Что такое систему рекуперации тепла. Приточно-вытяжная вентиляция (Рекуператоры)

Слово «рекуперация» происходит от латинского слова “recuperation”, что в переводе означает возвращение, получение. В широком смысле данный термин нужно понимать так: в каждом технологическом процессе расходуются материалы или энергия. Рекуперация позволяет вернуть часть энергии для использования в том же процессе.
Рекуперация воздуха – это процесс отбора тепла от удаляемого воздуха и передача энергии воздуху нагнетаемому. Технологически процесс рекуперации осуществляется с использованием кондиционеров с рекуперационнымтеплообменником или систем приточно-вытяжной вентиляции. Теплообменник предназначен для того, чтобы входящий и исходящий потоки воздуха не смешивались между собой, а только обменивались тепловой энергией. Понятное дело, что используя системы рекуперации воздуха, воздух, находящийся в помещении можно не только нагревать, но и охлаждать – все зависит от направления теплового процесса. При этом тепло входящему воздуху нужно не отдавать, а наоборот, забирать у него. Важной характеристикой системы рекуперации является так называемый коэффициент эффективности, который математически выражается отношением реального полученного количества тепла к максимально возможной энергии. Данный коэффициент может варьироваться в широких пределах – от 30 до 90 процентов.
Существуют такие пять типов рекуператов: пластинчатые, роторные, с промежуточным теплоносителем, камерные рекуператоры, тепловые трубы. Пластинчатые рекуператоры состоят из ряда пластин, с обеих сторон которых проходит удаляемый и проточный воздух. Преимущество пластинчатых рекуператоров – высокая эффективность, 50-80% и небольшая цена. Недостатком таких рекуператоров является то, что на их пластинах может образоваться конденсат, а в зимнее время года наледь.
В роторных рекуператорах обмен тепла происходит с помощью специального ротора, который находится между входящим и исходящим потоками воздуха. Данная система является открытой, поэтому есть очень большой риск того, что грязь и запахи передадутся от удаляемого воздуха нагнетаемому. Эффективность таких рекуператоров достигает 90%.
Рекуператоры с промежуточным теплоносителем устроены так: теплоноситель (вода или водно-гликолевый раствор) движется от одного теплоносителя к другому, забирая тепло у исходящего воздуха и передавая его входящему потоку. Эффективность таких устройств невысока – 45-60%.
В камерных рекуператорах процесс теплообмена регулируется заслонкой в камере. Исходящий поток воздуха нагревает одну из частей камеры, а уже от стенок камеры получает тепло входящий воздух. Эффективность таких рекуператоров 70-80%.
Пятый вид рекуператоров – это «тепловые трубы». Основной частью такой системы являются трубки, в которых находится фреон. Удаляемый воздух нагревает фреон, который испаряется. Приточный воздух, проходя вдоль трубок, заставляет фреон конденсироваться – таким образом, происходит охлаждение воздушного потока.

В процессе вентилирования из помещения утилизируется не только отработанный воздух, но и часть тепловой энергии. Зимой это приводит к увеличению счетов на энергоресурсы.

Сократить неоправданные расходы, не в ущерб воздухообмену, позволит рекуперация тепла в системах вентиляции централизованного и локального типа. Для регенерации тепловой энергии используются разные виды теплообменников – рекуператоры.

В статье подробно описаны модели агрегатов, их конструктивные особенности, принципы работы, достоинства и недостатки. Изложенная информация поможет в выборе оптимального варианта для обустройства вентиляционной системы.

В переводе с латинского, рекуперация означает возмещение или обратное получение. В отношении теплообменных реакций, рекуперация характеризуется как, частичный возврат энергии, затраченной на проведение технологического действия с целью применения в этом же процессе.

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, можно самостоятельно.

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

  Выводы и полезное видео по теме

  Сравнение работы естественной вентиляции и принудительной системы с рекуперацией:

  Принцип функционирования централизованного рекуператора, расчет КПД:

  Устройство и порядок работы децентрализованного теплообменника на примере стенового клапана Prana:

  Через вентсистему из помещения уходит порядка 25-35% тепла. Для сокращения потерь и эффективной теплоутилизации используются рекуператоры. Климатическое оборудование позволяет задействовать энергию отработанных масс для нагрева поступающего воздуха.

  Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе разных вентиляционных рекуператоров? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к публикации, делитесь опытом эксплуатации таких установок. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Климатические особенности нашей страны, в холодное время, приводят к необходимости нагрева воздуха. Но потребляя нагретый воздух мы производим продукт распада, в результате чего для нормальной жизнедеятельности, необходима смена нагретого воздуха на свежий. Итого, только воздух нагрели - выгоняем его на улицу, новый поступивший воздух, снова нагреваем. Рекуператоры служат для того, чтобы уловить тепло уходящего воздуха и отдать это тепло вновь поступающему.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла - что это такое?

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла пока ещё мало известна простому обывателю. О рекуператоре известно, в основном специалистам.

Но это оборудование имеет большую перспективу для всех потребителей, которые расчетливо относятся к своим расходам.

В Европе, такие устройства получили широкое распространение, хотя надо заметить, что климатические условия там значительно мягче.

И все это благодаря экономии энергии, которая затрачивается на воздухоподготовку.

Преимущества применения рекуператоров

Применение пластинчатого рекуператора приводит к экономии энергии от 50 до 80%.

Применение роторного рекуператора, экономит от 70 до 90% энергии.

Процент экономии напрямую зависит от разности температур вытяжного и приточного воздуха. Установка рекуператора приносит значительную экономию денег, при этом агрегат служит долго (при надлежащем техническом обслуживании) и с годами финансовая экономия только увеличивается.

Рекуператор тепла приточно-вытяжной установки частично забирает тепло отработанного воздуха и передает его вновь поступающему воздуху. Это позволяет тепло возвращать в дом, при этом происходит комфортное вентилирование помещения.

Используя рекуператор, мы имеем свежий воздух средней температуры (между комнатной и наружной).

Таким образом, такое проветривание более безопасно для здоровья и при этом рекуператор позволяет проводить проветривание экономным способом.

Сам рекуператор потребляет минимальное количество энергии - прогрев приточного воздуха идет путем естественного теплообмена.

Виды рекуператоров

Рекуператоры тепла могут быть в виде специального модуля приточно-вытяжной установки, а могут быть индивидуальным автономным устройством.

В быту, более широкое распространение получили пластинчатые и роторные рекуператоры.

Пластинчатые рекуператоры

Пластинчатые рекуператоры состоят из пластин, через которые проходят воздушные потоки на выход и вход воздуха.

Воздушные потоки, в таких рекуператарах, между собой не контактируют и не смешиваются, т.е. каждый поток идет своим путем, а тепло передается теплообменной кассете.

Теплообменная кассета состоит из нескольких тонких пластин, имеющих большую площадь.

Обычно эти пластины делают из алюминиевой фольги или пластика.

Кассеты из алюминиевой фольги дешевле, но коэффициент полезного действия кассет из пластика выше чем кассет из алюминиевой фольги.

Недостатки пластинчатых рекуператоров

К недостаткам пластинчатых рекуператоров относится образование конденсата.

Конденсат образуется в зимнее время из-за разницы температуры приточного и вытяжного воздуха.

В зимнее время конденсат замерзает и образуется наледь.

Для борьбы с наледью используют автоматику.

При срабатывании датчика обледенения, приточный воздух идет мимо теплообменника и нагревается этот воздух с помощью калорифера.

А вытяжной теплый воздух из здания проходит через теплообменник и размораживает кассету.

Процесс размораживания занимает от 5 до 25 минут в час.

Естественно, никакой экономии энергии в это время не происходит.

Кроме того, конструкция должна иметь дренажную ванну и дренажный водопровод для отвода и сбора конденсата.

В случаях появления наледи, рекуператор способен сэкономить только 45% энергии.

Кассеты из гигроскопической целлюлозы

Для решения проблемы конденсации используют кассеты из гигроскопической целлюлозы.

Вся фишка в том, что стенки этой кассеты способны впитывать влагу из уходящего воздуха и передают эту влагу входящему потоку.

