Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы, разновидности, особенности

Рекуперация тепла стала довольно часто использоваться в последнее время в системах вентиляции. Если рассматривать более подробно сам процесс, то сначала следует определиться и понять, что означает сам термин рекуперация. Рекуперация тепла в системах вентиляции означает, что пропускаемый воздух, который удаляется специальными установками, пропускается сквозь систему фильтров и подается обратно.

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.

Системы приточного типа с рекуперацией

Приточная установка с рекуперацией тепла начинает пользоваться все большим спросом среди частных домовладельцев. И ее достоинства, особенно в холодный период года, очень высоки.

Как известно, обеспечить жилое помещение необходимой вентиляцией можно многими способами. Это и естественная циркуляция воздуха, которая в основном осуществляется за счет проветривания комнат. Но согласитесь, что использовать такой способ зимой просто невозможно, поскольку все тепло быстро покинет жилые помещения.

Если же в доме, в котором циркуляция воздуха выполняется только естественным путем нет более эффективной системы, то получается, что в холода комнаты не получают нужного объема свежего воздуха и кислорода соответственно что в дальнейшем негативно сказывается на самочувствии всех членов семьи.

Разумеется, в последнее время, когда практически все владельцы устанавливают пластиковые окна и двери, получается, что устраивать вентиляцию естественным способом просто неэффективно. Поэтому возникает необходимость в установке дополнительного оборудования, которое способно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха внутри помещений. И, конечно же, каждый владелец согласится с тем, что хотелось бы, чтобы любая система тратила электроэнергию экономно.

И вот здесь самым оптимальным вариантом будет рекуперация тепла в системах вентиляции. В идеальном варианте желательно приобретать установку, которая могла бы обеспечить и рекуперацию влажности.

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.

Рекуператор

Виды рекуператоров

В индивидуальных жилых домах наиболее часто устанавливают системы вентилирования, имеющие централизованные теплообменники. Кроме того, сегодня можно выбирать из нескольких видов конструкций рекуперативной вентиляции, но более высоким спросом пользуются нижеперечисленные:

  1. Пластинчатые.
  2. Роторные.
  3. Камерные.
  4. Имеющие промежуточный теплоноситель.

Теплообменники пластинчатого типа

Самые простые конструкции для систем вентиляции. Теплообменник выполнен в виде камеры, разделенной на отдельные каналы, расположенные параллельно относительно друг друга. Между ними находится тонкая пластинчатая перегородка, которая имеет высокие теплопроводные свойства.

Принцип действия основан на обмене теплом воздушных потоков, то есть отработанный воздух, который удаляется из помещения и отдает свое тепло приточному воздуху, который поступает внутрь дома уже теплым, благодаря такому обмену.

К преимуществам такой технологии можно отнести:

Теплообмен с помощью рекуператора

  • простую настройку устройства;
  • полное отсутствие каких-либо движущихся деталей;
  • высокую эффективность действия.

Ну, и одним наиболее существенным недостатком в работе такого рекуператора является образование конденсата на самой пластине. Обычно такие теплообменники требуется дополнительно монтировать специальными каплеуловителями. Это необходимый параметр, поскольку в зимнее время конденсат может замерзнуть и остановить устройство. Именно поэтому в некоторых устройствах данного типа есть встроенные системы размораживания.

Теплообменники роторного типа

Здесь главную деталь берет на себя ротор, который располагается между воздуховодными каналами и нагревает воздух при помощи постоянного вращения. Вентиляция с рекуперацией тепла роторного типа имеет очень высокую эффективность работы. Такая система позволяет возвращать обратно в помещение около 80% тепла.

А вот существенным недостатком является неполноценность работы системы относительно грязи, пыли и запахов. В конструкции между ротором и корпусом есть не плотности. Из-за них потоки воздуха могут смешиваться и поэтому все загрязнения могут вновь попасть обратно. И естественно уровень шума здесь на порядок выше, чем у пластинчатого теплообменника.

Рекуперация и вентиляция

Теплообменники камерного типа

В рекуператоре данного типа воздушные потоки разделены непосредственно самой камерой. Обмен тепла происходит благодаря заслонке, которая периодически меняет направление потоков воздуха. Данная система обладает высокой эффективностью в работе. А к недостаткам можно отнести только наличие подвижных деталей внутри устройства.

Теплообменники с промежуточным носителем

Принцип работы данного устройства практически аналогичен работе пластинчатого рекуператора. Здесь теплообменником является замкнутый контур из трубки. В нем происходит постоянная циркуляция воды или водно-гликолевого раствора. Эффективность процессов теплообмена напрямую зависит от скорости циркуляции в замкнутом контуре жидкости.

В таком устройстве смешение потоков воздуха полностью исключено. К минусам относится только недостаточная эффективность. Такое устройство способно вернуть примерно 50% забранного из помещения тепла.

Тепловые трубки

Стоит выделить и еще один тип рекуператоров. Рекуперация тепла в доме с использованием тепловых трубок достаточно эффективна. Такие устройства представляют собой запаянные трубки, изготовленные из металла, который обладает высокими тепло проводимыми свойствами. Внутри такой трубки находится жидкость, которая имеет очень низкую температуру кипения (обычно здесь используют фреон).

