Вентиляция с рекуперацией тепла

В период энергического кризиса и подорожания энергоресурсов применение энергосберегающих технологий во всех сферах хозяйствования становится особенно актуальным. Нельзя недооценивать в этом вопросе роль рекуператоров тепла. Инженерные установки не только существенно экономят газ для обогрева помещений, но и, практически, бесплатно возвращают обратно тепло для полезного использования, предназначенное для выброса в атмосферу.

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.

Преимущества приточно-вытяжной системы с функцией подогрева

Теплосберегающая технология в последнее время обретает все большую популярность
Теплосберегающая технология в последнее время обретает все большую популярность
  • Поставляет свежий воздух, улучшает качество воздушной среды внутри помещений.
  • Предотвращает выпадение на поверхности влаги, образование конденсата, плесени и грибка.
  • Устраняет условия появления в помещении вирусов, бактерий.
  • Экономит расходы на электрическую и тепловую энергию путем восстановления потерь из уходящих потоков порядка 90% тепла.
  • Способствует регулярному обмену воздушной среды.
  • Многоплановость исполнения теплообменных систем расширяет сферу их применения на объектах различного типа.
  • Экономичное использование и обслуживание. ТО, включающее очистку, замену фильтров, проверку всех узлов и компонентов системы, проводится ежегодно всего 1 раз.

Внимание! Малоэффективной будет характеризоваться работа рекуператоров в домах старой жилой застройки, где естественный воздухообмен обеспечивается деревянными конструкциями окон, щелями в деревянных полах и неплотностями в дверях. Наибольший эффект от рекуперации тепла наблюдается в современных постройках с качественной изоляцией помещений и хорошей герметичностью.

Виды теплообменных аппаратов

Эффективность рекуператоров находится в пределах 65%
Эффективность рекуператоров находится в пределах 65%

Выделяются самые распространенные четыре категории агрегатов:

  • Роторный тип. Работает от электросети. Экономичный, но сложный в техническом исполнении. Рабочий элемент – вращающийся ротор с нанесенной по всей поверхности металлической фольгой. Теплообменник с проходящим внутри уличным воздухом реагирует на разность температур снаружи и внутри комнат. Это корректирует скорость его вращения. Меняется интенсивность подачи тепла, предотвращается обледенение рекуператора в зимний период, что позволяет не пересушивать воздух. Эффективность устройств довольно высокая и может составить 87%. При этом возможно смешивание встречных потоков (до 3 %от общего количества) и перетекание запахов, загрязнений.
  • Пластинчатые модели. Считаются самыми «ходовыми» из-за демократичной цены и эффективности. Она достигает 40-65% благодаря алюминиевому теплообменнику. Из-за отсутствия вращающих и подвергающихся трению узлов и деталей считаются простыми в исполнении и надежными в эксплуатации. Воздушные потоки, разделенные алюминиевой фольгой, не диффундируют, проходят по обе стороны теплопроводящих элементов. Разновидность: пластинчатая модель с пластиковым теплообменником. Эффективность ее выше, а в остальном имеет те же характеристики.

Внимание! Пластинчатые устройства проигрывают перед ротационными в том, что промерзают и сушат воздух. Обязательно его дополнительное постоянное увлажнение. Оптимальная сфера применения – влажная среда бассейнов.

  • Рециркуляционный вид. «Фишка» его в сложной конструкции и использовании жидкого носителя (воды, водно-гликолиевого раствора или антифриза) как промежуточного звена в передаче тепла. На вытяжном рукаве устанавливается теплообменник, забирающий тепло отходящего воздушного потока и нагревающего им жидкость. Другой теплообменник, но уже на заборе воздуха с улицы, отдает тепло входящему воздуху, не смешиваясь с ним при этом. КПД таких установок доходит до 65%, они не участвуют во влагообмене. Для работы необходимо электричество.
  • Крышный вид устройств эффективен (58-68%), но для домашнего использования не пригоден. Применяется, как составное звено в вентиляции магазинов, цехов и других подобных помещений.

Расчет эффективности работы рекуператора

Актуальная производительность рекуператора определяется расчетным путем
Актуальная производительность рекуператора определяется расчетным путем

Можно ориентировочно просчитать, насколько эффективной будет смонтированная приточная вентиляция с рекуперацией тепла, как в зимний, так и летний период, когда установка работает на охлаждение. Формула расчета температуры приточного воздушного потока для установки в зависимости от числовой характеристики энергетической эффективности  (КПД), температуры воздуха внешней и в помещении выглядит так:

Tпp = (tвн – tул)*КПД + tул,

где значения температуры:

Tпp – ожидаемая на выходе из рекуператора;

tвн – в помещении;

tул – на улице.

Для расчетов берется паспортное значение эффективности прибора.

В качестве примера: при морозах -25°С и комнатной температуре +19°С, а также КПД установки 80% (0,8) расчет показывает, что искомые параметры воздуха после прохождения через теплообменник будут:

Tпp = (19 – (-25))*0,8 – 25 = 10,2°С

Получен расчетный температурный показатель воздуха после рекуператора. По факту, учитывая неизбежные потери, это значение будет находиться в пределах +8°С.

В жару при +30°С во дворе и 22°С в квартире воздух в теплообменнике той же эффективности, прежде чем попасть в помещение, охлаждается до расчетной температуры:

Tпp = tул + (tвн – tул) * КПД

Подставляя данные, получаем:

Tпp = 30 + (22-30)*0,8 = 23,6°С

Внимание! Заявленный производителем КПД установки и фактический будут отличаться. На поправку значения влияет влажность воздуха, вид кассеты теплообменника, значение разницы температур снаружи и внутри. При неправильно смонтированном и эксплуатируемом рекуператоре эффективность работы тоже снижается.

Современный вентиляционные энергосберегающие системы с включением в них рекуператоров – еще один шаг к экономному расходованию теплоносителей. Причем, установки температурного обмена актуальны зимой, но не менее востребованы и летом.