Перекрестные рекуператоры функционируют в режиме непрерывной рекуперации, при которой приточный и вытяжной потоки воздуха отделены специальными пластинами теплообменника, обеспечивая постоянный обмен теплом между ними. Воздухообмен данного типа осуществляется через два воздуховода: один предназначен для поступления свежего воздуха, а другой — для вывода отработанного. Это позволяет значительно повысить эффективность вентиляции и снизить потери тепла.
Рекуператоры в составе систем вентиляции: виды, эффективность и недостатки
Рекуператор — это теплообменное устройство, которое предназначено для передачи тепловой энергии от вытяжного потока воздуха к приточному без их смешивания. В предыдущей статье уже рассматривался рекуператор как важный элемент для экономии тепловой энергии при использовании вентиляционных систем. Для более глубокого понимания, обратитесь к статьям, в которых вы сможете узнать о других эффективных методах снижения энергопотребления в вентиляции. В текущем материале мы подробно рассмотрим различные типы рекуператоров, их недостатки и общую эффективность.
Рекуператоры можно классифицировать по конструкции, и каждый тип имеет свои особенности:
· Роторный рекуператор представляет собой устройство, работающее на основе вращающегося колеса, которое приводится в движение электроприводом. Это колесо состоит из множества тонких пластин, образующих сквозные каналы для прохождения воздуха. Одна половина колеса размещена в вытяжном канале, а другая половина — в приточном. При вращении колеса происходит передача тепла, которое вытяжной воздух передает пластинам, и затем, когда нагретые пластины перемещаются в приточный канал, они отдают тепло холодному воздуху, который поступает в помещение.
Производительность роторного рекуператора можно регулировать, изменяя скорость его вращения. При этом вытяжные и приточные воздушные потоки попеременно проходят через каналы устройства. Это приводит к частичному смешиванию вытяжного воздуха с приточным (примерно 3-8%), что делает роторные рекуператоры не всегда подходящими для всех типов зданий. Например, такие устройства не рекомендуется устанавливать в учреждениях, где необходим высокопроточный и чистый воздух, как в больницах, чистых помещениях или на пищевых производствах.
· Гликолевый рекуператор включает в себя два теплообменника, которые работают с жидким теплоносителем. Гликолевый рекуператор используется в тех случаях, когда приточный и вытяжной каналы не расположены рядом, а находятся в разных зонах теплового пункта. Это выгодное решение, так как он позволяет эффективно переносить тепло между различными помещениями.
· Пластинчатый рекуператор состоит из множества тонких металлических пластин, разделяющих два потока воздуха. Тепло, передаваемое вытяжным потоком, аккумулируется на пластинах и затем передается холодному приточному воздуху, что способствует его нагреву. Внутри рекуператора имеется специальный поддон для сбора конденсата, который образуется в процессе работы.
Кратко о КПД рекуператоров
Эффективность теплообмена в рекуператоре зависит от ряда факторов, среди которых можно выделить тип устройства, скорость движения воздушных потоков и разницу температур между внешней средой и помещением. КПД (коэффициент полезного действия) рекуператора определяет соотношение между максимально возможным полученным теплом и фактически полученным теплом:
- 0 % — когда весь вытяжной воздух удаляется в атмосферу без передачи тепла приточному;
- 100 % — теоретическая максимальная эффективность, когда приточный воздух нагревается до той же температуры, что и вытяжной (такой показатель в реальности недостижим);
- 30-90 % — приемлемые значения КПД для работающих рекуператоров.
Теплообмен в рекуператоре считается хорошим, если КПД составляет более 60 %.
Минусы применения рекуператоров
Зачем нужна вентиляция?
В современном мире трудно найти человека, который бы не сталкивался с вопросом о качестве воздуха, которым он дышит. Важно отметить, что при планировании ремонта или строительства многие не задумываются о целесообразности установки в своих жилых или офисных помещениях качественной системы вентиляции.
Без надлежащей вентиляции окружающая обстановка может стать источником отравляющих и болезнетворных частиц. Это касается не только строительных и отделочных материалов, содержащих такие вредные вещества, как асбест, но и мебели, изготовленной из ДСП, а также техники, которая может выделять опасные соединения. Люди также требуют чистоты воздуха, так как в процессе своей жизнедеятельности выделяют около 16 литров углекислого газа в час. Не стоит забывать о бытовой химии, газовых и электрических плитах и, конечно, о курении. Пластиковые окна и герметичные двери сохраняют все эти вредные вещества и не дают им выходить.