Такой теплообменник всегда устанавливается в вертикальном положении, причем один из его концов расположен в канале вытяжки, а другой в приточном канале.

Принцип действия прост. Вытягиваемый теплый воздух, омывая трубу, передает тепло фреону, который закипая, перемещается вверх, с большим количеством тепла. А приточный воздух, омывающий верх трубки забирает данное тепло с собой.

Читайте так же:
Отключающие устройства на газопроводах: разновидности запорной арматуры и особенности ее монтажа

К достоинствам можно отнести высокую эффективность, бесшумность работы и высокий коэффициент полезного действия. Так что сегодня можно значительно сэкономить на обогреве дома, частично возвращая его обратно.

  • Применение и принцип работы испарительных конденсаторов в системах вентиляции и кондиционирования зданийПрименение и принцип работы испарительных конденсаторов в системах вентиляции и кондиционирования зданий
  • Виды и принцип работы вентиляции с рекуперациейВиды и принцип работы вентиляции с рекуперацией
  • Приточно-вытяжная система вентиляции: принцип работы, разновидности, монтажПриточно-вытяжная система вентиляции: принцип работы, разновидности, монтаж
  • Принцип работы и типы устройств обратных клапанов для вентиляцииПринцип работы и типы устройств обратных клапанов для вентиляции

Что такое рекуперация тепла в системе вентиляции дома

Для создания комфортных условий проживания все застройщики стремятся создать дом, в котором расход на обогрев жилых помещений будет небольшим. Большинство владельцев частных домов полагает, что для создания энергоэффективного жилья необходимо установить теплосберегающие стеклопакеты. Но не многие знают, какую роль играет в сбережении тепла приточно вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла. О ней мы и поговорим сегодня подробно.

Вентиляция с рекуперацией

Современные жилые объекты теряют до 50% тепла из-за неправильно устроенной вентиляционной системы. Рациональное использование тепла в доме во многом достигается за счет энергии возвращаемого обратно использованного теплого воздуха.

Благодаря такому подходу удается на целый месяц сократить отопительный сезон и таким образом снизить расходы на обогрев жилья. Для этого с комплексом теплоизоляционных мероприятий, направленных на утепление стен, перекрытий, кровли, оконных проемов и полов следует использовать преимущества приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей рекуперацию тепла.

Принцип действия вентиляции с рекуперацией

Принцип действия такой вентиляционной системы строится на использовании тепла воздуха, который выводится наружу. Вентиляция с рекуперацией забирает через воздуховоды воздушные массы из помещений с повышенным уровнем влажности:

  • кухни;
  • ванной комнаты;
  • хозяйственных помещений.

Прежде чем вывести воздушные массы наружу, вентиляционная система отправляет их в теплообменник и забирает тепло нагретого воздуха. Оно используется для повышения температуры холодных воздушных масс, поступающих в дом с улицы. Свежий воздух проходит через теплообменник и поступает в дом уже нагретым. Он идет в другие помещения:

  • гостиную;
  • детскую;
  • спальню;
  • кабинет.

Схема рекуперации тепла

Так осуществляется постоянный обмен воздушных масс, с помощью которого можно эффективно использовать тепло воздуха тех помещений, в котором происходит его нагрев.

Конструктивные особенности приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором

  • теплообменника;
  • двух вентиляторов;
  • фильтров;
  • нагревательного элемента;
  • блока автоматики для удаления конденсата;
  • воздуходувов.

Для максимально эффективного использования тепла в доме следует устанавливать комбинированную систему вентиляции: естественную и механическую с рекуперацией тепла в приточно-вытяжных системах.

Естественная вентиляция выполняет роль запасной и может заменить рекуперационную в случае неисправностей в ее работе. Она также используется в теплое время года, когда жилое помещение не нужно отапливать. В холодный сезон воздуховоды естественной вентиляции следует плотно закрывать, чтобы не снижать эффективность работы вентиляции с рекуперацией.

Типы конструкций рекуперационных установок

Для установки принудительной вентиляции с рекуперацией могут использоваться конструкции теплообменников различных типов:

  • пластинчатые рекуператоры, в которых воздух идет с разных сторон пластин. Для них следует устанавливать отводы для конденсата, оборудованные водяным затвором и систему размораживания в случае образования наледи из конденсата. Их эффективность довольно высокая и составляет от 50 до90%;
  • роторные рекуператоры передают тепло от донного воздушного потока другому при помощи ротора. Система является открытой, поэтому требует дополнительной очистки поступающего с улицы воздуха. Рекуперацию тепла здесь можно регулировать при помощи скорости вращения ротора. Энергоэффективность таких ПВУ составляет 75-85%;
  • рекуператоры с промежуточным теплоносителем в виде воды или водно-гликолиевого раствора, циркулирующим между двумя теплообменниками вытяжного и приточного каналов. Нагрев теплоносителя осуществляется теплым воздухом, удаляющимся из помещений. Из-за отсутствия подвижных элементов такая система имеет невысокую эффективность: всего 45-60%;
  • камерные рекуператоры с камерой, разделенной на две части заслонкой. Выходящий воздух отдает тепло одной части камеры. Потом с помощью заслонки меняется направление приточного воздуха и он забирает тепло от нагретых стенок камеры. Запахи и мелкие частицы из воздушных масс удаляются с помощью фильтров приточной вентиляции. Эффективность такой системы составляет 80-90%;
  • тепловые трубки заполненные фреоном, испаряющемся при нагревании воздухом, идущим из дома. Холодный воздух с улицы идет вдоль трубок, превращая пар жидкость. Эффективность такой системы составляет 50-70%.

