Рекуперация тепла в системах вентиляции — принцип действия схемы

Чтo нeoбxoдимo yчитывaть в paбoтe paзличныx мoдeлeй oбopyдoвaния

Каждая система рекуперации воздуха для частного дома имеет свои сильные стороны и области применения.

Система вентиляции в частном доме с рекуперацией включает в себя не только поддержание температурных и влажностных показателей, но и устранение неблагоприятных запахов. На рынке представлен разнообразный выбор моделей, которые отличаются функциональными особенностями и способом установки.

Например, вытяжка, установленная в вентиляции, позволяет удалять копоть, запахи и жир. Таким образом, в помещение поступает чистый воздух, а на мебели не оседает жирная пыль. Такие условия благотворно влияют на наше самочувствие и облегчают уборку.

Пластинчатый теплообменник

Конструкция теплообменника такова, что потоки воздуха не смешиваются благодаря металлическим пластинам, разделяющим потоки воздуха. Это простое техническое решение обеспечивает более эффективный теплообмен. Строительство таких устройств не требует больших инвестиционных затрат. Благодаря отсутствию движущихся частей, такое устройство будет работать относительно долго. В настоящее время эффективность таких устройств достигает 60-65%.

Элементы изготовлены из алюминиевых сплавов. Они не подвергаются коррозионным изменениям и характеризуются высоким коэффициентом теплопроводности.

Вращающаяся система

Рекуператор жидкости в офисном здании

В данном типе оборудования смешивается небольшая часть воздушных потоков, так как воздушные потоки изолируются щетками с мелкими щетинками. Роторная система занимает большую площадь, чем пластинчатая, но при этом обладает высокой эффективностью (до 86% в лучших моделях). Вращающаяся крыльчатка и приводящий ее в движение ремень снижают общую надежность устройства и увеличивают энергетические затраты на регенерацию.

Схема регенерации жидкости для офисного помещения

Эти модели стоят дорого и не имеют более высокого КПД, чем аналогичные устройства. Основным положительным отличием является возможность размещения отдельных блоков на большом расстоянии друг от друга. Поэтому жидкостные охладители в основном используются в больших коммерческих зданиях. В частных домах для рекуперации воздуха в доме обычно используется пластинчатый или лопастной рекуператор.

Бризер

Система рекуперации воздуха для частного дома и охладитель различаются по своему назначению. Назначение охладителя – нагревать воздух. В нем отсутствует процесс теплообмена, поэтому для повышения температуры воздуха требуется много электроэнергии.

Компактная модель рекуператора

Данная модель представляет собой рекуператор типа местной вентиляции в односемейном доме. Стоит подумать о его использовании. Компактные модели могут быть установлены в стенах различных помещений. Они работают отдельно, поэтому их не нужно подключать к центральной установке, которая задает и контролирует все устройства.

В таких моделях два воздушных потока движутся синхронно друг с другом благодаря встроенным вентиляторам. Изменение эффективности работы осуществляется с помощью пульта дистанционного управления. В ночное время устройство можно переключить в бесшумный режим.

Для предотвращения замерзания предусмотрены специальные каналы, по которым проходит часть теплого воздуха. Однако эта защита действует только до температуры -15ºC. Активация режима вытяжки помогает удалить иней и лед с поверхности теплообменника. В этом режиме также удается очистить воздух в помещении от удушливого дыма и других примесей.

Встроенный фильтр защищает от проникновения загрязняющих веществ извне: его ячейки имеют такой размер, что не блокируют поток воздуха, но препятствуют проникновению насекомых и растительного помета. На внутренней стороне рекуператора имеется съемная крышка для обслуживания.

Система рекуперации тепла: какие детали потребуются

Следует тщательно подготовиться перед тем, как изготовить рекуператор воздуха своими руками. Подготовка по теоретической части пройдена, теперь обсудим материальную составляющую. Оговоримся сразу, что лучше рассматривать пластинчатый рекуператор из-за простоты его изготовления.

Итак, рекуператор тепла и воздуха для квартиры потребует покупки листового металла. В приоритете алюминиевые листы, при этом допускается и железо для кровли, гетинакс или сотовый поликарбонат. Благодаря этим металлам рекуперация энергии будет максимально эффективной, так как толщина листа напрямую влияет на то как успешно будет работать теплообменник.

