно-вытяжных системах.
1. Пластинчатые рекуператоры — самые популярные. Пластинчатый рекуператор — некое подобие воздушного теплообменника, состоящего и большого количества секций, разделенных тонкими листами.
Основное различие таких рекуператоров — материал пластин, которые могут быть: металлическими, пластмассовыми или целлюлозными.
Воздух в таких рекуператорах проходит в разных плоскостях, и за счет этого не смешивается.
Принцип работы пластинчатого рекуператора
Среди плюсов таких рекуператоров можно отметить: низкую стоимость, простоту обслуживания. Кроме того, рекуператор не потребляет электроэнергии (в отличие о других типов).
Пример вентиляционной установки в разрезе с пластинчатым рекуператором. Кстати, в нижних углах этой установки установлены вентиляторы, в верхних — воздушные фильтры
Очевидный минус — пластинчатые рекуператоры в зимнее время могут перемерзнуть, поэтому в сильные холода вентиляционную установку следует выключать. Либо — в ней должен быть электрический или водяной подогреватель приточного воздуха (так называемый преднагреватель).
2. Роторный рекуператор — более серьезная установка. Он представляет собой металлический барабан с набор сеточек, и разделенный металлической пластиной. Этот барабан вращается, а вытяжной воздух, проходящий через рекуператор, нагревает металл барабана. Приточный воздух, проходящий через сеточки тоже самого рекуператора, нагревает и поступает в помещение.
Принцип действия и внешний вид сеточки роторного рекуператора.
Плюсы:
- рекуперация не только тепла, но и влаги
- практически не восприимчив к обмерзанию (тем не менее, догрев воздуха в зимнее время может понадобится)
Минусы:
- потребление электрической энергии на привод барабана
- за счет принципа работы может возвращать в помещение не только влагу, но и запахи (однако, в современных моделях не более 5%)
Пример конструкции вентиляционной установки с роторным рекуператором. Отметим большую наполненность установки: приводами, автоматикой.
Роторные рекуператоры бывают нескольких разновидностей, за счет нанесения специальных покрытий на сеточку барабана:
- конденсационного типа (простые), без специальных покрытий: рекуператор хорошо возвращает тепло, частично — влагу
- гигроскопического типа: рекуператор с повышенной эффективностью возвращает влагу
- сорбционного типа: рекуператор с повышенной эффективностью возврата тепла, за счет утилизации скрытого во влаге тепло
- с эпоксидным покрытием: рекуператор повышенной надежностью — например, не разрушается от хлорки, которая добавляется в воду бассейнов, и попадает в вытяжку
- с антибактериальным покрытием: рекуператор имеет специальное покрытие, которое эффективно борется с различными микроорганизмами.
3. Водяной рекуператор — последний в списке. Если быть правильным — гликолевый, за счет чего теплоноситель в нем не замерзает при работе в зимнее время.
Представляет собой два воздушно-гликолевых теплообменника, соединенных жидкостным контуром. Теплообменники устанавливаются на некотором расстоянии друг от друга, а воздух, протекающий через них, не смешивается.
В этом плюс рекуператора — запахи из вытяжного воздуха не попадают в свежий приточный воздух.
Принцип работы водяного рекуператора
Еще одно преимущество такого рекуператора — он меньше прочих восприимчив к отложению жиров, и, соответственно, у него меньшая пожароопасностью. Поэтому он иногда применяется в ресторанах и кафе — включая горячие цеха.
Типовая компоновка приточно-вытяжной вентиляционной установки с водяным (гликолевым) рекуператором
А вот минусов у такого рекуператора достаточно.
- Во-первых, он самый габаритный.
- Во-вторых, его КПД (в исполнении, как на картинке выше) не очень высокий — не более 50%.
Для того, чтобы эффективно рекуперировать (возвращать) тепло в водяных установках, необходимо максимально возможно повышать разницу температуры между теплоносителем в теплообменнике и воздухом. А это возможно только за счет компрессорно-конденсаторного блока или за счет установки теплового насоса. Отсюда третий минус такого рекуператора:
4. Камерные рекуператоры, трубчатые рекуператоры — не имеют применения в коттеджном строительстве, а значит мы оставим за собой право опустить их в подробном рассмотрении.
Внешний вид и принцип работы трубчатого рекуператора
Не пропустите статьи:
— Вентиляция с рекуперацией в коттедже. Основы
- Полный список публикаций: ОГЛАВЛЕНИЕ.