Выбор подходящего типа приточно вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла зависит от общей площади помещения и его планировки. Помогут правильно подобрать подходящую систему квалифицированные специалисты строительных компаний, занимающиеся монтажом вентиляционных систем для помещений различного назначения.

Монтаж приточно вытяжной вентиляции

Для проведения монтажных работ принудительной вентиляционной системы с рекуперацией с учетом всех технологических требований требуется учитывать все действующие СНиПы и санитарно-гигиенические нормативы. Соблюдение всех требований еще на этапе проектной разработки вентиляционной системы такого типа обеспечивает максимальную эффективность работы вентиляции и предотвращает возникновение опасных ситуаций в ходе ее эксплуатации.

Монтаж вентиляции с рекуперацией тепла

Без разработки индивидуального проекта невозможно добиться качественного проведения монтажных работ. Необходимость учета большого количества факторов и знания действующих технологических нормативов заставляет обращаться к квалифицированным специалистам для проведения таких работ под ключ.

Самостоятельно составить проектную документацию не получится. Отсутствие плана ведения монтажных работ неизменно приводит к ошибкам в работе рекуператоров и снижению их эффективности. Кроме разработки документации и проведения монтажа, вентиляцию нужно будет еще запустить должным образом. Квалифицированные специалисты предлагают комплекс услуг по установке приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла, включающие в себя:

  • разработку индивидуального проекта для конкретного помещения с учетом его площади и эксплуатационной специфики;
  • выбор подходящего типа рекуператора;
  • проведение монтажных работ;
  • проведение пуско-наладочных мероприятий.

Выполнение работ под ключ позволяет избежать грубых ошибок в работе принудительной вентиляционной системы и дает возможность получить реальную экономию на отоплении частного дома. Вложения в услуги квалифицированных специалистов быстро оправдываются сокращением затрат на отопление дома в холодное время года.

Наглядно посмотреть на то, что такое рекуператор в системе вентиляции частного дома, вы можете на видео:

Особенности системы вентиляции с рекуперацией тепла, ее принцип работы

Рекуператор тепла зачастую становится частью системы вентиляции. Однако не многие знают, что это за устройство и какие особенности оно имеет. Также немаловажным вопросом становится то, будет ли окупаться приобретение рекуператора, как он изменит работу системы вентилирование, можно ли создать подобный элемент своими руками. На этим и многие другие вопросы дадим ответы в нижеприведенной информации.

Принцип работы системы

Необычное наименование дали обычному теплообменнику. Задача устройства заключается в отбирании части тепла с уже отработанного отведенного воздуха с помещения. Отобранное тепло передается потоку, который поступает из системы подачи чистого воздуха. Вышеприведенная информация определяет то, что цель использования подобной системы – экономия на обогреве дома. При этом следует отметить нижеприведенные моменты:

  1. В летнее время система позволяет снизить расходы на кондиционировании работы.
  2. Рассматриваемое устройство может работать в обе стороны, то ест забирать тепло в приточной и отводящей системе.

Принцип работы системы

Принцип работы системы с рекуперацией тепла

Вышеприведенная информация определяет то, что рекуператор тепла устанавливается во многих системах вентиляции. Она не активная, многие варианты исполнения не потребляют энергию, не издают шум, имеют средний показатель эффективности. Устанавливались теплообменники на протяжении многих лет, но в последнее время у многих возникает вопрос, есть ли причины для того, чтобы усложнять систему вентиляции этим устройством, которое имеет довольно много проблем по причине работы в среде с различной температурой.

Читайте так же:
Распространенные причины шума кондиционера и способы их самостоятельного устранения

Проблемы с установкой системы

Потенциальных проблем, связанных с использованием подобного оборудования, практически нет. Некоторые решаются производителем, другие становятся головной болью покупателя. К основным проблемам можно отнести:

  • Образование конденсата. Законы физики определяют то, что при прохождении воздуха с высокой температурой через холодную замкнутую среду происходит образование конденсата. Если температура окружающей среды ниже нуля, то ребра начнут обмерзать. Вся информация, приведенная в этом пункте, определяет существенное снижение эффективности работы устройства.
  • Энергоэффективность. Все вентиляционные системы, работающие совместно с рекуператором, зависимы от энергии. Проводимый экономический расчет определяет то, что полезными будут лишь те модели рекуператоров, которые будут сберегать больше энергии, чем тратить.
  • Период окупаемости. Как ранее было отмечено, устройство предназначено для экономии энергии. Важным определяющим фактором является то, сколько лет необходимо для того, чтобы покупка и установка рекуператоров окупилась. Если рассматриваемый показатель превышает отметки 10 лет, то смысла в установке нет, так как за это время другие элементы системы потребуют замены. Если расчеты показывают, что период окупаемости составляет 20 лет, то возможность установки устройства не следует рассматривать.

Проблемы с установкой системы

Возникновение конденсата на вент. системе

Вышеприведенные проблемы стоит учитывать при выборе теплообменника, которые существует несколько десятков видов.

