Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла
Для сохранения внутреннего тепла помещения необходимо приточно-вытяжную вентиляцию оснастить теплообменником — рекуператором воздуха, который будет утилизировать тепло исходящего из помещения потока воздуха, отдавая его приточному. Такие системы широко используются в Западной Европе, обеспечивая строительство зданий с уровнем теплопотерь в 5-10 раз меньшим по сравнению с обычным жилым фондом. За счет утилизации тепла вытяжного воздуха экономят до 70% затрат на отопление и таким образом окупаются в кратчайшие сроки, как правило, это 3-5 лет.
Энергия вентиляционных выбросов в современных зданиях достигает 50% общего уровня теплопотерь, поэтому энергоэффективным называется здание, в котором помимо утепления ограждающих конструкций и установки герметичных оконных групп, используется энергия, возвращаемая в помещение путем утилизации тепла вентиляционных выбросов.
Технические характеристики
Рекуператор тепла состоит из корпуса, который покрыт тепло- и шумоизоляционными материалами и выполнен из листовой стали. Корпус прибора является достаточно прочным и способен выдерживать весовые и вибрационные нагрузки. На корпусе имеются отверстия притока и оттока, а продвижение воздуха по прибору обеспечивается двумя вентиляторами, как правило, осевого или центробежного типа. Необходимость их установки обусловлена значительным замедлением естественной циркуляции воздуха, что вызвано высоким аэродинамическим сопротивлением рекуператора. Во избежание всасывания опавших листьев, мелких птиц или механического мусора на приточное отверстие, расположенное со стороны улицы, устанавливается воздухозаборная решётка. Такое же отверстие, но со стороны помещения, также оснащается решёткой или диффузором, равномерно распределяющим воздушные потоки. При монтаже разветвлённых систем к отверстиям монтируются воздуховоды.
Кроме того, входные отверстия обоих потоков оборудуются фильтрами мелкой очистки, предохраняющими систему от попадания пыли и жировых капель. Это предохраняет каналы теплообменника от засорения и значительно продлевает срок службы оборудования. Однако установка фильтров осложняется необходимостью постоянного контроля за их состоянием, чисткой, а при необходимости их заменой. В противном случае забившийся фильтр будет выступать в качестве естественной преграды воздушным потокам, ввиду чего сопротивление им возрастёт и вентилятор сломается.
По типу конструкции фильтры рекуператоров могут быть сухими, влажными и электростатическими. Выбор нужной модели зависит от мощности прибора, физических свойств и химического состава отводимого воздуха, а также от личных предпочтений покупателя.
Помимо вентиляторов и фильтров, в состав рекуператоров входят нагревательные элементы, которые могут быть водяными и электрическими. Каждый нагреватель оснащён температурным реле и способен автоматически включаться, если тепло, выходящее из дома, не справляется с подогревом входящего воздуха. Мощность нагревателей выбирается в строгом соответствии с объёмом помещения и рабочей производительностью вентиляционной системы. Однако в некоторых приборах нагревательные элементы лишь защищают теплообменник от промерзания и на температуру входящего воздуха влияния не оказывают.
Водяные элементы нагревателя более экономичны. Это объясняется тем, что теплоноситель, который двигается по медному змеевику, поступает в него из системы отопления дома. От змеевика происходит нагрев пластин, которые, в свою очередь, отдают тепло воздушному потоку. Система регуляции водяного нагревателя представлена трёхходовым клапаном, открывающим и закрывающим подачу воды, дроссельным клапаном, уменьшающим или увеличивающим её скорость, и смесительным узлом, регулирующим температуру. Водные нагреватели устанавливаются в систему воздуховодов с прямоугольным или квадратным сечением.
Электрические нагреватели чаще устанавливают на воздуховоды с круглым сечением, а в качестве тэна у них выступает спираль. Для корректной и эффективной работы спирального нагревателя скорость воздушного потока должна быть больше либо равна 2 м/с, температура воздуха составлять 0-30 градусов, а влажность проходящих масс не превышать 80%. Все электронагреватели оснащены таймером работы и термореле, отключающим прибор в случае его перегрева.
Помимо стандартного набора элементов, по желанию потребителя в рекуператоры устанавливают ионизаторы воздуха и увлажнители, а наиболее современные образцы оборудованы электронным блоком управления и функцией программирования режима работы, в зависимости от внешних и внутренних условий. Панели приборов имеют эстетичный внешний вид, позволяя рекуператорам органично вписываться в систему вентиляции и не нарушать гармонию помещения.