Следующий пункт в списке покупок это рейки из дерева, они необходимы для прокладок между листами металла. Здесь так же важна толщина, лучше всего 2-3 мм, а ширина примерно 10 мм. Также понадобится герметик, клей без кислоты.

Рекуператор, предназначенный для вентиляции частного дома или квартиры обязательно должен иметь корпус. Материалы лучше всего выбирать из фанеры, металла или МДФ, также можно использовать готовый корпус. Понадобятся 4 фланца, имеющие такое же сечение как трубы. Любой вид минеральной ваты толщиной около 4 см. Также приобретите уголок, метизы и кулер. Позаботьтесь о том, чтобы был инструмент, способный разрезать детали, из которых состоит рекуперативная вентиляция.

Изготовление системы вентиляции с рекуперацией тепла

Первым делом нужно нарезать металлические пластины. Вырезать их следует квадратами в пределах от 20 до 30 см, всего пластин потребуется примерно 70. Лучше резать сразу несколько штук, это обеспечит скорость работы и более ровные стороны.
Деревянные рейки следует покрыть олифой и порезать их, длина рейки должна соответствовать стороне металлических пластин

Получившиеся части нужно приклеить на две стороны всех квадратов, после чего сделайте перерыв пока клей полностью высохнет
Одну металлическую пластину следует оставить без реек.
После того как заготовки высохли — покройте клеем верхние части реек и соберите все детали в единую конструкцию.Обратите внимание на то, что каждую следующую пластину следует провернуть на 90 градусов. Таким образом рейки чередуются и ложатся перпендикулярно друг к другу.
В конце нужно приклеить лицевую пластину, которая осталась без реек
Собранные пластины фиксируются благодаря уголкам, а щели нужно обработать герметиком.
После подготовьте крепления под фланцы.
Готовый теплообменник нужно поместить в корпус, чтобы сделать это было проще используйте направляющую из уголка. Рекуператор в корпусе для вентиляции должен быть расположен углами к боковым стенкам корпусного элемента, так чтобы получился своеобразный ромб

Очень важной часть является создание двух изолированных пространств, чтобы воздух встречался исключительно в пластинчатой части всего устройства, которое создано для частного дома своими руками.
Когда эти процедуры проведены, то необходимо проделать отверстие, в которое будет вставлен шлаг, чтобы собирать и выводить конденсат.
Нужно вырезать 4 отверстия под фланцы. Также не забывайте о том, что есть возможность оставить место для воздушных фильтров.
После этого стенки корпусной части следует отделать минеральной ватой.
В конце нужно закрепить вентилятор и поместить самодельный рекуператор в вентиляционную систему.. Установка рекуператора воздуха производится либо в стену, либо в специальное отверстие, которое имеет вентиляция. Шумит рекуператор не сильнее, чем персональный компьютер, при этом уровень шума зависит от мощности кулера

Установка рекуператора воздуха производится либо в стену, либо в специальное отверстие, которое имеет вентиляция. Шумит рекуператор не сильнее, чем персональный компьютер, при этом уровень шума зависит от мощности кулера.

Итак, вы знаете, как устроены рекуператоры разных видов и как его можно сделать самостоятельно. Рекуперация тепла в системах вентиляции позволяет значительно сэкономить средства и вы можете собственными руками сделать бытовой рекуператор.

Подробнее о создании рекуператора смотрите на видео  https://www.youtube.com/watch?v=gODCJEA_voU

На что стоит обратить внимание при выборе?

При этом учитывается местный климат

Например, противоточные пластинчатые агрегаты больше подходят для умеренной климатической зоны; Для дома важно выбрать модель с наименьшим потреблением энергии. Вентиляторы используют большую часть потребляемой ими энергии
При выборе необходимо обратить внимание на мощность устройства; Необходимо обратить внимание на площадь поверхности фильтрующего материала

Благодаря большой площади поверхности, более длительный срок службы и меньшее потребление энергии
Загрязненный фильтр увеличивает потребление энергии; Необходимо обратить внимание на фильтры. Самые простые фильтры G3 очищают только крупную грязь. Более качественные фильтры M5 могут задерживать крупную пыль. Высший класс F7: удаляет все, включая мелкую пыль; Мощность установки должна соответствовать потребностям и размерам помещения. Интенсивность зависит от количества и частоты изменения воздушного потока. Мощность приблизительно равна объему помещения; Контроль системы рекуперации имеет важное значение при выборе. Автоматизация предлагает широкий спектр возможностей. Он работает в соответствии с требованиями: легко запрограммировать нужный режим. Уровень интенсивности может быть изменен в любое время с помощью недельной программы.

