Рекуперация тепла в системах вентиляции: применение, уровень влажности, конструкция и инструкции по их работе

Что скрывается за понятием «рекуперации»

Простыми словами рекуперация тождественна слову «сохранение». Рекуперация тепла – процесс сохранения тепловой энергии. Это происходит за счёт того, что поток воздуха, который выходит из помещения, охлаждает или подогревает воздух входящий внутрь. Схематически процесс рекуперации можно представить в таком виде:

Вентиляция с рекуперацией тепла происходит по такому принципу, который должен разделить потоки особенностями конструкции рекуператора во избежание смешивания. Однако, например, роторные теплообменники не дают возможности полностью изолировать приточный воздух от выходящего.

Процент КПД рекуператора может колебаться в районе от 30 до 90 %. Для особых установок данный показатель может составить 96% сохранения энергии.

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

Целесообразность рекуператора в вентиляции

Говорить о целесообразности обустройства рекуперативной вентиляции можно, оценив эффективность системы и сопоставив ее достоинства с недостатками.

От отработанного вытягиваемого наружу воздуха забирается часть тепла и передается нагнетаемым свежим струям, направленным вовнутрь помещения. Это позволяет снизить теплопотери до 70% (+)

Необходимость использования рекуперации тепла наиболее актуальна в зданиях с принудительным выводом воздуха. Как правило, это малоинерционные строения, возведенные с использованием инновационных теплоизоляционных технологий (дома из сэндвич-панелей, газосиликатных плит, пеноблоков).

В таких постройках стены плохо аккумулируют тепло, а естественный воздухообмен малоэффективен.

Однако проблемы с циркуляцией воздуха характерны и для «традиционных» построек из кирпича и бетона. Наличие герметичных тепло-звукоизолирующих ПВХ-окон блокирует циркуляцию с естественным побуждением – приток свежего воздуха останавливается, а тяга в вентканале опрокидывается или стремится к нулю.

Решение проблемы «евроокон» – организация принудительной вентиляции. Система восстанавливает воздухообмен, но при этом теплопотери увеличиваются до 60%. И здесь уже не обойтись без тепловой рекуперации.

Эффективность обменного процесса выражается в процентах и показывает количество затраченного тепла от вытяжного воздуха на обогрев свежей «приточки»

Показатель КПД вентиляционной рекуперации тепла:

• 0% – открытое окно – теплый воздух удаляется в атмосферу, а холодный попадает вовнутрь, понижая температуру в помещение;
• 100% – приточный воздух разогревается до температуры «отработки» – технически реализовать невозможно;
• 30-90% – допустимый параметр, хорошей считается рекуперация с эффективностью 60% и более, КПД свыше 80% – отличный теплообмен.

Эффективность системы зависит от типа рекуператора, габаритов помещения и расхода воздуха. В любом случае, использование рекуперационной вентиляции даже с КПД в 30% выгоднее, чем ее отсутствие. Кроме существенной экономии на энергоресурсы, «регенерация» тепла улучшает общий микроклимат в помещении.

Недостатки использования теплообменника:

1. Энергозависимость. Покупка климатического оборудования оправдана, если потребление электроэнергии будет значительно меньше, чем ее экономия после установки рекуператора.
2. Выпадение конденсата. Из-за разности температур на стенках теплообменника может конденсироваться влага. Зимой есть вероятность обледенения, что чревато стремительным снижением КПД или выходом рекуператора из строя.
3. Шумная работа. Некоторые модели в процессе эксплуатации издают гул. Если днем этот недостаток не особо ощутим, то ночью шум доставляет дискомфорт. Рекуператоры с улучшенной изоляцией работают тихо.

Высокие первоначальные инвестиции часто становятся главным аргументом против энергоэффективной вентиляции.

Целесообразно вкладывать деньги в ту систему, которая окупиться в течение 5-8 лет. Надо учесть, что для обслуживания комплекса придется нести дополнительные расходы, например, периодическая замена вентиляторов

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.

Основные цели рекуперации тепла

1. Вентиляцию, основанную на рекуперации тепла, применяют для поддерживания необходимого уровня влаги и температуры внутри помещения.
2. Для здоровья кожи. Как это ни удивительно, но системы с рекуперацией тепла имеют положительное воздействие на кожу человека, которая постоянно будет увлажнена и риск пересыхания сводится к минимуму.
3. Чтобы избежать пересыхания мебели и скрипящего пола.
4. Для повышения вероятности возникновения статического электричества. Данные критерий знают не все, но при повышенном статическом напряжении плесень и грибки гораздо медленнее развиваются.

Правильно подобранная приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла для вашего дома позволит вам значительно сэкономить на отоплении в зимний период и кондиционере в летний. Кроме того, такой вид вентиляции благоприятно воздействует на человеческий организм, от чего вы будет меньше болеть, а риск возникновения грибка в доме будет сведен к минимуму.

Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов

Преимущество рекуператоров очевидно – они позволяют существенно сэкономить на нагреве приточного воздуха зимой и охлаждении приточного воздуха летом.
Среди недостатков рекуператоров выделяют следующие:

• Они создают дополнительное аэродинамическое сопротивление в сети. Действительно, как любой другой элемент в сети вентиляции, рекуператоры имеют некоторое сопротивление, которое следует учитывать при выборе вентилятора. Впрочем, это сопротивление не велико (обычно не более 100 Па), и к существенному увеличению мощности вентилятора не приводит.
• Рекуператоры повышают как стоимость вентиляционной установки, так и стоимость её обслуживания. Как и любое другое решение, направленное на повышение энергоэффективности системы, рекуператоры стоят определенных денег и требуют регулярного технического обслуживания. Однако опыт многократно доказал, что затраты на рекуперацию тепла гораздо ниже получаемой выгоды.
• Роторные, камерные и в гораздо меньшей степени пластинчатые рекуператоры имеют один недостаток, который может быть критичным на некоторых объектах – в них возможны перетечки потоков воздуха. В этом случае опасность представляет перетекание вытяжного воздуха в приточный. Такие перетечки нежелательны в системах вентиляции чистых помещений и не допустимы, например, в инфекционных отделениях больниц и операционных. Причиной служит опасность перетекания вирусов, которые попали в вытяжку из какого-либо помещения, в приточный поток воздуха с последующим распространением по всем помещениям объекта. Как результат, на таких объектах применяют рекуператоры с промежуточным теплоносителем или фреоновые рекуператоры.
• Рекуператоры увеличивают габариты вентиляционной установки. В первую очередь это касается пластинчатых рекуператоров, так как они представляют собой воздухо-воздушные теплообменники и имеют достаточно крупные размеры. Кроме того, это касается рекуператоров с промежуточным теплоносителем ввиду наличия двух отдельных теплообменников, двух линий трубопроводов и узлов обвязки возле каждого из теплообменников.

Возможности установки

• Можно подсоединить несколько притоков и одну вытяжку и наоборот.
• Расстояние между притоком и вытяжкой может достигать 800 м.
• Систему рекуперации можно регулировать автоматически за счёт изменения скорости циркуляции теплоносителя.
• Гликолевый раствор не замерзает, т. е. при минусовых температурах разморозка системы не нужна.
• Так как используется промежуточный теплоноситель, исключено попадание в приток воздуха из вытяжки.

При двухконтурной схеме гликолевого рекуператора количество удаляемого и приточного воздуха должно совпадать, хотя и допускаются отклонения до 40%, ухудшающие показатель КПД.

Какие бывают разновидности рекуператоров воздуха

На сегодняшний день вентиляция с рекуперацией тепла может осуществляться пятью видами рекуператоров:

1. Пластинчатый, который имеет металлическую конструкцию и обладает высоким уровнем влагопроницаемости;
2. Роторный;
3. Камерного типа;
4. Рекуператор с промежуточным носителем тепла;
5. Тепловые трубы.

Вентиляция дома с рекуперацией тепла с использованием первого типа рекуператоров, позволяет приходящим потокам воздуха со всех сторон обтекать множество металлических пластин с повышенной теплопроводностью. КПД рекуператоров данного типа составляет от 50 до 75 %.

