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

Техника изготовления устройства своими руками

Технически все довольно просто. Понадобятся несколько пластиковых пластинок толщиной около 4 мм, четыре пластиковых фланцевых соединения и лист оцинкованного металла.

Рекуператор воздуха для частного дома создаётся в следующей последовательности:

• Производится нарезка металлических и пластиковых пластин (размер произвольный, допустим 30х30см).
• На каждую пластину силиконом приклеивается по контуру две параллельные рейки из фанеры, пластика или пробки. Крайние пластины остаются чистыми. Даётся время, чтобы заготовки основательно приклеились.
• Затем рейки покрываются клеем и пластины укладываются перпендикулярно друг другу и склеиваются в своеобразную кассету. Это и станет будущим теплообменником с перпендикулярно направленными каналами.

Видео описание

Один из вариантов изготовления пластинчатого рекуператора из сотового полипропилена, смотрите в этом видео:

• Количество пластин определяется индивидуально, но их количество прямо пропорционально производительности и КПД изделия.
• После высыхания кассета заключается в каркас, по бокам устанавливаются фланцевые соединения, а щели заделываются герметиком. Кассету лучше делать съёмной. В одном корпусе можно устанавливать несколько кассет. Это лишь повысит КПД.
• Изделие будет устанавливаться в виде ромба, поэтому в нижнем углу необходимо предусмотреть дренажное отверстие для отвода конденсата.
• Во входящих каналах рекомендуется установить элементарные съёмные кассетные фильтры. А корпус лучше обложить внутри слоем минеральной ваты.
• Чтобы обеспечить принудительную вентиляцию, возможна установка вентиляторов с регуляцией скорости вращения.

Принудительная вентиляция особенно актуальна зимой. Принудительно выгоняемый периодически тёплый воздух из помещения помогает разморозиться обледенелому теплообменнику, что возобновит приток свежего воздуха в здание.

Пример проекта вентиляции помещения с рекуператоромИсточник stroy-podskazka.ru

Как правильно выбрать рекуператор

Главное при выборе – учёт местного климата. Так пластинчатые устройства будут удобны лишь при умеренном климате.

На что обратить внимание:

Лучшая модель – самая экономная в энергетическом плане. Вентиляторы будут энергозатратны. Однако многое зависит ещё и от их мощности.
Важен размер фильтрационной части устройства. Соотношение её к размеру помещения влияет на затраты электроэнергии и сроки эксплуатации устройства

Нужно помнить, что расход энергии увеличивается при загрязнённом фильтре.
Следует обратить внимание на тип фильтров, которые могут очищать только крупные загрязнения (G3), крупную пыль (M5) или все, вплоть до мелкой пыли (F7).
Нужно правильно подбирать устройство, чтобы производительность его соответствовала потребности и габаритам помещения.
Важная роль у системы управления процессом. Предпочтительнее модели автоматикой и широким выбором режимов, позволяющих менять интенсивность работы.

Эти несложные рекомендации позволят выбрать максимально эффективный и подходящий прибор. Качественный монтаж и правильная эксплуатация приведут к хорошей работоспособности и производительности.

Видео описание

Практически все вопросы по созданию вентиляции для небольшого помещения, раскрыты в этом видео:

Коротко о главном

Рекуператор – это устройство, позволяющее обеспечить приток свежих и чистых потоков воздуха в помещение без лишних энергозатрат. Зимой оно предотвращает потерю комнатного тепла, а летом препятствует проникновению горячего воздуха внутрь помещения.

Это устройство имеет ряд преимуществ перед обычной системой вентиляции

Однако, выбирая себе рекуператор, важно учесть много факторов – необходимый тип устройства, размер обслуживаемого помещения, климат, влажность и т.д. Важно заранее продумать возможность установки прибора в помещении, его стоимость, производительность

От всего этого напрямую зависит эффективность вентиляции, а значит качество и комфорт жизни в доме.

Основные виды рекуператоров

В зависимости от конструктивных особенностей выделяют несколько видов рекуператоров, которые чаще всего устанавливают в жилых помещениях, например, в загородных и частных домах. Каждый из них описан ниже.

Пластинчатый рекуператор

Сразу выделим важное преимущество теплообменного аппарата данного типа – низкая стоимость. При этом инженерам удается «выжимать» максимум эффективности из таких систем

Максимальной энергоэффективности удается добиться в том случае, если в качестве материала изготовления был выбран алюминий. В свою очередь устройства, изготовленные из пластика, могут обеспечить более эффективную вентиляция, но стоят немного дороже. Наилучшим образом себя зарекомендовали целлюлозные рекуператоры. Но их нельзя эксплуатировать в условиях повышенной влажности воздушной среды.

