Вентиляционные системы с разными видами рекуператоров

Принцип работы и область применения

Слово «рекуперация» происходит от латинского recuperatio — «обратное получение». Приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением на любом объекте: в частном доме, в квартире, производственном цеху, выставочном зале работает по единому принципу. Внутрь поступает свежий воздух, замещающий собой отработанный, который в свою очередь удаляется через систему вытяжек. В осенне-зимний период его надо нагревать, летом – охлаждать. На это затрачивается много энергии.

Часть энергии посредством отработанного теплого или охлажденного воздуха удаляется «в атмосферу». Установки для рекуперации передают энергию от выходящих потоков к входящим. Проще говоря, воздух нагревается или охлаждается за счет отработки.

Схема работы

Простейшая схема аппарата — это блок, где рядом проходят приточные и вытяжные воздуховоды. Специальный теплообменник нагревает приточку за счет вытяжки — таким образом снижаются затраты на отопление.

Вентсистемы с рекуперацией применяются в жилых, общественных и производственных зданиях, где используется принудительная приточно-вытяжная система вентиляции. Причина применения – возможность избежать больших тепловых потерь, достигающих до 60%. Даже современные, с минимальной теплопроводностью, ограждающие конструкции не способны сохранить энергию, которая «выдувается в атмосферу».

Что это такое

Принцип работы

Говоря пара упрощенно, перед нами простой теплообменник. Он отбирает часть тепла у отработанного воздуха, удаляющегося через систему вытяжной вентиляции, и отдает это тепло воздушному потоку в приточном канале. Цель достаточно очевидна: вентиляция дома с рекуперацией тепла призвана сократить затраты на отопление жилья.

Уточним: в летнюю жару рекуперация снизит и затраты на кондиционирование воздуха. Теплообменник способен работать в обе стороны: тепло отдается как от вытяжного канала приточному, так и от приточного вытяжному.

Неприятности

Потенциальных неприятностей, которые связаны с рекуперацией, не так уж большое количество.

Часть из них в большинстве случаев решает производитель, часть есть головной болью потенциального клиента.

• Конденсат. При прохождении отработанного воздуха через довольно холодный теплообменник на нем неизбежно будет конденсироваться влага. Хуже того: при температурах значительно ниже нуля оребрение будет обмерзать, катастрофически снижая эффективность работы устройства.
• Энергоэффективность. Фактически все вентиляционные установки с рекуперацией тепла энергозависимы. Разумеется, что их приобретение будет осмысленной только в том случае, если они будут экономить намного больше энергии, чем тратить.
• Период окупаемости. Если он превышает 10-12 лет — рекуператор делается вызывающим большие сомнения приобретением: за это время, в большинстве случаев, какие-то части конструкции (как минимум вентиляторы) потребуют замены, что увеличит накладные затраты. Период окупаемости в 20 лет конкретно показывает, что приобретение тщетна.

Рекуператор своими руками

Принудительная вентиляция гаража является на сегодня хотя и довольно дорогой, но в тоже время и самой эффективной системой воздухообмена, предназначенной для создания комфортных условий в гаражном помещении. В том случае, если у вас установлена вентиляция подобного типа – вы сможете воспользоваться определёнными ресурсами, скрытыми в самом принципе работы такой системы.

Под скрытыми ресурсами в данном случае следует понимать возможность рекуперации воздушных потоков, формируемых в оборудовании описанного выше типа.

Понятие рекуперации, рассматриваемое в приложении к воздухообменным процессам, предполагает частичный возврат тепла от удаляемых вытяжных потоков воздуха более холодным, приточным воздушным массам с целью его повторного использования.

Важно

Для реализации такого обмена необходимо встроить в систему вентиляции специальное теплообменное устройство (рекуператор), в котором бы эти разнонаправленные потоки воздуха смогли пересекаться между собой.

