Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: принцип действия, обзор достоинств и недостатков

Преимущества использования рекуператоров

Если в помещении установлена вентиляция с рекуперацией, то преимущества ее использования очевидны. При проветривании комнаты в зимний мороз очищается воздух и не теряется тепло.

В летний зной поступает прохладный чистый воздух, который дополнительно прошел через фильтр и избавился от пыли. Весь процесс происходит автоматически.

Использование таких систем имеет следующие плюсы:

• экономия средств на покупке вентилятора;
• исключение потерь тепла;
• очищение помещения от пыли и запахов;
• легкость в монтаже;
• простота эксплуатации и обслуживания;
• автоматическая работа;
• длительный срок службы.

Для чего еще в системе вентиляции нужно такое теплообменное устройство:

Эффективное проветривание помещения позволяет не только очистить воздух от пыли и запахов, но и увлажнить сухой воздух и, наоборот, осушить влажный. В доме обеспечивается постоянное проветривание без сквозняков.
В домах с повышенной влажностью такой прибор будет особенно полезен для создания благоприятного микроклимата.
Экономия тепловой энергии. Такая установка экономит тепло, а значит, и деньги потребителя. Благодаря нагретому потоку воздуха, выходящего из дома, будет повышаться температура поступающего с улицы, и зимой можно забыть об обогревателе.
Не нужно находиться постоянно дома и следить за тем, чтобы открытые для проветривания окна своевременно закрывались. Без постороннего вмешательства система обеспечит оптимальную температуру воздуха.
Очистка воздуха. Наличие в теплоэнергетической установке фильтров избавит помещение от попадания в дом вредных газов, пыли и грязи с улицы

Для получения свежего очищенного воздуха важно своевременно проводить замену воздушного фильтра.

Разновидности

Современные модели рекуператоров классифицируются по нескольким особенностям:

• по типу конструкции;
• по принципу действия;
• по способу монтажа.

На сегодняшний день широкой популярностью пользуются пластичные, роторные рекуператоры и модели с этиленгликолем.

Пластинчатые

Наиболее простая в эксплуатации модель рекуператора, по внешнему виду напоминающая короб, поверхность которого покрыта пластинками из тонкого металла. Наиболее приемлемое расстояние между этими пластинами, или как их по научному называют «ламелями», составляет 3 мм.

В конструкции пластинчатых рекуператоров применяются металлы с высокой теплоотдачей и теплоемкостью, например, медь или алюминий. Представляемая разновидность устройств является наиболее подходящей для эксплуатации в частном доме. Во-первых, у них невысокая стоимость. Во-вторых, такие конструкции идеально соответствуют соотношению цена/качество.

В настоящее время многие производители занимаются разработкой и продажей пластинчатых рекуператоров. Соответственно, каждая модель отличается по типу конструкции и другим факторам. По утверждению экспертов, необходимо останавливать свой выбор на рекуператорах с несколькими кассетами ламелей, а также с наличием дренажного отвода для удаления конденсата.

Единственный недостаток данной разновидности рекуператоров заключается в возникновении наледи при температуре ниже -20 градусов.

Роторные

Система роторных рекуператоров выглядит гораздо сложнее. Принцип действия таких устройств базируется на вращающемся теплообменнике. Монтаж агрегата происходит на исходящем потоке воздуха. А уже через роторный теплообменник в помещение проникают уличные воздушные массы.

Наиболее распространенная конструкция представляемой разновидности рекуператора имеет 2 трубопровода. Через первый происходит приток воздушных масс, а через второй выводится отработанный воздух. Основным преимуществом теплообменника роторной системы является высокий коэффициент полезного действия, а именно 85%.

Несмотря на все достоинства, роторные рекуператоры имеют ряд некоторых недостатков:

• сложная конструкция;
• много подвижных элементов;
• высокий расход электроэнергии.

В отличие от пластинчатых рекуператоров роторные модели работают без остановки. Именно поэтому данный вид проветривателей устанавливается в промышленных цехах.

С этиленгликолем

Представляемая разновидность рекуператоров оснащена дополнительным теплоносителем, благодаря которому увеличивается производительность устройства. Говоря простыми словами, в конструкции присутствуют 2 теплообменника, по которым происходит циркуляция этиленгликолевого раствора. Это вещество отличается высоким показателем теплоемкости, что позволяет сохранить гораздо больше тепла воздушных масс, нежели металлические кассеты.