Так где же взять 20 литров кислорода, необходимых человеку за тот же час? Один из простейших способов — открыть окно и получить свежий воздух вместе с пылью, выхлопными газами и насекомыми. Зимой этот метод может привести к неприятным последствиям, так как температура может опуститься до -25°C и создать сквозняк, который будет крайне нежелателен для жильцов.
Альтернативой является установка качественной системы вентиляции, что позволяет забыть о проблемах с качеством воздуха в помещении. Хорошо спроектированная и установленная система вентиляции Marley обеспечивает не только выведение вредных частиц, запахов и углекислого газа, но и приток очищенного воздуха без лишних затрат. Вдобавок, можно установить кондиционер, что обеспечит оптимальный климат в помещении.
Что такое рекуператор?
Рекуператор свежего воздуха представляет собой устройство, которое обеспечивает проветривание помещения с минимальными потерями энергии.
Как работает рекуператор от Marley? Основная суть заключается в использовании инновационного керамического теплообменника. В этом теплообменнике воздух оказывается в течение 70 секунд в помещении, нагревая его, после чего в течение следующих 70 секунд он возвращается обратно, забирая тепло.
При этом, потребление электроэнергии минимально, так как прибор всего лишь использует 3,5-7 Вт, что сопоставимо с энергопотреблением выключенного телевизора.
Устройство занимает не много места в вашем помещении — все элементы монтируются в стену, что позволяет сделать его визуально незаметным, однако функциональным, как обычный вентилятор.
Данный прибор предотвращает образование сквозняков, так как его можно установить за шторами, забирая и подавая воздух в стороны, что гарантирует комфортную обстановку в помещении.
Следовательно, рекуператор является отличным решением проблемы вентиляции для жилых и офисных помещений.
Принцип работы рекуператора
Несмотря на то, что рекуператор может выглядеть схожим с различными климатическими устройствами, у него есть ключевая особенность — отсутствует компонент, который бы нагревал поступающий воздух, например ТЭН. Весь подогрев воздуха происходит за счет воздухообмена между двумя потоками.
Объяснить функционирование рекуператора можно на простом примере с шарфом. Когда мы были детьми, родители часто завязывали нам шарфы, чтобы защитить от морозного воздуха. Когда мы выдыхали, теплый воздух проходил через материал шарфика и обогревал его. Когда же мы inhalировали свежий кислород, он уже поступал в легкие теплым, потому что частички тепла передавались от нитей ткани. Это и есть эффект рекуперации.
В рекуператоре происходит аналогичный процесс:
- При вытягивании воздуха из помещения тепло передается теплообменнику;
- Происходит поступление свежего воздуха с улицы, который затем фильтруется и подогревается за счет теплообмена с уже вытянутым воздухом.
Таким образом, рекуператоры обеспечивают максимальную эффективность системы вентиляции без дополнительных затрат и сложных монтажных работ. Это делает их первостепенным выбором для создания комфортного микроклимата в помещениях.
Устройство рекуператора
Все устройства в системах вентиляции различаются по нескольким параметрам:
- производительность;
- габариты;
- функциональность;
- уровень очистки воздуха.
Тем не менее все модели имеют общую конструкцию, которая включает в себя:
- корпус устройства;
- воздуховоды для передачи потоков;
- вентиляторы для создания необходимого давления;
- фильтры для очистки;
- теплообменники для эффективного переноса тепла.
Преимущества и недостатки рекуператоров
Рассмотрим как достоинства, так и недостатки рекуператоров по сравнению с альтернативными системами вентиляции.
Одним из основных преимуществ рекуператоров по сравнению с отдельными системами приточной или вытяжной вентиляции является возможность организации полноценной системы приточно-вытяжной вентиляции. Это улучшает общий воздухообмен и минимизирует обмен запахами, влажностью и загрязняющими веществами между различными помещениями, что часто наблюдается в традиционных системах.
Использование рекуператоров также представляет собой хорошую альтернативу централизованным системам вентиляции, так как это устройство является бытовым прибором, для установки которого нет необходимости прокладывать громоздкие воздуховоды или занижать потолки. Монтаж рекуператора возможен на этапе чистовой отделки и не требует значительных затрат на дальнейшие работы. Это значительно упрощает процесс установки и снижает общие затраты на вентиляцию.
К основным преимуществам использования рекуператоров относятся:
- Оптимальный воздухообмен: рекуператоры способствуют эффективному воздухообмену в помещениях без открытия окон, что особенно актуально в условиях городской застройки, где уровень загрязнения воздуха высок.