Основные советы помогут вам выбрать лучший и наиболее подходящий рекуператор. Производительность также зависит от качества установки и правильной эксплуатации.

Пластинчатые рекуператоры

Пластинчатые рекуператоры, в отличие от роторных, не имеют движущихся частей и не нуждаются в обслуживании, поэтому идеально подходят для применения в квартирах, офисах и коттеджах. Эти рекуператоры имеют несколько разновидностей:

1. Самые простые и недорогие – перекрестноточные теплоутилизаторы, в которых потоки приточного и вытяжного воздуха движутся перпендикулярно друг другу. Такой рекуператор имеет посредственные характеристики: тепловая эффективность на уровне 40–45% и склонность к обмерзанию даже при слабом морозе. Обмерзание происходит, когда теплый и влажный вытяжной воздух охлаждается приточным потоком с отрицательной температурой. Влага из вытяжного воздуха конденсируется на холодной поверхности рекуператора и замерзает. На иллюстрации видно, что в области со снежинками воздух из помещения контактирует с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. По мере обмерзания вытяжного канала поступление теплого воздуха из помещения снижается, область с отрицательной температурой растет и постепенно весь вытяжной канал заполняется льдом. Из-за указанных недостатков рассматриваемое техническое решение имеет ограниченно применение, однако на базе нескольких перекрестноточных модулей можно собрать более эффективный каскадный рекуператор.

2. Каскадный перекрестноточный рекуператор уже можно применять в регионах с холодным климатом. Так, тепловая эффективность трехкаскадного рекуператора составляет около 70%, а минимальная температура наружного воздуха, при которой он может устойчиво работать – минус 25–30°С. На иллюстрации видно, что конденсация влаги происходит, преимущественно, в модуле, который имеет положительную температуру. А в модуль с отрицательной температурой попадает уже осушенный воздух с небольшим влагосодержанием. Однако каскадные рекуператоры не лишены недостатков: более сложная конструкция приводит к образованию перетоков между каналами из-за неплотностей в местах соединений модулей. Перетоки воздуха приводят к падению тепловой эффективности рекуператора и проникновению запахов из вытяжного канала в приточный. Кстати, проверить качество сборки вентустановки с рекуператором можно с помощью фонарика: выключите свет и посветите фонариком в один из каналов – полоски света в другом канале покажут места, где будут происходить перетоки воздуха.

3. Энтальпийный перекрестноточный рекуператор обеспечивает частичный перенос влаги из вытяжного в приточный поток воздуха. Традиционные пластинчатые рекуператоры изготавливают из алюминия, который не впитывают и не пропускают влагу. Основой же энтальпийного рекуператора является мембрана из специального материала, который пропускает молекулы водяного пара, увлажняя приточный воздух. Трехкаскадный энтальпийный рекуператор возвращает около 40–50% влаги, при этом мембрана, из которой изготовлен теплоутилизатор, не должна намокать и обмерзать, так как со временем это приводит к её разрушению. По этой причине энтальпийный рекуператор нельзя использовать совместно с канальным увлажнителем воздуха, а также для обслуживания помещений с влагоизбытками (бассейны, сауны) и других помещений с относительной влажностью воздуха выше 50%.

4. Противоточные рекуператоры. Максимально возможная тепловая эффективность пластинчатого рекуператора определяется взаимным расположением потоков воздуха. Эффективность перекрестноточного модуля не может превышать 50%, поэтому для увеличения общей эффективности рекуперации используют каскадирование. Расплачиваться за это приходится усложнением конструкции, возникновением перетоков, увеличением габаритов и стоимости оборудования. В тоже время повысить эффективность рекуперации можно простым способом, направив потоки приточного и вытяжного воздуха навстречу друг другу – такая схема обеспечивает максимально возможную эффективность и не требует каскадирования. Противоточные рекуператоры сложнее в изготовлении и потому дороже, однако с развитием технологий появилась возможность выпускать относительно недорогие противоточные рекуператоры с заданной эффективностью. Тепловая эффективность противоточного теплоутилизатора определяется его размерами и может достигать 90%. Другим его преимуществом является стабильная работа при температуре наружного воздуха до минус 35 градусов: конденсация влаги происходит там, где поверхность рекуператора имеет положительную температуру, затем весь конденсат стекает в поддон и удаляется из рекуператора. Еще одним преимуществом такого рекуператора является практически полное отсутствие перетоков, поскольку он выполнен в виде единого модуля.