Рекуператор роторного типа

Ввиду принципа работы пластинчатого теплообменника, ему свойственен один важный недостаток – обмерзание в холодное время года. Что касается роторной системы, пластины расположены внутри и перемещаются вместе с воздухом. Производительность системы увеличивается за счет возможности влияния на скорость вращения ротора. Однако, есть и серьезный недостаток роторных систем – необходимость в частой замене фильтров, что в целом повышает эксплуатационные затраты.

Крышный

Эти системы чаще всего устанавливают на объекты хозяйственного назначения: склады, гаражи, ангары и прочие. К ключевым преимуществам систем данного типа относят простоту монтажа и высокую эффективность работы. Использовать в домашних условиях такие рекуперационные системы нецелесообразно с экономической точки зрения, так. Как они являются дорогостоящими.

Гликолевый

Эти системы позволяют объединять два контура, по которым движется воздушная среда, — всасывающий и вытяжной. При этом удается подключать даже воздушные каналы, находящиеся на довольно большом расстоянии друг от друга. Для теплообмена используют специальное вещество – гликолевую жидкость, которая выполняет роль теплоносителя. Поскольку чистое вещество используют крайне редко, чаще всего в системе циркулирует водно-гликолевый состав. Монтаж теплообменных аппаратов осуществляют в противоточном ходе относительно потока воздушной среды. Прямым способом могут подключить только непрофессионалы, поскольку такой вид монтажа приводит к существенному снижению эффективности работы системы. В зимнее время дополнительно используют конденсатосборники с каплеуловителями. Поскольку воздух засасывается из окружающей среды практически напрямую, систему дополнительно комплектуют фильтрами грубой очистки.

Рекуператор для частного дома: виды и характеристики

Приточно-вытяжные рекуператоры могут иметь различные конструктивные особенности. Подобрать подходящий вариант поможет продавец-консультант в любом специализированном магазине теплотехнических устройств.

Рекуператор для дома

Существуют такие типы оборудования:

• пластинчатый;
• роторный;
• крышный;
• рециркуляционный водяной.

Все они предназначены для создания благоприятного климата в помещении, будь то квартира, большой особняк или загородный дом.

Статья по теме:

Пластинчатый

Является самым распространенным типом ввиду хорошей производительности, простоты эксплуатации и невысокой цены. Рекуператор данного вида представляет собой зафиксированные металлические пластины, обладающие большой удельной теплоемкостью и относительно малым весом. Пластины собраны в своеобразные кассеты, чем слегка напоминают пчелиный улей. Атмосферный воздух проходит через короб аппарата с кассетами и затем нагревается или охлаждается, в зависимости от зимнего или летнего времени года. Образующийся во время работы конденсат отводится через специально имеющийся дренажный отвод или канал.

Устройство приточно-вытяжной установки пластинчатого рекуператора

Наряду с перечисленными достоинствами, система обладает определенным недостатком: образованием в коробе наледи, что особенно проявляется в осенне-зимний период.

Роторный

Рекуператор подобного типа осуществляет приток и отток воздушной струи за счет лопастей. Теплоэнергетическая система насчитывает от одного до двух приводных роторов, в зависимости от модели. Внешне установка похожа на цилиндрическую бочку с  барабаном. По мере откачки воздуха из помещения и нагревания цилиндрического короба, происходит забор атмосферной массы.

Преимущества данного аппарата:

• улучшенная эффективность;
• повышенный КПД;
• отсутствие конденсата, а, следовательно, и отводящих желобов;
• отсутствие наледи;

Роторный рекуператор

• не осушает воздух, что не требует дополнительного увлажнения;
• регулировка количества подачи и забора воздуха за счет скорости вращения лопастей.

Вместе с тем существуют и минусы:

• увеличенное потребление электроэнергии;
• вращающиеся элементы изнашиваются быстрее, чем неподвижные;
• необходимость дополнительной вытяжки для предотвращения возможного смешивания входящих и отходящих воздушных масс.