В этой статье мы рассмотрим вопрос о том, как обустроить в личном гаражном хозяйстве рекуператор своими руками, то есть попытаться максимально использовать всю накапливаемую в помещении тепловую энергию.

К настоящему времени специалистами разработан целый ряд конструкций рекуператоров, среди которых наибольшее распространение получили устройства следующих типов:

• устройство рекуперации с теплообменником пластинчатого типа;
• рекуператор с теплообменником роторного типа;
• водяное рециркуляционное устройство.

Установлено, что наиболее подходящим для самостоятельного изготовления вариантом является рекуператор пластинчатого типа, являющийся к тому же самым дешевым и простым в обслуживании. Вот почему все последующие главы мы посвятим именно этому типу теплообменника.

Пластинчатый тип

Изготовление устройства рекуперации воздуха следует начинать с подбора подходящего для него материала, в качестве которого можно использовать как листы оцинкованного железа, так и обычный текстолит (теплопроводность выбранного материала практически не влияет на эффективность работы рекуператора).

Сборка внутренней начинки рекуператора производится, как правило, в следующей последовательности:

1. Подготовьте комплект пластин размером примерно 20х30 см, которые затем будут собираться в рабочие секции. В качестве прокладок, задающих промежутки между пластинами ячеек, вы можете использовать заготовки из технической пробки.
2. Для образования рабочей секции вам необходимо будет сложить несколько пластин в одну пачку, проложив их с помощью прокладок, закреплённых на полиуретановый клей. Расстояние между соседними пластинками не должны быть менее 4 мм; при меньших значениях они будут препятствовать свободному движению воздушного потока, скорость которого в устройстве должна быть чуть больше 1 м/сек.

По окончании сборки секции все имеющиеся в ней монтажные щели необходимо будет залить силиконовым герметиком, приготовленном на основе нейтральных составляющих.

Порядок окончательной сборки устройства

Внешний вид самодельного рекуператора пластинчатого (перекрёстно-точного) типа изображён на рисунке, приведённом выше.

Для окончательной сборки устройства вам необходимо будет произвести следующие операции:

1. В качестве корпуса для рекуператора вы можете использовать любой подходящий по размеру жестяной короб.
2. В одной из торцевых рёбер этого короба проделываются два отверстия под фирменные пластиковые фланцы, которые свободно можно приобрести в любом специализированном магазине. Естественно, что размеры этих отверстий должны соответствовать сечению приточной и вытяжной труб гаражного воздуховода.
3. После высыхания силикона готовый пакет пластин можно будет уложить в жестяной короб и тщательно зафиксировать его там любым удобным для вас способом. Все имеющиеся монтажные щели можно заделать с помощью того же герметика. 

Таким образом, вы получите устройство, на входе которого (в пространстве между пластинами) образуются перекрёстные потоки тёплого и холодного воздуха. Нагретый за счёт вытяжных (тёплых) потоков приточный (холодный) воздух поступает затем в гаражное помещение через выходные отверстия в пластинах, а отдавший часть тепла отработанный поток выводится наружу через специальный люк.

Для получения требуемой эффективности работы устройства суммарная площадь всех пластин рекуператора не должна быть менее 3,3 м2.

Короб самодельного устройства можно изготовить также и из шлифованных МДФ — панелей, имеющих толщину порядка 2 см или из простого бруса. Для повышения герметичности устройства, а также в целях снижения шумов работающей системы внутреннюю поверхность его стенок следует проложить пластинами из минеральной ваты.

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем

Принцип действия во многом сходен с пластинчатым рекуператором, только в качестве теплообменника выступает замкнутый трубчатый контур с циркулирующей по нему водой или водно-гликолиевым раствором (промежуточным теплоносителем). Интенсивность теплообменных процессов регулируется скоростью циркуляции теплообменной жидкости. Рекуператор является полностью замкнутым и исключает возможность смешения воздушных потоков вентиляции. Недостаток – относительно низкая эффективность, максимальный возврат тепла составляет всего 45-60%.

