Для чего нужны рекуператоры тепла в системе вентиляции

Вентиляция с рекуперацией в квартире. Без воздуховодов и СМС

Написать этот пост меня подтолкнула недавняя статья о приточной вентиляции в квартире. Я было хотел оставить развёрнутый комментарий, но понял что правильнее будет написать статью, т.к. мой опыт использования комнатных рекуператоров в качестве основной системы вентиляции может быть интересен многим.

Это КДПВ блок рекуперации/регенерации. Надеюсь, ни у кого нет трипофобии?

Итак, всё началось с духоты. Точнее, с утепления квартиры слоем экструзионного пенополистирола по всему периметру (панельная 9-этажка родом из 80-х, с кучей сквозящих углов). В результате чего, квартира стала условно герметичной и вопрос свежего воздуха встал в полный рост.

Поиск решения

Вводные данные были такие: 5-комнатная квартира со сложной планировкой, площадью 91 м2 с потолками 2.55 и несущими железобетонными стенами. Домовые вент.стояки работают чуть лучше чем никак. Куда тянуть и как размещать воздуховоды — вообще не понятно, прятать их особо некуда, да и начинать новый ремонт желания никакого нет.

Двое маленьких детей играют на полу, что исключает приоткрытые форточки. Но свежий воздух нужен прямо сейчас, т.к. залповые проветривания каждые полчаса совсем не спасают, да и постоянно перемещать всю семью из комнаты в комнату — то ещё удовольствие.

Изучая варианты, наткнулся на концепцию комнатных рекуператоров: по сути тот же бризер, но с блоком рекуперации/регенерации тепла и возможностью работы вентилятора как на приток, так и на вытяжку. Суть идеи в том, что устройство работает в циклическом режиме, некоторое время (30-60 сек у разных производителей) продувая воздух в одну сторону, а затем в другую (например, разворачивая блок с вентилятором). Получается аналог работы лёгких с «вдохом» и «выдохом». Центральное ядро из теплоёмкого материала (пластик или керамика) при этом является и теплообменником и временным накопителем тепла — регенератором:

Регенераторы разных моделей, для размещения внутри стены (снизу) или на наружной стене дома (сверху)

Установка и первые впечатления

Специалисты по алмазному бурению за пол дня наделали красивых дырок отверстий в наружных стенах (требуется 132 диаметр под гильзу 125 мм) и первые три прибора заняли свои места (по одному в спальне, детской и гостиной). И здесь обнаружилась моя ошибка — толщины стен немного не хватило, в результате оголовки гильз торчали снаружи на 5-7 см. Пришлось утеплять пеной — не очень эстетично, ну да ладно.

Внутренний блок. Фильтр устанавливается сверху.

Обратная сторона. Место прижима к гильзе окружено резиновым уплотнителем. Есть заслонка для ручного перекрытия канала — достаточно герметичная.

Шумоглушитель. Не супер, но вполне работает.

Фильтр F6 и крышка. К сожалению, что-то серьёзное туда не поставить, но для лета, вместо блока регенератора, можно поставить модуль с HEPA от пыльцы и пыли.

Поворотный блок с мощным «серверным» вентилятором, производительность — 101 CFM

171 м3*ч. Вот страница завода, если кому интересны характеристики.

Главный вопрос, который интересовал — насколько лучше станет качество воздуха? Стало сильно лучше. Собственно, в тех комнатах, где поселились приборы, мы просто перестали открывать форточки и как-либо ещё проветривать. В остальных комнатах — духота ощущалась сразу, свежий воздух туда не доходил.

Второй вопрос — рекуперация. По сравнению с приоткрытой форточкой — небо и земля. Зимой никаких проблем с холодными сквозняками, очень комфортно. Насколько хорошо работает рекуперация? Я решил это проверить и заморочился с измерениями (об этом — ниже), но в целом — думаю вполне в районе обещанных 80%.

Ну и третий вопрос — шум. Здесь всё немного грустнее. Шумят. На 2-3 скорости (из 7) — примерно как кондиционер, на 5-7 — слышно очень хорошо, особенно моменты разворота вентилятора. Но мне здесь повезло, никто в семье не испытывает проблем с этим шумом, спокойно спим даже при максимальной мощности приборов. Как выяснилось — на свежий воздух быстро «подсаживаешься», в итоге хочется ещё больше свежего воздуха. Так что у нас приборы почти всегда работают на максимуме (только в морозы ставим среднюю скорость).

Нужно больше воздуха!

Через год после установки первых приборов, взяли ещё три, в итоге теперь в квартире по одному в каждой комнате, включая кухню. И вот здесь выяснился неприятный момент: для нормальной работы нескольких приборов, они должны работать в противофазе. Т.е. когда половина из них работает на приток, вторая половина — на вытяжку. И каждые 40 секунд они меняются ролями, разворачивая вентиляторы. Проблема здесь в том, что приборы «глупые» и не умеют синхронизироваться (у производителя есть более дорогие модификации с заявленной возможностью синхронизации, но насколько это хорошо работает — сказать не могу). В общем, каждый раз, когда нужно переключить систему в режим рекуперации, приходится проходить по комнатам с секундомером в руках и каждые 40 секунд переводить один из приборов в нужный режим. И ещё повторять эту процедуру в случае если пропало электропитание (авария на подстанции или ещё что). Не удобно, наличие умных функций здесь бы очень пригодилось.