Особенности устройства пластинчатых рекуператоров

• Воздушные массы не контактируют;
• Все детали закреплены;
• Нет подвижных элементов конструкции;
• Не образуется конденсат;
• Невозможно применение в качестве осушителя помещения.

Пластинчатый рекуператор – простота конструкции

Основа теплообменника – герметичная камера с множеством параллельных воздуховодов. Каналы разделены перегородками – теплопроводящими пластинами, изготовленными из стали или алюминия.

Волнообразные пластины (60-70 штук) сгруппированы в одном блоке так, чтобы образованные каналы располагались перекрестно друг к другу – созданная турбулентность улучшает теплообмен (+)

Потоки газов движутся навстречу друг друга, пересекаются в кассете рекуператора, но не перемешиваются. Тепловой обмен осуществляется за счет единовременного охлаждения и нагрева пластинок с разных сторон.

Достоинства перекрестного теплообменника:

• простота монтажа и настройки оборудования;
• исключение контакта воздушных масс;
• доступная стоимость и компактные габариты;
• отсутствие трущихся и подвижных деталей.

Показатель эффективности варьируется в диапазоне 40-70%.

Основной недостаток пластинчатой модели – оседание конденсата в вытяжном канале и образование наледи зимой. Для размораживания агрегата входящая струя перенаправляется в обход теплообменника, а теплый выходящий поток растапливает лед на пластинах.

В режиме «разморозки» экономия энергии не происходит, для подогрева поступающего воздуха применяются калориферы мощностью до 5 кВт. Усредненное значение КПД падает на 20% (+)

Возможны два пути решения проблемы:

1. Предварительный подогрев поступающего воздухопотока до температуры, при которой образование наледи исключено.
2. Рекуператор с пластинами из гигроскопической целлюлозы. Материал впитывает влагу из отработанных воздушных масс и передает ее вновь поступающим потокам.

При выборе перекрестного теплообменника следует учесть эксплуатационные особенности пластин.

Их характеристики зависят от материала изготовления:

1. Алюминиевая фольга – доступная стоимость, но ограниченная производительность зимой. Кроме того, не рекомендовано для жилых помещений из-за просушивания воздуха. Модификации с алюминиевой «начинкой» – оптимальный вариант для бань и бассейнов.
2. Пластиковые перегородки – по цене аналогичны металлическим изделиям, но отличаются улучшенной эффективностью работы.
3. Целлюлозный теплообменник – препятствуют обмерзанию и поддерживают нормальное влагосодержание внутри помещения.

Гигроцеллюлозный рекуператор наиболее экономичен и оптимален для вентиляции жилых построек.

Особенности роторных рекуператоров

Роторный тип рекуператоров имеет особенности конструкции, с помощью которых передача тепла происходит между приточным и выходным каналом ротора.

Роторные рекуператоры покрываются фольгой.

• КПД до 85%;
• Экономит электроэнергию;
• Применим для осушения помещения;
• Смешивание до 3% воздуха разных потоков, в связи с чем могут передаваться запахи;
• Сложная механическая конструкция.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла, в основе которой используются камерные рекуператоры, используется крайне редко, так как имеет множество недостатков:

• Показатель КПД до 80%;
• Смешивания встречных потоков, в связи с чем повышается передача запахов;
• Подвижные детали конструкции.

Рекуператоры на основе промежуточного теплоносителя имеет в конструкции водно-гликолевый раствор. Иногда в роли такого теплоносителя может выступить обычная вода

Роторный рекуператор – высокая эффективность системы

Теплообменник представлен в виде цилиндра, заполненного прослойками гофрированного металла. По мере вращения барабанной установки в каждый отсек поочередно поступают теплые или холодные струи воздуха.
Конструкция роторного рекуператора: вал вращения и два воздушных канала. Один участок ротора нагревается «отработкой», барабан прокручивается и тепло перенаправляется холодным массам, сосредоточенным в соседнем канале (+)

КПД теплообмена определяется скоростью вращения ротора, эффективность работы можно регулировать.

Аргументы «за» роторный рекуператор:

• возврат тепла до 65-90%;
• экономичность расхода электроэнергии;
• частичное возмещение влаги – можно обойтись без увлажнителя;
• период окупаемости – до 4-х лет.

Несмотря на высокую эффективность, теплообменник барабанного типа не стал лидером среди аналогичных установок.

Минусы вентиляционной системы:

1. Подмес загрязненного воздуха в приток. Через микроканалы поочередно циркулируют вытяжные и приточные массы, поэтому около 3-8% «отработки» возвращаются обратно. Барабан часто передает запах исходящего воздуха.
2. Сложность конструкции. Вращающиеся части ротора нуждаются в регулярном обслуживании и периодической замене. Движущиеся элементы во время работы издают шум и вибрацию.
3. Высокая стоимость. Цена на роторные модели выше, чем на пластинчатые изделия. Это обусловлено использованием сложной механики в конструкции барабанного теплообменника.
4. Большие размеры. Монтаж осуществляется в просторной венткамере.

Из-за громоздкости роторные установки используются преимущественно на промышленных предприятиях.

Для минимизации смешивания воздухопотоков роторные рекуператоры дополняются промежуточными секторами – здесь микроканалы продуваются свежим воздухом, который поступает обратно в вытяжку. Минус схемы – снижение КПД

Камерный узел – универсальность применения

Конструктивно, камерный теплообменник – закрытый короб, разделенный внутри движущейся заслонкой. Открывающаяся перегородка определяет схему работы рекуператора.

Отток проходит вдоль одного канала, а приток поступает во вторую камеру. В теплообменнике теплые массы нагревают стенки первого отсека. Через время заслонка передвигается и воздухопоток изменяет направление

В результате – приток движется вдоль теплых стенок первого воздуховода, а «отработка» нагревает поверхность второй камеры. В определенный момент перегородка становится обратно и цикл повторяется.

Преимущества камерного теплообменного узла:

• КПД – 80-90%;
• в тандеме с качественной теплоизоляцией расходы на отопление сводятся к минимуму;
• простота монтажа – помощь специалистов понадобится при выборе параметров вентустановки;
• сохранение уровня влажности;
• исключено обмерзание системы.

Камерный рекуператор – отличный вариант для регионов, где в течение года длительный период наблюдается существенный дисбаланс между температурой внутри помещения и на улице.

К недостаткам узла регенерации тепла относятся:

• необходимость регулярного техобслуживания подвижных элементов;
• встречные воздушные струи частично смешиваются – запахи и примеси могут поступать обратно в здание.

Для сокращения подмеса система комплектуется фильтрующим элементом. Воздух становится чище, но эффективность рекуператора падает.

Особенности рекуператоров с промежуточным носителем тепла

• Крайне низкий показатель КПД до 55%;
• Полностью исключается смешивания потоков воздуха;
• Сфера применения – большие производства.

Вентиляция с рекуперацией тепла на основе тепловых труб, зачастую, состоит из разветвлённой системы трубок, в которых находится фреон. Жидкость испаряется при нагревании. В противоположной части рекуператора фреон остывает, в результате чего часто образуется конденсат.

Особенности рекуператоров с тепловыми трубами

• Нет подвижных частей;
• Полностью исключена возможность загрязнения воздуха запахами;
• Средний показатель КПД – от 50 до 70%.

На сегодняшний день выпускаются компактные установки для рекуперации воздушных масс. Одно из главных преимуществ мобильных рекуператоров – отсутствие необходимости в воздуховодах.

Крышный

Такие устройства лучше всего подойдут для хозяйственного помещения. Их часто можно увидеть в гаражах, ангарах, на складах.

Однако высока будет и ее стоимость, что сильно омрачает перспективы домашнего применения.

Гликолевый

Такой вариант рекуперации позволяет объединить вытяжной и засасывающий контуры

Что немаловажно, получится подключить разные каналы даже на определенном расстоянии друг от друга. Перемещение тепловой энергии производится с помощью специального теплоносителя (гликолевой жидкости)

Чистый гликоль используется редко, серийные модели обычно содержат водно-гликолевую смесь. Теплообменники надо монтировать в противоточном ходе по отношению к воздушной струе.