Процесс установки рекуператоров с этиленгликолем довольно сложный. Монтаж производят исключительно опытные специалисты. Применяются такие устройства в основном на больших производствах, где площадь обогреваемого помещения составляет более 400 кв. м.

Крышные

Довольно редкая разновидность рекуператоров, приобрести которую можно на заказ. Невысокий спрос обуславливается тем, что крышная разновидность монтируется на крыше здания. Чаще всего это гипермаркеты, ТРК, промышленные объекты крупных масштабов.

Но при этом основной принцип действия может иметь прямое отношение к пластичным, роторным или комбинированным моделям.

Монтировать крышный рекуператор в доме можно лишь в том случае, если есть необходимость экономии площади жилого помещения.

Как устроена приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором

Вентиляционная установка с системой рекуперации имеет достаточно простую конструкцию. При желании покупатель может выбрать любой вариант комплектации (типовая, расширенная, максимальная), а покупка и монтаж узлов могут быть произведены поэтапно.

Корпус, воздуховоды, входные и выходные решетки. Как правило, корпус установки изготавливается из сэндвич-панелей и алюминиевого профиля. Предусматривается шумоизоляция, теплоизоляция корпуса, а также защита от вибрации, которая возникает при работе вентиляторов. Если реализуется проект обеспечения воздухообмена в нескольких помещениях, то к установке присоединяются воздуховоды с заслонками и клапанами для распределения воздушных потоков.

Если блок вентиляции предназначен для одного помещения, то на отверстие выхода подаваемого воздуха устанавливается специальная решетка для равномерного распределения воздушного потока по комнате. Входная точка со стороны улицы оснащается защитной воздухозаборной решеткой. Она нужна для того, чтобы в устройство не попадали насекомые и мусор.

Вентиляторы и система фильтров. Для подачи и вытяжки воздуха в устройстве предусмотрены вентиляторы (центробежные или осевые). Мощность вентиляторов, количество скоростей может отличаться в зависимости от модели оборудования.

На входе обеих воздушных потоков устанавливаются фильтры, которые улавливают пыль и другие загрязнения. Они необходимы для того, чтобы элементы теплообменника не забивались жировыми и пылевыми «пробками». Такие фильтры нуждаются в периодической очистке или замене. Если этого не делать, то при работе устройства будет создаваться сопротивление воздушному потоку, что может привести к сбоям и поломке вентиляторов.

Блок рекуперации, дополнительные системы и управление. Основной объём вентиляционной установки занимает рекуператор (в одном устройстве может быть установлен один или несколько таких блоков). Если установку предполагается эксплуатировать в местности с суровым климатом, где часты сильные морозы, то одного рекуператора будет недостаточно для сохранения комфортной температуры в помещении – в вентиляции должен присутствовать электрический нагреватель.

Приточно-вытяжная вентиляция также может быть оснащена дополнительными системами – увлажнителем воздуха, ионизатором, датчиками СО2, генератором холодной плазмы и другим оборудованием. Современные модели вентиляций имеют электронный блок управления, с помощью которого можно устанавливать нужные режимы работы.

Чтo нeoбxoдимo yчитывaть в paбoтe paзличныx мoдeлeй oбopyдoвaния

Каждая система рекуперации воздуха для частного дома имеет свои сильные стороны и области применения.

Система вентиляции в частном доме с рекуперацией включает в себя не только поддержание температурных и влажностных показателей, но и устранение неблагоприятных запахов. На рынке представлен разнообразный выбор моделей, которые отличаются функциональными особенностями и способом установки.

Например, вытяжка, установленная в вентиляции, позволяет удалять копоть, запахи и жир. Таким образом, в помещение поступает чистый воздух, а на мебели не оседает жирная пыль. Такие условия благотворно влияют на наше самочувствие и облегчают уборку.

Пластинчатый теплообменник

Конструкция теплообменника такова, что потоки воздуха не смешиваются благодаря металлическим пластинам, разделяющим потоки воздуха. Это простое техническое решение обеспечивает более эффективный теплообмен. Строительство таких устройств не требует больших инвестиционных затрат. Благодаря отсутствию движущихся частей, такое устройство будет работать относительно долго. В настоящее время эффективность таких устройств достигает 60-65%.

