В рекуператорах камерного типа теплопередающей поверхностью служит стенка камеры. С помощью специально разработанной заслонки, траектория движения вытяжного воздуха регулируется так, что он проходит через одну сторону камеры и нагревает её, в то время как приточный воздух проходит через другую часть камеры.
Рекуператор для квартиры
Стеклопакеты, разнообразные пластиковые и синтетические предметы, а также нередко встречающиеся некачественные строительные материалы существенно ухудшают качество воздуха в жилых помещениях. Поэтому пользователям часто приходится открывать окна для проветривания, что особенно затруднительно в холодное время года.
В такой ситуации разумным решением является установка рекуператора в квартиру. Это устройство обеспечивает подачу свежего воздуха, предварительно согретого в теплообменнике, и одновременно удаляет отработанный воздух. Тем самым, оборудование гарантирует постоянный приток чистого воздуха и создает здоровый микроклимат.
Что такое рекуператор
Прибор получил своё название по принципу функционирования: слово «рекуператор» переводится с латыни как «отдающий обратно». То есть, в процессе работы устройства используется тепловая энергия воздуха, находящегося в помещении, для нагрева поступающего холодного воздуха извне.
Рекуператор представляет собой разновидность вентиляционной системы, работающей по принципу приточно-вытяжного типа. Его работа основана на поочередном введении свежего воздуха и выводе отработанного. Каждый цикл вентиляции длится от 40 до 70 секунд: на первом этапе чистый воздух движется в одном направлении, а спустя некоторое время загрязненный воздух идет в противоположную сторону.
Во время работы теплый воздух из комнаты нагревает теплообменник, который удерживает его тепло, а затем передает его холодному потоку свежего воздуха, поступающему с улицы. Таким образом, поступивший воздух уже является согретым, что исключает охлаждение комнаты, как это происходит при обычном проветривании. Дополнительно подключать обогреватели не требуется. Летом процесс происходит в обратном порядке: воздух, поступающий с улицы, охлаждается за счет прохладного воздуха из помещения.
Конструкция прибора включает следующие элементы:
- воздуховоды;
- теплообменник – для отбора и передачи энергии;
- очистные фильтры;
- вентиляторы – для перемещения воздушных масс;
- вытяжной зонт – для улавливания излишков тепла, примесей, влаги и пара и дальнейшего их отвода от оборудования.
Рекуперато́р воздуха является высокоэффективным оборудованием при экономном потреблении энергии. Оно работает практически бесшумно, что положительно сказывается на обстановке в доме.
Чем отличается рециркуляция от рекуперации?
Процесс рециркуляции принципиально иной по сравнению с рекуперацией. Рециркуляция подразумевает возврат воздуха в помещение — он может очищаться и изменять температуру, но возвращается обратно. Классическими примерами таких систем являются кондиционеры замкнутого типа, которые охлаждают воздух внутри здания, не осуществляя его проветривание. Канальные кондиционеры могут использовать до 30% свежего воздуха с улицы.
Рекуперация, напротив, означает передачу тепловой энергии от выходящих воздушных масс к приходящим, без их смешивания и полной замены воздуха в помещении. Этот процесс гораздо более полезен для людей, находящихся в здании, и эффективнее с точки зрения затрат на электроэнергию.
Какие бывают рекуператоры?
Рекуператоры классифицируются по типу теплообменников, использующихся в их конструкции, по материалам, из которых они изготовлены, по схемам движения воздушных потоков и по коэффициенту полезного действия (КПД). Рассмотрим основные варианты оборудования:
- Пластинчатые рекуператоры. Их теплообменники состоят из множества пластин, разделяющих каналы для выходящего и поступающего воздуха. Минимальная толщина стенок (пластин) способствует высокой теплопередаче, а плотные перегородки исключают смешивание воздушных масс.
- Роторные рекуператоры. Они содержат один или два больших вентилятора с лопастями, образующих вращающийся барабан, по которому потоки движутся в двух направлениях, параллельно передавая тепло. КПД таких устройств выше, однако они больше подходят для торговых комплексов из-за небольшого допуска на перемешивание воздушных масс.
- Камерные рекуператоры. Они состоят из двух камер, в которых воздух движется в разных направлениях. Нагрев происходит через соприкосновение стенок. Их КПД может достигать 80%, что делает их идеальными для производственных помещений.
- Рекуператоры с дополнительным теплообменником. В дополнение к классическим каналам, они оснащены жидкостным теплообменником, что увеличивает уровень отборки тепла, но замедляет его процесс.
- Рекуператоры с тепловыми трубками. Такие устройства преобразуют воздух в пар при помощи дополнительного нагрева, а затем конденсируют обратно, что полностью устраняет бактерии. Это делает систему идеальной для людей с заболеваниями дыхательных путей.
Пластинчатые рекуператоры также классифицируются по материалам, из которых изготовлены сами пластины. Доступные модели могут иметь внутренние перегородки из алюминиевой фольги, в то время как более производительные установки используют пластиковые пластины. Среди наиболее эффективных являются рекуператоры с целлюлозными стенками сменных кассет.