Подключение прямым способом практикуют только дилетанты. Это сразу понижает эффективность всей системы. Для отвода конденсата в холодный сезон применяют специальные емкости. Они дополняются так называемыми каплеуловителями. Избежать засорения воздуха, поступающего почти напрямую извне, поможет грубый воздушный фильтр.

Рециркуляционный водяной

Отличительной особенностью такого типа является разведение приточного и вытяжного теплообменников. При помощи антифриза или воды тепловая энергия переносится из вытяжной части в приточную.

Система имеет свои преимущества: ­

• отсутствие вероятности смешивания потоков; ­
• разведенные теплообменники облегчают работу на стадии проектирования; ­
• возможность объединения нескольких приточных или вытяжных потоков в единый.

Недостатки: ­

• необходимость наличия водяного насоса; ­
• рекуператоры способны только на теплообмен, а влагообмен невозможен.

Фреонный

Основан на физических характеристиках фреона, который располагается в герметично запаянных трубках. В начале трубы идет нагревание воздуха вместе с фреоном, который закипает и испаряется. Тепло перемещается дальше. Пары фреона, соприкасаясь с холодными потоками, конденсируются. Затем цикл повторяется.

Обзор видов рекуперации

Чтобы вникнуть в суть рекуперации, надо привыкнуть к мысли, что данное понятие применимо практически в любых отраслях и сферах человеческой деятельности, лишь бы там предполагалось повторное использование материалов или энергии. При этом речь не всегда идет о том, что повторное применение будет происходить по аналогии с первичным – просто «мусор» пытаются рассматривать как нечто полезное. При этом подлежащие рекуперации вещества и предметы могут нуждаться в дальнейшей переработке, тогда как в оригинальном виде действительно представляют собой просто мусор, однако, это тоже пример рекуперации.

В то же время обязательным признаком рекуперации является снижение расходов, достигнутое благодаря такому подходу. Хорошим примером может стать повторное использование растворителей – на первый взгляд, использованная жидкость уже не годится для какого-либо практического применения. Однако элементарные знания химии подсказывают, что необходимый набор атомов для восстановления первоначальной формулы в получившемся бесполезном веществе сохранился, а значит, должен существовать реагент или метод обработки, позволяющий отсеять все лишнее и снова получить растворитель.

Если восстановление в силу дешевизны процесса или дороговизны изначального продукта выглядит экономически целесообразнее, чем закупка новой партии растворителей, или хотя бы имеет смысл с точки зрения экологии, то рекуперация оказывается вполне оправданной.

Воды

На первый взгляд, воды на планете так много, что выпить ее всю не получится, тем более, что она постоянно циркулирует в природе. Тем не менее, ученые не зря постоянно трубят о том, что воду надо беречь – хоть она и остается на нашей планете, но может оказаться менее доступной, чем это было раньше. На самом деле подобное явление уже и так характерно для нашей планеты – если в Сибири, например, рек намного больше, чем людей и всей остальной живности, то в пустынных регионах из-за своей редкости она превращается в огромную ценность.

При этом даже крупные водоемы под влиянием человеческой деятельности могут отступать, и перерасход воды способен превратить в пустыню даже ту местность, в которой раньше были и реки, и озера.

Рекуперация сточных вод актуальна во всех случаях – когда человечество просто демонстрирует ответственное отношение к последствиям своего потребительского размаха, или закупка новой воды обходится достаточно дорого (как в некоторых арабских странах), или просто для того, чтобы не загрязнять чистые водоемы. Важно понимать, что вода воде – рознь: некоторое время назад люди не стесняясь пили воду из рек, и далеко не всегда это оканчивалось плачевно, а сегодня так рисковать не стоит, потому что бактерии давно перестали быть главной опасностью.

Рекуперация воды может означать ее очистку как для повторного использования, так и даже для сброса назад в водоемы. Прибегать к ней можно даже в условиях собственной дачи – например, вода, использованная для мытья овощей и фруктов (без моющих средств), в дальнейшем может быть еще раз использована для полива грядок.

В промышленности аналогов этого процесса может быть намного больше.

Отходов

Другая популярная тема экологической повестки говорит о том, что человечество производит слишком много отходов. Чаще всего упоминают о пластике, но даже без него дело обстоит не слишком хорошо – можно себе представить, сколько мусора производят восемь миллиардов человек ежедневно. Мы вряд ли хотим жить на свалке, но без мусорной рекуперации рискуем со временем и по мере роста населения завалить отходами всю планету. Тем временем некоторые из отходов вполне могут применяться повторно. В первую очередь это тот же пластик, который во многих случаях может быть переплавлен для изготовления чего-то нового. Сам по себе такой материал стоит не так уж дорого, потому в экономическом смысле компаниям зачастую проще изготовить новую пластмассу, чем собирать по свалкам старую, однако, для будущего планеты такая мера просто необходима.

Еще одним ярким примером того, что можно и нужно использовать повторно, является металл, особенно цветной. Многие потребители выбрасывают старую технику, не задумываясь о том, что внутри нее, возможно, есть медь. Тем временем этот материал стоит довольно дорого, и причина для этого очевидна – земные запасы такого минерала не столь уж велики. Рано или поздно мы, не придумав адекватного заменителя, столкнемся с тем, что меди на всех уже не хватает, но уже сейчас многим мелким производителям проще порыться в старом мусоре, чем договориться о закупке у добывающих предприятий


Ситуация с бутылочным стеклом одновременно похожа и не похожа на ту, что сложилась с металлами.

• запасы ингредиентов для производства стекла у нас пока что не иссякают, и произвести такой продукт можно при сравнительно небольших расходах.
• стопроцентная переработка битой тары без добавления нового сырья не представляется возможной – по крайней мере, качество будет потеряно. Поэтому в данном случае рекуперация нужна во многом по аналогии с пластиком – просто для того, чтобы не приумножать площадь территорий, уже и так занятых под свалку.

Отдельно следует сказать об органических отходах. Многие граждане рассуждают так, что недоеденная пища со временем просто перегниет, а органика природе не навредит даже на свалке. Во многих случаях так оно и есть, однако, принцип рекуперации заключается в том, чтобы повторно использовать все, что только возможно. На сегодняшний день разработаны методики компостирования пищи растительного происхождения.

Если вы сами являетесь дачником, было бы намного разумнее делать питательный компост самостоятельно, чем платить отдельно как за вывоз больших количеств мусора, так и за покупку органических удобрений.

Газа

Рекуперация газа в большинстве случаев актуальна только в условиях крупных промышленных предприятий – по той причине, что они и сами производят газ и имеют собственные возможности для того, чтобы полезно его применить. Откуда берется газ, зависит только от того, чем именно занимается предприятие. В некоторых случаях он является побочным результатом химических реакций, цель которых – в производстве некой продукции, являющейся основой деятельности предприятия. В других случаях сам химический процесс требует участия некоего газа, который должен создать газовую среду для правильной обработки заготовок. Вне зависимости от того, идет ли речь об отработавших или «бесполезных» газах, почти всегда можно придумать повторный вариант их использования.

Самое простое применение для газа можно придумать в том случае, если он горюч. Даже если в налаженном производстве не нужен подогрев чего-либо, получаемая в результате сжигания тепловая энергия вполне может быть использована для налаживания быта людей.

У крупного предприятия объем производимого газа может быть настолько огромным, что можно качать его инжекционной установкой в специальные резервуары и строить на их базе собственную котельную. В металлургических центрах часть жителей города вполне может получать горячую воду именно с такой котельной, а если горючий газ действительно оказался всего лишь побочным продуктом производства, то его использование точно обойдется дешевле, нежели закупка города.

Негорючие газы во многих случаях тоже можно применять, зная их свойства. К примеру, если такой побочный продукт обладает выраженным неприятным запахом, но при этом не отличается никаким вредным воздействием на здоровье человека, его могут продавать газораспределительным компаниям. Как известно, обычный природный газ, широко используемый в быту, не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, но при этом очень взрывоопасен.

В чистом виде обнаружить его утечку невозможно, но если добавить к нему немного зловонных примесей, эксплуатация сразу станет более безопасной.