Элементы изготовлены из алюминиевых сплавов. Они не подвергаются коррозионным изменениям и характеризуются высоким коэффициентом теплопроводности.

Вращающаяся система

Рекуператор жидкости в офисном здании

В данном типе оборудования смешивается небольшая часть воздушных потоков, так как воздушные потоки изолируются щетками с мелкими щетинками. Роторная система занимает большую площадь, чем пластинчатая, но при этом обладает высокой эффективностью (до 86% в лучших моделях). Вращающаяся крыльчатка и приводящий ее в движение ремень снижают общую надежность устройства и увеличивают энергетические затраты на регенерацию.

Схема регенерации жидкости для офисного помещения

Эти модели стоят дорого и не имеют более высокого КПД, чем аналогичные устройства. Основным положительным отличием является возможность размещения отдельных блоков на большом расстоянии друг от друга. Поэтому жидкостные охладители в основном используются в больших коммерческих зданиях. В частных домах для рекуперации воздуха в доме обычно используется пластинчатый или лопастной рекуператор.

Бризер

Система рекуперации воздуха для частного дома и охладитель различаются по своему назначению. Назначение охладителя – нагревать воздух. В нем отсутствует процесс теплообмена, поэтому для повышения температуры воздуха требуется много электроэнергии.

Компактная модель рекуператора

Данная модель представляет собой рекуператор типа местной вентиляции в односемейном доме. Стоит подумать о его использовании. Компактные модели могут быть установлены в стенах различных помещений. Они работают отдельно, поэтому их не нужно подключать к центральной установке, которая задает и контролирует все устройства.

В таких моделях два воздушных потока движутся синхронно друг с другом благодаря встроенным вентиляторам. Изменение эффективности работы осуществляется с помощью пульта дистанционного управления. В ночное время устройство можно переключить в бесшумный режим.

Для предотвращения замерзания предусмотрены специальные каналы, по которым проходит часть теплого воздуха. Однако эта защита действует только до температуры -15ºC. Активация режима вытяжки помогает удалить иней и лед с поверхности теплообменника. В этом режиме также удается очистить воздух в помещении от удушливого дыма и других примесей.

Встроенный фильтр защищает от проникновения загрязняющих веществ извне: его ячейки имеют такой размер, что не блокируют поток воздуха, но препятствуют проникновению насекомых и растительного помета. На внутренней стороне рекуператора имеется съемная крышка для обслуживания.

Роторные рекуператоры

В корпусе данного вида расположен цилиндрический ротор – подвижная вращающаяся деталь, состоящая из профилированных пластин. Передача тепла осуществляется во время вращения. Так как система открытая, воздух в ней частично смешивается (на 5-7%), поэтому их не устанавливают в медицинских учреждениях.

Скорость вращения влияет на уровень рекуперации её можно регулировать вручную. КПД – до 75-90%.

Наледь на роторных рекуператорах практически не бывает, зато из-за наличия движущихся деталей прибор требует более тщательного и сложного обслуживания.

Кроме того, запахи и частички пыли могут разноситься по помещению, а сам прибор занимает много места.

Что такое рекуперация тепла?

В рекуператоре воздуха производится отдача тепла отработанных газов. Два потока, разделены стенкой, через которую происходит теплообмен между двигающимися потоками воздуха в постоянном направлении. Важная характеристика оборудования – это уровень КПД рекуператора. Это значение для разных видов оборудования, находится в промежутке 30-95%. Это значение находится в прямой зависимости от:

• конструкции и разновидностей рекуператора;
• разности температур нагретого выходящего воздуха и температуры носителя за устройством теплообменника;
• ускорения продвижения потока по теплообменнику.

Достоинства и недостатки системы вентиляции с теплообменником

Такое оборудование позволяет:

• производить постоянную смену воздушных масс в помещении различных по площади;
• при потребности жильцов, возможна подача подогретого потока;
• происходит постоянная очистка поступающего кислорода;
• по желанию, возможна установка оборудования с возможностью увлажнения воздуха в помещениях, в таких системах предусмотрен канал, для удаления конденсата;
• при рекуперации тепла и подборе достаточного по мощности оборудования, возможно значительное сокращение затрат на оплату за электроэнергию.

