Для чего нужен рекуператор воздуха

Для чего нужен рекуператор воздуха и нужен ли?

Многие современные строительные технологии предполагают воздухонепроницаемые и паронепроницаемые ограждающие конструкции. Для эффективного проветривания и удаления водяного пара из помещений с герметичными стенами и стеклопакетами необходима принудительная приточно-вытяжная вентиляция. Но при этом резко увеличиваются потери тепла, что при современных энерготарифах очень дорого. Вентиляция обеспечивает до 30% потерь энергии, в общем балансе.

Рекуперация тепла в данном случае является залогом комфортного воздухообмена, с минимальными теплопотерями. Рекуперация тепла в приточно-вытяжной вентиляции – явление неновое, но у нас пока малораспространенное. С технической точки зрения рекуперация является самым обычным процессом теплообмена. Само слово «рекуперация» имеет латинское происхождение и означает «возвращение затраченного». Вентиляционные рекуператоры тепла возвращают его часть назад в помещение посредством теплообмена между входящим и выходящим потоком. Обратный процесс происходит в жаркое время, когда исходящий холодный кондиционный воздух охлаждает встречный теплый нару поток. В таком случае это следует называть рекуперацией холода.

В США и Канаде, еще задолго до появления рекуперационного оборудования, для того, чтобы зимой в помещение попадал не слишком холодный воздух, а летом слишком теплый, придумали использовать грунтовый теплообменник, который впоследствии получил название «канадский колодец». Его идея заключается в том, чтобы наружный воздух, прежде чем попасть в помещения, прошел по заглубленным в грунт приточным воздуховодам, приобретая температурное значение близкое к +10°С – постоянная температура грунта на глубине от 2 м и более. Канадский колодец, по сути, не является рекуператором, но снижает энергозатраты на отопление и кондиционирование. Вентиляция помещений в традиционной схеме с канадским колодцем естественная, но может быть и принудительной.

Существует пять основных видов рекуператоров воздуха: пластинчатый (металлический и влагопроницаемый), роторный, камерный, рекуператор с промежуточным теплоносителем и тепловые трубки. Задача создания эффективных и не дорогих теплообменных аппаратов, в частности рекуператоров, актуальна в настоящее время во всем мире. Одним из путей ее решения является повышение интенсивности теплообмена устройств в основном за счет развития их теплопередающих поверхностей. Так, например, для увеличения поверхностей теплообмена трубчатых теплообменников широко используют спирально оребренные трубы. Но даже при оребрении трубчатые рекуператоры имеют недостаточно высокую эффективность, значительные габариты, вес, стоимость.

В 30-е годы прошлого века широкое распространение получили пластинчатые теплообменники. В этих конструкциях используют насадку из набора тонкостенных плоских листов. Необходимая поверхность теплообмена обеспечивается за счет большого количества этих листов, при этом либо устройство должны иметь большой объем, либо зазоры между пластинами должны быть весьма малыми. Пластинчатые типы рекуператоров до сих пор являются основными конструкциями низкотемпературных устройств теплообмена, в том числе потому, что обычно их эффективность достигается применением алюминиевых пластин, однако, именно поэтому их почти не применяют для высокотемпературных процессов.

При строительстве коттеджа, всегда стоит подумать обо всем, что сделает проживание в нем приятным и функциональным, то есть о вентиляции, канализации и газоснабжении. Многие считают, что вентиляция коттеджей не так важна, как ее наличие в городской квартире, но это не так. На самом деле, вентиляция коттеджей – важный фактор, при отсутствии которого все проживающие в доме будут чувствовать дискомфорт, причем очень явный. Одним проветриванием помещений тут не обойтись, так как санузлы, если они находятся в доме, сквозняком не проветришь, а значит, сырость и плесень там гарантированы. Хотя бы это, дает основание для того, что вентиляция коттеджей должна иметь место даже в дачном доме, не смотря на то, что он используется только в определенный период. На самом деле, проектирование вентиляции не потребует лишних затрат, если оно происходит во время строительства здания, потом же, проектирование вентиляции будет стоить дороже и выглядеть будет крайне неаккуратно. При этом необходимо применить систему рекуперации, обеспечивающую экономное функционирование систем вентиляции.

