Применение рекуперации тепла в вентиляции с приточно-вытяжной системой

Одна из проблем домашней приточной вентиляции заключается в температуре подаваемого воздуха. Зимой холодный воздух с низкой температурой попадает внутрь и охлаждает помещения. Это сказывается и на комфорте жилья, и на ценнике за отопление. Разберемся, как можно нагреть приточный воздух в доме.

Централизованные рекуператоры

Рекуператоры тепла сейчас широко распространены в централизованных приточно-вытяжных системах вентиляции. Их применяют как в общественных, так и жилых зданиях. За счет централизованного рекуператора сохраняется около 90 % тепла, которое обычно теряется через вентсистему.

Принцип работы централизованного вентиляционного рекуператора (например, серии recoVAIR компании Vaillant) можно понять из схемы на рис. 2.

Блок рекуперации системы recoVAIR (№ 5, рис. 2) – это основной модуль регулируемой системы вентиляции жилых помещений. Кроме того, компактная система вентиляции recoVAIR очищает наружный воздух, поступающий в помещения, от грязи и пыли, поддерживает влажность и содержание углекислого газа на комфортном для пользователя уровне благодаря встроенным анализаторам. Через приточные отверстия (2) свежий наружный воздух (4) поступает в жилые помещения и спальни. Отработанный теплый воздух из кухни, ванной и туалета (3) выводится наружу (1) через вытяжные отверстия.

Воздух, (3) отводимый из жилого помещения, направляется в блок рекуперации. Фильтр отработанного воздуха очищает этот воздух и направляет его в теплообменник, который снимает тепло из отработанного воздуха (то есть происходит рекуперация, «восстановление» тепла). Охлажденный отточный воздух (1) выводится наружу. Наружный воздух (4) поступает в рекуператор снаружи. Фильтр наружного воздуха очищает этот воздух и направляет его в теплообменник, который отдает приточному наружному воздуху тепло отработанного воздуха, удаляемого через отточный вентканал. Нагретый в рекуператоре приточный воздух (2) подается в жилое помещение.

Рис. 2. Централизованная система рекуперации в приточно-вытяжной системе вентиляции

Встроенный байпас позволяет не подогревать более холодный наружный воздух в теплообменнике, если, например, нужно охладить помещение летом. Имеется также функция защиты от обмерзания зимой, которая при необходимости сокращает объем приточного воздуха, что в итоге приводит к повышению температуры отточного воздуха. Это предотвращает обледенение теплообменника. Если этого недостаточно, то рекуператор автоматически выключается.

Датчик влажности определяет текущую влажность отработанного воздуха. Анализатор CO2 контролирует содержание углекислого газа и регулирует приток свежего воздуха. Если изделие работает в автоматическом режиме, то объемный поток воздуха регулируется системой управления (локально или в составе общей системы управления инженерными системами всего дома).

Рекуператор recoVAIR оснащен цифровой информационно-аналитической системой (DIA-система). Она показывает состояние и режим работы рекуператора и помогает при устранении неисправностей. Ее пульт управления с дисплеем и кнопками управления устанавливается в удобном и доступном для пользователя месте.

А зачем вообще нужны дополнительные системы вентиляции?

Этот вопрос вполне логичен для владельцев жилья в многоквартирных домах – ведь в них вытяжка предусмотрена проектом, без нее дом не сдадут. На самом деле все просто: вытяжка начинает работать только тогда, когда есть приток воздуха с улицы. Если в доме стоят пластиковые окна, и они закрыты, то вытяжке попросту нечего будет вытягивать. Результат — в вашей квартире будет быстро создаваться духота.

Читайте также:  Как почистить кондиционер дома самостоятельно

Без вентиляции

С вентиляцией

Но постоянно держать окна открытыми – тоже не вариант. В итоге нам приходится выбирать: либо духота, спертость воздуха и плохое самочувствие, либо сквозняки, шум, пыль и табачный дым. «Активные» встраиваемые системы вентиляции нужны для того, чтобы владельцам квартир и коттеджей не нужно было выбирать из двух зол.

Все современные приточные системы вентиляции, в том числе и рекуператоры, используют один и тот же принцип – они обеспечивают доступ «уличного» воздуха в квартиру, при этом очищая его от различного рода загрязнителей. Эти системы могут отличаться:

  • производительностью.
  • размерами;
  • наличием дополнительных функций;
  • классом очистки воздуха.

Однако, как мы говорили выше, важной опцией рекуператора является энергосбережение. Самую большую выгоду от установки данного устройства получат владельцы частных домов и коттеджей – ведь отапливая свои квадратные метры, они платят за каждый градус тепла. Проветривание по «старинке», с помощью открытых окон приводит к увеличению затрат, так как теплый воздух в буквальном смысле вылетает в форточку. Для владельцев квартир с системой централизованного отопления проблема экономии не так существенна (за исключением тех, у кого стоят счетчики тепловой энергии). Здесь более актуальны вопросы качественной вентиляции, которые также можно решить с помощью рекуператора.

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.

Технологические решения

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

Технологические решения

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.

Технологические решения

   Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором

Читайте также:  Автоматы для теплого пола: выбор и установка

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.