Эффективность рекуператора
Ключевым показателем рекуператора является его эффективность, которая определяет, насколько успешно устройство смогло нагреть приточный воздух по сравнению с идеальным вариантом. Идеальный случай предполагает, что приточный воздух нагревается до такой же температуры, что и вытяжной. На практике достичь этого практически невозможно, и нагрев происходит до некоторой промежуточной температуры, обозначаемой как Tп. Формула для расчета эффективности выглядит следующим образом:
- ТП – температура приточного воздуха после рекуператора, °С;
- ТН – температура наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С;
- ТВ – температура вытяжного воздуха до рекуператора, °С.
Эта формула учитывает изменение явного тепла в потоках воздуха. Однако если у потоков может изменяться относительная влажность, имеет смысл использовать расчёт эффективности рекуператора по полному теплу. Формула в этом случае выглядит аналогично предыдущей, но основывается на энтальпийных потоках воздуха:
- IП – энтальпия приточного воздуха после рекуператора, °С;
- IН – энтальпия наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С;
- IВ – энтальпия вытяжного воздуха до рекуператора, °С.
Первая формула позволяет быстро оценить эффективность рекуперации, однако для более точных результатов рекомендуется использовать вторую.
Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов
Ясные преимущества рекуператоров состояли в том, что они существенно экономят средства на нагреве приточного воздуха зимой и охлаждении его летом.
Тем не менее, есть некоторые недостатки, присущие рекуператорам:
- Они увеличивают аэродинамическое сопротивление в системе. Это действительно так, потому что любой элемент в вентиляционной системе создает определенное сопротивление, которое следует принимать во внимание при выборе вентилятора. Тем не менее, данное сопротивление, как правило, не превышает 100 Па, что не приводит к значительному увеличению мощности вентилятора.
- Рекуператоры увеличивают как стоимость установки вентиляции, так и затраты на её обслуживание. Как и любое другое решение, которое нацелено на повышение энергоэффективности системы, рекуператоры требуют значительных финансовых вложений и регулярного технического обслуживания. Однако, многолетняя практика показывает, что затраты на рекуперацию тепла существенно меньше, чем выгоды от нее.
- Роторные, камерные и в меньшей степени пластинчатые рекуператоры обладают недостатком, который может быть критичным на некоторых объектах, а именно — возможностью перетекания потоков воздуха. Это явление может быть крайне нежелательным в системах вентиляции чистых помещений и недопустимо в инфекционных отделениях больниц или операционных залах. Поскольку такая ситуация несет в себе риск переноса вирусов из вытяжного воздуха в приточный, что может повлечь за собой распространение инфекции по всем помещениям. В связи с этим на таких объектах целесообразно применять рекуператоры, в которых используется промежуточный теплоноситель или фреоновые рекуператоры.
- Рекуператоры увеличивают размеры установки вентиляции. Особенно это касается пластинчатых рекуператоров, поскольку они представляют собой воздухо-воздушные теплообменники с довольно обязательными размерами. Кроме того, это также касается рекуператоров с промежуточным теплоносителем, поскольку такая система включает два отдельных теплообменника и две линии трубопроводов с узлами обвязки возле каждого из теплообменников.
Рекуперация
В последние годы в России активно реализуются инициативы в области энергосбережения и повышения эффективности использования энергоресурсов. В холодный период года значительное количество энергии расходуется на нагрев приточного воздуха в вентиляции. Снижение энергопотребления и повышение функциональности инженерных систем возможно благодаря использованию рекуперации.
Термин «рекуперация» обозначает процесс повторного использования отработанной энергии или веществ. В контексте систем вентиляции речь идет о передаче тепла от вытяжного воздуха, нагретого в помещении, к холодному приточному, без прямого смешивания потоков. Собственно, рекуператор представляет собой теплообменник, устройство которого обеспечивает данную теплопередачу. Существуют также приточно-вытяжные установки с возможностью рециркуляции воздуха в секции рекуператора при помощи открытых переточных заслонок.
Принципиальная схема вентиляции с рекуператором
Перед тем как свежий воздух с улицы поступает в обрабатываемые помещения (например, спальню, детскую или гостиную), он нагревается в рекуператоре за счёт вытяжного воздуха, который уходит из туалета, ванной или кухни. Это помогает существенно сократить затраты энергии на нагрев приточного воздуха.
Эффективность и целесообразность использования рекуператора
В данном разделе мы обсудим эффективность рекуператора в системах вентиляции, а также разберем основные преимущества и недостатки такой технологии. В первую очередь, необходимо отметить, что эффективность и сроки окупаемости рекуператора зависят от множества факторов:
- Тип рекуператора.
- Объем воздухообмена.
- Температурные условия эксплуатации.
- Тип источника энергии для нагрева поступающего воздуха (газ, горячая вода, электричество).
- Тарифы на энергоресурсы.