Сама концепция вентиляционных систем, в которых обеспечивается пассивный нагрев свежего воздуха, ориентирована на снижение платы за отопление. Но в плане оснащения энергоэффективных домов рекуперация – это и экологически чистый способ нормализации микроклимата. Производители выпускают специальные линейки, в которых используются безопасные и эффективные в плане рекуперации материалы. В частности, последние модели получают трехступенчатые теплообменники, выполненные из непористых ультратонких мембран. Такое устройство позволяет отказаться от электрических воздушных нагревателей. Кроме равномерной передачи тепла подобные устройства также эффективно работают и с влажностью. Они обеспечивают полный возврат влаги в помещение с полным исключением конденсаторов. В результате вентиляция с рекуперацией избавляется и от необходимости установки дренажных водоотводов. Развиваются приточно-вытяжные аккумуляторы тепла и в направлении электронной начинки.

С целью оптимального распределения потоков производители снабжают установки возможностью автоматической регулировки положения межканальных перегородок. В более совершенных моделях предусматривается также настройка скоростных режимов, индикация температурных показателей и контроль степени загрязненности фильтров с сигнализацией. Кроме этого, современная вентиляция с рекуперацией предоставляет возможность управления внешним канальным нагревателем без подключения к процессу сторонних устройств. То есть в этом случае обеспечивается дополнительный нагрев воздуха до оптимального показателя. Как и все современные системы вентиляции, модели с рекуперацией предполагают включение в конструкцию очистительных устройств. Так как теплообмен предполагает максимальное сведение исходящего и нагнетаемого воздушных потоков, фильтры в данном случае играют особенно важную роль.

Чаще всего в самих воздуховодах применяются фильтры типа F7, которые исключают прохождение частиц размером в 0,5 мкм. Менее распространены фильтры грубой очистки G3, но в зависимости от конструкции может потребоваться и такое дополнение. Для удобства в обслуживании система рекуперации чаще снабжается фильтрами, изготовленными из пластиков и специальных волокон – такие элементы легко мыть и вытряхивать. Как уже отмечалось, современные модели также оснащаются индикаторами, которые определяют момент для произведения замены фильтра. Эксплуатация традиционных систем вентиляции не дает и намека на энергосберегающую функцию. Как правило, это прожорливые массивные установки, которые вносят существенный вклад в повышение расходов на содержание дома.

На этом фоне рекуперация – это почти революционный подход к производству климатического оборудования, предполагающий рациональное использование уже отработанной тепловой энергии. Если в типовой системе реализуется нагрев воздуха по мере его поступления в помещение с помощью отопительного оборудования, то рекуперация позволяет изначально повышать температуру входящих потоков без подключения специальных нагревателей. Конечно, такие установки имеют свои недостатки, но с ними производители ведут плодотворную борьбу, совершенствуя конструкции рекуператоров.

Но как всё новое, рекуператоры сложно приживаются на российских просторах. Есть и объективные причины: 1. Продолжительные периоды низких температур и как следствие обледенение и снижение эффективности работы рекуператоров. 2. Не создано своих предприятий по производству рекуператоров, учитывающих особенности нашего климата. 3. Мало специалистов, работающих в этой области. 4. Сами строения имеют низкие коэффициенты защиты энергопотерь, что делает неэффективным применение рекуператоров на общем фоне энергопотерь. 5. Мы делаем только первые шаги в части применения технологий энергосбережения.

Источник

Особенности организации приточно-вытяжной вентиляции на основе рекуператора

В рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД» с FORUMHOUSE мы решили ответить на вопросы пользователей портала, касающиеся выбора и установки рекуператоров.

Одна из таких установок будет введена в эксплуатацию на нашей строительной площадке, что и определило тематику настоящей статьи. Вопросы, касающиеся разновидностей вентиляционных систем и критериев, по которым следует выбирать рекуператоры, разберем с помощью производителей – инженеров компании TURKOV.

Итак, почему выбрана приточно-вытяжная система? Для полного понимания вопроса рассмотрим разновидности современных приточно-вытяжных систем.

Естественная вентиляция

Вентиляция естественного побуждения – система, в комплект которой входят настенные и оконные приточные клапаны (обеспечивающие доступ свежего воздуха в помещение), а также система вытяжных воздуховодов (удаляющих отработанный воздух из туалетов, ванных комнат и кухонь). Возможность воздухообмена при наличии естественной вентиляции обеспечивается разницей температур внутри и снаружи помещения.