Но в целом, система работает и радует. Окна в квартире практически никогда не открываются, воздух всегда свежий. Настолько привык к работе вентиляции, что однажды проснулся ночью с неприятным ощущением, что что-то не так. Не сразу понял, что проблема была в духоте — сбой на подстанции обесточил несколько домов и у нас вырубилась вентиляция. Результат прям сразу стал ощутим. Что сказать — к хорошему быстро привыкаешь.

Ещё из важных моментов — необходимость работы увлажнителей в зимний период. Возможно конструкция регенераторов и позволяет вернуть часть влаги обратно, но этот эффект явно минимален и без увлажнителей воздух очень сухой (20-25%). Используем пару ультразвуковых, заливаем воду из осмоса, проблем нет.

Эксплуатация зимой и летом

Что в итоге приходится делать? Верно, брать в руки секундомер и проходить по всем комнатам, переключая настройки, теперь уже каждые 6 минут (больше 5 минут и кратно циклам по 40 сек в которых работают приборы). Это меня сильно печалит, так что зимний режим я ставлю один раз, когда на улице начинаются лёгкие минуса и выключаю только весной. Да, этим приборам очень сильно не хватает автоматизации и привязки к различным системам умного дома.

Рекуперация зимой работает, даже в морозы. На удивление, проблем за два года эксплуатации особо не было. Так, один раз намертво замёрз регенератор, когда супруга совсем отключила прибор, но не перекрыла задвижку воздуховода — в результате за пол дня медленно уходящий воздух забил блок регенератора намёрзшим конденсатом. Но это скорее авария по вине пользователя. При обычной работе конденсат тоже намерзает, но проблем не создаёт:

Выглядит колхозно, но это моя вина: толщина стены меньше чем надо, гильза подрезана не по размеру и декоративная решётка успешно отвалилась.

С весны до осени всё вообще замечательно. Блоки регенераторов вынимаются, часть приборов переводится в режим притока (в комнатах, выходящих на северную сторону), часть приборов — в режим вытяжки (обычно делаю соотношение 4-2, чтобы создать небольшое избыточное давление).

Пыль и фильтры

Квартира находится на 5 этаже, крупных дорог рядом нет, но есть частный сектор. А топят у нас углём. Это реально проблема, зимой иногда над городом бывает «морозный смог» с дымом от угольных ТЭЦ и котелен. Фильтры в приборе стоят F6, моются раз в месяц. Вода при этом такая, как будто чернильницу опрокинули. Ну и в сухом виде это тоже не очень приятно:

Грязный и чистый фильтр.

Фильтры нужно промывать регулярно, иначе производительность приборов падает очень заметно. Мытый несколько раз фильтр субъективно не отличается по проницаемости от нового. Но здесь я могу ошибаться.

Измеряем КПД и качество воздуха

«Воздух стал свежий» — это конечно слишком субъективно. Нужно было чем-то измерить его качество и, после долгих поисков, остановился на портативном BLATN 128s

Пыль разного размера, CO2, формальдегид, летучие органические.

Такие данные были получены зимой, с одним взрослым и одним ребёнком в комнате и рекуператоре на средней скорости. Не супер, конечно. На высокой скорости показатели чуть лучше, СО2 в районе 850 ppm.

Прогулявшись с прибором по родственникам, живущим как в квартирах, так и в частных домах, сделал неутешительные выводы: никто не заморачивается с качеством воздуха. CO2 под 1500-2000 ppm встречается через раз, где-то фонит ламинат или новая мебель из ЛДСП. Грустно, в общем.

Для измерения КПД рекуперации взял термогигрометр UNI-T UT333 BT с возможностью построения графика измерений. Прибор тормознутый и у них страшно глючное мобильное приложение, нормально выгрузить графики так и не смог, но общую картину увидеть можно:

Если кратко, КПД рекуперации меняется в течении всего цикла, в зависимости от дельты температур между проходящим воздухом и регенератором, который постоянно остывает/нагревается. Минимальный КПД, в конце цикла «вдоха» я насчитал

Выводы

Система работает и свою задачу выполняет. Воздух поступает, рекуперация помогает не использовать дополнительный преднагрев. Да, немного шумно, но для нас это явно «меньшее зло». Кто-то может подумать, что при наличии центрального отопления, эта рекуперация нафиг не нужна и можно просто сделать приток над батареей, но в моём случае это не вариант — т.к. часть зимы батареи у нас просто перекрыты (дом и так перегрет).

Из явных минусов — отсутствие автоматизации и некого централизованного управления (сценарии под разные времена года и жизненные ситуации).

Ну и самый важный вопрос — делал бы я такую систему не в квартире а в своём (строящемся) доме? Нет, конечно! При возможности разместить воздуховоды и изначально всё спланировать — централизованная ПВУ с рекуператором, канальным увлажнителем и прочими ништяками будет вне конкуренции. Как по тишине, так и по комфорту.

Однако для многих квартир, где нет возможности/желания устанавливать централизованные ПВУ, подобная распределённая система из комнатных рекуператоров вполне может стать приемлемым вариантом.

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