Например, окупаемость рекуператора на крупных объектах в Москве с воздухообменом выше 1000 м³/час и электрическим калорифером может составлять всего 2–3 года. В то же время для небольшого частного дома с расходом воздуха менее 200 м³/час срок окупаемости может увеличиваться до 8 лет. При использовании водяного нагревателя сроки окупаемости могут увеличиться в 5–7 раз, что делает приобретение рекуператора экономически нецелесообразным. КПД рекуператора, в зависимости от типа, колеблется в диапазоне от 40% до 90%, причем эффективными считаются устройства с КПД выше 60%.
Среди недостатков использования рекуператора можно выделить следующие:
- Высокие первоначальные капиталовложения. Значительные стартовые инвестиции — это главный недостаток рекуператоров. Однако это окупается за счет снижения эксплуатационных затрат на нагрев или охлаждение приточного воздуха в будущем.
- Вероятность образования конденсата. Из-за разницы температур на стенках теплообменника иногда случается конденсация, что зимой может привести к обледенению, снижению КПД и даже временной остановке работы рекуператора.
- Увеличение аэродинамического сопротивления в вентиляционной сети. При выборе вентилятора необходимо учитывать, что потери давления на рекуператоре могут достигать 100 Па.
- Возможность перетока вытяжного воздуха в приточный в некоторых моделях устройства.
- Увеличение габаритов приточно-вытяжной системы.
- Шумная работа некоторых типов рекуператоров.
Как выбрать рекуператор?
При выборе рекуператора желательно учитывать несколько ключевых аспектов, которые влияют на его качество работы и соответствие вашим требованиям к вентиляции.
Вот несколько советов, которые помогут вам сделать обдуманный выбор:
1. Рекомендуется рассчитать необходимую производительность: определите объем помещения, требующего вентилирования, и рассчитайте, какая производительность рекуператора будет необходима. Она измеряется в кубических метрах воздуха, которые устройство способно обработать за час.
Для помещений, где люди находятся не постоянно, необходимая производительность рекуператора рассчитывается по площади и составляет 3 м³/ч на 1 м² жилой площади. На каждого человека, находящегося в изолированном помещении, требуется приток 45 м³ в час, а в помещениях с естественным притоком через негерметичные или приоткрытые окна и открытые двери, с нормально работающей вентиляцией, – 30 м³/ч (см. Приложение Б СП 60.13330.2020 Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ).
2. Определитесь с типом рекуператора: роторные рекуператоры обеспечивают высокую энергоэффективность, в то время как пластинчатые модели отличаются компактными размерами и более низкой стоимостью.
3. Оцените коэффициент полезного действия (КПД) рекуператора, то есть энергоэффективность теплообменника в кВт (коэффициент восстановления тепла): чем выше этот показатель, тем эффективнее устройство греет воздух. Выберите устройство с оптимальным КПД, чтобы сократить потери тепла и уменьшить затраты на отопление.
4. Обратите внимание на систему фильтрации. Убедитесь в наличии качественной системы фильтрации, подходящей для защиты от внешних загрязнителей. Также учтите доступность и стоимость фильтров, подлежащих регулярной замене.
5. Изучите функциональные возможности устройства: некоторые рекуператоры могут иметь дополнительные функции, полезные в определённых случаях, такие как увлажнение воздуха или «ночной» режим работы, который подходит для установки в спальне. Определите, какие функции важны для вас, и найдите прибор, наилучшим образом соответствующий вашим требованиям.
Не забудьте проконсультироваться со специалистами, чтобы получить более детальную информацию и советы по выбору рекуператора, соответствующего именно вашим нуждам. Правильный выбор устройства обеспечит эффективную систему вентиляции и улучшит качество воздуха в вашем доме.
Итоговые рекомендации по использованию рекуператора
Через вентиляционную систему из помещения уходит от 25% до 35% тепла. Для снижения этой потери и эффективного использования энергии в воздушных массах настоятельно рекомендуется установить рекуператор.
Рекуператор представляет собой компонент системы принудительной вентиляции, позволяющий рационально использовать теплообмен между приточным и вытяжным потоками. В результате работы рекуператоров существенно снижается потребление электроэнергии и расходы на отопление или охлаждение воздуха в помещениях, они оптимизируют расход тепла и способны экономить до 90% потребляемой энергии.
Как устройство системы приточно-вытяжной вентиляции, рекуператор незаменим в условиях недостаточной или плохой работы общедомовой вытяжки. Эти приборы также рекомендуются для очистки и улучшения качества воздуха, поступающего с улицы, что способствует более здоровому дыханию и снижению уровня загрязнения в жилых помещениях.
Мы рассмотрели основные отличия рекуператора от других вентиляционных устройств, механизм его работы, сравнительные преимущества и недостатки, а также важные детали для оптимального выбора. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь обращаться к консультантам компании “Свежий Воздух”!
У нас вы можете получить бесплатную консультацию и заказать первичную оценку специалистом для вашего объекта в пределах МКАД, а также приобрести один из лучших рекуператоров в нашем каталоге официального дилера.