Преимущества подобной системы состоят в ее простоте и дешевизне, к недостаткам можно отнести низкую эффективность и недостаточное качество воздухообмена. Также к минусам относится большая нагрузка на систему отопления и сезонная нестабильность. Например, летом, когда температура внутреннего и наружного воздуха выравнивается, воздухообмен в помещении практически прекращается. Зимой, наоборот, система работает эффективнее, но это требует дополнительных расходов на нагрев воздуха, поступающего с улицы.

Комбинированная система

Комбинированная вентиляция – система с принудительной вытяжкой и естественным притоком воздуха. Ее недостатки:

Преимущества комбинированной системы состоят в ее относительно небольшой стоимости и в отсутствии сезонных проблем с тягой в вытяжном канале. Тем не менее, по уровню воздухообмена и по функционалу комбинированная система сильно не дотягивает до полноценной приточно-вытяжной вентиляции.

Классическая принудительная система

Классическая принудительная вентиляция обеспечивает циркуляцию воздушных потоков в заданных режимах и объемах. Данная система оснащается приточными и вытяжными воздуховодами, а также специализированным вентиляционным оборудованием, способным круглый год поддерживать стабильный воздухообмен в помещении. У таких систем есть один большой минус: они очень энергозатратны при использовании в зимний период. Объясняется это тем, что холодный воздушный поток с улицы необходимо постоянно нагревать до комфортной комнатной температуры.

Принудительная система с рекуператором

Принудительная вентиляция с рекуператором является самой совершенной системой, способной обеспечивать циркуляцию воздушных потоков в заданных режимах и объёмах. Ее эксплуатация связана с минимальными энергозатратами. Ведь поток с улицы вначале подогревается рекуператором (за счет тепла, которое содержится в вытяжном воздухе), а затем происходит дополнительный догрев воздуха до комфортной для человека температуры. Во многих развитых странах подобное техническое решение уже стало строительным стандартом, закрепленным на законодательном уровне.

Учитывая растущие требования к комфорту жилых помещений, любой новый дом целесообразно оснащать не просто стандартными вентиляционными каналами, а многофункциональной и экономичной системой принудительной вентиляции. Система на основе рекуператора обеспечивает приток чистого воздуха с комфортной температурой и одновременно удаляет отработанные воздушные массы за пределы помещения. Одновременно от вытяжного потока производится отбор и передача тепла (а иногда и влаги) приточному потоку.

Почему сделали выбор в пользу энтальпийного рекуператора

Во-первых, в отличие от классической вентиляции, рекуператор позволяет значительно экономить на эксплуатации оборудования. Во-вторых, стоимость рекуператора совсем ненамного превышает стоимость классического вентиляционного оборудования. В-третьих, во время работы рекуператора 80% тепла вытяжного воздуха возвращается обратно приточному, что значительно сокращает затраты на его обогрев.

В жаркие летние дни теплообмен происходит в обратном направлении, что позволяет экономить еще и на кондиционировании. Одновременно с передачей тепла в теплообменнике происходит передача влаги из вытяжного воздуха приточному. В физике есть такое понятие, как «точка росы». Это момент, когда относительная влажность воздуха достигает 100% и влага переходит из газового состояния в жидкое (конденсат). Конденсат проявляется на поверхности рекуператора, и чем ниже температура на улице, тем больше вероятность образования конденсата на рекуператоре. Так как энтальпийный рекуператор позволяет передавать влагу из вытяжного воздуха приточному, то «точка росы» смещается в зону очень низких температур. Рекуператор позволяет поддерживать более высокую относительную влажность приточного воздуха (в сравнении с классической вентиляцией), а также значительно повышает морозоустойчивость и убирает необходимость в отводе конденсата.

Наличие вышеперечисленных функций полностью объясняет выбор подобной приточно-вытяжной установки.

Представляем функциональную схему установки.

Где:
• М1 и М2 – приточный и вытяжной вентиляторы;
• D (1, 2, 3) – датчики температуры;
• К (1, 2, 3) – теплообменники;
• F (1, 2) – воздушные фильтры.

По каким параметрам следует выбирать рекуператор

Третье: одна из частых ошибок при выборе рекуператора состоит в том, что покупатель не учитывает свободный напор вентиляторов. Он видит только волшебную цифру – 500 м³ и цену – 50 тыс. руб., а о том, что вентилятор имеет напор – 0 Па при 500 м³ покупатель узнает только после окончания ремонта дома, то есть во время эксплуатации уже установленного оборудования.