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Квартирное теплоэнергетическое устройство будет лучшим приобретением, особенно если жилище находится в большом городе или центре мегаполиса. Автомобильные и промышленные газы, уличный шум, жара или холод навсегда останутся снаружи помещения. Аппарат не только добавит в квартиру массу чистого воздуха, но и позволит сэкономить на отоплении, вентиляции и очистке входящего атмосферного потока. Это достигается путем простого обмена тепла между приточными и вытяжными потоками, прошедшими через теплоизоляционный короб с очистительным фильтром.

Схема обмена воздуха через рекуператор

Расчет рекуператора

Произвести расчет требуемого теплоэнергетического устройства можно самому, не прибегая к услугам специализированных компаний. Вычисление КПД и эффективности аппарата обуславливается знанием затрат электроэнергии на приточные или вытяжные массы. Формула расчета такова:

Q = 0,335 x L x (t1 – t2),

где L – расход воздушных масс, t1 – температура притока, t2 – температура исходящих масс, 0,335 – региональный коэффициент.

Вычисление эффективности производится по такой формуле:

E = Q x n,

где: Q – энергетические или электрические затраты на подогрев или охлаждение струи, n – КПД устройства.

Схема подачи теплого воздуха через рекуператор

Рекуператор ПРАНА

Данный производитель теплоэнергетического и вентиляционного оборудования находится на рынке более 15 лет. Его оборудование имеет большой срок службы, высокую эффективность и приемлемые цены.

Монтажный комплект рекуператора ПРАНА

Эксплуатационные характеристики аппарата:

• тип – пластинчатый;
• потребление электроэнергии – 5-90 B/час, в зависимости от модели;
• уровень шума – 25-140 дБ;
• длина агрегата – 500 мм;
• площадь обслуживания – от 60 м?;
• входящая струя – 115-650 м?/ч;
• исходящая струя – 105-610 м?/ч;
• КПД – 79-80%, в зависимости от модели.

Рекуператор ПРАНА имеет относительно небольшие габариты

Весь модельный ряд комплектуется дистанционным пультом управления, работает при температуре атмосферной среды от -15 до 45°C. Относительно невысокая цена рекуператора воздуха, существенное удержание заданной температуры при подогреве или отоплении и небольшие габариты делают данное устройство одним из самых популярных, что подтверждают многочисленные положительные отзывы. Рекуператор  Прана можно встроить в стену комнаты или установить на улице. Монтаж аппарата довольно легкий и осуществляется в течение 2-3 часов.

Система подогрева воздуха через теплообменник рекуператора

Рекуператоры MARLEY

Компактный немецкий утилизатор тепла оснащен керамическим теплообменным элементом, позволяющим проводить эксплуатацию устройства даже при температуре -30?C. Его промывка и очистка воздушных фильтров представляет собой простую операцию, которую может осуществить обычный пользователь. Продолжительность беспрерывной работы составляет около 6 месяцев, по истечении данного периода засветится контрольная лампочка. Эксплуатация устройства недалеко от автомобильных дорог или в центральной части города заставит прибегать к более частой очистке. Данная операция не занимает много времени и составляет 15-20 минут.

Купить рекуператор воздуха для дома, цена которого составляет 24000 рублей, можно в специализированном магазине. При довольно умеренной стоимости аппарат имеет следующие эксплуатационные характеристики:

три фазы мощности – 15, 25 и 40 м?/ч;

потребляемая электрическая мощность – от 3,5 до 8 Вт;

ротор электродвигателя – бесщеточный;

уровень шума – 22, 29 и 35 дБ;

утилизация теплоты – 80-85%;

площадь обслуживания – от 60 м?;

внешние размеры – 285-500 мм. Небольшие габариты агрегата позволяют установить его в стене.