- По коммерческим вопросам пишите: azbuka-is@yandex.ru(проектирование, анализ, статьи)
- Если Вам статья понравилась, Вы можете помочь каналу развиться, поставив лайк или подписавшись на канал — так я буду знать о Вашем интересе и напишу еще много интересных материалов.
Рекуперация тепла в системах вентиляции
Вентиляционные системы со временем становятся все более энергоэффективными, и немалую роль в этом играют установки рекуперации тепла. Являясь составной частью общей схемы, они позволяют существенно экономить расходы на обогрев помещений зимой и охлаждение летом, при этом, ничуть не мешая основной функции вентиляции – замене отработанных воздушных масс на свежие.
Предназначение установок рекуперации
Задача рекуперации состоит в выравнивании температур приточного и вытяжного потоков, что приводит к кратному сокращению потерь тепла (или прохлады) в процессе постоянного воздухообмена.
Таким образом, оптимальная температура в помещениях сохраняется без значительных энергозатрат, а покупка дорогостоящих вентиляционных систем оказывается выгоднее, чем приобретение более дешевых аналогов.
Стоит отметить, что при своей очевидной полезности и универсальности (ведь каждый блок рекуперации, по сути, частично заменяет собой и отопительный элемент, и кондиционер), подобные установки могут быть еще и очень компактны. В результате их монтаж, обычно практикуемый в крупных цехах и на производствах, вполне осуществим и в частных домах или квартирах.
Наконец, действуя в связке с классическими вентиляционными механизмами, рекуператоры помогают без существенных энерго- и теплопотерь:
- быстро удалить сильно загрязненный примесями и углекислотой воздух;
- так же быстро обеспечить приток свежих воздушных масс, получивших более половины тепла от удаляемых потоков без ущерба для чистоты;
- обеспечить отсутствие неприятных запахов;
- сохранить необходимый уровень влажности в помещениях;
- не допустить проникновение в приточные массы запахов, бактерий и мелкой пыли.
Читайте также: Беспроводные моющие пылесосы: 10 лучших моделей +рекомендации покупателю
Виды рекуператоров
Уже сегодня наиболее распространенным видом вентиляционных систем для жилых помещений являются устройства, оснащенные той или иной разновидностью централизованного теплообменника. Конструктивных решений для рекуператоров существует более сотни, однако все их можно объединить в следующие крупные группы:
- пластинчатого типа;
- роторного типа;
- камерного типа;
- с промежуточным теплоносителем;
- в виде тепловых трубок.
1. Теплообменники пластинчатого типа
Этот тип рекуператоров является наиболее простым из всех существующих систем.
Конструктивно он представляет собой камеру, состоящую из многочисленных каналов, разделенных параллельными перегородками в виде тонких плоских пластин.
При этом последние выполняются из материалов, обладающих очень высокими теплопроводными свойствами, играя роль одновременно и накопителей, и выделителей тепла.
Происходит это благодаря тому, что по одним каналам, расположенным «через один» друг от друга, отводится теплый отработанный воздух, а по размещенным между ними поступает свежий холодный. В результате пластины используются в качестве эффективного передатчика тепла, не позволяя при этом смешиваться воздушным массам.
Преимущества:
- простейший технологический принцип;
- длительный срок службы (поскольку в рекуператоре отсутствуют движущиеся детали);
- низкий уровень шума;
- сравнительно хорошая эффективность.
Недостатки:
- неизбежная склонность к накоплению конденсата.
Единственный недостаток пластинчатого теплообменника чаще всего компенсируют путем монтажа дополняющего его каплеуловителя.
Более того, при отрицательных температурах накапливающаяся влага может превратиться в лед – из-за чего, во избежание выхода из строя рекуператора, требуется встраивать в него еще и систему разморозки.
Таким образом, на первый взгляд простейшее и одновременно долговечное устройство превращается в достаточно усложненную систему, и потому используется не слишком часто.
2. Теплообменники роторного типа
Еще одной, довольно давно известной разновидностью рекуператоров являются конструкции роторного типа. Именно этот быстро вращающийся механизм занимает центральное место в системе, обеспечивая самую высокую эффективность среди всех теплообменников, использующих механический принцип действия – до 80-85% возврата тепла.
Преимущества:
- очень высокая энергоэффективность.