Варианты исполнения устройства

Врезка: Важно: Существует несколько вариантов исполнения теплообменника. Рассматривая принцип работы устройства, следует учитывать, что он зависит от типа самого устройства. Пластинчатый тип устройства представляет собой устройство, в котором приточный и вытяжной канал проходят через общий корпус. Два канала разделены перегородками. Перегородка состоит из многочисленного количества пластин, которые зачастую изготавливаются из меди или алюминия. Важно отметить, что медный состав обладает большей теплопроводностью, нежели алюминий. Однако алюминий дешевле.

К особенностям рассматриваемого устройства можно назвать следующее:

  1. Тепло из одного канала в другой передается при помощи теплопроводных пластин.
  2. Принцип передачи тепла определяет то, что проблема появления конденсата возникает сразу поле включения теплообменника в систему.
  3. Для того чтобы исключить вероятность появления конденсата устанавливается датчик обледенения термического типа. При появлении сигнала с датчика реле открывает специальный клапан – байпас.
  4. При открытии клапана холодный воздух поступает в два канала.

Этот класс устройства можно отнести к низкой ценовой категории. Это связано с тем, что при создании конструкции используется примитивный метод передачи тепла. Эффективность подобного метода ниже. Важным моментом можно назвать то, что стоимость устройства зависит от его размеров и размеров самой приточной системы. Примером можно назвать размер канала 400 на 200 миллиметров и 600 на 300 миллиметров. Разница в цене составит более 10 000 рублей.

Варианты исполнения устройства

Схема вентиляции с рекуперацией

Конструкция состоит из следующих элементов:

  • Два входных воздуховода: один для свежего воздух, второй для отработанного.
  • Из фильтра грубой очистки подаваемого воздуха с улицы.
  • Непосредственно самого теплообменника, который находится в центральной части.
  • Заслонки, которая необходима для подачи воздуха в случае обледенения.
  • Клапан для слива конденсата.
  • Вентилятора, которые отвечает за нагнетание воздуха в системе.
  • Два канала с обратной стороны конструкции.

Размеры теплообменника зависят от того, какой мощности вентиляционная система и каких размеров воздуховоды.

Следующим типом конструкции можно назвать устройство с тепловыми трубками. Его устройство практически идентично предыдущему. Разница заключается лишь в том, что конструкция не имеет огромное количество пластин, которые пронизывают перегородку между каналами. Для этого используется тепловая трубка – специальное устройство, которое переносит тепло. Преимуществом системы можно назвать то, что на более теплом конце герметичной медной трубки испаряется фреон. Конденсат скапливается на более холодном конце. К особенностям рассматриваемой конструкции можно отнести:

  1. Фитиль.
  2. Контейнер.
  3. Полость с паром.

Работа системы имеет следующие особенности:

  • В системе есть рабочая жидкость, которая поглощает тепловую энергию.
  • Пар распространяется от более теплой точки к холодной.
  • Законы физики определяют то, что пар конденсируется обратно в жидкость и отдает сохраненную температуру.
  • По фитилю вода снова оттекает к теплой точке, где снова образуется в пар.

Конструкция герметична и работает с высокой эффективностью. Преимуществом можно назвать то, что конструкция имеет меньшие размеры и более проста в эксплуатации.

Роторный тип можно назвать современным вариантом исполнения. На границе между приточным и вытяжным каналом находится устройство, которое имеет лопасти – они медленно вращаются. Устройство создано так, что пластины нагреваются с одной стороны и передают со второй при путем вращения. Это связано с тем, что лопасти расположены под определенным углом для перенаправления тепла. К особенностям роторной системы можно отнести следующее:

  • Довольно высокий КПД. Как правило, пластинчатые системы и трубчатые имеют КПД не более 50%. Это связано с тем, что они не имеют активных элементов. При перенаправлении воздушного потока повысить КПД системы можно до 70-75%.
  • Вращение лопастей также определяет решение проблемы с образованием конденсата на поверхности. Также решается проблема при низкой влажности в холодное время года.

Однако можно также выделить несколько недостатков:

  • Как правило, чем сложнее система, тем она менее надежна. Роторная система имеет вращающийся элемент, который может выходить из строя.
  • Если в помещении повышенная влажность, то использовать конструкцию не рекомендуется.

Также важно понимать, что камеры рекуператоров не имеют герметичного разделения. Этот момент определяет передачу запаха с одной камеры в другую. В целом роторная система напоминает своеобразный вентилятор довольно больших габаритных размеров с громоздкими лопастями. Для повышения эффективности работы системы устройство должно подключаться к источнику питания.

Теплоноситель промежуточного типа представляет собой классическую конструкцию, которая состоит из водяного отопления с конвекторами и насосами. Система используется крайне редко, по причине низкого КПД и сложности конструкции. Однако она практически не заменима в случае, когда приточный и вытяжной канал находятся на большом расстоянии друг от друга. Тепло передается через воду, которая используется на протяжении многих лет при создании подобных систем. Для обеспечения циркуляции воды в независимости от расположения устройств в системе установлен насос. Важно понимать, что конструктивные особенности в данном случае определяют малую надежность системы и необходимость проведения периодических осмотров.