- Улучшение качества имеющейся вентиляционной системы: рекуператор может успешно вентилировать помещения, в которых отсутствует вытяжка или она не функционирует;
- Фильтрация воздуха: поступающий с улицы воздух очищается, что способствует улучшению общего качества воздуха в помещениях;
- Комфортные условия: поддержание постоянного уровня температуры и влажности в помещении, создавая тем самым комфортные условия для проживания;
- Энергосбережение и снижение затрат: рекуператоры способствуют эффективному использованию тепла за счет теплообмена между воздушными потоками, что позволяет сократить расходы на электроэнергию и отопление;
- Экологическая польза: использование рекуператоров помогает уменьшить объем выбросов парниковых газов, производимых при генерации электроэнергии.
Эти положительные качества делают использование рекуператора в системах вентиляции прибыльным вложением как с экономической, так и с экологической точки зрения.
Недостатки рекуператоров:
- Ограниченная эффективность в холодном климате: при низких температурах КПД рекуператоров может снижаться из-за риска замерзания конденсата в теплообменниках;
- Отсутствие возможности регулировки температуры: рекуператоры не могут самостоятельно увеличивать температуру подаваемого воздуха;
- Низкий уровень очистки: большинство рекуператоров поставляются с фильтром низкой категории очистки (G3/G4), хотя существуют модели, позволяющие установить более высококачественные фильтры;
- Ограниченная производительность: стандартная производительность рекуператоров не превышает 60 м³ в час, что может быть недостаточно для более крупных помещений.
Важно отметить, что с развитием технологий появляются новые устройства, которые преодолевают существующие ограничения.
В третьем году подряд в нашем ТОП-10 рейтинге рекуператоров лидирует японская модель FUNAI Fuji ERW-150, обладающая высокой производительностью (до 150 м³/час для притока и до 135 м³/час для вытяжки) а также эффективной двухступенчатой системой фильтрации. Эта система включает фильтр класса G3 для крупных частиц и HEPA-фильтр класса H12, который задерживает до 99,5% мельчайших частиц, аллергенов, микроорганизмов и вирусов, что делает его отличным выбором для более ответственных условий эксплуатации.
Как выбрать рекуператор?
При выборе рекуператора стоит обратить внимание на несколько ключевых факторов, которые могут повлиять на его эффективность и соответствие вашим конкретным потребностям:
1. Определите необходимую производительность: рассчитайте объем помещения, нуждающегося в вентиляции, и выделите необходимую производительность рекуператора. Эта производительность измеряется в кубических метрах воздуха, которые устройство может обработать за час.
В помещениях, где люди находятся не постоянно, производительность рассчитывается исходя из размера комнаты и составляет 3 м³/ч на 1 м² жилой площади. Для одного человека, который постоянно находится в изолированном помещении, необходимый приток составляет 45 м³/час. Для помещений с естественным притоком через негерметичные или открытые окна и двери, при должной работе общественной вентиляции, это будет 30 м³/час (по данным Приложения Б СП 60.13330.2020 Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ).
2. Выбор типа рекуператора: роторные рекуператоры обладают высокой энергоэффективностью, тогда как пластинчатые рекуператоры характеризуются компактностью и экономичной стоимостью.
3. Изучите КПД рекуператора: важно оценить эффективность теплообменника по КПД (коэффициенту восстановления тепла). Чем выше этот коэффициент, тем эффективнее устройство нагревает воздух. Исходите из выбора рекуператора с оптимальным значением КПД, чтобы минимизировать теплопотери и расходы на отопление.
4. Также важно проверить наличие системы фильтрации: убедитесь, что рекуператор обладает адекватной системой фильтрации воздуха, способной защищать от внешних загрязнений. Обратите внимание на доступность и стоимость требуемых фильтров, подлежащих периодической замене.
5. Изучите функциональные возможности устройства: некоторые модели рекуператоров могут иметь дополнительные функции, например, систему увлажнения воздуха или ночной режим работы, что может быть полезно в конкретных условиях эксплуатации. Определите, какие функции необходимы для вас, и ищите модели, которые их включают.
Обязательно проконсультируйтесь со специалистом для получения информации и советов по выбору рекуператоров, соответствующих вашим потребностям. Правильный выбор устройства поможет обеспечить надежную систему вентиляции и улучшить качество воздуха в вашем доме.