Рекуператоро размещается в блоке приточно-вытяжной вентиляции

Крышный

Данный рекуператор перерабатывает большие массы воздуха. Целесообразность его использования можно объяснить большим особняком, другим жилым или нежилым помещением. Принцип работы во многом схож с пластинчатым агрегатом, однако последний отличается от крышного меньшими размерами. Простота монтажа аппарата, невысокая стоимость обслуживания и эксплуатации сделали его незаменимым в вентиляционных устройствах магазинов, ремонтных мастерских, производственных площадей. Установка же подобного рекуператора на крыше, вообще исключает проникновение каких-либо звуков и шума в помещение.

Гликолевый рекуператор

Гликолевый (или рециркуляционный) регенеративный аппарат сочетает в себе качества пластинчатого и роторного теплотехнических устройств. Его основное отличие от предыдущих заключается в использовании промежуточного теплоносителя. Последним является водно-гликолевый раствор, состоящий из пропиленгликоля или этилена, разбавленного дистиллированной водой. Смесь обладает высокой теплоемкостью, позволяющей утилизировать большое количество тепла, сохраняет свои рабочие качества при минусовых температурах. В суровых низкотемпературных условиях возможна замена указанного теплоносителя на антифриз. Оборудование позволяет работать одновременно с несколькими вентиляционными каналами, рукавами или вытяжками.

Пластиковый рекуператор

Принцип работы

Устройства с рекуперацией способны вернуть примерно 85% тепла выходящего воздуха. Чем крупнее габариты теплообменника, присутствующего в конструкции, тем больше его емкость. Благодаря аэродинамике обеспечивается свободный проход воздушных масс в двухстороннем порядке.

Принцип действия рекуператоров включает 4 основных момента:

• вытягиваемый воздушный поток проникает в теплообменник, где оставляет тепло;
• как только теплообменник прогревается до комнатной температуры, вентилятор отправляет холодный воздух с улицы в помещение;
• свежий воздух, оказавшись в теплообменнике, приобретает комнатную температуру, после чего попадает в помещение;
• как только теплообменник охладится, вновь запускается вытягивающий вентилятор и повторно начинается первый шаг работы устройства.

Далее предлагается рассмотреть примерную схему изменения температуры воздушных масс при прохождении рекуператора. Воздух, забираемый из помещения, равен +21 градусу. После оставления температуры в теплообменнике выталкивается на улицу с показателями в +1 градус. Холодный поток, забираемый с улицы, имеет -5 градусов. А после попадания в отсек с подогревом приобретает температуру +15 градусов.

2. Ventmachine Satellite

Потребительский рынок долго присматривался к данному прибору. Покупателей смущала достаточно высокая цена и отсутствие отзывов.  За прошедший год Ventmachine Satellite перестал быть «тёмной лошадкой», заявив о себе, как о производителе лучшего оборудования среди децентрализованных систем вентиляции. Конструкторам торговой марки удалось создать наиболее оптимальную установку из представленных в рейтинге. Несмотря на повышенную мощность, система покорила пользователей своей бесшумной работой. Очевидный плюс  “Сателлита” — возможность разводки притока по всем комнатам квартиры. Это позволяет ему заменять сразу несколько более дешевых приборов. Использование европейских комплектующих позволило производителю заявить очень солидный, 5-летний гарантийный срок эксплуатации.

Преимущества и сильные стороны Ventmachine Satellite (по отзывам покупателей)

• Высокая производительность прибора — 270 куб в час;
• Репутация самого тихого бытового приточного оборудования российского рынка. Максимальный шумовой фон — 31 ДБ, минимальный недоступен слуху, составляя 21 ДБ;
• Высокий коэффициент понижения уличного шума превышает уровень 40 ДБ;
• Наличие фотокаталиптического блока позволяет прибору отфильтровывать запахи свалок и загазованных автомагистралей. (Плохо справляется только с запахом табака);
• Возможность разводки притока по комнатам, позволяет “Сателлиту” заменить сразу несколько приточных установок;
• Расширенный функционал прибора позволяет ему контролировать уровень углекислоты, влажности и других климатических параметров. Имеются противопожарные датчики;
• В жаркое время года, может пригодиться опция подключения канального кондиционера;
• Возможность интеграции в систему климатконтроля “Умный Дом”;
• Легкость в обслуживании;
• Весь блок оборудования размещается на наружной стене здания;
• Корпус прибора изготовлен из нержавейки и рассчитан на неограниченный срок эксплуатации;
• Производитель обещает 15 срок работы прибора, при использовании качественных комплектующих;
• Торговая марка лидирует среди конкурентов, предлагая 5-летнюю гарантию производителя;
• Возможность индивидуальной комплектации при покупке прибора.