Применение гигроскопических кассет позволяет рекуперировать (возвращать) не только тепло, но и влагу из воздуха. После таких процедур в помещение поступает свежий воздух с комфортной температурой и влажностью.

Таким образом КПД повышается до 70%, а если у рекуператора имеется двойной пластинчатый теплообменник из гигроскопической бумаги, это позволяет исключить образование наледи и поднять КПД до 90%.

Важно! Кассеты из целлюлозы не применяют в помещениях с повышенной влажностью.

Роторные рекуператоры

В рекуператоры вмонтируется в корпус ротор, который представляет из себя вращающийся цилиндр.

Цилиндр по всему объему заполнен послойно профилированным металлом, алюминием или сталью.

При работе, барабан ротора движется по кругу между приточным и вытяжным воздухом.

При прохождении через вытяжной поток - пластины нагреваются, при прохождении через приточный поток - пластины отдают свое тепло.

Теплообмен напрямую зависит от скорости вращения ротора, которая регулируется.

КПД рекуператора достигает максимум в том случае, если скорость вращения автоматически регулируется в соответствии с показаниями датчиков наружной и внутренней температурой воздуха.

Недостатки роторных рекуператоров

К недостаткам роторных рекуператоров относят частичное смешивание вытяжного и приточного воздуха.

Поэтому фильтры очистки приходится устанавливать и на входе и на выходе. Конструкция роторных рекуператоров более сложная и поэтому, техническое обслуживание роторных рекуператоров производят чаще чем пластинчатых.

И все-таки, несмотря на эти недостатки, роторные модели надежны, имеют большую эффективность возврата тепловой энергии, до 80%.

Как выбрать рекуператор

Выбирая рекуператор, необходимо знать требуемую производительность установки.

Для этого необходимо знать кратность воздухообмена, а именно: сколько раз в течении часа, производится полная замена воздуха в помещении.

Кратность замены воздуха для квартиры составляет 1, а для загородного дома от 0,5 до 1.

По норме, на одного человека, требуется замена воздуха 36 м3 в час.

Грамотные специалисты, ознакомившись с планом дома, подберут вам необходимую модель.

Необходимо учитывать, при выборе рекуператора, нижний предел рабочей температуры.

А для России, нижний предел имеет разброс от -5*С до -40*с в зимнее время.

Монтаж рекуператора своими руками

Принципиальных отличий между монтажом обычных кондиционеров и приточно-вытяжных установок с рекуперацией тепла нет.

Единственно, что кондиционер подает воздух в помещение, а в системе с рекуперацией будет два канала (приток и вытяжка).

Монтаж обойдется немного дороже, так как используется больше воздуховодов, но не сложнее чем монтаж обычной приточной вентиляции.

Для предотвращения образования конденсата на стенках воздуховода, воздуховоды должны быть теплоизолированны.

При установке необходимо обратить внимание на конструктивные особенности некоторых моделей, так как отдельные модели могут работать только в определенном положении, т.е плашмя или вертикально.

Если модель рекуператора требует дренаж, то это устройство должно стоять в теплом помещении, а вода под наклоном выводится к ближайшему стояку.

Всем известно, что существует огромное разнообразие систем для вентиляции помещения. Простейшими из них являются системы открытого типа (естественные), например, с использованием окна или форточки.

Но такой способ вентилирования абсолютно не экономичный. Кроме того, для эффективной вентиляции нужно иметь постоянно открытое окно или наличие сквозняка. Поэтому такой тип вентиляции будет крайне неэффективен. Для вентиляции жилых помещений всё чаще используется приточная вентиляция с рекуперацией тепла.

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.

Что такое воздушный рекуператор

По своей конструкции рекуператор воздух-воздух – установка для утилизации тепла выходной воздушной массы, которая позволяет максимально рационально использовать тепло или холод.

Почему стоит выбрать рекуперационную вентиляцию

Вентиляция, которая основывается на рекуперации тепла, имеет очень высокие показатели КПД. Данный показатель рассчитывается по соотношению тепла, которое производит рекуператор в действительности, к максимальному количеству тепла, которое только возможно сохранить.

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.

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

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.

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.