Технологические решения

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.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНАЯ УСТАНОВКА С РЕКУПЕРАЦИЕЙ ТЕПЛА

Модель SDAR-2000 SDAR-4000 SDAR-5000 SDAR-6000
Диапазон рабочих температур °С -25 + 45
Теплоизолятор полиуретан
Толщина мм 50
Режим нагрева (внутренняя температура 20°С, внешняя температура 0°С)
Мощность нагрева кВт 11 24 29 42
C.O.P 4.0 4.1 4.0 4.0
Потребление компрессорным агрегатом от сети 380/50 Вт 2450 4270 5130 6540
Полное потребление кВт 3.3 5.8 7.3 10.4
Потребляемый ток A 5.4 10.1 12.7 18.0
Вспомогательный электронагреватель кВт 4.0 8.0 10.0 12.0
Режим кондиционирования (внутренняя температура 27°С, внешняя температура 35°С)
Мощность охлаждения кВт 8,5 20 25 36
EER 3.8 3.8 3.7 3.7
Потребление компрессорным агрегатом от сети 380/50 Вт 2350 4270 5130 6540
Полное потребление кВт 3.0 5.4 6.8 9.7
Потребляемый ток A 5.0 9.3 11.8 16.9
Контур теплового насоса
Хладагент R22, R410
Количество компрессоров 1 1 1 2
Тип компрессоров Hitachi scroll EVI
Вентиляция
Присоединительный размер каналов мм 700 x 500
Тип вентиляторов Центробежный
Регулировка скорости Плавная регулировка
Потребляемая мощность кВт 2 x 0.5 2 x 1.1 2 x 1.5 2 x 2.5
Максимальный воздушный проток м3/час 2000 4000 5000 6000
ESP Па 300 300 300 300
Габариты, масса
Габариты (LxDxH) мм 1650*1620*856 1796*1738*756 1796*1738*856 2100*2100*1150
Упаковочные габариты (LxDxH) мм 1750*1720*1000 1900*1850*900 1900*1850*1000 2300*2300*1400
Масса кг 180 335 450 520
Звуковое давление на расстоянии 1 метр дБ 50 56 57 58

Виды и характеристики рекуператоров

Использование тепла комнатных воздушных масс для подогрева уличного потока — принцип действия всех рекуператоров.

Различают несколько видов таких устройств:

  • пластинчатый;
  • роторный;
  • крышный;
  • рециркуляционный водяной.
Читайте также:  Как происходит установка ручки в межкомнатную дверь?

Пластинчатый аппарат — самая надежная и компактная приточно-вытяжная установка с рекуперацией тепла.

В ее корпусе расположены легкие металлические пластины, благодаря чему один большой поток воздуха разделяется на более узкие. Проходя через пластины, наружный воздух подогревается за счет теплого домашнего.

В летний зной принцип действия обратный. Появляющийся конденсат удаляется при помощи специальных отводящих желобков.

Минусом такого оборудования является плохая работа в морозную погоду — конденсат замерзает, и образуется лед.

Роторный рекуператор осуществляет движение воздушных потоков за счет мелкоячеистого барабана. Вращаясь, барабан-теплообменник нагревается от выходящего воздуха, затем передает тепло входящему воздушному потоку.

Виды и характеристики рекуператоров

В таком устройстве конденсат не замерзает, а увлажняет приходящий воздух.

Слабое место таких агрегатов – недолговечность вращающихся деталей и высокое энергопотребление.

Крышный рекуператор имеет возможность перерабатывать большие объемы воздушных масс. Он работает по принципу пластинчатого устройства.

Но такой агрегат невыгодно использовать в квартире или в частном доме. Устанавливаются они на крыше и применяются в основном в производственных цехах или больших торговых залах.

Рециркуляционный водяной агрегат имеет наиболее сложную конструкцию. Тепло в такой рекуперационной установке передается через теплообменник с жидкостью.

Принцип действия: воздух из помещения греет воду, а она уже нагревает приходящий снаружи воздух.

Такие установки используются в больших зданиях, их можно расположить удаленно, в разных корпусах. При замене воды на антифриз система будет эффективно работать даже в морозную погоду.

Минусом отмечается высокая цена. Ставить в квартире или небольшом частном доме такое устройство невыгодно.

Очистка воздуха и вентиляция в режиме бесшумности

Установленные в домах и квартирах бытовые приборы и облегчающие жизнь устройства, металлопластиковые окна и системы остекления с хорошей изоляцией наполняют воздух в помещениях излишней влагой. Проветривание может решить эту проблему, применение качественных и точно настроенных систем вентиляции полностью от нее избавляют, позволяя заботиться о здоровье взрослых и детей, создавать комфортные условия для их жизнедеятельности.

Пример компактной системы вентиляции

Очистка воздуха и вентиляция в режиме бесшумности

Простая приточная установка с нагнетанием атмосферного воздуха заполняет все пространства жилья пылью и частицами грязи, оседающими на всех поверхностях и мебели, разбавляя полезный кислород примесями выхлопными газами и производственными выбросами. Теплоэнергетические устройства с фильтрами, которые включены в конструкцию тепловой вентиляции, работают бесшумно, очищая поступающие воздушные массы, и не требуют специального, или сложного ухода.

Полезная информация

Для экономии подпотолочного пространства можете установить крышный рекуператор. Конструкция находится на крыше, поэтому не создает дискомфорта хозяевам. КПД устройства достигает 65%. Низкие денежные и эксплуатационные затраты перекроют сложные монтажные процессы с применением системы креплений.

Простые способы улучшения работы прибора:

  1. Алюминиевые, пластиковые или волоконные фильтры, встроенные в каналы рекуператора, очищают поступающий воздух от пыли. Данные фрагменты быстро засоряются, поэтому регулярно меняйте элементы.
  2. Чтобы приточный вентилятор не замерзал, время от времени отключайте технику. Замерзшие пластины за счет выходящего теплого воздуха оттают.

Загородное современное жилье обустраивается всеми благами цивилизации, и большую роль в этом играет вентиляционная система. Именно она несет ответственность за оптимальный и полезный для здоровья микроклимат в помещении. Сэкономить на энергоносителях и обеспечить благоприятную атмосферу поможет созданный своими руками рекуператор.