Рекуператор MARLEY

Новая линейка производителя Marley – рекуператор menv 180, который отличается от предыдущих аналогов низким потреблением электроэнергии – всего 3 Вт. Приятными функциональными дополнениями являются:

• контроллеры температуры, углекислого газа и влажности;
• улучшенная аэродинамика;
• низкий уровень шума;
• гидроизолирующее покрытие для работы во влажных жилых или нежилых помещениях;
• высокая категория очистки приточной струи.

Рекуператор MARLEY очень экономичный в использовании электроенергии

Управление рекуператором

Как правило, рекуператоры служат активным элементом принудительной системы вентиляции или как минимум подразумевают возможность регулировать интенсивность воздухообмена. Можно назвать несколько способов наладить взаимодействие между рекуператором и остальными компонентами.

В самом простом случае рекуператор не имеет устройств принуждения потока, но при этом оснащается регулируемой заслонкой. Она необходима, чтобы обеспечивать корректное соотношение между пропускной способностью теплообменника и текущей мощностью вентилятора в зависимости от места расположения последнего. В одном случае встроенный в рекуператоре блок управления регулирует скорость вращения вентилятора, но также возможен вариант, где используется ПЛК со встроенным пропорциональным регулятором, настройка которого проводится опытным путём.

   ПЛК для управления вентиляцией

В другом случае рекуператор служит единственным устройством принуждения потока и, соответственно, только скорость работы его вентиляторов определяет интенсивность воздухообмена. Для таких устройств предусмотрено ручное переключение режимов, а также внутренние алгоритмы управления, оптимизирующие теплообмен в зависимости от текущей разницы температуры. Самые совершенные в плане эргономики установки подключаются к системе общедомовой автоматизации и самостоятельно подстраивают производительность в зависимости от количества людей или опираясь на данные комнатных газоанализаторов.

Как сделать пластинчатый рекуператор своими руками?

Материалы для пластин

При выборе материала для изготовления кассеты самого пластинчатого теплообменника, принципиальной разницы, из чего набирать пластины, нет. Подойдёт:

• тонкий лист алюминия или меди;
• тонкая кровельная оцинковка;
• листовой текстолит или гетинакс;
• другой вид пластика.

На теплообмен теплопроводность материала пластин почти не влияет. Сколько нужно? Зависит от количества собираемых кассет. Для одной хватит около 4 квадратных метров. Если, руководствуясь изложенной выше теорией, захочется повысить КПД, нужно в два раза больше для кассеты того же размера. Можно сделать и одну, но большую. Однако требования по удалению возможного конденсата из корпуса не позволят «уложить» кассету на бок и придётся искать место для установки.

Понадобится уголок для стоек обоймы кассеты и фланцев. Перекладывать пластины можно проолифленной рейкой, полосовой технической пробкой. Если есть возможность, подготовленные для пластин заготовки можно штамповать в п-образные заготовки с высотой бортика от 4 до 5 миллиметров. Той же толщины должны быть рейки и пробковая полоса, ширина их до 10 миллиметров.

Материал для изготовления корпуса

• металлический лист или фанера;
• МДФ толщиной до 20 миллиметров;
• брусок для каркаса;
• метизы для крепежа;
• минеральная вата;
• силиконовый герметик.