Энергии

Видов энергии существует много, и о рекуперации ее в тепловом виде мы уже поговорили выше. Однако под словом «энергия» в целом чаще всего подразумевают электричество, и в электрике рекуперации, конечно, место тоже нашлось. Наиболее ярким примером механизма, в котором это не только возможно, но и уместно, являются асинхронные электрические двигатели.

Особенность таковых заключается в том, что в процессе резкого торможения двигателя выделяется большое количество тепла, которое не только никак не используется в системе, но и провоцирует неуместное и очень сильное нагревание узлов мотора. В таких условиях мы не просто теряем тепловую энергию, но еще и рискуем полностью вывести двигатель из строя за счет перегрева. Инженерным решением проблемы мог бы быть тормозной резистор, рассеивающий тепло в пространство, но как это выглядит со стороны – энергию мы все равно, считай, потребили, при этом выбросили ее в окружающее пространство, да при этом еще и потратились на покупку резисторов с обязательной вентиляцией и защитой от влаги и пыли!

Как устроен роторный рекуператор?

Данный прибор представляет по форме цилиндр и состоит из основного элемента – алюминиевого ротора, скомплектованного из ровных и гофрированных пластинок. Алюминиевый ротор закрыт корпусом, сделанным из оцинкованной стали.

Помимо этого, в состав устройства входят приводной механизм, имеющий ремень для вращения, а также осевые подшипники, датчик (сенсор) контроля вращения самого ротора и уплотнительная лента. Последняя предназначена для изоляции воздушных масс.

Принцип работы

Принцип работы устройства достаточно прост. В работу устройство приводится путем задействования клиноременной передачи. Если изделие эксплуатируется при высоких температурах, то электродвигатель монтируют вне корпуса аппарата-теплообменника. Также в этом случае вместо ремня используют цепь.

Внутри роторного теплообменника происходит передача тепла от нагретого газа к холодному. За это отвечает вращающийся ротор-цилиндр, который изготовлен из небольших металлических пластин. Впоследствии горячий газ прогревает эти пластины, а затем пластины уходят в поток охлажденного газа, после чего передают ему тепловую энергию.

Виды по покрытию роторного барабана

Существует классификация рекуператоров по типу покрытия роторного барабана. На данный момент существует пять видов изделия:

• конденсационный вид – в этом случае ротором выступает алюминиевый барабан, который не имеет покрытия и может отводить только тепловую энергию воздушных масс, а вот теплоту влаги воздушных масс он перемещать не способен;
• гигроскопический вид – в этом случае барабан покрывается специальным гигроскопическим покрытием, которое имеет сорбирующие свойства – барабан во время работы собирает влагу, после чего переносит ее из потока в поток, во время чего происходит удаление и влаги, и скрытой теплоты воздушных масс;
• сорбционный тип – в этом случае речь идет о модификации гигроскопического типа с применением покрытия в виде силикагеля – данный сорбент имеет огромную площадь поверхности, примерно 800 м2/г, что делает его крайне мощным средством для впитывания влаги;
• эпоксидный вид – такое покрытие используют в случаях, когда необходимо дополнительно защитить алюминиевый барабан от возможных деструктивных воздействий, находящихся в обрабатываемом воздухе химических соединений (например, если воздух в помещении содержит хлор или различные пары, вроде аммиачных);
• антибактериальный вид – в этом случае барабан защищается антибактериальным покрытием, которое способно противостоять примерно шестистам видам патогенных и непатогенных микроорганизмов (обычно такое покрытие требуется для энтальпийных роторов).

Виды по области применения

Сейчас имеется три основных вида рекуператоров воздушных масс, различающихся по сфере эксплуатации и по дополнительной «начинке».

Виды изделия:

1. Стандартный вид. В данном случае наблюдается разделение регенератора на несколько секторных частей (от 4 до 12). Такой вид устройства применяется для выведения излишней теплоты уже отработанного воздуха. Также такое устройство переносит влагу при отработке воздушных потоков ниже температуры «точки росы».
2. Высокотемпературный вид. Данный вид устройства используется для выведения прогретых воздушных потоков, исходная температура у которых достигает примерно +250 градусов.
3. Энтальпийный вид. Данное устройство используется для отвода полной тепловой энергии, но помимо этого устройство также осуществляет передачу влаги.

Принцип работы рекуператора воздуха

Схема управления

Все составляющие элементы приточно-вытяжной установки должны быть правильно интегрированы в систему работы установки, и выполнять свои функции в должном объеме. Задачу управления работой всех компонентов решает автоматизированная система управления технологическим процессом. В комплект установки включены датчики, анализируя их данные, система управления корректирует работу нужных элементов. Система управления позволяет плавно и грамотно выполнять цели и задачи приточно-вытяжной установки, решая сложные проблемы взаимодействия всех элементов установки между собой.

Несмотря на сложность системы управления технологическим процессом, развитие технологий позволяет предоставить обычному человеку пульт управления от установки в таком виде, чтобы с первого прикосновения было понятно и приятно пользоваться установкой на всем протяжении ее службы.

Пример. Расчет эффективности рекуперации тепла:Расчет эффективности применения рекуперативного теплообменника в сравнении с использованием только электрического или только водяного нагревателя. 

Рассмотрим систему вентиляции, с расходом 500 м3/ч. Расчеты будут проводиться для отопительного периода в г. Москва. Из СНиПа 23-01-99 «Строительная климатологи и геофизика» известно, что продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже +8°С составляет 214 суток, средняя температура периода со среднесуточной температурой ниже +8°С составляет -3,1°С.

Рассчитаем необходимую среднюю тепловую мощность: Для того, чтобы нагреть воздух с улицы до комфортной температуры в 20°С, потребуется:

N = G * Cp * ρ(в-ха) * (tвн-tср )= 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021 кВт

Данное количество теплоты за единицу времени можно передать приточному воздуху несколькими способами:

1. Нагрев приточного воздуха электрическим нагревателем;
2. Нагрев приточного теплоносителя удаляемым через рекуператор, с дополнительным нагревом электрическим нагревателем;
3. Нагрев уличного воздуха в водяном теплообменном аппарате и др.

Расчет 1: Теплоту к приточному воздуху передаем посредством электрического нагревателя. Стоимость электроэнергии в г. Москва S=5,2 руб/(кВт*ч). Вентиляция работает круглосуточно, на протяжении 214 суток отопительного периода, сумма денежных средств, в этом случае будет равна:Ц1=S * 24 * N * n = 5,2 * 24 * 4,021 * 214 =107 389,6 руб/(отоп.период)

Расчет 2: Современные рекуператоры осуществляют передачу теплоты с высокой эффективностью. Пусть рекуператор нагрел воздух на 60% от требуемой теплоты в единицу времени. Тогда электрическому нагревателю необходимо затратить следующее количество мощности:N(эл.нагр) = Q — Qрек = 4,021 — 0,6 * 4,021 = 1,61 кВт

При условии, что вентиляция будет работать на всем промежутке отопительного периода, получаем сумму за электроэнергию:Ц2 = S * 24 * N(эл.нагр) * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 руб/(отоп.период) Расчет 3: Для нагрева уличного воздуха используется водяной нагреватель. Ориентировочная стоимость тепла от технической горячей воды за 1 гкал в городе Москва:Sг.в .= 1500 руб./гкал.  Ккал=4,184 кДжДля нагрева нам потребуется следующее количество тепла:Q(г.в.)  =  N  *  214  *  24  *  3600 / (4,184 * 106)= 4,021  * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 ГкалВ работе вентиляции и теплообменного аппарата на всем холодном периоде года сумма денежных средств за теплоту технической воды:Ц3 = S(г.в.)  *  Q(г.в.) = 1500 * 17,75 = 26 625 руб/(отоп.период)

Технические характеристики

Рекуператор тепла состоит из корпуса, который покрыт тепло- и шумоизоляционными материалами и выполнен из листовой стали. Корпус прибора является достаточно прочным и способен выдерживать весовые и вибрационные нагрузки. На корпусе имеются отверстия притока и оттока, а продвижение воздуха по прибору обеспечивается двумя вентиляторами, как правило, осевого или центробежного типа. Необходимость их установки обусловлена значительным замедлением естественной циркуляции воздуха, что вызвано высоким аэродинамическим сопротивлением рекуператора. Во избежание всасывания опавших листьев, мелких птиц или механического мусора на приточное отверстие, расположенное со стороны улицы, устанавливается воздухозаборная решётка. Такое же отверстие, но со стороны помещения, также оснащается решёткой или диффузором, равномерно распределяющим воздушные потоки. При монтаже разветвлённых систем к отверстиям монтируются воздуховоды.