Среди недостатков системы можно выделить несколько пунктов:

• повышенный уровень шума при работе вентиляторов;
• при установке дешевой техники, отсутствует возможность охлаждать поступающий воздух в жаркий период;
• требуется постоянно контролировать и отводить конденсат.

Принцип работы системы вентиляции

Такая вентиляция с рекуперацией тепла позволяет, понизить нагрузку на систему кондиционирования зданий в жаркий период года. Кондиционированный воздух из помещения, при прохождении через теплообменник понижает температуру атмосферного потока с улицы. В зимний период, по такой схеме проходит нагрев забортного потока.

Особенно актуальна установка в зданиях с большой площадью и общей системой кондиционирования. В таких местах уровень воздухообмена может превышать 700-800 м3/ч. Такие установки имеют внушительные габариты, поэтому потребуется подготовить отдельное помещение в подвале, на цокольном этаже или чердачном помещении. Если необходима установка на чердаке, его потребуется сделать дополнительную звукоизоляцию и предотвратить потери тепла и образование конденсата в воздуховодах.

Система вентиляции с рекуперацией изготавливается нескольких видов, разберем достоинства и недостатки каждого из них.

Установка своими руками

Установить приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла достаточно просто. Для этого нужно соблюдать ряд простых правил и рекомендаций. Самый простой и доступный вариант для самостоятельного изготовления – это рекуперативный элемент пластинчатого типа, проектирование и изготовление которого необходимо осуществлять в правильном порядке.

1. Из тонкого листового металла вырезаются пластины теплообменника, размером примерно 20 на 30 см. Делать это лучше всего при помощи электрического лобзика, чтобы на краях пластин не оставалось заусениц.
2. Из дерева, текстолита или технической пробки делается рамка, которая устанавливается между пластинами. Толщина рамки должна составлять не более 3 мм.
3. Конструкция склеивается при помощи герметика, который не вызовет коррозию материалов.
4. Из металла, пластика или жести делается корпус для системы, изнутри он утепляется при помощи минеральной ваты или другого материала с похожими свойствами.
5. В корпусе проделываются два отверстия с противоположных сторон, к ним прикрепляются пластиковые фланцы, диаметр которых должен быть равен диаметру труб для отвода и притока воздуха.
6. Приделывается трубка для отвода конденсата из корпуса.

Как видно из описанного выше, простая реверсивная рекуперативная система вентиляции своими руками для обеспечения качественного воздухообмена изготавливается довольно просто. При проектировании следует учитывать габариты и назначение помещения, количество постоянно находящихся в нем человек и другие важные параметры.

Своими руками достаточно просто можно изготовить трубчатый рекуператор, при использовании которого образуется меньше конденсата.

Приобрести можно здесь: https://aqua-life.ua/category/rekuperatory/

Вентиляция с рекуперацией воздуха – очень эффективная и довольно простая система, при помощи которой можно одновременно обеспечить вентиляцию в помещении, а также обогрев или охлаждение входящего воздуха.

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

Как сделать рекуператор своими руками.

Если вы все же решили попробовать свои силы в создании рекуператора для дома своими руками, то рекомендую обратить свое внимание на следующие его виды

1. Пластинчатый рекуператор своими руками.

Его главной и, пожалуй, самой сложной в изготовлении частью является пластинчатый теплообменник, основное предназначение которого — проводить потоки в разные стороны, передавая энергию от одного к другому посредством плоских пластин.

Чаще всего такой теплообменник выполняют из квадратных платин, склеенных таким образом, чтобы между ними в перпендикулярном друг другу направлении проходили воздушные потоки. В качестве материла для пластин можно использовать:

• нетолстую оцинкованную жесть,
• нетолстые медные и алюминиевые платины.

Также возможен вариант изготовления их из обычной кухонной фольги и даже паропроницаемой мембраны, применяемой в кровельных работах.

Важнейшая задача в изготовлении такого теплообменника — это расположить пластины относительно друг друга на расстоянии 3-4 мм. Большее и меньшее расстояние нежелательно, так как при уменьшении промежутков увеличивается скорость образования и выход  конденсата, при обмерзании которого эти промежутки будут закупорены, а при больших промежутках снизится качество передачи энергии от одного потока другому.