Пошаговые действия

1. Сначала аккуратно нарезаются пластины квадратной формы. Сторона до 300 миллиметров. Важно выполнить все пластины одинакового размера, стараясь не деформировать их края. Лучше всего пользоваться электроинструментом, разрезая несколько листов, сложенных пачкой. Всего нужно около 70 таких заготовок на кассету. На противоположные края квадратов наклеиваются рейки или пробка, нарезанные по размеру стороны пластины. На последний лист ничего не клеится. Клею даётся время высохнуть. Подготовленные заготовки склеиваются в кассету. Для чего клеем намазываются верхние стороны реек или полос пробки, а каждый последующий лист укладывается с поворотом на 90 градусов. Завершает набор пластина без прокладок. Получится кассета с чередующимися каналами, направленными перпендикулярно друг другу — будущий теплообменник.
2. Кассета стягивается каркасом из уголка. В щели заполняют силиконовый герметик. На сторонах кассеты выполняются крепления для фланцевых соединений. Нужно учесть, что кассета должна располагаться вертикально на одном из углов квадрата, образуя равносторонний ромб. В нижней её части будет скапливаться образующийся конденсат. Тут предусматривается дренажное отверстие с трубкой отвода скопившейся влаги. Как говорилось выше, в одном корпусе может быть установлено более одной кассеты теплообменника для большего КПД. В этом случае, вторая должна иметь такие же габариты, как и первая. Их смежные углы должны плотно соприкасаться, не допуская щелей и просветов. Снизу и сверху на стык поместить силиконовый герметик.
3. Подготовленная кассета вставляется в корпус. Его внутренняя высота и длина равны диагонали квадрата (если используется одна кассета), а ширина — толщине набора пластин. В стенках корпуса, напротив соответствующих сторон кассеты, выполняются отверстия для крепления пластиковых фланцев под воздуховоды. Устанавливать теплообменник нужно в специальные направляющие из уголка, укреплённые на стенках корпуса. Кассета получается съёмной, что важно для её обслуживания.
4. Для входящих потоков нужно предусмотреть возможность установки простейших съёмных кассетных фильтров. На внутреннюю поверхность стенок корпуса крепится минеральная вата толщиной около 4 сантиметров. Для обеспечения принудительной вентиляции устанавливаются вентиляторы, позволяющие регулировать скорость вращения.

Видео: изготовление рекуператора в домашних условиях

Часть 1: сборка корпусаЧасть 2: пластиныЧасть 3: монтаж

Для создания благоприятного микроклимата в доме или квартире, помещения нужно регулярно проветривать. Чтобы обеспечить баланс свежего воздуха и влажности нужно обеспечить жилище хорошей вентиляцией. Установка рекуператора решит эту проблему и кроме того, сэкономит энергоресурсы.

Похожие записи: Теплообменник пластинчатый: виды, конструктивные особенности и принцип работы Теплообменники для отопления Рекуператор воздуха: что это?

Нормативы для вентиляционных систем

Рекомендуемые параметры воздухообмена зависят от различных условий и прописаны в соответствующих нормативных актах, которые обязательно учитываются при проектировании. В общем виде для бытовых помещений, когда на одном этаже сосредоточены комнаты разного назначения, за час должно смениться такое количество воздуха:

• рабочий кабинет – 60 кубов;
• общие гостиные или залы – 40 кубов;
• коридоры – 10 кубов;
• санузлы и душевые – 70 кубов;
• курительные комнаты – свыше 100 кубов.

В жилых комнатах обмен воздушной массы рассчитывается на одного человека. В час он должен составлять более 30 кубов. Если расчет производится исходя из жилой площади, то норматив составляет 3 куба на 1 метр.

Для нежилых помещений средний норматив составляет 20 кубов на метр площади. Если площадь велика, то вентиляционные системы включают многокомпонентную систему парных вентиляторов.

Рекуператор: нужен или нет

Мы уже обсудили, как подобрать рекуператор воздуха и установить его, а вот о главном так и не поговорили. Зачем нужен такой прибор? Главный ответ – это чтобы не открывать окна и в доме был свежий воздух. Для больших городов это удобно, так как вместе с воздухом из форточки в помещение попадает пыль, выхлопные газы автомобилей и шум. В этом плане рекуператор очень даже полезная вещь, а как же экономия?