Четвертый критерий выбора заключается в наличии автоматики и в возможности подключения к ней опциональных компонентов. Автоматика позволяет значительно снизить эксплуатационные издержки и добиться максимального комфорта при работе оборудования.

Что касается производительности: основным расчетным параметром является объем воздуха, который должен поступать в помещение в течение одного часа. В соответствии с санитарными нормативами этот объем должен быть равен 60 м³ на одного взрослого человека или один крат в час от общей кубатуры обслуживаемых помещений (гостиная, кухня, спальни). При выборе рекуператора нужно смотреть не только на производительность установки, но и на напор вентиляторов, которые прокачивают вашу вентиляционную сеть по дому.

Рассчитывая и выбирая установку, для получения более точной информации, придется читать профильную литературу и форумы, обзванивать производителей и поставщиков оборудования (тема очень обширная). Всегда лучше обратится к специалистам. А тем людям, которых этот совет не останавливает, все равно рекомендуется подтвердить правильность выбора у производителя или дистрибьютора оборудования.

Тем не менее, есть несколько рекомендаций, которые помогут застройщику выбрать модель рекуператора, опираясь на свои собственные представления о комфорте и практичности.

Выбор рекуператора по типу конструкции

Нельзя сказать, что какой-то рекуператор хуже или лучше, у каждого типа рекуператоров есть свои сильные стороны и сферы применения. КПД роторного и пластинчатого рекуператора абсолютно одинаков, так как КПД зависит от двух параметров: от площади теплообменной поверхности рекуператора и от направления воздушного потока в рекуператоре.

Представляем схему работы роторного рекуператора.

Пластинчатые рекуператоры, в отличие от роторных устройств, не столь массивны, но при этом просты в установке и надежны в эксплуатации. Среди пластинчатых рекуператоров особого внимания заслуживает оборудование мембранного типа. Специальная полимерная мембрана, встроенная в рекуператор, возвращает влагу из вытяжного воздуха в приточный. Одновременно она препятствует образованию конденсата, а также формированию наледи внутри устройства (во время его эксплуатации при низких температурах).

На базе пластинчатых рекуператоров можно построить многоступенчатую рекуперацию, которая позволяет избежать прямого контакта самого холодного воздушного потока (поступающего с улицы) с самым теплым (поступающим из дома). А в связке с энтальпийным рекуператором такая технология позволяет уйти от обмерзания рекуператора. Плавное понижение температуры вытяжного воздуха и плавное повышение температуры приточного воздуха внутри рекуператора делают устройство стойким даже к температурам крайнего севера. Как показывает практика, подобное оборудование успешно работает в самых суровых климатических условиях, например, Якутске.

В пластинчатых теплообменниках используется разный материал. Пластиковые и металлические теплообменники – обмерзают. В мембранных теплообменниках используется тонкая пленка, которая пропускает только влагу. Теплообменников в такой установке сразу два либо три – в зависимости от модели.

КПД является одной из основных характеристик рекуператора, и на его величину, перед покупкой установки, следует обращать особое внимание.

Рекомендации по наличию дополнительного функционала

Важно выбрать для своего дома рекуператор, обладающий чувствительной и надежной автоматикой. Ведь нет ничего хуже, чем оборудование, которое постоянно задействовано в работе и с завидной регулярностью требует к себе внимания. Современная автоматика рекуператоров открывает перед пользователями дополнительные возможности:

А конструктивные особенности позволяют оснастить устройство дополнительными опциями и системами:

Сюда же можно отнести систему улучшенной фильтрации.

При выборе оборудования нужно рассматривать приточно-вытяжную установку, как климатический комплекс, который будет поддерживать расход воздуха, а также температуру и влажность (при необходимости) в заданном режиме. Установка дополнительных нагревателей, охладителей, VAV клапанов, увлажнителей или осушителей уже сегодня становится жизненной необходимостью.

Если сам рекуператор не может поддерживать нужную температуру приточного воздуха, то устройство следует дооснастить нагревателем соответствующей мощности. В среднем, если расчетная температура в канале не опускается ниже +14. +15°С, то нагреватель можно не устанавливать. Мое же мнение, таково: лучше не включать нагреватель, если он не нужен, чем, когда нужен – нечего будет включать.