Недостатки:
- высокий уровень шума;
- отсутствие герметичности между стенками канала и ротором (что приводит к частичному загрязнению поступающего воздуха из выводящихся отработанных масс, а также различных запахов).
Именно последнее соображение является препятствием для лидирования на рынке этой разновидности рекуператоров – и если на производстве они достаточно широко распространены, то в качестве устройства сохранения тепла в жилых помещениях практически никогда не используются.
3. Теплообменники камерного типа
Еще один простейший вид рекуператоров, от пластинчатых отличающихся тем, что роль разделителя потоков выполняет сама камера. В то же время присутствующая я в ней заслонка служит для периодического перенаправления воздушных масс, за счет чего и достигается сбережение части тепла.
Преимущества:
- простота и дешевизна конструкции;
- отсутствие накопления конденсата;
- хорошая эффективность.
Недостатки:
- низкая износостойкость (связанная с постоянным движением деталей).
4. Теплообменники с промежуточным носителем
Данный тип теплообменников во многом схож с пластинчатыми разновидностями из-за идентичного принципа функционирования.
Отличие состоит в том, что теплопередача организуется с помощью полой замкнутой спиральной трубки, заполняемой раствором воды и незамерзающего гликоля.
Конденсат в этом случае не образуется, но эффективность существенно падает (хотя и может регулироваться в определенных пределах за счет изменения скорости циркуляции водно-гликолевого потока).
Преимущества:
- абсолютное отсутствие смешивания встречных потоков;
- отсутствие конденсата и трущихся частей.
Недостатки:
- недостаточная, по современным меркам, эффективность (около 50%).
5. Тепловые трубки
Наиболее оригинальный, современный и эффективный тип теплообменников в системах вентиляции – так называемые тепловые трубки.
Конструктивно представляют собой узкие, абсолютно герметичные цилиндрики, выполненные из теплопроводного металла и наполненные жидким фреоном (либо другой жидкостью с низкой точкой закипания).
Монтируясь в виде вертикального стержня с одним концом в приточном канале, а вторым – в выводящем, тепловая трубка нагревается на втором конце, заставляя кипеть фреон и мгновенно переносить тепло в приточный канал.
Достоинства:
- отсутствие трущихся частей;
- полная герметичность;
- высокая скорость и КПД теплопередачи;
- отсутствие шума.
Недостатки – нет.
Рекуперация
Рекупера́ция (от
лат. recuperatio— «обратное получение») —
возвращение части материаловилиэнергиидля
повторного использования в том
жетехнологическом
процессе.
Рекуперация
при обработке сырья называется десорбцией.
Десорбция, как и другие процессы
массопередачи, обычно обратима, а
первичный процесс называется адсорбцией.
Эти процессы широко применяются в
химической промышленности при очистке
и осушке газов, очистке и осветлении
растворов, разделении смесей газов или
паров, в частности при извлечении летучих
растворителей из смеси газов (рекуперации
летучих растворителей).
Рекуперация
жидких растворителей используется в
производстве углеводородов, спиртов,
простых и сложных эфиров и т. д.
Процессы адсорбции и десорбции
осуществляются на специализированных
адсорбционных установках.
Рекуперация
–
процесс частичного возврата энергии
для повторного использования. В данной
теме мы говорим о рекуперации воздуха
в системах вентиляции.
Принцип работы рекуператора
У
нас есть приточно-вытяжная вентиляция.
Приточный воздух зимой очищается
воздушными фильтрами и нагревается
калориферами. Он попадает в помещение,
согревает его и разбавляет вредные
газы, пыль и прочие выделения.
Затем он
попадает в вытяжную вентиляцию и
выбрасывается на улицу… Отсюда
мысль… Почему бы нам не нагревать
холодный приточный воздух воздухом
выбрасываемым. Ведь мы по сути выбрасываем
деньги на ветер.
Итак,
у нас есть выбрасываемый воздух с
температурой 21 С и приточный, который
до калорифера имеет температуру -10 С.
Мы устанавливаем, к примеру, рекуператор
с пластинчатым теплообменником. Чтобы
понять принцип действия рекуператора
с пластинчатым теплообменником
представьте себе квадрат, в котором
вытяжной воздух проходит снизу-вверх,
а приточный слева-направо.
Причем эти
потоки не смешиваются друг с другом за
счет использования специальных
теплопроводящих пластин, разделяющих
эти два потока.