Скажем прямо, она немного преувеличена. Давайте смотреть на все реально, заявленный КПД, к примеру, 55% снижает на половину теплопотери через воздухообмен. Потери через стены и перекрытия не в счёт, так как рекуператор на них никак не влияет. Допустим, воздухообмен 200 м. куб в час – это по СНИПу для дома в 70 м. кв. Чтобы нагреть такой объём воздуха потребуется около 10 кВт тепловой енергии, а это 1,05 газа. Экономия в 50% сохранит 0,5 м. куб газа в час. Кубометр газа в Москве стоит 6 рублей, значит, рекуператор экономит 3 рубля в час, что в сутки составит 72 рубля (1 доллар).

Стоимость достойного рекуператора, который реально будет работать, стартует от 1 тыс. долларов – это самый простой и дешевый, а так до 3 тыс. долларов. При экономии 1 доллар в день аппарат окупится через 3 года, а если более дорогой прибор, то через 8 лет. При этом мы не посчитали затраты электроэнергии для вентиляторов, хоть мелочь, но тоже деньги тянет. В итоге, стоит ли вкладывать от 1 до 3 тыс. долларов, чтобы отбить свои деньги через 3–8 лет? Наверное, проще за газ платить.

Как эксплуатировать и обслуживать ПВУ

Качественная работа приточно-вытяжной системы вентиляции зависит не только от профессиональной установки, но и грамотного обслуживания. Элементы приточно-вытяжного устройства требуют:

• периодической чистки фильтров;
• их обновлению, при загрязнении или истечении срока эксплуатации;
• замене смазки движущих частей и деталей вентиляторов;
• если система оборудована нагревательными элементами, ионизаторами и изоляторами от шума, необходима регулярная проверка их исправности.

Обычно, все необходимые действия по уходу за этой системой, описаны в правилах эксплуатации и инструкциях.

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.

Источник

Преимущества использования рекуператоров для вентиляции

Несмотря на то, что приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла обойдется дороже, чем более примитивное оборудование, а тем более устройство естественного воздухообмена, экономия энергоресурсов в данном случае, а также отличный микроклимат в помещениях оправдывают ее установку.

Подключённый рекуператор

Воздухообмен при использовании рекуперации характеризуется постоянством. Он не зависит от капризов погоды, времени года и разницы температур вне помещения и внутри его.В помещение поступает чистый воздух. Для этого устанавливаются фильтры, задерживающие до 90% пыли и других взвешенных частиц.

Эксплуатационный срок подобной техники достаточно большой. Существенно продлить его поможет регулярное обслуживание, включающее смену расходных элементов (они довольно бюджетны).

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла, схема

Наряду с весомыми преимуществами, вентиляционная система с рекуперацией тепла, как и любое оборудование, обладает некоторыми недостатками.

Отпугнуть потенциальных клиентов может необходимость высоких первоначальных инвестиций. Однако окупается такое оборудование достаточно быстро — в течение 3…5 лет. Помимо этого, проблемы при эксплуатации техники может доставить образование на стенках рекуператора конденсата. При низких температурах это чревато обледенением прибора, что приводит к снижению эффективности его работы или даже к поломке (чем больше разность между температурой снаружи и внутри строения, там выше риск появления на рекуператоре конденсата). Шум, производимый некоторыми моделями работающих теплообменников, также приносит определенное неудобство. Выходом из положения станет приобретение оборудования с хорошей звукоизоляцией.

Приточно-вытяжная вентсистема VKT с рекуперацией

В любом случае оправданием установки дорогостоящей системы станет ее эффективность, то есть экономия энергоресурсов при надлежащем уровне комфорта для людей, создаваемом этой техникой.

Устанавливается приточно-вытяжная вентиляция с функцией рекуперации на объектах различного назначения: в частных жилых строениях, в общественных зданиях, в офисах, на производстве и складах.

Монтаж приточной установки

Сегодня, когда энергоэффективность материалов, техники, различных устройств выходит на лидирующие позиции, ПВВс рекуператорами становятся все более актуальной. В европейских странах она давно стала устанавливаться повсеместно, тогда как у нас пока не получила широкого распространения.