Недостатки и слабые стороны Ventmachine Satellite

• Высокая цена самого прибора и стоимости монтажных работ;
• Приличная стоимость обслуживания;
• Отсутствие температурных регулировок подачи воздуха в различные комнаты. В каждое помещение Satellite способен подавать воздух только одинаковой температуры.

Установка воздуховодов

Монтажу воздуховодов должно предшествовать составление схем и чертежей. А также следует позаботиться о наличии дополнительных крепежей и фиксаторов. Установка воздуховодов осуществляется в следующем порядке:

1. Подготовить инструменты (электродрель, строительный уровень, ножовку, карандаш).
2. Используя карандаш и линейку разметить необходимую длину воздушного канала. Разрезать ножовкой трубу на элементы требуемой величины.

3. Если будут использованы воздуховоды из металла, то для их соединения используют фальцевый способ или сварной. Для этого необходимо подготовить хомуты, сварочный аппарат или строительно-монтажный пистолет. Пластиковые воздуховоды имеют фасонные элементы, поэтому они легко соединяются, не требуя дополнительной герметизации.

4. Через каждые 100–150 см необходимо прикрепить к воздуховоду и потолку специальный подвес. Эти детали конструкции будут удерживать все трубы, не давая им раскачиваться или рассоединиться.

Схема управления

Все составляющие элементы приточно-вытяжной установки должны быть правильно интегрированы в систему работы установки, и выполнять свои функции в должном объеме. Задачу управления работой всех компонентов решает автоматизированная система управления технологическим процессом. В комплект установки включены датчики, анализируя их данные, система управления корректирует работу нужных элементов. Система управления позволяет плавно и грамотно выполнять цели и задачи приточно-вытяжной установки, решая сложные проблемы взаимодействия всех элементов установки между собой.

Пульт управления вентиляциейНесмотря на сложность системы управления технологическим процессом, развитие технологий позволяет предоставить обычному человеку пульт управления от установки в таком виде, чтобы с первого прикосновения было понятно и приятно пользоваться установкой на всем протяжении ее службы.

Пример. Расчет эффективности рекуперации тепла:Расчет эффективности применения рекуперативного теплообменника в сравнении с использованием только электрического или только водяного нагревателя. 

Рассмотрим систему вентиляции, с расходом 500 м3/ч. Расчеты будут проводиться для отопительного периода в г. Москва. Из СНиПа 23-01-99 «Строительная климатологи и геофизика» известно, что продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже +8°С составляет 214 суток, средняя температура периода со среднесуточной температурой ниже +8°С составляет -3,1°С.

Рассчитаем необходимую среднюю тепловую мощность: Для того, чтобы нагреть воздух с улицы до комфортной температуры в 20°С, потребуется:

N = G * C_p * ρ_(в-ха) * (t_вн-t_ср )= 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021 кВт

Данное количество теплоты за единицу времени можно передать приточному воздуху несколькими способами:

1. Нагрев приточного воздуха электрическим нагревателем;
2. Нагрев приточного теплоносителя удаляемым через рекуператор, с дополнительным нагревом электрическим нагревателем;
3. Нагрев уличного воздуха в водяном теплообменном аппарате и др.

Расчет 1: Теплоту к приточному воздуху передаем посредством электрического нагревателя. Стоимость электроэнергии в г. Москва S=5,2 руб/(кВт*ч). Вентиляция работает круглосуточно, на протяжении 214 суток отопительного периода, сумма денежных средств, в этом случае будет равна:Ц₁=S * 24 * N * n = 5,2 * 24 * 4,021 * 214 =107 389,6 руб/(отоп.период)

Расчет 2: Современные рекуператоры осуществляют передачу теплоты с высокой эффективностью. Пусть рекуператор нагрел воздух на 60% от требуемой теплоты в единицу времени. Тогда электрическому нагревателю необходимо затратить следующее количество мощности:N_{(эл.нагр)} = Q — Q_рек = 4,021 — 0,6 * 4,021 = 1,61 кВт

При условии, что вентиляция будет работать на всем промежутке отопительного периода, получаем сумму за электроэнергию:Ц₂ = S * 24 * N_{(эл.нагр)} * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 руб/(отоп.период) Расчет 3: Для нагрева уличного воздуха используется водяной нагреватель. Ориентировочная стоимость тепла от технической горячей воды за 1 гкал в городе Москва:S_г.в .= 1500 руб./гкал.  Ккал=4,184 кДжДля нагрева нам потребуется следующее количество тепла:Q_(г.в.)  =  N  *  214  *  24  *  3600 / (4,184 * 106)= 4,021  * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 ГкалВ работе вентиляции и теплообменного аппарата на всем холодном периоде года сумма денежных средств за теплоту технической воды:Ц₃ = S_(г.в.)  *  Q_(г.в.) = 1500 * 17,75 = 26 625 руб/(отоп.период)