Рекуператоры для дома, квартиры, промышленности
На рынке доступны разнообразные рекуператорные установки. Выбирать установку следует с учетом её производительности. При выборе рекуператора воздуха для дома, необходимо ознакомиться с разделом приточно-вытяжных установок в магазине HOROS, где вы найдете продукцию авторитетных мировых брендов. Рассчитаем примерное требуемое количество притока согласно стандартам воздухообмена. Согласно СНиП, этот показатель равен 0,35 1/ч. Предположим, что у вас средний дом площадью 120 м² и объемом 450 м³: потребность в установке составит 450 * 0,35 = 160 м³/ч. С учетом запаса мощности в 10%, вам стоит выбрать приточно-вытяжную установку, например, от немецкого бренда Blauberg KOMFORT EC, с производительностью 180 м³/ч. Она является центральным устройством, что позволяет распределять приток и вытяжку по всем помещениям вашего дома.
Подобным образом рассчитывается и выбирается рекуператор для квартиры. Если у вас двухкомнатная квартира, и объёмы комнат составляют 50 и 100 м³, то потребность в свежем воздухе, основанная на данной методике, будет составлять соответственно 17,5 и 35 м³/ч. Следовательно, в разделе рекуператоров выбираем две моноблочные установки. Для маленькой комнаты отличным вариантом будет установка Winzel Comfo от компании Blauberg с доступной производительностью в режиме рекуперации от 10 до 25 м³/ч, что идеально подойдёт для маленьких помещений. Аналогично подбираем устройство для более просторной комнаты.
Вентиляция промышленных предприятий характеризуется большими объемами и требованиями по воздухообмену. Промышленные рекуператоры воздуха значительно отличаются от бытовых установок, так как они способны перекачивать потоки воздуха в значительно большем объеме. Если вы владелец швейного предприятия с 35 работниками, расчет производительности рекуператора будет выглядеть так: согласно СНиП, на каждого работника требуется не менее 30 м³/ч. Получается, что производительность установки должна составлять минимум 1050 м³/ч. Обратившись к разделу приточно-вытяжных установок в магазине HOROS, вы сможете выбрать рекуператор Blauberg KOMFORT EC с производительностью 1200 м³/ч.
Эффективность рекуператоров
Широкое применение рекуператоров требует методов оценки их эффективности. Как правило, производители и эксперты в области вентиляционного оборудования используют два основных коэффициента оценки эффективности. Один из коэффицентов основан на температурных параметрах воздуха, другой — на энтальпии. Температура, в свою очередь, измеряется в трех точках системы:
- На входе уличного воздуха — tу;
- На притоке, в области приточной решетки — tп;
- На уровне вытяжки в квартире — tв.
Таким образом, температурный коэффициент рекуперации (kр) можно вычислить по следующей формуле:
kр = (tп — tу)/(tв — tу)
Принцип расчета по энтальпии учитывает как температуру, так и влагосодержание воздуха, т.е. его относительную влажность. Хотя этот расчет считается более сложным, он дает более точные результаты. Для этого необходимо измерить параметры температуры и влажности в тех же точках, что и предыдущие расчеты. Затем для каждой точки вычисляется энтальпия, определяемая как количество теплоты воздуха, отнесённое к единице массы (1 кг). Значения энтальпии можно получить по расчетным i-d диаграммам, взяв за основу пересечения изометрических линий измеренной температуры и относительной влажности помещения. Формула расчета коэффициента рекуперации по энтальпии выглядит следующим образом:
kр = (Эп — Эу)/(Эв — Эу)
- Эп — энтальпия воздуха на приточной решетке;
- Эу — энтальпия уличного воздуха;
- Эв — энтальпия вытяжного воздуха.
Основная цель всех расчетных методов — определить процент возвращенной в помещение тепловой энергии. В среднем, рекуператоры позволяют вернуть около 30-40% тепловой энергии, затраченной на подогрев приточного воздуха. При температурах окружающей среды около нуля (от -5 до +5 °C) эффективность возврата тепла может достигать до 70%. Следует отметить, что эффективность работы рекуператоров во многом зависит от климатических условий, что объясняет их популярность в странах с мягким климатом. Несмотря на сложные зимние условия в России, рекуператоры становятся всё более распространенными. Это объясняется в первую очередь наличием моделей с дополнительным электро подогревом и систем с байпасом для управления лишним воздухом.
Перед покупкой рекуператора важно учесть площадь помещения, конструктивные особенности самого здания, а также проверить работоспособность и расположение общедомовых вытяжек.
Консультация инженера по вентиляции от компании «Хоросraquo; всегда бесплатна.
Мы готовы помочь вам в выборе оптимального варианта системы вентиляции с использованием рекуператоров.