Сравниваемые позицииСистема 1 (с двумя утилизаторами)Система 2 (с одним утилизатором)Разница
Потребление электродвигателя ротора320+320 Вт320 Вт320 Вт
Требуемая холодильная мощность332 500 Вт478 340 Вт145 840 Вт
Потребляемая мощность на второй подогрев0 Вт151 670 Вт151 670 Вт
Потребляемая мощность электродвигателей вентиляторов11+11 кВт11+11 кВт
Читайте так же:
Холодильники «Дон»: отзывы, обзор 5-ки лучших моделей, рекомендации по выбору

Определение эффективности системы

Для того чтобы определиться с тем, нужно ли устанавливать систему перенаправления тепла, проводят исследования эффективности. Пример подобного расчета приведем на относительно небольшом частом доме. К особенностям подсчета можно отнести:

  • Согласно проведенным подсчетам, через систему вентиляции уходит примерно 35% тепла. За среднее значение возьмем 30%, так современные вентиляционные системы имеют большую эффективности в плане экономии энергии.
  • Средний показать потребляемой мощности составляет 500 ватт. Отметим, что этот показатель выбран с учетом расположения дома в Севастополе. Средняя температура в январе около 3,5 градуса Цельсия. Расход энергии в более холодном климате будет значительно выше.
  • Если установлена пластинчатая конструкция рекуператора, то потребительская мощность будет ограничена на отметке 30 ватт.
  • Показатель КПД системы находится на отметке 40%.

Определение эффективности системы

Определение эффективности системы

Согласно проводимым расчетом на основании введенных данных период окупаемости составляет примерно 114 года. Поэтому приобретать пластинчатый теплообменник не имеет смысла для частного дома.

Изготовление устройства своими руками

Существенно снизить расходы можно при самостоятельном изготовлении конструкции. Принцип ее работы довольно прост. Поэтому при использовании подручных материалов можно провести создание теплообменника. Рекомендации по созданию рассматриваемой конструкции следующие:

  1. Для начала проводится нарезание труб из алюминия на небольшие части. При выборе трубы следует отдавать предпочтение вариантам исполнения диаметром 10 миллиметров. При этом отметим, что чем больше толщина металла, тем больше труба вбирает в себя тепла.
  2. Следующим шагом можно назвать вырезание двух пластин из листового алюминия. При выборе пластин следует обратить внимание на варианты исполнения толщиной 4 миллиметров. В этих пластинах проводится создание отверстий для ранее нарезанных труб.
  3. В качестве соединительного элемента используется герметик, который невосприимчив к воздействию высоких или низких температур.

Изготовление устройства своими руками

Изготовление устройства своими руками

Принцип работы конструкции заключается в следующем:

  • Рекуператор тепла установлен в качестве общего элемента в приточной и отводящей системе.
  • К теплообменнику подключены две трубы с одной стороны, а также две с другой.
  • Для того чтобы повысить эффективность конструкции устанавливаются вентиляторы.
  • Вся система имеет корпус, который защищает механизмы от оказания воздействия с окружающей среды.
  • Трубы выступают в качестве парораспределителя тепла.

Подобным образом создается простейшая конструкция для обмена теплом между двумя системами.

Выводы

В заключение отметим, что вышеприведенная информация позволяет рассчитать рентабельность установления системы теплообмена. Практически все конструкции имеют высокую надежность и не выходят из строя. Также их эффективность относительно небольшая, установка целесообразна только в больших вентиляционных системах.

Системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией и рециркуляцией тепла

схема вентиляции с рекуперацией/рециркуляцией

Рециркуляция воздуха в системах вентиляции представляет собой смешение некоторого количества отработанного (вытяжного) воздуха, к приточному потоку. Благодаря этому достигается снижение затрат энергии на нагрев свежего воздуха в зимний период года.

Схема приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией и рециркуляцией,
где L — расход воздуха, T — температура.

Рекуперация тепла в вентиляции — это способ передачи тепловой энергии от потока отработанного воздуха, к потоку приточного. Рекуперация применяется при наличии разности температур между удаляемым и приточным воздухом, для повышения температуры свежего воздуха. Данный процесс не подразумевает смешения воздушных потоков, процесс передачи теплоты происходит через какой-либо материал.

вентиляция с рекуперацией

Температура и движение воздуха в рекуператоре

Устройствами, которые осуществляют рекуперацию теплоты, носят название рекуператоры теплоты. Они бывают двух видов:

Теплообменники-рекуператоры – они передают тепловой поток через стенку. Они чаще всего встречаются в установках систем приточно-вытяжной вентиляции.

Теплоообименники - рекуператоры

Теплоообименники — рекуператоры

Регенеративные рекуператоры — в первом цикле, которые нагреваются от уходящего воздуха, во втором охлаждаются, отдавая тепло приточному.

Регенеративные рекуператоры

Система приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией является наиболее распространенным способом использования рекуперации теплоты. Основным элементом данной системы является приточно-вытяжная установка, в составе которой установлен рекуператор. Устройство приточной установки с рекуператором, позволяет передать нагреваемому воздуху до 80-90% теплоты, что значительно снижает мощность калорифера, в котором происходит подогрев приточного воздуха, в случае нехватки теплового потока от рекуператора.