Принцип действия ПВУ
Принцип действия приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла заключается в следующем. Нагретый воздух забирается посредством воздухозаборников в наиболее влажных помещениях (кухня, ванная, туалет, хозяйственное помещение и т. п.) и через воздуховоды удаляется наружу здания. Однако прежде чем покинуть здание, он проходит через теплообменник рекуператора, где оставляет часть тепла. Этим теплом нагревается забираемый снаружи холодный воздух (он также проходит через тот же теплообенник, но уже в другом направлении) и подается внутрь (гостиная, спальни, кабинеты и т. д.). Таким образом, внутри помещения происходит постоянная циркуляция воздуха.
Приточно-вытяжная установка с рекуператором может быть различной мощности и размеров — это зависит от объемов вентилируемых помещений и их функционального назначения. Самая простая установка представляет собой изолированный термически и акустически и заключенный в стальной корпус набор взаимосвязанных между собой элементов: теплообменник, два вентилятора, фильтры, иногда подогревающий элемент, система удаления конденсата (блок автоматики, элементы электросхемы и воздуховоды в данном контексте не рассматриваются).
Через теплообменник в процессе работы установки проходят два потока воздуха — внутренний и наружный, которые при этом не смешиваются. В зависимости от конструкции теплообменника рекуператоры бывают нескольких типов.
Виды блоков рекуперации тепла
Рекуперация тепла в системе приточной вентиляции явление относительно новое и пока мало распространенное. Существует несколько типов устройств и большой выбор моделей по каждому виду. Приточно-вытяжная вентиляция с подогревом воздуха и рекуперацией выполняет следующие функции:
- Возврат тепловой энергии;
- Экономия топлива;
- Снижение стоимости оборудования;
- Обеспечение экологических норм;
- Сокращение транспортных расходов;
- Снижение стоимости газоочистки;
- Снижение затрат на систему отопления.
Роторный (барабанный)
Теплообменник подходит для местности с суровым климатом. Барабан изготовлен из фольги алюминия. Поступательными движениями тепло переходит от вытягиваемого к подаваемому воздуху:
- Тепло передается подаваемому воздуху;
- Смешивание потоков составляет менее 0,1%;
- Возвращается теплый и увлажненный воздух.
Помещения меньше высыхают. Полезная мощность составляет 92%.
Пластинчатый перекрестный рекуператор
Предназначен для местности с мягкими погодными условиями. Встречные потоки пластинчатого рекуператора разделяются алюминиевой фольгой.
- Тепло передается подаваемому воздуху;
- Формируется конденсат;
- Необходим отвод воды.
Тепло удаляемого воздуха через алюминиевые пластины нагревает подаваемый воздух. На пластинах теплообменника конденсируется влага, которая попадает из помещений.
Во время отогрева КПД теплообменника равна нулю, тепловозврат не происходит. Общая эффективность вентиляционной установки падает. Система возвращает до 95% тепла.
Тепловые трубки
Данный вид производится как герметично запаянная трубка из материала с хорошей тепловой проводимостью. Внутрь заливается фреон. Рекуператор помещается в воздуховод вертикально (допустимо устанавливать под небольшим градусом). Нижний конец помещается в вытяжке, верхний в приточной вентиляции.
Теплый воздух проходит по нижнему воздуховоду по дну трубки. Фреон закипает, пары поступают в верхнюю часть и встречаются с приточным воздухом, забирая тепло от фреона. Конденсат оседает на дно трубки, цикл повторяется. Достоинство: нет движущихся частей. Недостаток: слабая работоспособность, система работает на фреоне.
Устройство с промежуточным теплоносителем
В качестве теплоносителя используется вода или специальный раствор.
- Два теплообменника сообщаются между собой трубопроводами;
- Один из них находится в канале, который вытягивает воздух и получает теплоту;
- Теплота через теплоноситель переходит во второй теплообменник, размещенный в канале приточного воздуха, где происходит нагрев.
Потоки не смешиваются друг с другом, но промежуточный теплоноситель снижает эффективность работы до 50%. Дополнительно КПД можно увеличить насосом. Достоинство промежуточных теплоносителей в том, что теплообменники можно устанавливать на расстоянии друг от друга. Монтаж производится в вертикальном и горизонтальном положении.
Грунтовый теплообменник
Стоимость эксплуатации системы снижается на 5-10%. Если нет грунтового теплообменника, воздух, попадающий в систему рекуперации, проникает непосредственно с улицы. С грунтовым теплообменником на глубине порядка двух метров в земле прокладывается труба. Температура воздуха ниже промерзания грунта остается всегда стабильной в районе +10◦C.
Воздух проходит по трубе в земле и попадает в рекуперацию тепла. Разницу температур компенсировать гораздо проще. ТЭНы включаются реже, экономия тепла становится больше.