Кстати, основная проблема такого вида рекуператора — это образование того самого конденсата. Для борьбы с ним придется либо подогревать входящий воздух при помощи мощных электрических калориферов, либо при помощи автоматики продувать аппарат только теплым воздухом (из помещения для растапливания льда).

2. Трубчатый коаксиальный рекуператор своими руками.

Это более простой, нежели предыдущий вариант, но он занимает гораздо больше места, поскольку его эффективность зависит непосредственно от его длины.

Для изготовления трубчатого коаксиального рекуператора тепла своими руками вам понадобятся:

• пластиковая канализационная труба диаметром порядка 160 мм и длиной 2 м.,
• алюминиевая воздушная гофра диаметром порядка 100 мм и длиной 4 м.

Кроме этого на оба конца пластиковой трубы необходимо будет одеть разветвители-переходники на 100 мм, так труба будет иметь с обеих сторон по два выхода с двумя отверстиями.

Внутрь пластиковой трубы спирально упаковывается полностью растянутая гофра, которая с обеих сторон герметично крепиться к одному из выходов разветвителей.

В результате мы получаем конструкцию через которую направляем при помощи вентилятора теплый отработанный воздух из помещения (через канал из алюминиевой гофры), а свежий воздух с улицы получаем через саму пластиковую трубу. При этом входящий воздух получит тепло, отдаваемое через нагретые теплым воздухом стенки гофры.

Из плюсов такой конструкции можно выделить основной — меньшая подверженность образованию конденсата, к тому же последний не приводит здесь к полной остановке действия системы, как в предыдущем варианте. Однако, как я уже отмечал выше, такому рекуператору требуется значительно больше места, что в условиях квартиры может послужить причиной отказа от данного варианта. Зато в условиях частного жилого дома такая установка имеет право на жизнь и применение.

Конечно, описанные конструкции  далеки от совершенства и требуют испытания и доработок, но даже применение таких, довольно простых, рекуператоров позволит вам снизить траты на отопление помещений в зимний период, одновременно обеспечив нормально функционирующую вентиляцию.

Рекуператор своими руками видео

Рекомендую прочитать:

Продажа домов в сельской местности. Алтай

Уклон кровли из профлиста.

Как утеплить крышу дома изнутри, чтобы не было конденсата?

Строительство дома из бруса.

Кратко о монтаже рекуператора

До установки приточно-вытяжной системы вентиляции выполняют первичный проект монтажа. Примерно оценивают рамки стоимости будущей работы. Изучив все особенности объекта, условия заказчика и возможности исполнителя, устанавливают точную цену. Потом составляют подробный проект с согласованной окончательной ценой.

Монтируют рекуператоры на стенах, потолках, крышах на полу. Располагают их, в каком угодно положении и на внешней стороне здания. Монтажный проём в стене выполняют диаметром до 250 мм алмазным инструментом. Рабочий модуль устройства находится в стене. На торце размещают вентиляционные решётки. Отверстие в стене располагают под наклоном около 3 градусов к фундаменту здания. Наружный патрубок должен выходить за поверхность стены не менее 5 см.

Монтаж крышного рекуператора выполняют по специальному проекту на несущей части перекрытия. Его устанавливают в круглую или квадратную конструкцию, изготовленную из оцинкованной стали. Или же в железобетонный стакан, закладываемый при строительстве здания. Его размер по диаметру 700—1450 мм. Перед монтажом рекуператора предварительно закрепляют кожух, защищающий от попадания в каналы посторонних предметов.

Для перемещения воздуха прокладывают два воздуховоды. Первый — главный, приточный. Он большего диаметра. Служит для забора и разделения потоков воздуха каждому потребителю. Второй — меньшего диаметра для отвода использованной атмосферы. С целью бесшумной эксплуатации и предотвращения образования конденсата трубопроводы полностью изолированы. Укрепляя трубы за подвешенным потолком, они «съедают» размер комнаты по высоте на 20 см. Большая протяжённость воздухопроводов, создаёт увеличенное сопротивление потоку воздуха. В таком случае устройство комплектуют дополнительными вентиляторами, поддерживающими необходимый напор.