Вышеперечисленные системы и устройства позволяют свести к минимуму участие человека в управлении системой и улучшить качество микроклимата в доме. Современная климатическая система способна постоянно контролировать работоспособность всех узлов опционального оборудования и при необходимости предупреждать пользователя о проблемах в работе системы и об изменении микроклимата в помещении. При использовании VAV системы значительно снижаются расходы на эксплуатацию установки путем временного и/или частичного отключения отдельных помещений от вентиляционной системы.

В настоящее время существуют модели рекуператоров, которые способны подключаться к индивидуальным системам «Умный дом», используя протоколы ModBus или KNX. Подобные устройства идеально подойдут для ценителей продвинутого и современного функционала.

Дополнительные критерии выбора

Выбирая рекуператор, важно обратить внимание на уровень шума, который он создает в процессе эксплуатации. Этот показатель зависит от материала, из которого изготовлен корпус устройства, от толщины корпуса, от мощности вентиляторов и от других параметров.

По типу установки рекуператоры бывают подвесными (монтируются на потолок) и напольными (устанавливаются на ровную горизонтальную поверхность или вешаются на стену). Выходы под вентканалы могут быть как с двух сторон («сквозная» компоновка) так и с одной стороны («вертикальная» компоновка). Какой рекуператор нужен именно вам – это зависит от конкретных параметров вашей вентиляционной системы и от того, где именно будет монтироваться приточно-вытяжное оборудование.

Рекомендации по установке рекуператора

Рекомендации по установке в основном касаются помещений, в которых следует устанавливать рекуператор. В первую очередь для установки используют котельные (если речь идет о частных домовладениях). Также рекуператоры монтируют в подвалах, на чердаках и в других технических помещениях.

Если это не расходится с требованиями технической документации, то установка может быть смонтирована в любом неотапливаемом помещении, при этом разводку вентиляционных каналов, по возможности, следует монтировать в комнатах, имеющих отопление.

Учитывая шум, который оборудование может производить во время работы, лучше всего размещать его подальше от спален и от других жилых комнат.

Что касается размещения рекуператора в квартире: лучшим местом для него будет балкон или какое-либо техническое помещение.

При отсутствии такой возможности под установку рекуператора можно отвести свободное пространство гардеробной.

Как бы там ни было, расположение установки во многом зависит от особенностей планировки квартиры или дома, от компоновки и расположения вентиляционной сети и от габаритов устройства.

Особое внимание рекомендуется уделять такому элементу, как ригель. Уже существующие ригеля могут стать большой проблемой при прокладке вентиляционной сети. Обойти данный элемент можно только через техническое помещение или встроенный шкаф, что получается далеко не всегда. Поэтому о проекте вентиляции следует задуматься еще при проектировании дома, заранее предусмотрев в ригеле наличие проходных окон. Эта же рекомендация касается узлов прохода через кровлю.

Какие помещения подключать к рекуператору

Если в вентиляционную систему встроен рекуператор, то вытяжными каналами рекомендуется оснащать помещения общего пользования (коридоры, прихожие и т. д.), а также технические помещения. При этом подачу свежего воздуха следует осуществлять в жилые комнаты: спальни, кабинеты, залы и т. д.

Вентилировать требуется все помещения, относящееся к жилым. Коридоры, прихожие и технические помещения вентилируются косвенно или небольшими порциями.

Что касается кухонь и ванных комнат: эти помещения следует комплектовать отдельными вытяжками, которые утилизируют отработанный воздух в общедомовые вентиляционные каналы (в квартирах) или наружу (в частных домах).

Тем не менее, бывают ситуации, при которых подключение ванных комнат к вентиляционной системе с рекуператором допускается (обращаем внимание, что речь идет именно о комнатах, а не о вытяжках, расположенных в этих комнатах). Но из-за холодного российского климата при таком подключении требуется соблюсти достаточно много нюансов, что далеко не всегда представляется возможным. В любом случае с вопросом о возможности подобного подключения требуется обращаться к профильным специалистам. Самостоятельно подключать ванные комнаты к рекуператору настоятельно не рекомендуется.

Напоследок – практическая рекомендация, касающаяся обустройства воздуховодов.

Забор воздуха следует делать с той стороны, откуда ветра меньше дуют (так пыли меньше попадать будет).

Работы по установке и обслуживанию рекуператора следует производить в соответствии с требованиями производителя. К выполнению монтажных работ целесообразно привлекать специалистов, ознакомленных со всеми нюансами эксплуатации подобного оборудования.

Источник