Особенности применения рециркуляции и рекуперации

Основным отличием рекуперации от рециркуляции является отсутствием подмешивания воздуха из помещения к наружному . Рекуперация тепла применима для большинства случаев, в то время как рециркуляция имеет ряд ограничений, которые указаны в нормативных документах.

СНиП 41-01-2003 не допускает повторную подачу воздуха (рециркуляция) в следующих ситуациях:

  • В помещениях, расход воздуха в которых определяется из расчета выделяемых вредных веществ;
  • В помещениях, в которых имеются болезнетворные бактерии и грибки в повышенных концентрациях;
  • В помещениях, с наличием вредных веществ, возгоняемые при контакте с нагретыми поверхностями;
  • В помещениях категории Б и А;
  • В помещениях, в которых производятся работы с вредными или горючими газами, парами;
  • В помещениях категории В1-В2, в которых могут выделяться горючи пыли и аэрозоли;
  • Из систем, с наличием в них местных отсосов вредных веществ и взрывоопасных смесей с воздухом;
  • Из тамбуров-шлюзов.

Рециркуляция:
Рециркуляция в приточно-вытяжных установках активно применяется чаще при большой производительности систем, когда воздухообмен может быть от 1000-1500 м 3 /ч до 10000-15000 м 3 /ч. Удаляемый воздух несет в себе большой запас тепловой энергии, подмешивание его в поток наружного, позволяет повысить температуру приточного воздуха, тем самым снизится требуемая мощность нагревательного элемента. Но в подобных случаях перед повторной подачей в помещение, воздух должен пройти систему фильтрации.

Вентиляция с рециркуляцией позволяет повысить энергоэффективность, решить проблему энергосбережения в случае, когда 70-80% удаляемого воздуха поступает в систему вентиляции повторно.

Рекуперация:
Приточно-вытяжные установки с рекуперацией возможно устанавливать практически при любых расходах воздуха (от 200 м 3 /ч и до нескольких тысяч м 3 /ч), как при маленьких так и при больших. Рекуперация так же позволяет передавать тепло от вытяжного воздуха к приточному, тем самым снижая потребность энергии на нагревательном элементе.

Относительно небольшие установки применяют в системах вентиляции квартир, коттеджей. В практике приточно-вытяжные установки монтируют под потолком (например, между перекрытием и навесным потолком). Данное решение требует от установки некоторых специфических требований, а именно: незначительные габаритные размеры, низкий уровень шума, простое обслуживание.

Приточно-вытяжная установка с рекуперацией требует обслуживания, что обязывает сделать в потолке люк для обслуживания рекуператора, фильтров, нагнетателей (вентиляторов).

Основные элементы приточно-вытяжных установок

Приточно-вытяжная установка с рекуперацией или с рециркуляцией, имеющая в своем арсенале и первый, и второй процесс, всегда сложный организм, требующий высокоорганизованного управления. Приточно-вытяжная установка скрывает за своим защитным коробом такие основные компоненты как:

  • Два вентилятора различного типа, которые определяют производительность установки по расходу.
  • Теплообменник рекуператор – нагревает приточный воздух путем передачи тепла от удаляемого воздуха.
  • Электрический нагреватель – нагревает приточный воздух до нужных параметров, в случае нехватки теплового потока от вытяжного воздуха.
  • Воздушный фильтр — благодаря нему производится контроль и очистка наружного воздуха, а также обработка вытяжного перед рекуператором, для защиты теплообменника.
  • Воздушные клапана с электроприводами – могут быть установлены перед выходными воздуховодами для дополнительного регулирования воздушным потоком и перекрытия канала при выключенном оборудования.
  • Байпас — благодаря которому воздушный поток можно направить мимо рекуператора в теплый период года, тем самым не нагревать приточный воздух, а подавать его напрямую в помещение.
  • Камера рециркуляции — обеспечивающая подмес удаляемого воздуха в приточный, тем самым обеспечивая рециркуляцию воздушного потока.

Помимо основных составляющих приточно-вытяжной установки в нее также входит большое количество мелких комплектующих, таких как датчики, система автоматики для управления и защиты и т.д.

мелкие комплектующие

Датчик температуры приточного воздуха

Датчик температуры вытяжного воздуха

Воздушный клапан с электроприводом

Датчик температуры наружного воздуха

Датчик температуры удаляемого воздуха

Фильтр на притоке

Термостат защиты от перегрева

Фильтр на вытяжке

Датчик фильтра приточного воздуха

Датчик расхода приточного вентилятора

Датчик фильтра вытяжного воздуха

Термостат защиты от замораживания

Клапан вытяжного воздуха

Привод водяного клапана

Клапан приточного 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.

управление вентиляцией с рекуперацией

Пульт управления вентиляцией

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 м 3 /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:

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:
Ц 1 =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 кДж

Для 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 Гкал

В 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)

Результаты расчетов затрат на подогрев приточного воздуха за отопительный
период года:

Электрический нагревательЭлектрический нагреватель
+ рекуператор
Водяной нагреватель
107 389,6 руб42 998,6 руб26 625 руб

Из приведенных расчетов видно, что самый экономичный вариант это использование контура горячей технической воды. Помимо этого сумма денежных средств, необходимая для нагрева приточного воздуха значительно снижается при использовании рекуперативного теплообменника в системе приточно-вытяжной вентиляции в сравнении с использованием электрического нагревателя.