В
итоге выбрасываемый воздух отдает
приточному до 70% тепла и на выходе из
рекуператора имеет температуру 2-6 С, а
приточный воздух, в свою очередь, имеет
температуру на выходе из рекуператора
12-16 С. Следовательно калорифер будет
нагревать воздух не -10 С, а +12 С и это
позволит нам значительно сэкономить
на электро- или тепловой энергии,
затрачиваемой на обогрев приточного
воздуха.
Виды рекуператоров
Хотя
рекуператор с пластинчатым теплообменником
больше всего распространен на территории
РФ, существуют и другие виды рекуператоров,
которые в некоторых случаях являются
более эффективными или вообще только
они могут справиться с поставленными
задачами. Мы предлагаем вам рассмотреть
четыре самых популярных вида рекуператоров:
Рекуператор с пластинчатым теплообменником (Пластинчатый рекуператор)
Рекуператор с роторным теплообменником (Роторный рекуператор)
Водяной рециркуляционный рекуператор
Крышный рекуператор
Пластинчатый рекуператор
Наиболее
распространенным типом является
пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор
воздуха для квартир.
Он
представляет собой небольшую кассету.
В ней созданы два канала, которые
разделены между собой листами стали.
По ним идут раздельно приточный и
вытяжной потоки воздуха. Сталь выполняет
роль «фильтра» тепла.
То есть происходит
температурный обмен, но не допускается
смешения воздуха. Распространенность
этого типа устройств обусловлена его
простотой, компактностью и дешевизной.
Пластинчатый рекуператор воздуха
для квартир обладает некоторыми
недостатками, но они не столь существенны
при установке в небольших жилых
помещениях.
Преимущества:
—
устройство легко встраивается в любой
участок воздуховода;
— отсутствуют
подвижные части (проще обслуживание,
отсутствует риск смещения воздушных
потоков и пр.
);
— относительно высокий
коэффициент полезного действия –
50…90%;
— можно работать с высокотемпературными
газовыми и воздушными смесями (до
+200°C);
— аэродинамическое сопротивление
проходящим воздушным потокам увеличивается
незначительно;
— простая регулировка
производительности посредством
перепускного клапана.
Пластинчатые
рекуператорыустроены
таким образом, что воздушные потоки в
них не смешиваются, а контактируют между
собой через стенки теплообменной
кассеты. Эта кассета состоит из множества
пластин, отделяющих холодные воздушные
потоки от теплых.
Чаще всего пластины
делают из алюминиевой фольги, которая
обладает отличными теплопроводными
свойствами. Пластины могут быть также
и из специального пластика. Эти дороже
алюминиевых, но повышают КПД оборудования.
H_8K/img-H4f4YM.jpg» width=»250″>
Пластинчатые
теплообменники имеют существенный
недостаток: в результате разницы
температур на холодных поверхностях
выпадает конденсат, который превращается
в наледь. Обледеневший рекуператор
перестает эффективно работать.
Для его
размораживания входящий поток
автоматически переводится в обход
теплообменника и подогревается
калорифером. Выходящий теплый воздух
тем временем растапливает наледь на
пластинах. В таком режиме, конечно же,
не происходит экономия энергии, а период
размораживания может занимать от 5 до
25 минут в час.
Для подогрева входящего
воздуха в фазу размораживания используются
калориферы мощностью 1-5 кВт.
В
некоторых пластинчатых рекуператорах
используется предварительный подогрев
входящего воздуха до температуры,
исключающей образование наледи. Это
снижает КПД рекуператора примерно на
20%.
Еще
одно решение проблемы обледенения –
кассеты из гигроскопической целлюлозы.
Этот материал поглощает влагу из
вытяжного воздушного потока и передает
ее входящему, тем самым, возвращая назад
еще и влагу. Такие рекуператоры оправданы
только в зданиях, где нет проблемы
переувлажнения воздуха.
Безусловное
преимущество гигроцеллюлозных
рекуператоров в том, что они не нуждаются
в электроподогреве воздуха, а значит,
они и более экономичные. У рекуператоров
с двойным пластинчатым теплообменником
КПД достигает 90%. Наледь в них не
образуется, благодаря передаче тепла
через промежуточную зону.
Известные
производители пластинчатых рекуператоров:
SCHRAG (Германия), MITSUBISHI (Япония), ELECTROLUX,
SYSTEМAIR (Швеция), SHUFT (Дания), REMAK, 2W (Чехия),
MIDEA (Китай).
