Рекуператор воздуха что это такое и принцип
Рекуператор воздуха. Виды и принцип работы.
Рекуператор воздуха для частного дома
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
Первоначальный критерий — допустимая величина протока — определяется параметрами системы вентиляции. Разумеется, воздухообмен не может быть ниже норм, установленных СНиП: 3 м 3 /ч·м 2 или 30 м 3 /ч на каждого человека при норме обеспеченности пространством менее 20 м 3 /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.
Рекуператор для частного дома: эффективное вентилирование и подогрев воздуха
Современные технологии, пришедшие в нашу страну, подталкивают население также использовать новейшие разработки. Солнечные батареи, регуляторы комнатной температуры и другие умные приборы позволяют не только снизить оплату коммунальных услуг, но и поддержать комфортную температуру в помещении. Конечно, рекуператор для частного дома инновацией назвать нельзя, однако, экономия денежных средств и теплоэнергии налицо.
Установка рекуператора в частном доме
Рекуператор: что это такое
Данный аппарат представляет собой конструкцию, схожую с системой домовой вентиляции. Их различие заключается в том, что обычное вентилирование выводит из помещения спертый воздух и наполняет его свежим. Рекуператор выполняет аналогичные действия, только привносит в дом подогретый теплый либо охлажденный воздух. Кондиционер осуществляет подобные функции, однако, он требует наличия электроэнергии и хладагента – фреона, утилизатор тепла обходится без него. Нагревание или охлаждение притока происходит за счет теплообмена первичного и вторичного теплоносителя через разделяющую воздушные массы стенку.
Составляющие элементы приточно-вытяжной установки с рекуператором
Основным звеном приточно-вытяжной установки с рекуператором является теплообменник. Устройство оборудуется тепловым электронагревателем либо вентилятором, обратными клапанами для предотвращения движения воздуха в противоположном направлении и многим другим.
Использование подобной системы позволяет возвращать часть тепловой энергии, обычно теряющейся при проходе через вентиляционные каналы. Теплые массы воздуха свободно циркулируют в теплообменнике, соприкасаются с холодным потоком через разделительную стенку и отдают последнему свою тепловую энергию.
Рекуператор поверхностного типа представляется собой теплообменник, имеющий двойные стенки. Один канал занимает выходящий первичный теплоноситель, другой – вторичный, более холодный. Стенки имеют большую теплопроводность и установлены для предотвращения смешивания разных по температуре воздушных потоков. Исходящий воздушный элемент проходит вдоль короба, приходящий – поперек. В результате отдачи тепла холодному воздуху, в дом поступают прогретые воздушные массы.
Вентилирование и подогрев воздуха через рекуператор в доме
Температура входящего воздуха зависит от температуры исходящего потока. Чем теплей будет выходящая струя, тем выше температура приточной.
Принцип действия
Принцип работы рекуператора заключается в том, что он накапливает тепло из удаляемого потока и сообщает его с высоким КПД воздушным приточным массам. Это позволяет не тратиться на отопление и подавать в дом свежий прогретый воздушный элемент.
Принцип действия системы обуславливается двумя принципами:
Циркуляция воздука через теплообменник
Подобная система вентиляции рекуператором позволяет уменьшить расход газообразного, твердого или жидкого топлива, которые могут быть необходимы для работы других устройств, и создать комфортные условия проживания.
Преимущества теплоэнергетического устройства
Теплоэнергетическое устройство подобного типа набирает в последнее время большую популярность. Нет необходимости проветривать жилище в летний и зимний период, тем самым выпуская на улицу драгоценное тепло. Летним пыльным днем аппарат снабдит помещение чистым атмосферным воздухом, который предварительно пройдет через воздушный очистной фильтр.
Система вентиляции рекуператором пользуется широким спросом среди владельцев загородных домов
Также нет надобности использовать упомянутую систему в ручном режиме – это за вас сделает автоматика. Холодные массы зимой будут нагреваться за счет исходящего теплого потока, а жаркие летние дни – остывать при отдаче тепла более прохладной струе.
Кроме того, система характеризуется таким рядом преимуществ:
Рекуператор — часть вентиляционной системы
Даже периодическое использование теплотехнической установки позволит насыщать жилище чистыми атмосферными воздушными массами без потери тепла или, наоборот, увеличения температурного режима.
Качественное проветривание
Установка рекуператора позволит сохранить в доме чистоту совместно с притоком свежего наружного воздуха. Табачный, каминный или дым иного происхождения, углекислый газ или другие нездоровые выбросы, вредные или неприятные запахи – все по силам роторному рекуператору. Работа системы оказывает благоприятное воздействие на организм человека, осушая воздух с повышенной влажностью, что особенно важно для гипертоников, а также людей, имеющих атеросклероз или сердечно-сосудистые заболевания. Кроме того, повышенная влажность грозит и другими недугами.