В заключении хотелось бы отметить, что применение в системах вентиляции установок с рекуперацией или рециркуляцией позволяет использовать энергию удаляемого воздуха, что позволяет снижать затраты энергии на нагрев приточного воздуха, следовательно снижаются денежные расходы на эксплуатацию системы вентиляции. Использование теплоты удаляемого воздуха является современной энергосберегающей технологией и позволяет приблизиться к модели «умного дома», в котором максимально полно и полезно используется любой доступный вид энергии.

Вентиляция с рекуперацией

Вентиляция с рекуперацией — вид принудительной системы вентиляции помещения, которая специально закачивает свежий воздух и выпускает отработанный. Наряду с ней действует также естественная вентиляция, работающая при открытых окнах и наличии вытяжного канала.

Рекуперация полезна при отсутствии естественной вентиляции или как средство для повышения ее эффективности. Окна обеспечивают воздухообмен только когда открыты, а вытяжные каналы часто либо слишком малых размеров, либо замусорены. Тут и приходит на помощь вентустановка с рекуператором.

"ИНТЕХ-Климат" готова реализовать профессиональные решения по климатическому и другому инженерному оборудованию. Выполним полный цикл работ "под ключ": проектирование, подбор, поставка, монтаж и обслуживание.

Звоните сейчас: . Отправьте заявку

Что такое вентиляция с рекуперацией тепла

Вентиляция дома с рекуперацией тепла — это одна из систем принудительной вентиляции. В ней, как правило, предусматривается подогрев воздуха. Такую функцию частично выполняет рекуператор — устройство, предназначенное для подогрева воздуха, хотя основной обогрев обеспечивается не им, а за счёт воздухонагревателя.

Конечно, вы могли никогда не слышать о приточной или вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла, но это вовсе не означает, что она — изобретение новое. Скорее всего, вас вводит в заблуждение латинское слово «рекуперация», которое на русский можно перевести как «возврат того, что затратили». Это раскрывает всю суть: рекуператор — это особый теплообменник, то есть устройство, вполне распространённое в вентиляционных системах, хотя в России это используется ещё не так часто, как за границей. Как же происходит рекуперация вентиляции частного дома или квартиры? Давайте рассмотрим её подробнее.

Рекуперация тепла — это возврат тепла, выходящего из помещения. Суть в том, что есть входящий и выходящий воздушные потоки. При этом тот воздух, что выходит из помещения, подогревает встречный за счёт теплообмена. Так происходит в холодное время года, а в жаркие дни, например, летом, исходящий воздух наоборот охлаждает входящие потоки. Но в таких ситуациях правильнее говорить уже про рекуперацию холода.

Очевидно, что такая процедура необходима для того, чтобы пользователь экономил имеющиеся средства, ведь когда вентиляция не оснащена рекуперацией, много тепла уходит на улицу вместо того, чтобы повторно использоваться в помещении. Соответственно, увеличиваются счета за отопление, поскольку, по сути, мы отапливаем улицу, расходуя непомерное количество тепла ни для чего. Именно для того, чтобы избежать подобного расточительства и колоссальных счетов, и стоит задуматься об установке вентиляции с рекуперацией тепла. Ведь так вы возвращаете воздух, который нагрели, не позволяете теплу покинуть помещение, экономите деньги.

Неудивительно, что вентиляция с рекуперацией становится всё популярнее и классическим вариантам вентиляционных систем нечего противопоставить подобной конструкции. Это логично, ведь принудительная вентиляция с рекуперацией стоит ненамного дороже обычной, а её обслуживание и вовсе элементарно. В связи с этим многие предпочитают забыть о климатическом оборудовании, которое некогда позиционировалось как самое эффективное в сочетании с вентиляционными системами. Рекуперация значительно выгоднее и в плане рационального использования электроэнергии, и в плане экономии расходов за отопление. Её дешевизна сопоставляется с затратами на освещение энергосберегающими лампочками.

Чем ещё привлекает потребителей система приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией воздуха?

Во-первых, такие устройства имеют небольшие габариты.

Во-вторых, они не портят интерьер.

В-третьих, они имеют низкий уровень шума.

В-четвёртых, при минимуме затрат мы получаем максимум эффективности работы.

Пользуются они спросом и в общественных заведениях, среди которых можно перечислить следующие:

  • Кинотеатры и театры.
  • Столовые, кафе, закусочные.
  • Библиотеки.
  • Отели и гостиницы.
  • Вокзалы.
  • Офисы и торговые помещения.

Возможен проект системы вентиляции с рекуперацией частного дома, многоэтажного здания и т.д. Разнообразие подобных устройств позволяет подобрать их на любой случай. Различная мощность таких конструкций дает возможность найти вариант даже для зданий, в которых имеется жилой цокольных этаж.

Важно понимать, что приточная вентиляция с рекуперацией тепла для квартиры или дома — это принудительная система. От естественной её отличает наличие вентиляторов, которые обеспечивают движение воздушных потоков в любое удобное время и не зависят от внешних факторов, таких как тяга, появляющаяся из-за разницы в температурах.

Конструктивные особенности

Рекуперация в вентиляции является довольно новой технологией. Её действие основано на возможности использовать удаляемое тепло для обогрева помещения. Происходит это благодаря отдельным каналам, поэтому воздушные потоки между собой не смешиваются. Конструкция рекуперативных узлов может быть разной, некоторые типы позволяют избежать образования конденсата во время процесса теплоотдачи. От этого также зависит и уровень производительности системы в целом.