Кроме того, входные отверстия обоих потоков оборудуются фильтрами мелкой очистки, предохраняющими систему от попадания пыли и жировых капель. Это предохраняет каналы теплообменника от засорения и значительно продлевает срок службы оборудования. Однако установка фильтров осложняется необходимостью постоянного контроля за их состоянием, чисткой, а при необходимости их заменой. В противном случае забившийся фильтр будет выступать в качестве естественной преграды воздушным потокам, ввиду чего сопротивление им возрастёт и вентилятор сломается.

Помимо вентиляторов и фильтров, в состав рекуператоров входят нагревательные элементы, которые могут быть водяными и электрическими. Каждый нагреватель оснащён температурным реле и способен автоматически включаться, если тепло, выходящее из дома, не справляется с подогревом входящего воздуха. Мощность нагревателей выбирается в строгом соответствии с объёмом помещения и рабочей производительностью вентиляционной системы. Однако в некоторых приборах нагревательные элементы лишь защищают теплообменник от промерзания и на температуру входящего воздуха влияния не оказывают.

Водяные элементы нагревателя более экономичны. Это объясняется тем, что теплоноситель, который двигается по медному змеевику, поступает в него из системы отопления дома. От змеевика происходит нагрев пластин, которые, в свою очередь, отдают тепло воздушному потоку. Система регуляции водяного нагревателя представлена трёхходовым клапаном, открывающим и закрывающим подачу воды, дроссельным клапаном, уменьшающим или увеличивающим её скорость, и смесительным узлом, регулирующим температуру. Водные нагреватели устанавливаются в систему воздуховодов с прямоугольным или квадратным сечением.

Электрические нагреватели чаще устанавливают на воздуховоды с круглым сечением, а в качестве тэна у них выступает спираль. Для корректной и эффективной работы спирального нагревателя скорость воздушного потока должна быть больше либо равна 2 м/с, температура воздуха составлять 0-30 градусов, а влажность проходящих масс не превышать 80%. Все электронагреватели оснащены таймером работы и термореле, отключающим прибор в случае его перегрева.

Помимо стандартного набора элементов, по желанию потребителя в рекуператоры устанавливают ионизаторы воздуха и увлажнители, а наиболее современные образцы оборудованы электронным блоком управления и функцией программирования режима работы, в зависимости от внешних и внутренних условий. Панели приборов имеют эстетичный внешний вид, позволяя рекуператорам органично вписываться в систему вентиляции и не нарушать гармонию помещения.

Система с водяным охлаждением

Воду из компрессора с водяным охлаждением, температура которой достигает 90°С, можно добавлять в систему снабжения предприятия горячей водой. Если горячая вода используется для мойки, умывания и душа, обычный бойлер все равно необходим.

Энергия, которая рекуперируется из системы сжатого воздуха, обеспечивают лишь добавку, снижающую нагрузку на бойлер, сберегающую топливо и, возможно, позволяющую использовать бойлер меньших размеров.

Предпосылки для рекуперации энергии сжатого воздуха в некоторой степени зависят от типа компрессора. Безмасляные компрессоры даже в стандартном исполнении легко модифицировать для рекуперации энергии. Компрессор такого типа с водяным охлаждением обеспечивает температуру воды 90°С, требуемую для эффективной рекуперации.

В маслосмазываемых компрессорах масло, участвующее в процессе сжатия, является лимитирующим фактором в достижении более высоких температур охлаждающей поды.

В центробежных компрессорах температурные уровни ниже и потому меньше степень рекуперации. К тому же повышенная температура охлаждающей воды отрицательно сказывается па работе таких компрессоров.

Рекуперация энергии компрессоров с водяным охлаждением наилучшим образом подходит для компрессоров с мощностью двигателя более 10 кВт. Рекуперация энергии с использованием воды означает использование установки более сложной, чем при использовании воздуха. В этом случае основное оборудование состоит из насосов, теплообменника и регулирующих клапанов.

Используя водяную рекуперацию энергии, можно также подводить тепло к удаленным зданиям с помощью труб относительно малых диаметров (40-80 мм) без существенных потерь тепла. Высокая первоначальная температура дает возможность использовать энергию для повышения температуры обратной воды водогрейного котла. Поэтому обычный нагревательный источник можно периодически отключать и заменять отходящим теплом компрессора.

В производственных процессах тепло, отводимое от компрессора можно также использовать для повышения температуры технологического процесса. Возможно осуществить водяную рекуперацию даже при использовании винтовых маслосмазываемых компрессоров с воздушным охлаждением. Для этого потребуется установка теплообменника в масляном контуре, но такая система выдает более низкую температуру, чем безмасляный компрессор.

Оборудование компрессорного цеха

Компрессор представляет собой устройство, обеспечивающее получение и дальнейшее использование энергии сжатого газа.

Винтовые компрессоры мощностью 15 кВт

Ключевой особенностью винтовых компрессоров малой мощности является низкий уровень вибраций и полное отсутствие пульсаций газа на выходе из компрессора

Винтовые компрессоры с осушителем и ресивером

Когда на производстве есть потребность в большом количестве сжатого воздуха, прибегают к использованию винтовых компрессоров.

Как выбрать вентиляционные установки с рекуперацией тепла

О чём следует помнить, выбирая вентиляцию с рекуперацией? Купить надо такое оборудование, чтобы не пожалеть, так что спросите продавца о следующих нюансах:

Первым делом задайте продавцу следующие вопросы: 

Вопрос 1. Кто является производителем данной вентиляции с рекуперацией воздуха? Как давно эта фирма работает, какую имеет репутацию, что ещё производит?

Вопрос 2. Насколько данная вентиляция с рекуперацией воздуха производительна?

Тут вам потребуется специалист, способный произвести подробный расчёт, исходя из особенностей вашего помещения. Понятно, что купить приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла для квартиры и трёхэтажного дома — не одно и то же.

Вопрос 3. Каким станет сопротивление системы потокам воздуха после монтажа данного оборудования?

Тут вам снова потребуется консультация специалистов. Важно не просто ограничиться какими-то общими характеристиками, указанными в таблице из Интернета, а произвести подробный расчёт, например, учитывающий количество изгибов в воздуховоде и многие другие нюансы. Соотношение расхода воздуха и сопротивления системы — один из самых главных факторов выбора.

Вопрос 4. Как дорого будет обслуживать вентиляцию с данным рекуператором? Каков его класс энергопотребления? Какова экономия при использовании этого устройства?

Вопрос 5. Каковы Коэффициенты Полезного Действия данного рекуператора для вентиляции? Заметьте — мы говорим «коэффициенты», а не «коэффициент». Почему? Неужели он не один. На самом деле нет. Есть заявленный — это некоторое усреднённое значение. А есть реальный КПД, который является объективным показателем. От чего же он зависит. Факторов множество. Тут и влажность и воздуха, и то, как организована система, и температуры внутри и снаружи.

Вот некоторые рекомендации по расчёту КПД рекуператора:

• При наличии бумажного теплообменника Коэффициент полезного действия будет равняться от 60 до 70 процентов. Что это для нас означает? Хорошо это или плохо? Это значит то, что вентиляция с рекуперацией воздуха устойчива к замерзаниям, хотя и не на сто процентов.
• При наличии алюминиевого теплообменника КПД составит не более 63%, в то время как КПД рекуператора воздуха составит от 42 до 45% процентов. Таким образом, вам придётся использовать значительное количество электроэнергии, чтобы избавляться от обмерзания.
• Роторный рекуператор воздуха иметь отличные показатели КПД, но при условии, что управление им осуществляется автоматически, исходя из показаний специальных датчиков. Тем не менее, эти рекуператоры могут обмерзать так же, как и алюминиевые, от чего КПД снижается.

Что ещё следует учесть, выбирая рекуператор для вентиляции?

Первое. Вы вряд ли найдёте приточно-вытяжной рекуператор воздуха, способный эффективно справляться с работой при температурах ниже минус десяти градусов по шкале Цельсия. Не верьте обещаниям на этикетках и заверениям продавцов. Самый лучший вариант — это металлический рекуператор для вентиляции, способный справляться со своей задачей при тех самых -10 ºС. При более низких температурах рекуператор просто перестаёт эффективно работать. И если реклама вам обещает, что данное устройство способно функционировать при -50 ºС, то, вполне возможно, так оно и есть, но с одной оговоркой — это скорее видимость деятельности, чем реальная рекуперация. КПД будет в любом случае снижать, рекуператор воздуха обмёрзнет, так что не верьте обещаниям о 100% эффективности и КПД до 99% — это всё лишь рекламный трюк и обман, не имеющий ничего общего с реальностью.

Второе. Смотрите на толщину корпуса и материал. Дело в том, что тонкие корпусы очень быстро промерзают. Например, 3 сантиметра — это ничтожное препятствие холоду. Тут скорее одно название от корпуса, чем какая-либо эффективность. То же самое и с материалом. Тот же алюминий — покрытие бесполезное, если только на него сверху не нанесён дополнительный слой изоляции, а лучше — даже не один. В противном случае вы получаете просто эффективный проводник для холода, который очень быстро заморозит оборудование, и вентиляция с рекуперацией перестанет работать, либо начнёт демонстрировать очень низкий КПД.

Третье. Обращайте внимание на такой показатель, как свободный напор вентиляторов. Дело в том, что характеристика «500 м³» ничего не значит, когда рядом указано «0 Па». Вас могут обмануть большие показатели, которые фактически невероятны при тех условиях эксплуатации, которые характерны для обычного жилого дома в России. Иначе говоря, вам пишут о том, как вентиляция с рекуперацией способна работать в каких-то идеальных обстоятельствах, которые вы ей физически никогда не сможете обеспечить. Таким образом, речь о гипотетической способности, а не реальных возможностях системы.

Четвёртое. Переключение режимов и опций — вещь полезная, ведь она позволяет добиться значительной экономии энергетических ресурсов. Конечно, вы можете сами следить за температурами и оперативно настраивать под них оборудование, но чувствительные датчики и автоматика сделают это намного лучше.

Пятое. Главный параметр при выборе оборудования для вентиляции с рекуперацией — это объём воздуха, который поступает в помещение за один час. Оптимальное количество — не менее 60 кубических метров на человека. Если вас в квартире двое — уже не менее 120 и т.д. Убедитесь, что оборудование, которое вы думаете приобрести, действительно способно обеспечить такой приток воздуха. Если нет, то не тратьте ни деньги, ни время на его приобретение и подыщите что-то, подходящее для ваших условий. Кроме самой производительности, стоит обратить внимание на напор, который имеют вентиляторы.

Какая температура воздуха будет после рекуператора зимой и летом

Есть довольно простой способ самим посчитать, какой же температуры будет попадать воздух в помещение после рекуператора. На сколько эффективно будет прогреваться приточный воздух и будет-ли он вообще подогреваться? Что будет происходить с воздухом в рекуператоре летом?

Зима

На картинке видно, что уличный воздух равен 00С, эффективность рекуператора равна 77% при этом, температура воздуха попадающего в помещение равна 15,40С. А на сколько прогреется воздух, если температура на улице будет например -200С? Существует формула расчета приточного воздуха для рекуператора в зависимости от его эффективности, температуры воздуха на улице и в помещении:

t(после рекуператора)=(t(внутри помещения)-t(на улице))xK(КПД рекуператора)+t(на улице)

Для нашего примера получается: 15,40С=(200С-00С)х77%+00С Если температура за окном -200С, в помещении +200С, эффективность рекуператора 77%, то температура воздуха после рекуператора составит: t=((20-(-20))х77%-20=10,80С. Но это конечно теоретический расчет, на практике температура будет немного меньше, около +80С.

Лето

Аналогично рассчитывается температура воздуха после рекуператора летом:
t(после рекуператора)=t(на улице)+(t(внутри помещения)-t(на улице))xK(КПД рекуператора)

Для нашего примера получается: 24,20С=350С+(210С-350С)х77%

Чтo нeoбxoдимo yчитывaть в paбoтe paзличныx мoдeлeй oбopyдoвaния

Кaждaя cиcтeмa peкyпepaции вoздyxa для чacтнoгo дoмa oблaдaeт cвoими cильными cтopoнaми и cфepaми пpимeнeния.

Cиcтeмa вeнтиляции в чacтнoм дoмe c peкyпepaциeй пpeдпoлaгaeт нe тoлькo пoддepжaниe пoкaзaтeлeй тeмпepaтypы и влaжнocти, нo и ycтpaнeниe нeблaгoпpиятныx зaпaxoв. Нa pынкe пpeдcтaвлeн paзнooбpaзный выбop мoдeлeй, oтличaющиxcя cвoими фyнкциoнaльными xapaктepиcтикaми и cпocoбaми ycтaнoвки.

Нaпpимep, вытяжкa, ycтaнoвлeннaя в вeнтиляцию, пoзвoляeт вывecти кoпoть, зaпax и жиp. Пpи этoм в пoмeщeниe пocтyпaeт чиcтый вoздyx, a жиpнaя пыль нe oceдaeт нa мeбeли. Taкиe ycлoвия блaгoтвopнo cкaзывaютcя нa caмoчyвcтвии, oблeгчaют yбopкy пoмeщeния.

Плacтинчaтый тeплooбмeнник

Кoнcтpyкция тeплooбмeнникa тaкoвa, чтo зa cчeт paздeлeния мeтaлличecкими плacтинкaми пoтoки вoздyxa нe cмeшивaютcя. Этo пpocтoe инжeнepнoe peшeниe oбecпeчивaeт бoлee эффeктивный тeплooбмeн. Для coздaния пoдoбнoгo oбopyдoвaния нe тpeбyeтcя бoльшиx влoжeний. Блaгoдapя oтcyтcтвию пoдвижныx чacтeй, тaкoй пpибop пpocлyжит cpaвнитeльнo дoлгo. B нacтoящee вpeмя КПД тaкиx ycтpoйcтв дoxoдит дo 60-65%.

Элeмeнты изгoтoвлeны из aлюминиeвыx cплaвoв. Oни нe пoдвepжeны кoppoзийным измeнeниям и oблaдaют выcoкими пoкaзaтeлями тeплoпepeдaчи.

Poтopнaя cиcтeмa

B тaкoм oбopyдoвaнии cмeшивaeтcя нeзнaчитeльнaя чacть вoздyшныx пoтoкoв, тaк кaк изoлятopoм пoтoкoв вoздyxa являeтcя щeткa c мeлкoй щeтинoй. Poтopнaя cиcтeмa зaнимaeт бoльшyю плoщaдь, чeм плacтинчaтaя, нo тaкжe oблaдaeт выcoким КПД (дo 86% в лyчшиx мoдeляx). Bpaщaющийcя poтop и peмeнь, кoтopый eгo кpyтит, cнижaют oбщyю нaдeжнocть пpибopa и пoвышaют энepгoзaтpaты нa peкyпepaцию.

Жидкocтный peкyпepaтop в oфиcнoм пoмeщeнии

Cxeмa жидкocтнoй peкyпepaции в oфиcнoм пoмeщeнии

Этo дopoгocтoящиe мoдeли, пpи этoм КПД y ниx нe вышe, чeм y aнaлoгичнoгo oбopyдoвaния. Ocнoвным пoлoжитeльным oтличиeм являeтcя вoзмoжнocть paзмeщeния oтдeльныx блoкoв нa бoльшoм paccтoянии дpyг oт дpyгa. Пoэтoмy жидкocтныe peкyпepaтopы пpимeняютcя в ocнoвнoм в кoммepчecкиx здaнияx бoльшoй плoщaди. B чacтныx жилыx пoмeщeнияx oбычнo иcпoльзyют плacтинчaтый или poтopный peкyпepaтop вoздyxa для дoмa.

Бpизep

Cиcтeмa peкyпepaции вoздyxa для чacтнoгo дoмa и бpизep oтличaютcя в cвoиx нaзнaчeнияx. Пpямoe нaзнaчeниe бpизepa — нaгpeвaть вoздyx. B нeм нe пpoиcxoдит пpoцecc тeплooбмeнa, пoэтoмy для пoвышeния тeмпepaтypы вoздyxa пoтpeбyeтcя мнoгo элeктpoэнepгии.

Кoмпaктнaя мoдeль peкyпepaтopa

Этa мoдeль – лoкaльнaя вeнтиляция c peкyпepaтopoм в чacтнoм дoмe. Oб ee иcпoльзoвaнии cтoит зaдyмaтьcя. Кoмпaктныe мoдeли мoжнo ycтaнoвить в cтeнax paзныx кoмнaт. Oни фyнкциoниpyют oбocoблeннo, пoэтoмy нe тpeбyют пoдключeния к цeнтpaлизoвaннoй ycтaнoвкe, ocyщecтвляющeй нacтpoйкy и кoнтpoль paбoты вcex ycтpoйcтв.

B тaкиx мoдeляx зa cчeт вcтpoeнныx вeнтилятopoв пpoиcxoдит cинxpoннoe пepeмeщeниe двyx вoздyшныx пoтoкoв. Пpoдyктивнocть paбoты измeняeтcя пpи пoмoщи пyльтa диcтaнциoннoгo yпpaвлeния. B нoчныe чacы ycтpoйcтвo мoжeт быть пepeвeдeнo в peжим тиxoй paбoты.

Чтoбы нe пpoиcxoдилo oбмepзaниe, пpeдycмoтpeны cпeциaльныe кaнaлы, pядoм c кoтopыми пpoxoдит чacть тeплoгo вoздyxa. Нo эффeктивнocть этoй зaщиты coxpaняeтcя тoлькo дo -15ºC. Aктивизaция peжимa вытяжки cпocoбcтвyeт ycтpaнeнию измopoзи и льдa c пoвepxнocти тeплooбмeнникa. Taкжe этoт peжим cпpaвитcя c oчищeниeм вoздyxa в кoмнaтe oт yдyшливoгo дымa и дpyгиx зaгpязнeний.

Oт пpoникнoвeния мycopa c yлицы зaщищaeт вcтpoeнный фильтp. Paзмep ячeeк фильтpa пoдoбpaн тaким oбpaзoм, чтo нe coздaeт ocoбыx пpeпятcтвий для вoздyшныx пoтoкoв, нo зaщищaeт oт пpoникнoвeния нaceкoмыx и пyxa pacтeний. Для ocyщecтвлeния тexничecкoгo oбcлyживaния c внyтpeннeй cтopoны peкyпepaтopa пpикpeплeнa cъeмнaя кpышкa.

Способы организации рекуперативной вентиляции

Рекуперация обустраивается одним из способов: централизованно и децентрализовано. В первом случае через теплообменник проходят вентиляционные потоки со всего помещения, во втором – с одной комнаты.

Централизованный комплекс – приточно-вытяжная установка

Централизованная система обустраивается на этапе строительства или капитальной модернизации вентсистемы.

Подбирается принудительная приточно-вытяжная установка (ПВУ) с вмонтированным рекуператором. Основной критерий выбора – общая производительность комплекса из расчета на весь объем воздуха в сооружении (+)

ПВУ с рекуператором обеспечивает достаточный воздухообмен даже в домах с герметичными окнами. При этом воздухопотоки распределяются равномерно, не создавая сквозняков.

Комплексные приточно-вытяжные установки моноблочного типа укомплектованы:

• вентиляторами – круглосуточная подача чистого воздуха и выброс струй, насыщенных углекислым газом;
• нагревателями – предварительный подогрев притока;
• фильтрами – задерживают пыль и микрочастицы;
• рекуператором – могут использоваться разные типы установок.

Функционал некоторых ПВУ расширен таймером отсрочки работы, регулятором мощности, датчиками уровня влажности и тд.

Корпус моноблочных моделей покрыт шумопоглощающим материалом, благодаря чему работа ПВУ становится очень тихой. Возможны вертикальные, горизонтальные и подвесные варианты исполнения вентустановок

Хорошо зарекомендовали себя рекуперационные моноблочные ПВУ производства: «Вентс» (Украина), Dantherm (Дания), «Daikin» (Япония), «Dantex» (Англия).

Локальные агрегаты – дополнение к действующей вентсистеме

Для восстановления циркуляции воздушных масс в эксплуатируемом помещении подойдут децентрализованные приточники с рекуперацией тепла.

Они врезаются в фасад здания или монтируются через окно. Их основная задача – улучшение приточной вентиляции в доме.

В локальных рекуператорах предусмотрен вентилятор и пластинчатый теплообменник. «Рукав» приточника изолирован шумопоглощающим материалом. Блок управления компактных вентустановок размещается на внутренней стене

Особенности децентрализованных вентсистем с рекуперацией:

• КПД – 60-96%;
• невысокая производительность – устройства рассчитаны на обеспечения воздухообмена в помещениях до 20-35 кв.м;
• доступная стоимость и широкий выбор агрегатов, начиная от обычных стеновых клапанов до автоматизированных моделей с многоступенчатой системой фильтрации и возможностью регулировки влажности;
• простота монтажа – для ввода в эксплуатацию не требуется прокладка воздуховодов, установить стеновой клапан можно самостоятельно.

Популярные производители локальных рекуператоров: Prana (Украина), O.Erre (Италия), Blizzard (Германия), Вентс (Украина), Aerovital (Германия).

Важные критерии выбора стенового приточника: допустимая толщина стены, производительность, КПД рекуператора, диаметр воздушного канала и температура перекачиваемой среды

Изгoтaвливaeм peкyпepaтop для вeнтиляции чacтнoгo дoмa cвoими pyкaми

Нaчинaть изгoтoвлeниe лyчшe c бoлee пpocтыx вapиaнтoв. Этo пoзвoлит вocпpoизвecти пpoизвoдcтвeнныe пpoцeccы пpaвильнo.

Пoпepeчнoe paзмeщeниe плacтин 1 и 2

Для cбopки этoй кoнcтpyкции пoдoйдyт cтaндapтныe гoфpиpoвaнныe лиcты oцинкoвaннoй cтaли. 3aщитнoe пoкpытиe лиcтoв – нeoбxoдимoe ycлoвиe, пpeдoтвpaщaющee oбpaзoвaниe кoppoзий. Кopпyc мoжнo изгoтoвить из фaнepы. Пpeдвapитeльнo ee cлeдyeт пpoпитaть вoдocтoйким cocтaвoм. Изгoтoвлeниe жecтянoгo кopпyca пoтpeбyeт дoпoлнитeльнoгo cлoя yтeплитeля. Пpи иcпoльзoвaнии плит из пeнoпoлиcтиpoлa coздaвaть гидpoизoляцию нe пpидeтcя. Пeнoпoлиcтиpoл и caм пo ceбe нeпpoмoкaeмый мaтepиaл. Peкyпepaтop cвoими pyкaми изгoтaвливaют, oпиpaяcь нa пocaдoчныe paзмepы – пapaмeтpы вeнтиляциoнныx кaнaлoв. Cнизy y peкyпepaтopa нeoбxoдимo пoмecтить кpaн для ycтpaнeния нaкoпившeгocя кoндeнcaтa.

Инструменты и материалы

Примерный набор материалов и инструментов:

• металл 0.5-1 мм, текстолит или сотовый поликарбонат 1-5 мм в количестве 5, 10 или 15 м2 в зависимости от типа рекуператора;
• рейки 2-3 мм из дерева, технической пробки или оргстекла, шириной 1-1.5 см;
• нержавейка, ДСП, фанера для корпуса согласно чертежам;
• минеральная вата, пенополистирол для теплоизоляции;
• 4 фланца из пластика для воздуховодов на основе канализационных труб;
• лобзики по дереву и металлу, желательно электрические;
• силиконовый герметик;
• алюминиевая трубка 2-5 мм, длина по проекту;
• универсальный клей;
• саморезы;
• стальной уголок 20х20 мм, длина по проекту;
• шуруповёрт, ножовка по металлу;
• фильтры бумажные, автомобильные – сколько потребуется;
• строительный нож;
• молоток;
• дрель, набор свёрл;
• вентиляторы компьютерные или канальные в зависимости от проекта.