Работа системы проветривания и нагрева воздуха через рекупиратор
Экономное отопление
Установив утилизатор, вы обеспечите стабильную экономию не только денежных средств, но и находящегося в доме тепла. Исходящий теплый поток будет прогревать холодный приточный воздух до комфортной температуры, что позволит существенно избежать лишней работы обогревательного оборудования. Теплотехническая система бережно обходится с поступающим в ее короб теплом, практически не позволяя ему вылететь в атмосферу. Нет необходимости также следить за температурой поступающих воздушных масс, это сделает теплообменный аппарат, подавая их лишь с небольшой разницей температуры по сравнению с исходящим потоком.
Отсутствие дополнительной вентиляции
Газовые плиты, камины, водонагревательные колонки и плачущие металлопластиковые окна требуют дополнительной вентиляции или периодического проветривания. Морозный и жаркий периоды года значительно усложняют этот процесс: первое грозит охлаждением комнаты, второе – пылью и горячим суховеем с низкой влажностью. Если вы решите купить рекуператор воздуха, то обеспечите качественное проветривание всего дома, избежав ненужных финансовых трат и монтажа оборудования для дополнительной вентиляции.
Бесшумная и качественная очистка воздуха
Атмосферный приточный воздух в любом случае приносит с собой частицы пыли, элементы грязи, разбавленные выхлопные газы автомобилей, дымовых труб и промышленных предприятий. Установленный в теплоэнергетическом устройстве воздушный фильтр избавит дом от входящих нежелательных запахов и пылевых частиц. Пройдя качественную очистку, атмосферная струя наполнит комнату не только свежим, но и чистым воздухом. Правда, последнее будет обуславливаться необходимым регулярным уходом за воздушным фильтром и другими элементами системы.
Основные составляющие части рекуператора
Утилизаторы для квартиры или дома обладают высокой эффективностью работы и низким уровнем шума, который колеблется в диапазоне 25-35 дБ. Это приравнивается к звуку, издаваемому кондиционером.
Рекуператор для частного дома: виды и характеристики
Приточно-вытяжные рекуператоры могут иметь различные конструктивные особенности. Подобрать подходящий вариант поможет продавец-консультант в любом специализированном магазине теплотехнических устройств.
Рекуператор для дома
Существуют такие типы оборудования:
Все они предназначены для создания благоприятного климата в помещении, будь то квартира, большой особняк или загородный дом.
Пластинчатый
Является самым распространенным типом ввиду хорошей производительности, простоты эксплуатации и невысокой цены. Рекуператор данного вида представляет собой зафиксированные металлические пластины, обладающие большой удельной теплоемкостью и относительно малым весом. Пластины собраны в своеобразные кассеты, чем слегка напоминают пчелиный улей. Атмосферный воздух проходит через короб аппарата с кассетами и затем нагревается или охлаждается, в зависимости от зимнего или летнего времени года. Образующийся во время работы конденсат отводится через специально имеющийся дренажный отвод или канал.
Устройство приточно-вытяжной установки пластинчатого рекуператора
Наряду с перечисленными достоинствами, система обладает определенным недостатком: образованием в коробе наледи, что особенно проявляется в осенне-зимний период.
Роторный
Рекуператор подобного типа осуществляет приток и отток воздушной струи за счет лопастей. Теплоэнергетическая система насчитывает от одного до двух приводных роторов, в зависимости от модели. Внешне установка похожа на цилиндрическую бочку с барабаном. По мере откачки воздуха из помещения и нагревания цилиндрического короба, происходит забор атмосферной массы.
Преимущества данного аппарата:
Вместе с тем существуют и минусы:
Рекуператоро размещается в блоке приточно-вытяжной вентиляции
Крышный
Данный рекуператор перерабатывает большие массы воздуха. Целесообразность его использования можно объяснить большим особняком, другим жилым или нежилым помещением. Принцип работы во многом схож с пластинчатым агрегатом, однако последний отличается от крышного меньшими размерами. Простота монтажа аппарата, невысокая стоимость обслуживания и эксплуатации сделали его незаменимым в вентиляционных устройствах магазинов, ремонтных мастерских, производственных площадей. Установка же подобного рекуператора на крыше, вообще исключает проникновение каких-либо звуков и шума в помещение.
Гликолевый рекуператор
Гликолевый (или рециркуляционный) регенеративный аппарат сочетает в себе качества пластинчатого и роторного теплотехнических устройств. Его основное отличие от предыдущих заключается в использовании промежуточного теплоносителя. Последним является водно-гликолевый раствор, состоящий из пропиленгликоля или этилена, разбавленного дистиллированной водой. Смесь обладает высокой теплоемкостью, позволяющей утилизировать большое количество тепла, сохраняет свои рабочие качества при минусовых температурах. В суровых низкотемпературных условиях возможна замена указанного теплоносителя на антифриз. Оборудование позволяет работать одновременно с несколькими вентиляционными каналами, рукавами или вытяжками.
Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей
Квартирное теплоэнергетическое устройство будет лучшим приобретением, особенно если жилище находится в большом городе или центре мегаполиса. Автомобильные и промышленные газы, уличный шум, жара или холод навсегда останутся снаружи помещения. Аппарат не только добавит в квартиру массу чистого воздуха, но и позволит сэкономить на отоплении, вентиляции и очистке входящего атмосферного потока. Это достигается путем простого обмена тепла между приточными и вытяжными потоками, прошедшими через теплоизоляционный короб с очистительным фильтром.
Схема обмена воздуха через рекуператор
Расчет рекуператора
Произвести расчет требуемого теплоэнергетического устройства можно самому, не прибегая к услугам специализированных компаний. Вычисление КПД и эффективности аппарата обуславливается знанием затрат электроэнергии на приточные или вытяжные массы. Формула расчета такова:
Q = 0,335 x L x (t1 – t2),
где L – расход воздушных масс, t1 – температура притока, t2 – температура исходящих масс, 0,335 – региональный коэффициент.
Вычисление эффективности производится по такой формуле:
E = Q x n,
где: Q – энергетические или электрические затраты на подогрев или охлаждение струи, n – КПД устройства.
Схема подачи теплого воздуха через рекуператор
Рекуператор ПРАНА
Данный производитель теплоэнергетического и вентиляционного оборудования находится на рынке более 15 лет. Его оборудование имеет большой срок службы, высокую эффективность и приемлемые цены.
Монтажный комплект рекуператора ПРАНА
Эксплуатационные характеристики аппарата:
Рекуператор ПРАНА имеет относительно небольшие габариты
Заметить подобную децентрализованную систему можно только по наличию вентиляционной решетки на стене. Не последним положительным качеством являются теплообменники, изготовленные из меди, обладающей противомикробным эффектом. Средняя цена рекуператора воздуха для дома данного бренда составляет около 25000 руб. Стоимость аппаратов повышенной производительности находится в диапазоне от 50 до 110 тыс. рублей.
Система подогрева воздуха через теплообменник рекуператора
Рекуператоры MARLEY
Купить рекуператор воздуха для дома, цена которого составляет 24000 рублей, можно в специализированном магазине. При довольно умеренной стоимости аппарат имеет следующие эксплуатационные характеристики:
Новая линейка производителя Marley – рекуператор menv 180, который отличается от предыдущих аналогов низким потреблением электроэнергии – всего 3 Вт. Приятными функциональными дополнениями являются:
Установив подобный рекуператор, цена которого находится в пределах 27500 руб., вы позабудете об уличной копоти и выхлопных газах, пыли, тумане и выбросах промышленных предприятий.
Рекуператор MARLEY очень экономичный в использовании электроенергии
Рекуператор своими руками
Изготовить рекуператор воздуха для дома своими руками может любой умелец. Для этого понадобится:
Сделать рекупиратор можно своими руками
Для проведения работ также пригодятся электрический лобзик, металлические крепежные детали и соединительные фланцы.
Стальные листы необходимо нарезать на прямоугольные пластины размером 200х300 мм. Для этого понадобится в пределах 3–4 м? стали. Нарезку необходимо проводить очень аккуратно, чтобы срезы не имели заусениц и зазубрин. С этой целью рекомендуется использовать специальный инструмент – болгарку или ножовку по металлу.
Затем пластины укладываются друг на друга с зазором не менее 4 мм. Данное расстояние обеспечивается проклейкой по периметру каждого элемента термоизоляционного материала (пробкового, деревянного или текстолитового). После укладки пластин стыки обрабатываются специальным нейтральным герметиком.
Установка системы вентиляции через рекупиратор
Затем изготавливается корпус, который должен иметь соответствующий размер для установки внутри его конструкции из пластин. В стенках корпуса прорезаются отверстия, в которые вставляются заранее приготовленные пластмассовые фланцы, которые должны соответствовать диаметру воздуховодов. Все стыки также тщательно герметизируют.
Когда герметик высохнет, конструкция из пластин помещается внутрь корпуса. Внешние стенки необходимо облицевать теплоизоляционным материалом, например, пенопластом или стекловатой. Готовую конструкцию, с целью повышения эстетической составляющей, можно поместить в деревянный короб.
Сборка рекуператора воздуха своими руками
Раньше рекуператоры и системы вентиляции устанавливались только на промышленных производствах, угольных и горнорудных шахтах. Сегодня теплотехнические устройства утилизации вытяжных газов все чаще располагаются в домах и квартирах.
Промышленный аппарат, либо собранный своими руками рекуператор воздуха становится нашим незаменимым помощником. Он подает чистый охлажденный либо подогретый атмосферный воздух, очищает дом от пыли и неприятных запахов и экономит при этом часть денег на обогрев помещения.