Грунтовый теплообменник необходимо делать по проекту. В зависимости от площади дома подбирается система рекуперации, которая определенный объем воздуха забирает с улицы и, проводя через весь грунтовый теплообменник, его разогревает. Важно обратиться к опытному проектировщику. Именно он сможет рассчитать длину и глубину канала.
Технические характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе
- Металлические устройства эффективны в эксплуатации до -10ºС. При пониженных температурах работоспособность заметно снижается. Вследствие чего применяется электрические преднагревательные элементы;
- При выборе следует изучить толщину корпуса, материал мостиков холода. Толщина 3 см подлежит дополнительной изоляции, когда температура на улице станет ниже -5ºС. Вдвойне придется использовать изоляционный материал, если каркас сделан из алюминия;
- Следует обращать особое внимание на показатели свободного напора вентиляторов. Может случиться так, что на 500 м3 напор может полностью отсутствовать. Об этом потребители узнают, как правило, когда рекуператор выходит из строя;
- Большой плюс, когда к автоматической системе можно подключить дополнительные функции. Благодаря усовершенствованной автоматике, снижаются издержки в эксплуатации и повышается работа всего прибора;
- Основной показатель для принятия решения, на каком рекуператоре остановить свой выбор – это вентиляционный напор и мощность. Предварительно делается расчет, сколько воздуха должно поступать в дом за один час.
Рекуператоры, монтируемые на крышах
Эти вентиляционные агрегаты используют на объектах с большим рабочим пространством. Они фильтруют, подогревают и подают в здание воздух. Температуру воздуха регулируют канальным нагревателем или охладителем. Его приток осуществляется частично или в полном объёме через пластинчатую конструкцию рекуператора.
Характеристика
Устанавливают такие приточно-вытяжные системы вентиляции на кровельных перекрытиях зданий через проделанные в них отверстия. Рекуператоры вытягивают собираемый под потолком использованный воздух и выбрасывают в атмосферу, а его тепло передаётся мощной входящей струе. Подачу воздуха направляют сразу под потолок или направляют в рабочую зону. Рекуператор может быть составным узлом в общей схеме вентилирования всего объекта. Устройство простое в эксплуатации.
Конструкция
Модели агрегатов изготавливают разной мощности, которую измеряют объёмом проходящего воздуха в кубических метрах за час. Основанием устройства служит каркасно-панельная конструкция из алюминиевых профилей. Оптимальная толщина листов теплообменника около 0,2 мм. Для звуковой и тепловой изоляции стенки корпуса заложены минеральной ватой. Рекуператоры комплектуют для подогрева электрическими, водяными и газовыми секциями. Достигаемая эффективность — около 65%. Монтаж приточно-вытяжной вентиляции не вызывает каких-либо трудностей. Для этого необходимо выполнить в кровле окно и укрепить конструкцию — «стакан» для правильного распределения нагрузки. Установка рекуператора на крыше не занимает полезный объём здания.
Рекуператор с водяной циркуляцией
Характеристика
Тепловым энергоносителем является вода или антифриз, поступающий в приточное устройство из отдельно размещённого вытяжного теплообменника. Работа рекуператора с водяной циркуляцией сходственна с течением водяного обогрева. Полезность действия пластинчатого теплообменника с водяной циркуляцией достегает 50—65%.
Приточно-вытяжную вентиляцию с рекуператорами такого типа применяют редко, когда есть возможность собрать теплообменную магистраль. Работа этой системы требует частого контроля. Слабым местом является наличие насоса, обеспечивающего циркуляцию теплообменного вещества. А также дополнительных узлов, регулирующих работу системы. Они увеличивают расход электроэнергии. При большом удалении приточного и вытяжного теплообменников применять такой вариант нецелесообразно. Рекуператор выполняет только функцию теплообмена без трансформации влаги.
Конструкция
Основными узлами приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуперацией тепла являются два теплообменника. Они установлены отдельно в приточном и вытяжном воздуховоде. Соединяют их изолированным гибким трубопроводом. Он допускает более лёгкий выбор места размещения узлов и монтажа системы. Рекуператор с водяной циркуляцией комплектуют насосом, расширительным баком, контроллером, индикатором давления. Температурными датчиками. Воздушными, предохранительными и управляющими клапанами. При устройстве единой системы рекуперации возможны соединения нескольких теплоносителей. Разные пути вытяжки и притока воздуха обеспечивают работу рекуператора без образования следов обледенения. Исключён перенос загрязнений выходящим воздухом входному потоку.
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.
Вышеприведенные проблемы стоит учитывать при выборе теплообменника, которые существует несколько десятков видов.
Эксклюзивные условия по цене на 