Делаем рекуператор своими руками

Необходимое оборудование и материалы

Перед началом работ необходимо запастись:

• кровельное железо, алюминий, медь (не менее 4 квадратных метров);
• техническая пробка или деревянная рейка, пропитанная олифой;
• коробка из жести или фанеры;
• герметик обычный;
• минеральная вата или другой изоляционный материал;
• саморезы или метизы;
• лобзик (желательно электрический), шуруповерт, отвертка, рулетка.

Как сделать чертеж?

1. Размер теплообменника:
   • определяемся с размером (обычно 20 на 30 сантиметров) и количеством пластин (рекомендуется около 70);
   • учитываем толщину прокладки между пластинами (специалисты останавливаются на 3–4 миллиметрах);
   • учитываем количество таких кассет.
2. Диаметр входных и выходных отверстий. Чем больше диаметр, тем мощнее будет прибор.
3. Размер корпуса должен предусматривать возможность свободной циркуляции воздуха на входе и выходе.
4. Предусматриваем место для крепежных элементов (уголка) теплообменника.

Рециркуляционный водяной рекуператор воздуха

Руководство по сборке

1. Пластинчатый рекуператор:
   • Нарезаем из листа металла или фольги пластины необходимого размера.
   • Подготавливаем рейки из пробки или фанеры, равные длине стороны пластины.
   • Наклеиваем рейки на пластины так, чтобы получилось место для прохождения потока (минимум 3 направляющих, две по краям, одна посредине).
   • Соединяем пластины перпендикулярно между собой (гладкая сторона к рейке). Так мы получаем промежутки, в которых будут ходить входящий и выходящий воздух поочередно.
   • Корпус помимо крепления для теплообменника должен содержать 4 отверстия, равных диаметру труб вентиляции (отверстия парные).
   • Собираем коробок, предварительно предусмотрев клапан для возможности перекрыть входящий поток. Это нужно, чтобы при необходимости разморозить систему теплыми потоками.
   • Присоединяем устройство к системе вентиляции, герметизируем лишние щели.
   • Корпус заключается в теплоизоляционный кожух для увеличения КПД.
2. Трубчатый рекуператор. Устройство гораздо проще, дешевле предыдущего, но занимает очень много места. Это связано с тем, что длина трубы прямо влияет на продуктивность системы. Порядок работ:
   • На пластиковую канализационную трубу (длина минимум 2 метра) диаметром не менее 160 миллиметров одевается разветвитель с размером отверстия на выходе порядка 100 мм.
   • Внутрь вставляется предварительно максимально растянутая алюминиевая гофра диаметром 100 мм, которая герметично крепится к одному из отверстий разветвителя.
   • Одеваем разветвитель на другую сторону и крепим гофру.
   • Подключаем вентиляционные трубы так, чтобы внутри гофры ходил воздух из помещения, а снаружи входящие потоки.
   • Пластиковая труба также утепляется минеральной ватой или другими средствами.

Промышленный (крышный) рекуператор воздуха

Виды вентиляционных систем

Все вариации систем вентиляции делятся на два вида:

1. Естественные.
2. Принудительные (управляемые, механические).

Первые предполагают отсутствие любых механических средств циркуляции воздушных масс по дому. В этом случае все происходит благодаря естественной тяге, образующейся за счет разницы давлений и температур в разных точках системы вентиляции. Работа вторых наоборот обусловлена наличием в их составе воздушных вентиляторов вытяжного либо приточного направления.

Чем отличается естественная и принудительная вентиляции

Естественная

Для создания естественной вентиляции частного дома необходимо лишь проделать в его стенах отдушины и создать вытяжной вентканал. Этот вариант наиболее прост и быстр в реализации. Достаточно еще на стадии строительства коттеджа предусмотреть отверстия для поступления и выхода воздуха. А если здание уже построено, то проделать их в стеновых конструкциях также не слишком сложно.

Естественная вентиляция с применением вентшахт

Естественная вентиляция в доме с мансардой

Принудительная

В отличие от естественной вентиляция в частном доме принудительного типа более эффективна и способна контролировать в помещении не только температуру, но и влажность. Однако стоит она гораздо дороже и требует постоянного электропитания. Главный элемент такой системы – вентилятор в том или ином виде.