Результаты расчетов затрат на подогрев приточного воздуха за отопительный период года:

Из приведенных расчетов видно, что самый экономичный вариант это использование контура горячей технической воды. Помимо этого сумма денежных средств, необходимая для нагрева приточного воздуха значительно снижается при использовании рекуперативного теплообменника в системе приточно-вытяжной вентиляции в сравнении с использованием электрического нагревателя.В заключении хотелось бы отметить, что применение в системах вентиляции установок с рекуперацией или рециркуляцией позволяет использовать энергию удаляемого воздуха, что позволяет снижать затраты энергии на нагрев приточного воздуха, следовательно снижаются денежные расходы на эксплуатацию системы вентиляции. Использование теплоты удаляемого воздуха является современной энергосберегающей технологией и позволяет приблизиться к модели «умного дома», в котором максимально полно и полезно используется любой доступный вид энергии.

Получить бесплатную консультацию инженера по вентиляции с рекуперацией

Получить!

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».

Принцип действия и особенности агрегата

Понятие процесса

За счет такой схемы организации установка будет экономить тепло в доме. За короткий промежуток времени и с небольшими затратами электрической энергии будет сформирован идеальный микроклимат в доме.

Экономическая целесообразность теплообменника рекуперативного типа зависит и от остальных факторов:

• Цены на энергоносители.
• Цена установки устройства.
• Затраты, которые связаны с обслуживанием устройства.
• Продолжительность использования системы.

Обратите внимание, рекуператор воздуха для дома является важным, но далеко не единственным элементом, который требуется для эффективной вентиляции в жилом помещении. Вентиляция вместе с рекуперацией является комплексной системой, которая функционирует лишь при условии работы в профессиональной «связке»

Эффективность устройства

При понижении температуры окружающей среды эффективность агрегата уменьшается, но все же сделать рекуператор воздуха для частного дома своими руками важно, так как при существенной разнице система отопления будет перегружена. Если за окном лишь 0 градусов, то в жом будет попадать воздух с температурой в +16 градусов

Бытовые агрегаты с легкостью справляются со своей задачей. Эффективность устройства рассчитать несложно, если использовать следующую формулу:

Ƞ=(t_пост –  t_улицы)/(t_комн –  t_улицы)

• t_пост – это температура поступившего воздуха (после рекуперации).
• t_улицы – температура на улице.
• t_комн – температура в доме по рекуперации.

Основные разновидности конструкции

Специалисты уделяют особое внимание тому, что системы рекуперации с вентиляцией для тепла есть нескольких разновидностей:

• Пластинчатые.
• Роторные.
• С отдельными теплоносителями.
• Трубчатые.

Итак, давайте рассмотрим их подробнее.

Пластинчатый вид отличается от остальных видов тем, что в его конструкции есть алюминиевые листы. Такая установка считается наиболее сбалансированной даже с точки зрения стоимости и значения теплопроводности (КПД от 45% до 72%). Устройство отличается также простотой выполнения, доступной ценой и отсутствием каких-либо подвижных элементов. Для установки не потребуется специальная подготовка. Вы сможете провести ее без сложностей дома, собственноручно.

Роторные устройства являются самыми популярными. В их конструкции обязательно присутствует вал вращения, который питается от электричества, а еще 2 канала для воздухообмена с противотоками. Как именно работает подобный механизм? Один из участков ротора начинает прогреваться от воздуха, а после он поворачивается и тепло переходит к холодным массам, которые сосредоточены в соседнем канале. Но, несмотря на высокий уровень КПД у такой установки есть ряд весьма ощутимых недостатков:

• Большой вес.
• Требуется регулярный ремонт и техническое обслуживание.
• Сложно починить устройство своими руками, сделать его вновь работоспособным.
• Воздушные массы смешиваются.
• Зависимость от электроэнергии.

Обратите внимание, что устройство вентиляции с трубчатыми элементами, а еще отдельными теплоносителями почти нельзя сделать в домашних условиях, даже если у вас будут все чертежи и схемы. https://www.youtube.com/embed/SzC8D5tKsSQ

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.