Фильтры заменяются или очищаются раз в 1-4 месяца.

Рекомендуются НЕРА-фильтры. Они недорогие, при этом выполняют очень глубокую очистку воздуха, в продаже есть разные типоразмеры.

Материалы заготавливаем соответственно выбранному типу рекуператора.

Особенности монтажа и эксплуатации

В настоящее время реализуются рекуператоры с напольным и настенным монтажом. Существует также точечный стеновой вид, который можно установить в любом помещении, что находится по соседству с улицей и обрабатывает дымовые газы. Такие приспособления не нуждаются в дополнительных коммуникациях.

Потолочная установка оконного канального прибора позволяет мастеру спрятать все элементы технического оснащения, поэтому выглядит данное приспособление довольно аккуратно. Компактные рекуператоры характеризуются некоторой шумностью, так как функционируют недалеко от вентиляционной решетки. Напольный и настенный вид техники лучше устанавливать в техническом помещении. Этот прибор имеет хорошую производительность, но при этом крупные габариты.

Схема процесса установки и подключения рекуператора сводится к его механическому крепежу на капитальную поверхность, а также стыковку с общими вытяжными и приточными каналами.

По окончании данной процедуры требуется загерметизировать места соединений, а рекуператор покрыть специально предназначенным корпусом. Последний необходим для поглощения шума, а также тепловой защиты. Больше сложностей подразумевает проектирование вентиляционной системы, при условии, что в ней предусмотрена установка рекуператора.

Принудительная вентиляционная система с рекуперацией – это возможность сэкономить тепло и электрическую энергию. Особенно актуальной покупка специального воздухообменника считается для квартиры и частного дома. Такое вложение средств довольно быстро окупается, а также способствует сохранению здорового микроклимата в помещении.

Сборка нагревателя

Сборка рекуператора не представляет особой сложности. Необходимо нарезать не менее 70 листов металла с размерами сторон от 200 до 300 мм. Подготавливаются деревянные рейки, размеры которых должны полностью соответствовать сторонам нарезанных листов металла. Древесину следует обработать олифой, что предупредит гниение и потерю прочности у внутренних элементов теплообменника. Подготовленные рейки приклеивают клеем с двух сторон металлических квадратов. Собрав все заготовки, можно приступать к следующему этапу работы.

Чередовать собранные квадраты следует с поворотом в 90 градусов, что позволит обеспечить перпендикулярное расположение кассет внутри рекуператора, гарантируя тем самым максимальную эффективность нагрева воздушных потоков без их смешивания. Верхний квадрат, к которому не крепят рейки, приклеивается к нижнему с помощью специального металлического клея. Дополнительно для повышения прочности конструкции ее стягивают уголками и фиксируют саморезами или аналогичным крепежом. Щели следует обработать герметиком, после чего формируют фланцевые крепления.

Теплообменник приточного рекуператора готов. Осталось выполнить из металла или пиломатериалов корпус устройства, смонтировать внутри каркаса сотовую кассету. Устанавливать теплообменник необходимо таким образом, чтобы он упирался в рёбра, формируя визуально ромб, через который в последующем будет проходить холодный воздух с улицы и удаляемый нагретый поток из дома.

Если корпус самодельного рекуператора изготавливается из древесины, следует обработать пиломатериалы специальными пропитками, что предупредит их гниение и быстрый выход из строя оборудования. В процессе работы на теплообменнике будет образовываться конденсат, который стекает с металлических кассет, скапливаясь на дне корпуса. Следует предусмотреть небольшие отверстия для удаления влаги, которые располагаются на одном уровне с дном корпуса устройства.

На последнем этапе работы крепят к деревянному или металлическому корпусу четыре фланца, которые выполняют из полипропиленовых труб или аналогичных материалов. Их фиксируют с использованием соответствующих хомутов и фитингов, дополнительно промазывая герметиком, чтобы обеспечить максимально возможную герметичность изготовленного корпуса устройства.

Для повышения эффективности самодельного вентиляционного рекуператора его следует дополнительно обшить минеральной ватой, которая предупреждает теплопотери и образование конденсата. Последний часто появляется, если такое оборудование установлено на открытом воздухе или же в неотапливаемом помещении.

На входе установки можно смонтировать воздушные фильтры, которые обеспечивают первичную очистку воздуха от имеющихся загрязнений, тополиного пуха и различных аллергенов.

Использование рекуператора в системе вентиляции частного дома позволяет расширить функциональные возможности такого оборудования, предупреждая быстрое охлаждение комнат в зимнее время года, что экономит расходы домовладельца на оплату коммунальных услуг. Хозяева могут приобрести уже готовые обогреватели, которые отличаются компактными размерами, простотой монтажа и эффективностью. Также можно изготовить рекуператор своими руками, что позволит сократить расходы на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.

Советы, как выполнить монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

Теперь поговорим о том, как выполнить монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией. Начнём с того, как выбрать наиболее подходящее место для установки.

• Если у вас имеется частный дом, то лучше всего подобрать для монтажа нежилые помещения. Это подвал, чердак, подсобка. А котельная — вообще самый идеальный вариант для приточно-вытяжной вентиляции.
• Обратите внимание на то, чтобы установка вентиляции с рекуперацией не противоречила требованиям, указанным в технической документации.
• Лучше всего, чтобы разводки системы вентиляции с рекуперацией воздуха приходились на помещения, где есть отопление.
• Вентиляция с рекуперацией воздуха, вполне вероятно, будет проходить по тем помещениям, где отопления нет. Эти отрезки необходимо основательно утеплять.
• Необходимо утеплять уличные воздуховоды вентиляции с рекуперацией воздуха, как и те, что находятся в наружных стенах.
• Желательно расположить оборудование вентиляции с рекуперацией воздуха таким образом, чтобы оно оказалось максимально удалено от жилых помещений, чтобы не мешал шум работы, который никогда не исключён.

Собственно, эти советы по монтажу вентиляции с рекуперацией воздуха не могут быть применены во всех без исключения случаях. Вполне возможно, что у вас имеются другие условия и места, где можно оборудовать подобную систему. Многое зависит от планировки здания и габаритов оборудования.

Забор воздуха для вентиляции с рекуперацией лучше оборудовать с той стороны, где ветер бывает реже. Это позволит избежать пыли и мусора, либо, как минимум, снизить их количество. При этом важно убедиться, что поблизости нет дымоходов, труб и любых других мест, откуда может выходить нежелательный воздух.

Установка. Крайне не рекомендуется производить монтаж вентиляции с рекуперацией воздуха самостоятельно. Это рискованное предприятие, которое может привести к неприятным последствиям. Если вы читаете данную статью, то вряд ли являетесь специалистом в области установки вентиляции с рекуперацией, так что мы рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам.

[spoiler title="Источники"]

• https://otoplenie.site/sistema/oborudovanie/rekuperator-tepla.html
• https://oventilyatsii.ru/rekuperaciya-tepla-v-sistemax-ventilyacii.html
• https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/rekuperaciya-tepla-v-sistemax-ventilyacii.html
• https://dantex.ru/articles/rekuperatory-vozdukha-vidy-i-printsip-raboty/
• https://delta-instrument.ru/radiatory/rekuperator-s-promezhutochnym-teplonositelem.html
• https://dymohod-msk.ru/rekuperacia/
• https://kupisantehniky.ru/rekuperacia-tepla-v-sistemah-ventilacii-cto-eto-princip-dejstvia-shemy/
• https://ProUteplenie.com/ventilyatsiya/ventilyatsiya-s-rekuperatsiey-tepla
• http://dalgakiran.su/stati-i-publikacii/rekuperaciya
• https://www.air-ventilation.ru/chto-takoe-rekuperatsiya.htm
• https://J.Etagi.com/ps/chto-takoe-recupator/
• https://VentingInfo.ru/sistemyventilyacii/rekuperator-dlya-chastnogo-doma-vidy-printsip-raboty-i-sekrety-montazha

[/spoiler]