Среди достоинств вентиляции с принудительной тягой числятся:

• возможность точной регулировки мощности и настройки иных характеристик системы отдельно для каждой комнаты;
• возможность автоматического контроля помимо температуры также влажности и чистоты комнатного воздуха;
• автономность работы оборудования без необходимости постоянной его ручной подстройки;
• стабильность воздухообмена по всему дому и в каждом помещении отдельно;
• наличие опции подогрева уличного воздуха за счет рекуперации или электрического нагревательного элемента.

Принудительный вариант позволяет более точно контролировать все параметры микроклимата в комнатах. Однако за это придется заплатить не только более высокими издержками на этапе строительства, но и расходами потом при эксплуатации.

Принудительная вентиляция в частном доме

К минусам принудительной вентиляции дома относятся:

• необходимость электроснабжения и затраты на него;
• высокая цена оборудования;
• дополнительные финансовые издержки на обязательное обслуживание электротехники;
• повышенные требования к качеству расчетов и проекта.

Главный нюанс этого варианта – зависимость от электричества. При отключении электропитания вентилятор перестанет работать и толку от всей системы будет ноль. Если в поселке регулярно пропадает напряжение в сети, то при обустройстве вентиляции этого вида необходимо заранее позаботиться о бесперебойнике.

Это интересно: Вентиляция подвала частного дома — как сделать естественную и принудительную вытяжку своими руками, схема + фото и видео

Основные элементы приточно-вытяжных установок

Приточно-вытяжная установка с рекуперацией или с рециркуляцией, имеющая в своем арсенале и первый, и второй процесс, всегда сложный организм, требующий высокоорганизованного управления. Приточно-вытяжная установка скрывает за своим защитным коробом такие основные компоненты как:

• Два вентилятора различного типа, которые определяют производительность установки по расходу.
• Теплообменник рекуператор  – нагревает приточный воздух путем передачи тепла от удаляемого воздуха.
• Электрический нагреватель – нагревает приточный воздух до нужных параметров, в случае нехватки теплового потока от вытяжного воздуха.
• Воздушный фильтр – благодаря нему производится контроль и очистка наружного воздуха, а также обработка вытяжного  перед рекуператором, для защиты теплообменника.
• Воздушные клапана с электроприводами – могут быть установлены перед выходными воздуховодами для дополнительного регулирования воздушным потоком и перекрытия канала при выключенном оборудования.
• Байпас – благодаря которому воздушный поток можно направить мимо рекуператора в теплый период года, тем самым не нагревать приточный воздух, а подавать его напрямую в помещение.
• Камера рециркуляции – обеспечивающая подмес удаляемого воздуха в приточный, тем самым обеспечивая рециркуляцию воздушного потока.

Помимо основных составляющих приточно-вытяжной установки в нее также входит большое количество мелких комплектующих, таких как датчики, система автоматики  для управления и защиты и т.д.

SS	Датчик температуры приточного воздуха	HE	Теплообменник
ETS	Датчик температуры вытяжного воздуха	DHE	Воздушный клапан с электроприводом
OS	Датчик температуры наружного воздуха	BD	Байпас
EHS	Датчик температуры удаляемого воздуха	DBD	Байпасный клапан
HT	Воздухонагреватель	SFL	Фильтр на притоке
OT	Термостат защиты от перегрева	EFL	Фильтр на вытяжке
ET	Аварийный термостат	FGS	Датчик фильтра приточного воздуха
AFS	Датчик расхода приточного вентилятора	FGE	Датчик фильтра вытяжного воздуха
FPS	Термостат защиты от замораживания	DEH	Клапан вытяжного воздуха
WVA	Привод водяного клапана	DSP	Клапан приточного воздуха
WV	Водяной клапан	SF	Приточный вентилятор
EF	Вытяжной вентилятор

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:

Электрический нагреватель	Электрический нагреватель+ рекуператор	Водяной нагреватель
107 389,6 руб	42 998,6 руб	26 625 руб

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 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:

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.

Конструкция	КПД	Особенности
Теплообменник пластинчатого вида с перекрестным током	От 60 до 80%	Средний КПД, небольшие потери давления, конструкция компактная, удобно подключать.
Комбинированное устройство из двух пластинчатых теплообменников с перекрестным током	От 70 до 80%	Высокий КПД, но из-за этого потери давления выше, удобно подключать.
Теплообменник противоточный на пластиках	От 80 до (!) 90%	Высокий КПД при умеренных потерях давления, требуется место для установки, конструкция дороже вышеописанных.
Теплообменник противоточный канального типа	От 85 до 95%	Самый высокий КПД, относительно большие потери давления, потребуется дополнительно пространство для установки.
Роторный теплообменник	От 75 до 85%	Из-за риска переноса запахов подойдет только для вентиляции, которая рассчитана на одну квартиру, имеет небольшое сопротивление потоку.

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.

Воздействие на окружающую среду

Энергосбережение является одним из ключевых вопросов как для потребления ископаемого топлива, так и для защиты глобальной окружающей среды. Рост стоимости энергии и глобальное потепление подчеркнули, что разработка улучшенных энергетических систем необходима для повышения энергоэффективности при одновременном сокращении выбросов парниковых газов . Самый эффективный способ снизить потребность в энергии – более эффективно использовать энергию. Таким образом, в последние годы становится популярной рекуперация отходящего тепла, поскольку она повышает энергоэффективность. Во многих странах около 26% промышленной энергии по-прежнему расходуется в виде горячего газа или жидкости

Однако в течение последних двух десятилетий большое внимание уделялось рекуперации отходящего тепла из различных отраслей промышленности и оптимизации устройств, которые используются для поглощения тепла из отходящих газов. Таким образом, эти попытки способствуют снижению глобального потепления, а также потребности в энергии.

Потребление энергии

В большинстве промышленно развитых стран на HVAC приходится треть общего потребления энергии . Более того, охлаждение и осушение свежего вентиляционного воздуха составляет 20–40% от общей энергетической нагрузки систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жарких и влажных климатических регионах. Однако этот процент может быть выше, если требуется 100% вентиляция свежим воздухом. Это означает, что для удовлетворения потребностей пассажиров в свежем воздухе требуется больше энергии. Рекуперация тепла становится необходимостью из-за увеличения затрат на энергию для обработки свежего воздуха. Основная цель систем рекуперации тепла – снизить потребление энергии зданиями на отопление, охлаждение и вентиляцию за счет рекуперации отработанного тепла. В этом отношении автономные или комбинированные системы рекуперации тепла могут быть встроены в жилые или коммерческие здания для экономии энергии. Снижение уровня энергопотребления также может внести заметный вклад в сокращение выбросов парниковых газов в интересах устойчивого развития мира.

Парниковые газы

CO 2 , N 2 O и CH 4 являются обычными парниковыми газами, а CO 2 вносит наибольший вклад в изменение климата. Поэтому выбросы парниковых газов часто обозначают как выбросы эквивалента CO 2 . В период с 2000 по 2005 год общие глобальные выбросы парниковых газов увеличились на 12,7%. В 2005 году в строительном секторе было выброшено около 8,3 Гт CO 2 . Более того, в большинстве развитых стран на здания ежегодно приходится более 30% выбросов парниковых газов. Согласно другому исследованию, здания в странах Европейского Союза вызывают около 50% выбросов CO 2 в атмосферу. Если принять надлежащие меры, можно снизить выбросы парниковых газов на 70% по сравнению с уровнями, ожидаемыми в 2030 году. Увеличение выбросов парниковых газов из-за высокого спроса на энергоносители завершилось глобальным потеплением. В этой связи снижение выбросов газов в атмосферу является одной из важнейших проблем современного мира, которую необходимо решить. Системы рекуперации тепла обладают значительным потенциалом для снижения выбросов парниковых газов за счет снижения энергии, необходимой для обогрева и охлаждения зданий. Ассоциация шотландского виски реализовала на винокурне Glenmorangie проект по рекуперации скрытого тепла от новых промывных кубов для нагрева другой технологической воды. Они обнаружили, что будет сэкономлено 175 т / год CO 2 при сроке окупаемости менее одного года. В другом отчете подчеркивается, что 10 МВт рекуперированного тепла можно использовать для экономии 350 000 евро в год на затратах на выбросы. Закон Великобритании об изменении климата от 2008 года нацелен на сокращение выбросов парниковых газов на 34% к 2020 году по сравнению с уровнем 1990 года и сокращение на 80% к 2050 году

Они подчеркивают значительный потенциал и важность технологий рекуперации тепла для достижения этой цели.