Вентиляция с рекуперацией тепла может выдавать во время работы высокий КПД (коэффициент полезного действия), который зависит от типа рекуперативного узла, скорости движения воздушных потоков через теплообменник и от того, насколько велика разница между температурой снаружи и внутри помещения. Значение КПД в некоторых случаях, когда вентиляционная система спроектирована с учётом всех факторов и обладает высокой производительностью, может достигать 96%. Но даже с учётом наличия погрешностей в работе системы минимальный предел КПД составляет 30%.

Целью рекуперативного узла является максимально эффективное использование ресурсов вентиляции для дальнейшего обеспечения достаточного воздухообмена в помещении, а также экономия электроэнергии. С учётом того, что приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией функционирует большую часть суток, а также, принимая во внимание, что обеспечение достаточной кратности воздухообмена требует немалой мощности оборудования, то применение системы вентиляции со встроенным узлом рекуперации поможет сэкономить до 30% электроэнергии.

Недостатком подобной техники можно назвать довольно малую эффективность при установке на больших площадях. При этом расход электричества будет высок, а производительность системы, направленная на теплообмен между воздушными потоками, может оказаться заметно ниже ожидаемого предела. Это объясняется тем, что на малых площадях намного быстрее происходит воздухообмен, чем на крупных объектах.

Работа воздухообмена с подогревом воздуха

Принцип устройства вентиляции с рекуперацией

Принцип устройства вентиляции с рекуперацией

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла решает три основные задачи:

  • обеспечение помещения свежим воздухом;
  • возвращение тепловой энергии, уходящей с воздухом через систему вентиляции;
  • недопущение проникновения в дом холодных потоков.

Схематически процесс можно рассмотреть на примере. Организация воздухообмена необходима даже в зимний морозный день с температурой за окном -22°С. Для этого включенная приточно-вытяжная система при работающем вентиляторе нагнетает воздух с улицы. Он просачивается через фильтрующие элементы и уже очищенный поступает на теплообменник.

По мере прохождения сквозь него воздух успевает прогреться до +14-+15°С. Такая температура может считаться достаточной, но не отвечающей санитарным нормам для проживания. Для достижения параметров комнатной температуры необходимо довести воздух до требуемых значений с помощью функции догрева до +20°С в самом рекуператоре при помощи калорифера (водяного, электрического) небольшой мощности — 1 или 2 кВт. С такими температурными показателями воздух попадает в комнаты.

Калорифер функционирует в автоматическом режиме: при понижении наружной температуры воздуха он включается и работает, пока не подогреет до требуемых значений. В то же время, отработанный поток уже нагрет до «комфортных» 18 или 20 градусов. Удаляется с помощью встроенной вентиляционной установки, предварительно пройдя через теплообменную кассету. В ней он отдает тепло встречному холодному воздуху с улицы, и лишь потом уходит в атмосферу из рекуператора с температурой не более 14-15°С.

Внимание! Установка металлопластиковых конструкций нарушает естественную подачу свежих потоков воздуха в квартиру или дом. Решает проблему принудительная система, подающая не подогретый воздух с улицы, но и сводящая на «нет» эффективность энергосбережения от пластиковых окон. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором это комплексное решение проблемы отопления с одновременно функционирующим воздухообменом, активный метод сохранения энергии.

Виды рекуператоров

Покрытие материала роторного барабана может быть разным. Рекуператоры по этому признаку бывают:

  1. Конденсационного типа. Ротор представляет собой алюминиевый барабан без покрытия и переносит только тепловую энергию воздуха. Энергию, которая содержится во влаге воздушного потока, он не перемещает.
  2. Гигроскопического (энтальпийного) типа. Соты алюминиевого барабана покрывают гигроскопическим покрытием с сорбирующими свойствами. Барабан при вращении собирает влагу, перенося её из одного потока в другой. При этом утилизируется как влага, так и скрытая теплота воздуха.
  3. Сорбционного типа. В данном исполнении эффективность энтальпийного рекуператора увеличивают, применяя инновационный сорбент — силикагель. У него очень большая площадь поверхности – 800 м2/г. Из-за этого у силикагеля крайне высокая способность впитывать влагу.
  4. С эпоксидным покрытием. Такое исполнение применяют для защиты алюминиевого барабана от разрушающих воздействий находящихся в воздухе химических соединений. Это может быть высокое содержание хлора в воздухе бассейнов, повышенная концентрация соли в морском воздухе, разрушающие пары в химическом производстве и пр.
  5. С антибактериальным покрытием. Барабан покрывается покрытием, которое эффективно противодействует более 600-м видам микроорганизмов. Его наносят обычно на энтальпийные роторы или с эпоксидным покрытием.

Конструктивное исполнение роторных рекуператоров может быть горизонтальным или вертикальным.

Получив от вас необходимую для расчётов информацию, наши специалисты подберут оптимальный вариант оборудования для вашей вентиляционной системы. Мы предложим вам такой роторный рекуператор, который сможет окупить себя всего за несколько лет. Небольшая вентиляционная установка с таким устройством может окупиться за одну холодную зиму!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию